white line white line
Заявки на оборудование просьба присылать в технический отдел на e-mail info@ence.ch, тел. +7 (495) 225 57 86
white line white line

Теплообменные аппараты и оборудование

Швейцарская производственно-инжиниринговая компания ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) образовалась в 1999 году, имеет 16 представительств и офисов в странах СНГ, предлагает оборудование и комплектующие с производственных площадок в Турции и Республике Корея, готова разработать и поставить по Вашему индивидуальному техническому заданию теплообменное оборудование и аппараты.

Общее определение теплообменников

Теплообменники представляют собой аппараты, которые передают тепло от одних сред к другим, т.е. передают тепло от горячих теплоносителей к холодным. Существует разнообразие теплообменных аппаратов, которые классифицируются по функциональному и конструктивному признаку, а также по способу передачи тепла. Теплообменники широко используются в химической промышленности, где они применяются в следующих процессах:

  • нагревания и охлаждения веществ в различных агрегатных состояниях;
  • испарения жидкостей и конденсации паров;
  • перегонки и сублимации;
  • абсорбции и адсорбции;
  • расплавления твердых тел и кристаллизации;
  • отвода и подвода тепла при проведении определенных реакций.

Площадь теплообмена. Коэффициент теплопередачи. Эффективность теплообменников. Уравнение теплового баланса

Эффективность теплообменного аппарата, определяется количеством энергии Q, которое он передает за установленное время. Данный показатель, в свою очередь, зависит от таких параметров как: коэффициент проницаемости тепла k, площадь теплообменной поверхности A и средняя разность температур Δtm.

Q=k·A·Δtm

Коэффициент проницаемости тепла k напрямую зависит от конструкции теплообменника, типа материала из которого изготовлен аппарат, а также специфики протекания веществ в теплообменнике.

k=[(1/α1)+(s/λ)+(1/α2)]-1

Накипь, корка соли, а также другие типы отложений на трубах отрицательно влияют на эффективность работы теплообменника. По этой причине, необходимо регулярно удалять отложения и предотвращать их образование.

Разность температур теплоносителей как движущая сила теплообмена

Разность температур теплоносителей (t1-t2) является движущейся силой процесса теплообмена. Как правило, уровень температуры потоков веществ (или хотя бы одного из потоков) меняется по мере протекания по поверхности теплообмена, вследствие чего изменяется и разность температур от сечения к сечению Δt=t1-t2. Таким образом, уравнение теплопередачи должно быть написано применительно к общему случаю в дифференциальной форме для элемента поверхности dF/dQ=k·Δt·dF, откуда при K=const

Q=k·0F(Δt·)dF=K·Δср·F

где Δср - средняя разность температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена

Задача технологического расчета теплообменника заключается:

  • в определении необходимой поверхности теплообмена F при заданных водяных эквивалентах (W1 и W2) и температурах обоих теплоносителей (t'1, t"1, t'2, t"2);
  • либо в нахождении возможного теплового потока Q в аппарате с поверхностью F при заданных значениях остальных величин.

В обоих случаях необходимо знать величину средней разности температур.

Методы передачи тепловой энергии

Существует три принципиальных способов передачи тепла от одного теплоносителя к другому:

  1. Теплопередача – заключается в переносе тепловой энергии при соприкосновении колеблющихся микрочастиц.
  2. Излучение – это перенос энергии в виде электромагнитных волн, которые излучают тела.
  3. Конвекция – осуществляется за счет перемещения и перемешивания частиц жидкости или газа.

В различных частях теплообменных аппаратов процесс теплообмена происходит по-разному и может сочетать все или несколько приведенных видов теплопередачи. Поэтому при расчете процесс теплопередачи рассматривают как единый.

Виды промышленных теплоносителей

Промышленные теплоносители можно разделить на следующие основные виды:

  • водяной пар;
  • топочные газы;
  • высококипящие промышленные теплоносители (органические, ионные, жидкометаллические);
  • неорганические.

Водяной пар широко применяется на предприятиях химической отрасли. Данный теплоноситель обладает высоким удельным теплосодержанием (скрытая теплота испарения при нормальном уровне давления составляет 2256,8 кДж/кг) и высоким коэффициентом теплоотдачи, при конденсации. Нагревание водяным паром становится экономически невыгодным для получения температур выше 200 °C. При высоких уровнях температур, аналогичными недостатками обладает вода, при этом еще уступая водяному пару по значению коэффициента теплоотдачи.

При использовании топочного газа, можно достигать высоких температур, посредством сжигания газообразных, жидких и твердых топлив. К недостаткам данного вида теплоносителя относится низкий уровень теплоотдачи. Как следствие, необходимы большие поверхности нагрева, что не позволяет тонко регулировать падение температуры.

Для работы с температурами более 200 °C используются высококипящие органические и неорганические теплоносители. Группа органических теплоносителей включает в себя циклические, ациклические и смешанные соединения с температурами кипения до 380-420 °C, ароматизированные, цилиндровые и компрессорные минеральные масла. По показателю коэффициента теплоотдачи, пары органических теплоносителей уступают водяному пару и сопоставимы с жидкими теплоносителями при условии скорости циркуляции около 3-4 м/с.

Органические теплоносители горючи и взрывоопасны, но не агрессивны к обычным конструкционным материалам (кроме хлорпроизводных соединений). Наиболее используемым органическим теплоносителем в промышленности является эвтектическая смесь дифенила и дифенилового эфира (40% установок).

Ионные теплоносители используют в жидком и парообразном состоянии. Теплоносители данного вида имеют высокие температуры плавления и кипения, поэтому их применение в промышленности ограниченно. По структурному признаку, ионные теплоносители разделяют на две группы:

  • соли и их эвтектические сплавы;
  • кремнийорганические соли.

В данное время наиболее широкое применение в промышленности получили ароматические эфиры и ортокремниевые кислоты.

В группу жидкометаллических теплоносителей входят металлы и их сплавы, которые используются в жидком и парообразном состоянии (редко). В связи с тем, что данные теплоносители наиболее термостойкие, они характеризуются повышенной агрессивностью к материалам конструкций, поэтому максимум температур жидкометаллических теплоносителей ограничивается их коррозийным действием.

Такие теплоносители токсичны в парообразном состоянии, взрывоопасны в смеси с воздухом, а также интенсивно окисляются при рабочих температурах.

Выбор теплоносителя зависит от следующих факторов:

  • требуемой рабочей температуры;
  • плотности;
  • вязкости;
  • удельной теплоемкости;
  • коэффициента теплопроводности.

Схемы движения теплоносителей

На практике существует четыре схемы движения теплоносителей:

  • прямоток – параллельное движение в одном направлении;
  • противоток – параллельное движение на встречу;
  • перекрестный ток – движение в перпендикулярном направлении;
  • смешанные токи – один или более теплоносителей делают несколько ходов в аппарате, омывая, при этом, часть поверхности по схеме прямотока, а другую часть – согласно схеме противотока или перекрестного тока.
Теплообменные аппараты и оборудование
Схемы движения теплоносителей

Виды теплоносителей

Теплообменное оборудование широко используется в промышленности для нагрева и охлаждения технологических потоков. Для нагрева более холодного потока используют теплоноситель, который называется нагревающий агент. Для охлаждения более горячего потока используют теплоноситель, который называется охлаждающий агент.

Нагревающие агенты

Нагревающий агент является промежуточным звеном в процессе нагрева, он получает тепло от прямых источников тепловой энергии (топочные газы и электроэнергия) и передает ее технологическому потоку. При нагреве технологических потоков в промышленных теплообменных аппаратах широкое применение получили разнообразные газовые и жидкие нагревающие агенты, такие как:

  • водяной пар;
  • горячая вода;
  • высокотемпературные жидкости (органические и неорганические).

Водяной пар наиболее применим в промышленных процессах теплообмена. Он обладает высоким коэффициентом теплоотдачи при конденсации и удельным теплосодержанием. Также к его важным достоинствам относят пожаровзрывобезопасность и способность регулирования обогрева. Температура нагрева паром ограничена ~ 200 °C, это связано со значительным повышением давления при увеличении температуры, что ведет к усложнению и удорожанию аппаратурного оформления. Похожими недостатками обладает вода.

Для осуществления нагрева от 200 до 400 °C применяют высокотемпературные жидкости, включающие в себя органические и неорганические вещества. К органическим теплоносителям относят такие вещества как глицерин, дифенильные смеси, нафталин и его производные, цилиндровые и минеральные масла. Коэффициент теплоотдачи у органических соединений ниже, чем у водяного пара. Органические соединения не оказывают корродирующего воздействия на конструкционные материал. К отрицательным характеристикам таких теплоносителей относят их горючесть и взрывоопасность.

В качестве неорганических теплоносителей применяют металлы, преимущественно в жидком состоянии, и некоторые расплавы солей. Металлы являются наиболее термостойкими теплоносителями. Основными недостатками считаются высокая корродирующая способность при максимальных температурах и токсичность паров, поэтому их применение определяется стойкостью конструкционных материалов.

Расплавы солей имеют высокую температуру плавления, что ограничивает их применение в промышленности.

Топочные газы применяются для нагрева до экстремально высоких температур 1000°C. К недостаткам данного теплоносителя относят низкий коэффициент теплоотдачи и загрязнение поверхности продуктами неполного сгорания топлива, ведущие соответственно к увеличению поверхности теплообмена и сложности регулирования температуры.

Обогрев с помощью электричества можно осуществлять в широком диапазоне температур с точным регулированием, но при этом он экономически не выгоден, так как имеет высокую стоимость.

Выбор теплоносителя обусловлен конкретными условиями проводимого технологического процесса и, прежде всего, зависит от требуемой температуры нагревания или охлаждения и необходимостью её регулирования. Для осуществления заданного температурного режима и обеспечения надежной эксплуатации теплоноситель должен соответствовать ряду требований:

  • Обеспечение высокой интенсивности теплоотдачи;
  • Физико-химические свойства: низкое значение вязкости и высокие значения теплоемкости, теплоты парообразования, плотности;
  • Низкие корродирующие свойства;
  • Не токсичность;
  • Термостойкость;
  • Экономические показатели: доступность и не высокая стоимость;
  • Пожаровзрывобезопасность.

Охлаждающие агенты

Охлаждающие агенты используются для снятия избыточной тепловой энергии с технологических потоков и аппаратов, в зависимости от применения. Для охлаждения до температур ≈10-30 °C применяются наиболее распространенные и дешевые теплоносители вода и воздух. При необходимости охлаждения до более низких температур применяют низкотемпературные жидкости.

Охлаждение водой предусматривает использование поверхностных теплообменников и реже теплообменников смешения. При использовании водяного охлаждения необходимо учитывать следующие аспекты:

  • начальная температура воды (для расчетов принимается температура с наиболее высоким показателем в летний период)
  • конечная температура воды (на выходе из теплообменника температура воды не должна превышать 50 °C, так как при более высоких температурах начинается интенсивное испарение воды, ведущее к увеличению расхода и отложению растворенных солей на поверхности теплообмена).

В отличие от водяного, воздушное охлаждение чаще применяется в теплообменниках смешения. В первую очередь это связано с тем, что воздух имеет низкий коэффициент теплоотдачи, из-за чего требуется значительное увеличение поверхности теплообмена и расхода потребляемого воздуха. Но не смотря на это, воздушное охлаждение обладает рядом преимуществ, которые влияют на увеличение срока службы аппарата (не оказывает корродирующего действия и не загрязняет поверхность теплообмена).

Охлаждение до температур ниже 0 °C осуществляется низкотемпературными жидкостями, такими как: фреон, аммиак, диоксид углерода и холодильные рассолы солей. Для этого предусмотрены специальные холодильные установки, работающие по замкнутому циклу.

Виды теплообменников

В соответствии со своим функциональным назначением, теплообменники бывают следующих видов:

  • подогреватели;
  • холодильники;
  • испарители;
  • конденсаторы;
  • дисляторы;
  • сублиматоры;
  • плавители и т.п.

В соответствии с типом конструкции, теплообменники бывают следующих видов:

  • нагревающие/охлаждающие рубашки, оснащенные мешалкой;
  • трубчатые (в т.ч. кожухотрубные);
  • теплообменники типа «труба в трубе»;
  • спиральные;
  • пластинчатые;
  • пластинчато-ребристые;
  • блочные графитовые;
  • воздушные охладители с ребристыми трубами;
  • оросительные;
  • башенные.

Виды теплообменников по способу передачи тепла

В соответствии со способом передачи тепла теплообменные аппараты могут быть:

  • поверхностными;
  • смесительными.

Поверхностные теплообменники передают тепло посредством разделительных твердых стенок. Смесильные теплообменники передают тепло посредством непосредственного контакта холодных и горячих сред (т.е. смешения).

Поверхностные аппараты подразделяются на следующие виды:

  • рекуперативные;
  • регенеративные.

Рекуперативные теплообменники передают тепло посредством разделяющей стены со специальной теплообменной поверхностью (или нагревательной поверхностью). Регенеративные теплообменники также оснащены нагревающейся стенкой, но процесс передачи тепла отличается от рекуперативного теплообменника. В аппаратах данного типа оба теплоносителя по очереди контактируют с одной и той же стенкой, которая аккумулирует тепло по мере прохождения горячего потока и отдает тепло при прохождении холодного потока. Регенераторы способны функционировать только в периодическом режиме. Рекуператоры способны работать в обоих режимах: непрерывном и периодическом.

Простейший теплообменник

Нагревающие/охлаждающие рубашки являются простейшим видом теплообменных аппаратов. Такие рубашки окружают корпус аппарата и образуют кольцевое пространство, где перемещается необходимый теплоноситель (пар или вода). Данные аппараты оснащаются механическими мешалками для интенсификации процессов теплообмена.

Теплообменные аппараты и оборудование
Простейший теплообменник (аппарат с теплообменными рубашками)

Описание трубчатых теплообменников

Трубчатые теплообменные аппараты характеризуются простой конструкцией, малыми габаритами, высоким уровнем теплопередающей мощности и адекватной ценой. Такой тип теплообменников получил широкое применение в области химического производства. Конструкция трубчатого теплообменника состоит из резервуара, выполненного в форме цилиндра, в который встроена трубная секция. Трубная секция представляет собой блок из параллельно проложенных трубок, которые закреплены в трубных решетках или досках. Трубчатый теплообменник оснащен двумя камерами (полостями): трубной полостью и полостью корпуса. В трубной секции течет одно вещество, а в межтрубном пространстве корпуса – другое. Эффективность процесса теплообмена повышается посредством поворота направляющих щитков в корпусе, что способствует изменению направления течения среды.

В теплообменном аппарате, оснащенном двумя трубными решетками, среды могут течь в двух режимах:

  • Перекрестно-противоточном;
  • Перекрестно-прямоточном.

В данной конструкции, доступ к трубкам снаружи затруднен, поэтому среда, находящаяся внутри корпуса, не должна способствовать образованию отложений. Трубки в таких аппаратах можно очистить только предварительно удалив боковые обечайки.

Конструкция теплообменного аппарата с U-образными трубками представляет собой одну трубную решетку, в которую вварены U-образные трубки. Округленная часть трубки свободно опирается на поворотные щитки в полости корпуса. К плюсам такого типа конструкции можно отнести возможность линейно расширять трубки, что обеспечивает возможность работ при большем перепаде температур. Для того, чтобы очистить трубки, необходимо вынуть из корпуса всю трубную секцию. Очищение возможно только путем химической очистки.

Теплообменные аппараты и оборудование
Теплообменный аппарат с U-образными трубками

Трубчатые теплообменные аппараты могут применяться в качестве конденсаторов. В таких случаях, теплообменники располагают в вертикальном или наклонном положении. В полость корпуса поступает пар, где он и конденсируется. Конденсат накапливается в углублении, после чего подается наружу. Пары, которые не конденсируются, выводятся посредством вытяжного клапана. Охлаждающая среда течет по трубам.

Теплообменные аппараты и оборудование
Теплообменный аппарат, используемый в качестве конденсатора

Трубчатые теплообменные аппараты часто используются в испарителях, где устанавливаются в вертикальном или наклонном положении. Испаряющаяся среда течет вниз по открытым трубкам. Она закипает и в виде пузырьков пара разбрызгивается в камере испарителя. Греющий пар находится внутри полости корпуса. В соответствии с выбранным режимом, испарители могут быть:

  • проточными аппаратами (жидкость протекает через испаритель только один раз);
  • аппаратами естественной циркуляции (жидкость течет в замкнутом цикле по рециркуляционной трубке).
Теплообменные аппараты и оборудование
Виды трубчатых теплообменных аппаратов, используемых в составе испарителей

Кожухотрубчатые теплообменники

Широкое распространение получили кожухотрубные теплообменники. Данные аппараты применяются для осуществления теплообмена между потоками веществ, находящихся в различных агрегатных состояниях:

  • пар-жидкость;
  • жидкость-жидкость;
  • газ-газ;
  • газ-жидкость.

Конструкция аппарата включает пучок труб, который располагается внутри цилиндрического корпуса. Корпус кожутрубного аппарата чаще всего сварен из листовой стали, реже изготовлен методом литья.

Теплообменные аппараты и оборудование
Кожухотрубный теплообменник

Трубки подгоняются к двум трубным решеткам посредством вальцевания или сварки. Способ подгонки зависит от типа конструкционного материала. Длина труб, как правило, составляет 5-7 м. Трубки, составляющие пучок, располагаются в шахматном порядке, по вершинам равностороннего треугольника. Шаг составляет s=(1,25-1,30)·dП, где dП это величина наружного диаметра труб. Теплообменник данного типа оснащается двумя крышками со штуцерами. Крышки являются съемными и предназначены для входа и выхода теплоносителя, который течет по трубам. Межтрубное и трубное пространство разделяются. Второй теплоноситель находится в межтрубном пространстве, которое также имеет входной и выходной штуцеры. Для удобства очистки, по трубам течет то вещество, которое содержит твердые включения. Вещество находится под воздействием высокого давления и обладает агрессивными свойствами, что способствует предохранению труб от коррозии. Коэффициент теплоотдачи со стороны межтрубного пространства является более низким, так как площадь проходного сечения межтрубного пространства значительно больше общего суммарного живого сечения труб. При этом, объемные расходы теплоносителей одинаковы. Чтобы устранить описанное явление, увеличивают скорость движения теплоносителя посредством размещения различных перегородок в межтрубном пространстве.

Кожухотрубные теплообменники могут располагаться в вертикальном или горизонтальном положении в зависимости от местных условий. Такие аппараты могут соединяться последовательно, если есть необходимость удлинить пути теплоносителей. Параллельное соединение используется в случаях, если размещение необходимого числа труб в одном корпусе невозможно.

Многоходовые теплообменные аппараты используются с целью увеличения скорости и интенсификации теплового обмена посредством удлинения теплоносителей.

Теплообменные аппараты и оборудование
Двухходовой кожухотрубный теплообменный аппарат

Конструкция двухходового кожухотрубного аппарата предусматривает перегородку в верхней крышке, благодаря которой, теплоноситель проходит сначала по трубам через половину пучка, а в обратном направлении – сквозь вторую половину пучка. Вторая среда перемещается в межтрубном пространстве, где путь удлиняют сегментарные перегородки. Существуют также трех- и шестиходовые теплообменные аппараты.

В целом, все многоходовые теплообменные аппараты характеризуются жестким креплением трубного пучка и корпуса. Такие теплообменники используются при условии небольших разностей температур обоих теплоносителей. При соблюдении данного условия, термические напряжения воспринимаются без опасных деформаций. При условии большой разницы температур сред протекающих в трубах и межтрубном пространстве, многоходовые аппараты оснащаются компенсирующими устройствами.

Наиболее несложной конструкцией среди компенсаторов является линзовый компенсатор. Данный тип компенсаторов используется при низких давлениях в межтрубном пространстве (до 1 МПа).

Аппараты, оснащенные плавающей головкой, практически не имеют ограничений в области компенсации температурных удлинений. Такие аппараты имеют две решетки: одна жестко закреплена, а вторая свободно перемещается. В таких конструкциях трубный пучок может быть демонтирован для ремонта и очистки. Для максимальной надежности разобщения трубного и межтрубного пространства штуцер от плавающей головки выводят через крышку аппарата посредством сальникового уплотнения.


Пример кожухотрубного теплообменника – Кожухотрубный теплообменник для нефтяного кокса

Описание

1) Продукт:

продукт:
размер частиц:
нефтяной кокс
0 до 10 мм
влажность продукта:
расход:
0,5%
25 т/час
насыпная плотность
температура продукта:
800-1000 кг/м³
- вход
- выход
950 – 1350 ºС
80 ºС
Температура воды:  
- вход
- выход
30 ºС
80 ºС

2) Энергоносители

электричество 380В – 3 фазы – 50Гц
сжатый воздух 6 бар – сухой и без смазки
охлаждающая вода 4 бара – 180м³/ч - 30ºС

3) Электродвигатель

Мощность
Класс защиты
75 кВт
IP55

4) Коксоохладитель

Барабанный охладитель Ø 2,8 х 24 м с внутренним теплообменником

Размеры

диаметр кожуха
длина кожуха
2800 мм
24000 мм
длина теплообменника
площадь охлаждения
20000 мм
около 795 м²
Объем поставки:

Барабанный охладитель Ø 2,8 х 24 м

Кожух

диаметр 2800 мм
длина кожуха 24000 мм
материал A42CP углеродистая сталь
толщина кожуха 18 мм
укрепление под бандажом 30 мм

Внутреннее оборудование

Загрузочное устройство

Кожух оборудован загрузочным устройством изготовленным из углеродистой стали.

Теплообменник

Внутренний теплообменник изготовлен из 4 узлов по 60 труб. Трубы из углеродистой стали, тип продольношовный сварной. Каждый трубный узел присоединен к коллектору расположенному в кожухе. Коллектор подсоединен к емкости, используемой при впрыске и циркуляции воды с помощью радиальных труб.

Теплообменник имеет поддерживающие опоры расположенные по окружности, опоры приварены к кожуху. Каждая опора изготовлена из секторов, чтобы минимизировать деформацию от температурного расширения и допустить разгрузку продукта.

Впрыск воды и ее выход происходит при помощи вращающегося уплотнения с углеродистыми кольцами, расположенными на разгрузочном конце.

Теплообменник изготовлен в соответствии с PED 97/23.

Бандажи / шины и ролики

Бандажи

количество 2
материал кованая сталь 35 CD4 скрепленная болтами
смазка масляно-капельная

Шарнирные ролики

количество 4
материал кованая сталь 42 CD4
тип крепления каждый ролик посажен на вал, который имеет опору из двух двухрядных роликоподшипников
опорная рама из углеродистой стали

Упорный ролик

кол-во 2
материал литая сталь 42CD4
тип крепления каждый ролик посажен на вал, который имеет опору из двух двухрядных роликоподшипников

Привод

Зубчатый венец

материал ХС 48

Шестерня

материал ХС 48
тип крепления шестерня посажена на низкоскоростной вал редуктора.
смазка масляно-капельная

Цепь

длина около 13000 мм
шаг 127 мм

Натяжное устройство

Натяжение цепи обеспечивается при помощи холостой шестерни. Натяжение цепи регулируется.

Приводной узел

один двигатель 75 кВт
один скоростной редуктор
одна муфта
одна опорная рама из углеродистой стали Е24-2

Защитный экран

Изготовлен из углеродистой стали.

Поставляется с:
- одним герметичным узлом
- одним выходным воздушным патрубком
- одной опорной рамой из углеродистой стали Е 24-2
Входной экран также поддерживает питательный желоб. Этот желоб из углеродистой стали и с рубашкой.

Один выходной резервуар

Используется для разгрузки продукта, входа воды и расхода из теплообменника. Из углеродистой стали.

Поставляется с:
-одним ротационным уплотнением для входа и выхода воды.
-один смотровой лючок
-одна опорная рама из углеродистой стали Е 24-2
-одно уплотнение для воздухонепроницаемости между кожухом и резервуаром

Защитные устройства

Вращающиеся части такие как ролики, кольца и шестерни будут защищены предохранительными устройствами из углеродистой стали.


Теплообменник типа «труба в трубе»: описание, принцип работы, достоинства, применение

Конструкция теплообменника типа «труба в трубе» включает в себя сдвоенные трубки, которые располагаются в несколько рядов в одном пакете друг над другом. Текущие среды теплообменного аппарата относительно друг друга находятся в противотоке. В результате подогрева жидкого вещества греющим паром, оно притекает внизу и по внутренней трубке поднимается вверх. Пар в полости корпуса подается в верхней части и затем опускается вниз, в самое глубокое место, где отводится конденсат. В целях поддержания нужной температуры охлаждающей жидкости, она притекает в нижней части корпуса. Очищаются теплообменные поверхности только механически и на прямом участке. Данный вид теплообменных аппаратов наиболее часто используется для работ под открытым небом.

Теплообменные аппараты и оборудование
Теплообменный аппарат типа «труба в трубе»

Спиральные теплообменники: описание, принцип работы, достоинства, применение

Спиральные теплообменные аппараты оснащены двумя плоскими клапанами для протекающей среды. Эти клапаны образованы стальными листами, которые скручены в спираль на равноудаленном расстоянии друг от друга. С обеих сторон спирали защищены боковинами, которые снимают для осуществления процесса очистки. Одна из сред движется по центру и стекает по периметру, движение второй происходит наоборот. Спиральные теплообменные аппараты наиболее часто работают теплообменными процессами жидкостей. Такие агрегаты способны работать в двух режимах:

  • прямоточном;
  • противоточном.
Теплообменные аппараты и оборудование
Спиральные теплообменные аппараты

Пластинчатые теплообменники: описание, принцип работы, достоинства, применение

Смонтированная и готовая к работе пластинчатая теплообменная установка отличается небольшими габаритами и высоким уровнем производительности. Так, удельная рабочая поверхность такого аппарата может достигать 1,500 м23 .Конструкция таких аппаратов включает набор гофрированных пластин, которые отделяются друг от друга прокладками. Прокладки образуют герметичные каналы. Среда, отдающая тепло течет в пространстве между полостями, а внутри полостей находится среда, которая поглощает тепло или наоборот. Пластины монтируются на штанговой раме и расположены плотно относительно друг друга.

Теплообменные аппараты и оборудование
Пластинчатый теплообменный аппарат с частично открытыми пластинами

Каждая пластина оснащена следующий набор прокладок:

  • прокладка по периметру, которая ограничивает канал для теплоносителя и два отверстия его входа и выхода;
  • две малые прокладки, которые изолируют два других угловых отверстия для прохода второго теплового носителя.

Таким образом, конструкция имеет четыре раздельных канала для входа и выхода двух сред, участвующих в теплообменных процессах. Данный тип аппаратов способен распределять потоки по всем каналам параллельно или последовательно. Так, при необходимости, каждый поток может проходить по всем каналам или определенным группам.

К достоинствам данного типа аппаратов принято относить интенсивность теплообменного процесса, компактность, а также возможность полного разбора агрегата с целью очистки. К недостаткам причисляют необходимость скрупулезной сборки для сохранения герметичности (как результат большого количества каналов). Кроме того, минусами такой конструкции является склонность к коррозии материалов, из которых изготовлены прокладки и ограниченная тепловая стойкость.

В случаях, когда возможно загрязнение поверхности нагрева одним из теплоносителей, используют агрегаты, конструкция которых состоит из попарно сваренных пластин. Если загрязнение нагреваемой поверхности исключено со стороны обоих теплоносителей, применяются сварные неразборные теплообменные аппараты (как, например, аппарат с волнообразными каналами и перекрестным движением теплоносителей).

Пластинчатый теплообменник для дизельного топлива

Пластинчатый теплообменник для дизельного топлива
Наименование Горячая сторона Холодная сторона
Расход (кг/ч) 37350,00 20000,00
Температура на входе (°C) 45,00 24,00
Температура на выходе (°C) 25,00 42,69
Потеря давления (bar) 0,50 0,10
Теплообмен (кВт) 434
Термодинамические свойства: Дизельное топливо Вода
Удельный вес (кг/м³) 826,00 994,24
Удельная теплоемкость (кДж/кг*K) 2,09 4,18
Теплопроводимость (Вт/м*K) 0,14 0,62
Средняя вязкость (мПа*с) 2,90 0,75
Вязкость у стенки (мПа*с) 3,70 0,72
Степень загрязнения (м²*K/кВт)    
Подводящий патрубок B4 F3
Отводящий патрубок F4 B3
Исполнение рамы / пластин:    
Расположение пластин (проход*канал) 2 х 68 + 0 х 0
Расположение пластин (проход*канал) 1 х 67 + 1 х 68
Количество пластин 272  
Фактическая поверхность нагрева (м²) 324,00  
Материал пластин 0.5 мм AL-6XN  
Материал прокладки / Макс. темп. (°C) NITRIL / 140
Макс. расчетная температура (C) 150,00
Макс. рабочее давление /испыт. (bar) 16,00 / 22,88 PED 97/23/EC, Kat II, Modul Al
Макс. дифференциальное давление (bar) 16,00  
Тип рамы / Покрытие IS No 5 / Категория C2 RAL5010
Присоединения на горячей стороне DN 150 Фланец St.37PN16  
Присоединения на холодной стороне DN 150 Фланец St.37PN16  
Объем жидкости (л) 867  
Длина рамы (мм) 2110
Макс.число пластин 293

Пластинчатый теплообменник для сырой нефти

Пластинчатый теплообменник для дизельного топлива
Наименование Горячая сторона Холодная сторона
Расход (кг/ч) 8120,69 420000,00
Температура на входе (°C) 125,00 55,00
Температура на выходе (°C) 69,80 75,00
Потеря давления (bar) 53,18 1,13
Теплообмен (кВт) 4930
Термодинамические свойства: Пар Сырая нефть
Удельный вес (кг/м³)   825,00
Удельная теплоемкость (кДж/кг*K)   2,11
Теплопроводимость (Вт/м*K)   0,13
Средняя вязкость (мПа*с)   20,94
Вязкость у стенки (мПа*с)   4,57
Степень загрязнения (м²*K/кВт)   0,1743
Подводящий патрубок F1 F3
Отводящий патрубок F4 F2
Исполнение рамы / пластин:    
Расположение пластин (проход*канал) 1 х 67 + 0 х 0
Расположение пластин (проход*канал) 2 х 68 + 0 х 0
Количество пластин 136  
Фактическая поверхность нагрева (м²) 91.12  
Материал пластин 0.6 мм AL-6XN  
Материал прокладки / Макс. темп. (°C) VITON / 160
Макс. расчетная температура (C) 150,00
Макс. рабочее давление /испыт. (bar) 16,00 / 22,88 PED 97/23/EC, Kat III, Modul В+C
Макс. дифференциальное давление (bar) 16,00  
Тип рамы / Покрытие IS No 5 / Категория C2 RAL5010
Присоединения на горячей стороне DN 200 Фланец St.37PN16  
Присоединения на холодной стороне DN 200 Фланец St.37PN16  
Объем жидкости (л) 229  
Длина рамы (мм) 1077
Макс.число пластин 136

Пластинчатый теплообменник

Пластинчатый теплообменник для дизельного топлива
Наименование Горячая сторона Холодная сторона
Расход (кг/ч) 16000,00 21445,63
Температура на входе (°C) 95,00 25,00
Температура на выходе (°C) 40,00 45,00
Потеря давления (bar) 0,05 0,08
Теплообмен (кВт) 498
Термодинамические свойства: Азеотропная смесь Вода
Удельный вес (кг/м³) 961,89 993,72
Удельная теплоемкость (кДж/кг*K) 2,04 4,18
Теплопроводимость (Вт/м*K) 0,66 0,62
Средняя вязкость (мПа*с) 0,30 0,72
Вязкость у стенки (мПа*с) 0,76 0,44
Степень загрязнения (м²*K/кВт)    
Подводящий патрубок F1 F3
Отводящий патрубок F4 F2
Исполнение рамы / пластин:    
Расположение пластин (проход*канал) 1 х 29 + 0 х 0
Расположение пластин (проход*канал) 1 х 29 + 0 х 0
Количество пластин 59  
Фактическая поверхность нагрева (м²) 5,86  
Материал пластин 0.5 мм AL-6XN  
Материал прокладки / Макс. темп. (°C) VITON / 140
Макс. расчетная температура (C) 150,00
Макс. рабочее давление /испыт. (bar) 10,00 / 14,30 PED 97/23/EC, Kat II, Modul Аl
Макс. дифференциальное давление (bar) 10,00  
Тип рамы / Покрытие IG No 1 / Категория C2 RAL5010
Присоединения на горячей стороне DN 65 Фланец St.37PN16  
Присоединения на холодной стороне DN 65 Фланец St.37PN16  
Объем жидкости (л) 17  
Длина рамы (мм) 438
Макс.число пластин 58

Пластинчатый теплообменник для пропана

Пластинчатый теплообменник для дизельного топлива
Наименование Горячая сторона Холодная сторона
Расход (кг/ч) 30000,00 139200,00
Температура на входе (°C) 85,00 25,00
Температура на выходе (°C) 30,00 45,00
Потеря давления (bar) 0,10 0,07
Теплообмен (кВт) 3211
Термодинамические свойства: Пропан Вода
Удельный вес (кг/м³) 350,70 993,72
Удельная теплоемкость (кДж/кг*K) 3,45 4,18
Теплопроводимость (Вт/м*K) 0,07 0,62
Средняя вязкость (мПа*с) 0,05 0,72
Вязкость у стенки (мПа*с) 0,07 0,51
Степень загрязнения (м²*K/кВт)    
Подводящий патрубок F1 F3
Отводящий патрубок F4 F2
Исполнение рамы / пластин:    
Расположение пластин (проход*канал) 1 х 101 + 0 х 0
Расположение пластин (проход*канал) 1 х 102 + 0 х 0
Количество пластин 210  
Фактическая поверхность нагрева (м²) 131,10  
Материал пластин 0.6 мм AL-6XN  
Материал прокладки / Макс. темп. (°C) NITRIL / 140
Макс. расчетная температура (C) 150,00
Макс. рабочее давление /испыт. (bar) 20,00 / 28,60 PED 97/23/EC, Kat IV, Modul G
Макс. дифференциальное давление (bar) 20,00  
Тип рамы / Покрытие IS No 5 / Категория C2 RAL5010
Присоединения на горячей стороне DN 200 Фланец AISI 316 PN25 DIN2512
Присоединения на холодной стороне DN 200 Фланец AISI 316 PN16
Объем жидкости (л) 280  
Длина рамы (мм) 2107
Макс.число пластин 245

Описание пластинчато-ребристых теплообменных аппаратов

Удельная рабочая поверхность данного аппарата может достигать 2,000 м23. К плюсам таких конструкций принято относить:

  • возможность теплообмена между тремя и более теплоносителями;
  • небольшой вес и объем.

Конструктивно пластинчато-ребристые теплообменники состоят из тонких пластин, между которыми находятся гофрированные листы. Данные листы припаяны к каждой пластине. Таким образом, теплоноситель разбивается на мелкие потоки. Аппарат может состоять из любого числа пластин. Теплоносители могут перемещаться:

  • прямотоком;
  • перекрестным потоком.

Существуют следующие типы ребер:

  • гофрированные (рифленые), образующие волнистую линию вдоль потока;
  • прерывистые ребра, т.е. смещенные относительно друг друга;
  • чешуйчатые ребра, т.е. имеющие прорези, которые отогнуты в одну или разные стороны;
  • шиповидные, т.е. изготовленные из проволоки, которые могут располагаться в шахматном или коридорном порядке.

Пластинчато-ребристые теплообменные аппараты применяют как регенеративные теплообменники.

Блочные графитовые теплообменные аппараты: описание и применение

Теплообменные аппараты, выполненные из графита, характеризуются следующими качествами:

  • высокой стойкостью к коррозии;
  • высоким уровнем проводимости тепла (может достигать до 100 Вт/(м·К)

Благодаря указанным качествам, теплообменники данного типа широко используются в химической промышленности. Наибольшее распространение получили блочные графитовые аппараты, основным элементом которых является графитовый блок в форме параллелепипеда. В блоке есть непересекающиеся отверстия (вертикальные и горизонтальные), которые предназначаются для движения теплоносителей. Конструкция блочного графитового теплообменника может включать в себя один и более блоков. По горизонтальным отверстиям в блоке осуществляется двухходовое движение теплоносителя, которое возможно благодаря боковым металлическим плитам. Теплоноситель, который перемещается по вертикальным отверстиям, совершает один или два хода, что определяется конструкцией крышек (верхней и нижней). В теплообменниках с увеличенными боковыми гранями, теплоноситель, двигающийся вертикально может делать два или четыре хода.

Графитовый теплообменник, пропитанный фенолоальдегидным полимером, кольцевого блочного типа, с поверхностью теплообмена 320 м2

Графитовый теплообменник кольцевого блочного типа для H2SO4

Технические характеристики:

Охладитель
Наименование Размерность Горячая сторона Холодная сторона
Вход Выход Вход Выход
Среда   H2SO4 (94%) Вода
Расход м³/ч 500 552,3
Рабочая тепература °C 70 50 28 40
Физ. Свойства
Плотность г/cм³ 1,7817 1,8011 1
Удельная теплоёмкость ккал/кг °C 0,376 0,367 1
Вязкость 5 11,3 0,73
Теплопроводность ккал/чм°C 0,3014 0,295 0,53
Поглощённое тепло ккал/ч 6628180
Исправленная средняя разность температур °C 25,8
Перепад давления (допуст./расч.) кПа 100/65 100/45
Коэффициент теплопередачи ккал/чм²°C 802,8
Коэффициент загрязнения ккал/чм²°C 5000 2500
Расчётные условия
Расчётное давление бар 5 5
Рсчётная температура °C 100 50
Спецификация / материалы
Требуемая площадь поверхности теплопередачи м² 320
Прокладки, материал   тефлон (фторопласт)
Блоки, материал   Графит, пропитка фенольно-альдегидным полимером
Размеры (диаметр×длина) мм 1400*5590
Внутренний диаметр канала, осевой / радиальный   20мм/14мм
Кол-во проходов   1 1
Кол-во блоков   14

Блочные графитовые теплообменные аппараты

Графитовый теплообменник для суспензии гидрата двуокиси титана и раствора серной кислоты

Технические характеристики:

Наименование Размерность Горячая сторона Холодная сторона
Вход Выход Вход Выход
Среда   Суспензия гидрата двуокиси Титана и 20% H2SO4 Вода
Расход м³/ч 40 95
Рабочая тепература °C 90 70 27 37
Рабочее давление бар 3 3
Поверхность теплообмена м² 56,9
Физические свойства
Плотность кг/м³ 1400 996
Удельная теплоёмкость кДж/кг∙°C 3,55 4,18
Удельная теплопроводность Вт/м∙К 0,38 0,682
Динамическая вязкость сП 2 0,28
Термостойкость к загрязнению Вт/м²∙К 5000 5000
Перепад давления(рассчитанный) бар 0,3 0,35
Теплообмен кВт 1100
Средняя разница температур оС 47,8
Коэффициент теплопередачи Вт/м²∙К 490
Расчетные условия
Расчётное давление бар 5 5
Рсчётная температура °C 150 150
Материалы
Прокладки PTFE
Кожух Углеродистая сталь
Блоки Графит, пропитанный фенольной смолой

Блочные графитовые теплообменные аппараты

Теплопроводы для химической промышленности

Теплопровод является перспективным устройством, применяемым в химической отрасли с целью интенсификации процессов теплообмена. Теплопровод это полностью герметичная труба с любым профилем сечения, выполненная из металла. Корпус трубы футерован пористо-капиллярным материалом (фитилем), стекловолокном, полимерами, пористыми металлами и т.п. Количество подаваемого теплоносителя должно быть достаточным для пропитки фитиля. Предельная рабочая температура колеблется от любой низкой до 2000 °C. В качестве теплоносителя используют:

  • металлы;
  • высококипящие органические жидкости;
  • расплавы солей;
  • воду;
  • аммиак и т.п.

Одна часть трубы расположена в зоне отвода тепла, остальная – в зоне конденсации паров. В первой зоне образуются пары теплоносителя, во второй зоне они конденсируются. Конденсат возвращается в первую зону благодаря действию капиллярных сил фитиля. Большое количество центров парообразования способствует падению перегрева жидкости во время ее кипения. При этом существенно возрастает коэффициент теплоотдачи при испарении (от 5 до 10 раз). Показатель мощности теплопровода определяется капиллярным давлением.

Регенераторы

Регенератор имеет корпус, круглый или прямоугольный в сечении. Данный корпус изготавливается из листового металла или кирпича, в соответствии с температурой, поддерживаемой в процессе работы. Внутрь агрегата помещается тяжелый наполнитель:

  • кирпич;
  • шамот;
  • рифленый металл и т.п.

Регенераторы, как правило, являются парными аппаратами, поэтому через них одновременно протекает холодный и горячий газ. Горячий газ передает тепло насадке, а холодный получает его. Рабочий цикл состоит из двух периодов:

  • разогрев насадки;
  • охлаждение насадки.

Насадка из кирпича может выкладываться в различном порядке:

  • коридорный порядок (образует ряд прямых параллельных каналов);
  • шахматный порядок (образует каналы сложной формы).

Регенераторы могут оснащаться металлическими насадками. Перспективный аппаратом считается регенератор, оснащенный падающим плотным слоем зернистого материала.

Смесительные теплообменные аппараты. Конденсаторы смешения. Барботер. Охладители

Теплообмен веществ (жидкостей, газов, зернистых материалов), при их непосредственном соприкосновении или смешении отличается максимальной степенью интенсивностью. Применение такой технологии диктуется необходимостью технологического процесса. Для смешения жидкостей применяется:

  • емкостной аппарат, оснащенный мешалкой;
  • инжектор (используются также для непрерывного смешения газов).

Нагревание жидкостей может осуществляться посредством конденсации в них пара. Пар вводится сквозь множественные отверстия в трубе, которая изогнута в форме окружности или спирали и находится в нижней секции аппарата. Устройство, обеспечивающее протекания данного технологического процесса, называется барботером.

Охлаждение жидкости до температуры близкой к 0 °C, может осуществляться посредством ввода льда, который способен поглотить при таянии до 335 кДж/кг тепла либо сжиженных нейтральных газов, характеризующихся невысокой температурой испарения. Иногда применяют холодильные смеси, которые поглощают тепло после растворения в воде.

Жидкость может подогреваться посредством контакта с горячим газом и охлаждаться, соответственно, посредством контакта с холодным. Такой процесс обеспечивается скрубберами (вертикальными аппаратами), где навстречу восходящему потоку газа стекает поток охлаждаемой или нагреваемой жидкости. Скруббер можно наполнять различными насадками с целью увеличения поверхности контакта. Насадки разбивают поток жидкости на маленькие струйки.

К группе смесительных теплообменников также относятся конденсаторы смешения, функция которых состоит в конденсации паров посредством их прямого контакта с водой. Конденсаторы смешения могут быть двух типов:

  • прямоточные конденсаторы (пар и жидкость движутся в одном направлении);
  • противоточные конденсаторы (пар и жидкость движутся в противоположных направлениях).

Для увеличения площади контакта пара и жидкости, поток жидкости разбивается на мелкие струйки.

Воздушный охладитель с ребристыми трубами

Многие химические установки генерируют большое количество вторичного тепла, которое не регенерируется в теплообменниках и не может быть повторно использовано в процессах. Данное тепло выводится в окружающую среду и поэтому существует необходимость минимизировать возможные последствия. Для этих целей применяют различные типы охладителей.

Конструкция охладителей с ребристыми трубами состоит из ряда ребристых труб, внутри которых течет охлаждаемая жидкость. Наличие ребер, т.е. ребристость конструкции, значительно увеличивает поверхность охладителя. Ребра охладителя обдувают вентиляторы.

Данный тип охладителей используется в случаях, когда отсутствует возможность забора воды для целей охлаждения: например на месте монтажа химических установок.

Оросительные охладители

Конструкция оросительного охладителя представляет собой ряды последовательно смонтированных змеевиков, внутри которых движется охлаждаемая жидкость. Змеевики постоянно орошаются водой, за счет чего и происходит орошение.

Теплообменные аппараты и оборудование
Оросительные охладители

Башенные охладители

Принцип действия башенного охладителя заключается в том, что подогретая вода разбрызгивается в верхней части конструкции, после чего стекает вниз по набивке. В нижней части конструкции за счет естественного подсоса, мимо стекающей воды струится поток воздуха, который поглощает часть тепла воды. Плюс, часть воды испаряется в процессе стекания, результатом чего также является потеря тепла.

К недостаткам конструкции относятся ее гигантские габариты. Так, высота башенного охладителя может достигать 100 м. Несомненным плюсом такого охладителя является функционирование без вспомогательной энергии.

Башенные охладители, оснащенные вентиляторами, работают по аналогии. С той разницей, что воздух нагнетается посредством данного вентилятора. Следует отметить, что конструкция с вентилятором значительно компактнее.


Теплообменник с поверхностью теплообмена 71,40 м²

Техническое описание:

Поз.1: Теплообменник

Температурные данные Сторона A Сторона B
Среда Воздух Дымовые (топочные) газы
Рабочее давление 0.028 бар изб. 0.035 бар изб.
Среда   Газ   Газ
Расход на входе   17 548.72 кг/ч   34 396.29 кг/ч
Расход на выходе   17 548.72 кг/ч   34 396.29 кг/ч
Температура на входе/выходе   -40 / 100 °C   250 / 180 °C
Плотность   1.170 кг/м³   0.748 кг/м³
Удельная теплоемкость   1.005 кДж/кг.К   1.025 кДж/кг.К
Теплопроводность   0.026 Вт/м.К   0.040 Вт/м.К
Вязкость   0.019 мПа.с   0.026 мПа.с
Скрытая теплота        

Работа теплообменника

Расчетная теплота кВт 686
Поверхность теплообмена м² 71.40 ограничен d cor. 175.91 °C
Тепловой коэф. чистый/при неисправности Вт/м²К 60 / 55
Неисправность м²К/Вт 17.59·10-4 Превышение номинального размера: % 11
Расчетный перепад давлений Бар 0.014 / 0.006000
Толщина стенки мм 1.50

Описание теплообменника

Положение Горизонтальное
Число единиц в параллели 1
Число единиц в серии 1

Габариты

Тип высокотемпературных каналов Сварные точки Чистый свободный поток
Расстояния (мм) / расположение 8.0 / 60.0x60.0 21.0
Число проходов 1 1
Число каналов за проход 3 34
Высота/ширина каналов (мм) 1 500 / 700 700 / 1 500
Число крышек доступа 0 вход - 0 выход 0 вход - 0 выход
Отверстие для доступа (мм) 66 700
Скоростной канал / Инжекторные трубы м/с 9.92 / 14.74 25.56 / 25.41

Теплообменник с поверхностью теплообмена 71,40 м²
L1 : 2200 мм
L2 : 1094 мм
L3 : 1550 мм
LF : 1094 мм
Вес : 1547 кг
Вес с водой : 3366 кг

Фланцевый погружной теплообменник 660 кВт

Технические характеристики:

380 В, 50 Гц, 2x660 кВт, 126 рабочих и 13 резервных ТЭНа, всего 139 ТЭНа, соединение в треугольник 21 канал по 31,44 кВт. Защита - NEMA тип 4,7

Рабочая среда: Газ регенерации (объемные проценты):
N2 - 85%, водяной пар-1,7%, CO2-12.3%, O2-0.9%, Sox-100 ppm, H2S-150ppm, NH3-200ppm. Присутствуют механические примеси - соли аммония, продукты коррозии.

Общий расход газа 30000 кг/ч
Минимальный расход газа 12000 кг/ч
Максимальная температура рабочей среды: +230°С
Рабочие параметры: Ррасч.-11,5 кгс/см², Рраб -7,5 кгс/см²
Проектная температура: -45... +260°C

Марка стали для изготовления корпусов ТЭНов: сталь 316 SS
Метод управления: PID/SCR

Объем поставки:  
фланцевый погружной теплообменник 2 шт.,
сальниковые уплотнители 50 шт.
переходник кабельного ввода 50 шт.
кабельные наконечники 16х6 KU-L 250 шт.
предохранители 30 шт.
контроллер мощности на триодных тиристорах 2 шт.
Термопара TBA, Материал 316 SS 3 шт.
Уплотнительная прокладка между нагревательной секцией и соединительной коробкой 2 шт
Уплотнительная прокладка между корпусом и нагревательной секцией 2 шт

Перечень документов, поставляемых с оборудованием:

Паспорт на фланцевую погружную нагревательную секцию с инструкцией по монтажу, пуску, останову, транспортированию разгрузке, хранению, сведение о консервации;
Чертеж общего вида секции;
Спецификация деталей, узлов и материалов;
Комплектовочная ведомость;
Протокол заводских испытаний;
Сертификаты на основные материалы;
Декларация соответствия требованиям Технических регламентов Таможенного союза (ТР ТС)


Материальное исполнение теплообменного оборудования

При изготовлении теплообменных аппаратов применяют различные материалы. Важным требованием для выбора материального исполнения аппаратов служат такие свойства как теплопроводность и стойкость к коррозии. Выбранный материал оказывает существенное влияние на конструкцию теплообменного аппарата. Наиболее применимыми материалами являются металлы, такие как: углеродистые и легированные стали, титан и его сплавы, медь. Наряду с металлами широкое применение получили неметаллические материалы.

Теплообменные аппараты из меди подходят для химически чистых и не агрессивных сред, например, таких как пресная вода. Этот материал обладает высоким коэффициентом теплопередачи. Недостатком таких теплообменников является довольно высокая стоимость.

Оптимальным решением для очищенных водных сред является латунь. По сравнению с теплообменным оборудованием из меди она дешевле и обладает более высокими характеристиками коррозионной стойкости и прочности. А также стоит отметить, что некоторые латунные сплавы устойчивы к морской воде и высоким температурам. Недостатком материала считается низкие показатели электро- и теплопроводности.

Наиболее распространенным материальным решением в теплообменных аппаратах является сталь. Добавление в состав различных легирующих элементов позволяет улучшить ее механические, физико-химические свойства и расширить диапазон применения. В зависимости от добавленных легирующих элементов сталь может применяться в щелочных, кислотных средах с различными примесями и при высоких рабочих температурах.

Титан и его сплавы качественный материал, с высокими прочностными и теплопроводными характеристиками. Данный материал очень легкий и находит применение в широком диапазоне рабочих температур. Титан и материалы на его основе проявляют хорошую коррозионную стойкость в большинстве сред кислотного или щелочного характера.

Неметаллические материалы применяют в тех случаях, когда требуется проведение теплообменных процессов в особо агрессивных и коррозионно активных средах. Они характеризуется высоким значением коэффициентом теплопроводности и стойкости к наиболее химически активным веществам, что делает их незаменимым материалом применяемым во многих аппаратах. Неметаллические материалы разделяют на два вида органические и неорганические. К органическим относят материалы на основе углерода, такие как графит и пластические массы. В качестве неорганических материалов применяют силикаты и керамику.


Основные принципы подбора теплообменного оборудования

Теплообменные процессы протекают в аппаратах различных конструкций и назначений. При подборе аппарата стоит учитывать технологические аспекты проводимого процесса теплообмена, физико-химические свойства рабочих сред и конструктивные особенности аппаратов. Так для осуществления теплообменного процесса возможно использование несколько видов аппаратов и теплоносителей в различных агрегатных состояниях. Например, для нагревания или охлаждения жидкостей или газов могут использоваться как трубчатые, так пластинчатые и спиральные аппараты.

При выборе теплообменных аппаратов следует учитывать следующие правила относительно перемещения теплоносителей:

  • теплоноситель при протекании которого возможно выделение осадка преимущественно направляется с той стороны, с которой легче осуществить очистку теплопередающей поверхности;
  • теплоноситель оказывающий корродирующее воздействие направляют по трубам, это обусловлено меньшим требованием расхода коррозионностойкого материала;
  • для уменьшения потерь тепла в окружающую среду теплоноситель с высокой температурой направляют по трубам;
  • с целью обеспечения безопасности при использовании теплоносителя с высоким давлением принято пропускать его в трубах;
  • при протекании теплообмена между теплоносителями находящихся в разных агрегатных состояниях (жидкость-пар, газ), принято направлять жидкость в трубы, а пар в межтрубное пространство.

Подробнее о расчете и подборе теплообменного оборудования


Кожухотрубные (кожухотрубчатые) теплообменники
Пластинчатые теплообменники

Ваши запросы на теплообменное оборудование и аппараты просим присылать в технический департамент нашей компании на e-mail: info@ence.ch, тел. +7 (495) 225 57 86

Центральный сайт компании ENCE GmbH
Наша сервисная компания Интех ГмбХ

Головные Представительства в странах СНГ:
России
Казахстане
Украине
Туркменистане
Узбекистане
Латвии
Литве

Сообщить об ошибке на сайте ENCE GmbH, Switzerland / ENCE gmbH, Schweiz / ЭНЦЕ ГмбХ, Швейцария © ENCE GmbH