Как работает кожухотрубный бойлер

Обновлено: 06.05.2024

Теплообменник с плавающей головкой является одним из востребованных видов кожухотрубчатых теплообменников и широко используется на НПЗ, а также других различных промышленных предприятиях.

Главной особенностью данного аппарата является наличие температурного компенсатора в виде так называемой “плавающей головки”.

Ниже приведены 2 варианта исполнения “плавающей головки”:

Верхний рисунок – конструкция с возможностью извлечения трубного пучка без демонтажа самой головки, характеризуется пониженной тепловой эффективностью из-за наличия байпасных потоков(обозначение T по TEMA).
Нижний рисунок – конструкция, при которой требуется демонтаж головки для извлечиния трубного пучка (обозначение S по TEMA). Наиболее распространена на отечественных НПЗ.

В обоих случаях, наличие плавающей головки, позволяет использовать теплообменник при большой разнице температур между технологическими средами в трубной и межтрубной полости аппарата.

Таким образом, данный вид аппарата более универсален по сравнению с теплообменниками жесткотрубной конструкции и может применяться в широком диапазоне сочетания различных сред с большой разницей температур.
Однако, из-за наличия плав. головки стоимость теплообменника также возрастает. Поэтому использование этого оборудования должно быть технически обосновано.
При указании шифра аппарата используют аббревиатуру “ТП” – теплообменные аппараты с плавающей головкой согласно ТУ 3612-023-00220302-01 ВНИИНефтемаша.

Конструкция

1 – передняя камера; 2 – задняя камера; 3 – внешний фланец головки; 4 – крышка головки; 5 – входной/ выходной патрубок головки; 6 – стационарная трубная доска; 7 – трубы; 8 – кожух; 9 – крышка кожуха; 10 – фланец кожуха со стороны стационарной головки; 11 – фланец кожуха с разборной стороны – или плавающей головки, или трубной доски; 12 – входной/ выходной патрубок кожуха; 13 – фланец крышки кожуха; 14 – компенсатор напряжений; 15 – плавающая трубная доска; 16 – крышка плавающей головки; 17 – фланец крышки плавающей головки; 18 – отдельный кольцевой фланец задней плавающей головки; 19 – отдельный кольцой фланец задней головки; 20 – направляющий поддерживающий фланец; 21 – крышка задней головки; 22 – трубчатая задняя головка (смесительная камера); 23 – сальники; 24 – уплотнение; 25 – фланец задней крышки; 26 – болты; 27 – соединительные тяги и распорки; 28 – поддерживающие перегородки; 29 – пластины растекания; 30 – продольная перегородка; 31 – перегородка-ребро или разделительная пластина в головке; 32 – штуцер смотровой; 33 – штуцер дренажный; 34 – штуцер для измерительных приборов; 35 – крепежные стойки; 36 – рымболт для монтажных работ;

Принцип работы

Принцип работы теплообменника с плавающей головкой – горячая и холодная жидкость поступает в соответствующие полости аппарата. Как правило, горячая жидкость подается в межтрубное пространство, а холодная в трубы, но могут быть и обратные случаи, в зависимости от ряда факторов: рабочее давление, загрезняемость среды и необходимость чистки, класс опасности потоков и некоторые другие.

При нагревании стенок трубы происходит линейное расширение и трубный пучок удлиняется. Устройство плавающей головки позволяет компенсировать это удлинение за счет свободного хода головки в задней камере теплообменника при удлинении или укорочении труб при их нагреве или охлаждении соответственно.
Такая конструкция плавающей головки получила большое распространение на НПЗ за счет надежности и простаты.

Как правило, на заводах данные аппараты, однотипного размера, часто собирают в группы образуя горизонтально расположенные пары – сдвоенные теплообменники. Данная компоновка позволяет сокращать необходимое:

Место требуемое для установки;
Количество требуемой обвязки;
Улучшает доступ для обслуживания.

Характеристики теплообменников типа ТП

В таблице ниже приведены основные параметры ТА с плавающей головкой, используемых на НПЗ.

Ремонт теплообменника с плавающей головкой

Теплообменник с плавающей головкой имеет возможность извлечения трубного пучка из корпуса. Для этого необходимо сбросить давление и отсоединить аппарат от обвязки, заглушив патрубки подвода и отвода технологических сред.

Ремонт теплообменника с плавающей головкой состоит из следующих стадий:

Очистка поверхности трубок от наружного и внутреннего загрязнения и коррозии;
Проверка целостности трубок, развальцовки, замена или заглушка трубок при необходимости;
Проверка герметичности фланцевых соединений и замена прокладок;
Гидравлические испытания аппарата;
Проверка резьбовых соединений.

Извлечение трубного пучка – одна из наиболее сложных операций и требует наличие тяжелой грузоподъемной техники, как правило, лебедки в сочетании с краном.

Кожухотрубный теплообменник является разновидностью теплотехнических устройств и выполняет функцию передачи тепла от теплоносителя к подогреваемому веществу. В зависимости от конкретного случая в роли теплоносителя может выступать пар или жидкость. На сегодняшний день кожухотрубная модель подогревателя получила наиболее широкое распространение.

Теплообменник — достаточно сложное устройство, применяемое в качестве конденсатора, нагревателя или испарителя

Сферы использования

Производство этих устройств началось ещё в начале ХХ века. Это было связано с тем, что тепловые станции нуждались в подогревателях с большой поверхностью, функционирующих при высоком давлении.

Кожухотрубные подогреватели применяются во многих отраслях, среди которых:

нефтегазовая промышленность;
химические производства;
пищевая отрасль.

Практически каждое производство связано с выделением или поглощением тепла, поэтому теплообменные устройства являются востребованными в самых разных сферах человеческой деятельности. От их конструкции и свойств зависит производительность оборудования на предприятиях, а также функционирование бытовых кондиционеров и обогревателей, радиаторов охлаждения в автомобилях и т. д.

Обратите внимание! Подогреватели такого типа чаще всего используются для охлаждения рабочих жидкостей и нагрева хладагента для работы тепловых насосов.

Кожухотрубные теплообменники широко используются в качестве конденсаторов, а также испарителей. На сегодняшний день благодаря развитию промышленных технологий конструкция теплообменников стала более совершенной и продолжает модернизироваться.

Преимущества и недостатки кожухотрубных теплообменников

С конструктивной точки зрения, теплообменники такого типа похожи на первые модели, которые выпускались в начале ХХ века. Модернизация этих устройств затронула лишь отдельные элементы, однако, основа так и осталась неизменной. Современные материалы, которые используются для кожухотрубных нагревателей, позволяют улучшить их эксплуатационные свойства.

При производстве теплообменников используются современные материалы, в значительной мере улучшающие качества готовых устройств

Кожухотрубные теплообменники отличаются рядом положительных качеств, что позволяет им по сей день оставаться незаменимыми элементами различных производств:

резистентность к гидроударам в системе;
возможность работы с загрязнёнными средами;
низкие показатели теплоотдачи;
хорошая эффективность;
износостойкость;
ремонтопригодность;
устойчивость к высокому давлению;
резистентность к агрессивным химическим веществам;
безопасность эксплуатации;
надёжность и долговечность.

Подогреватели такого типа имеют и свои недостатки, среди которых:

довольно большие габариты;
высокая стоимость.

Устройство и принцип действия

Кожухотрубчатый теплообменник включает в себя несколько элементов конструкции. Рассмотрим основные из них:

кожух (корпус);
распределительная и направляющая камеры;
внутренняя система трубок;
трубные решётки;
перегородки и уплотнения.

К корпусу привариваются два патрубка. Один из них отвечает за подвод рабочей среды, а другой — за вывод. В торцы кожуха приваривают специальные фланцы.

Кроме этого, в состав такого подогревателя входят трубные решётки, между которыми привариваются трубы, оснащённые дистанционными решётками. Такая конструкция образует трубную систему рекуператора и позволяет обогревателю быть многоходовым.

В дно рекуператора вставляются два патрубка, которые так же, как и патрубки корпуса выполняют подводящую и выводящую функцию. Дно рекуператора оснащено фланцами. Фланцы рекуператора являются ответными фланцам корпуса. Трубная система такого устройства вставляется в корпус. Решётки фиксируются с помощью специальных уплотнительных элементов и болтов между фланцами рекуператора и корпуса. Это позволяет, в случае необходимости, беспрепятственно выполнить ремонт любого элемента кожухотрубного устройства.

Принцип действия подогревателя такого типа заключается в следующем: горячая и холодная среда циркулирует по двум различным каналам. Сам процесс передачи тепла осуществляется между стенками этих каналов.

Виды кожухотрубных теплообменников

Кожухотрубный подогреватель является довольно сложным, с конструктивной точки зрения, аппаратом и имеет несколько разновидностей, на которые стоит обратить внимание. Из-за особенностей конструкции (наличия рекуператора), кожухотрубные устройства относят к рекуперативному типу.

Кожухотрубные теплообменники относятся к рекуперативному типу подобных устройств

Кроме этого, в зависимости от направления движения рабочих сред, кожухотрубные подогреватели подразделяют на следующие виды:

прямоточные;
перекрёстноточные;
противоточные.

Своё название кожухотрубная модель получила из-за того, что трубы, по которым циркулирует теплоноситель, размещаются внутри кожуха. Существует зависимость скорости движения рабочей среды от количества трубок, расположенных в кожухе. В свою очередь, чем выше скорость, тем выше показатель теплоотдачи устройства.

Рассмотрим основные материалы, из которых изготавливают такие обогреватели:

легированная сталь;
нержавеющая сталь;
высокопрочная сталь.

Трубки таких устройств могут быть выполнены из следующих материалов:

Использование таких материалов связано с тем, что теплообменники, как правило, эксплуатируются в тяжёлых условиях и контактируют с агрессивными веществами, которые способны вызывать коррозию.

Теплообменники изготавливают из материалов, имеющих высокую сопротивляемость коррозии, например, титана или нержавеющей стали

Важно! Обычная сталь для кожухотрубного теплообменника не подходит, потому что имеет низкую устойчивость к коррозийным воздействиям.

Кожухотрубные модели подразделяются также на типы. На сегодняшний день существует 4 типа этих устройств:

подогреватель, оснащённый температурным корпусным компенсатором;
подогреватель со статичными (неподвижными) трубками;
устройство с U-образными и W-образными трубками;
устройство c плавающей головкой.

Кожухотрубные подогреватели могут располагаться в пространстве горизонтально, вертикально или под определённым углом.

Увеличение коэффициента теплообмена

Промышленность не стоит на месте — постоянно происходит модернизация теплообменных устройств. Улучшение технических характеристик достигается благодаря использованию следующих способов:

создание турбулентных потоков;
выполнение спиралевидных вставок, благодаря которым образуется продольное и поперечное обтекание трубок;
производство профильных и витых труб;
использование смесей, в которые входят жидкости и газы;
создание вибрации поверхностей, которые отвечают за теплообмен;
пульсирующая подача рабочей среды.

Вышеперечисленные методы позволяют увеличить коэффициент теплоотдачи. Распространено также использование нескольких методов одновременно. Такая комбинация способна значительно повысить эксплуатационные характеристики кожухотрубного подогревателя в 2–3 раза. Стоит также отметить, что некоторые методы не только увеличивают показатели теплоотдачи, но и могут выполнять другие полезные функции. Например, турбулентные потоки препятствуют образованию солевых отложений на внутренних стенках труб, что позволяет исключить сужение просвета трубок.

Постоянное усовершенствование конструкции теплообменника позволяет увеличить теплоотдачу и повысить эксплуатационные характеристики

Советы по выбору теплообменника

Программа расчёта кожухотрубного подогревателя нуждается в чёткой формулировке исходных данных. Хорошая работа рекуперативного устройства требует чётко сформулированной схемы. Существует несколько положений, которые необходимо учитывать при выборе кожухотрубного теплообменника. Эти положения являются очень важными для расчётов.

В первую очередь стоит отметить, что для жидких и газообразных теплоносителей существует своя скорость циркуляции по трубкам. Как уже было сказано выше, чем больше скорость, тем, соответственно, лучше теплоотдача. Для жидких сред скорость колеблется от 0,6 до 6 м/с. Для газообразных сред скорость может быть от 3 до 30 м/с. Однако от скорости зависит и количество затрачиваемой электроэнергии, поэтому в некоторых случаях скорость теплоносителя занижают, чтобы снизить расход электричества.

При выборе трубок стоит обратить внимание на материал, из которых они изготовлены, а также на их диаметр. Материал трубок подбирается в зависимости от рабочей среды, которая будет циркулировать по ним. Необходимо запомнить — чем агрессивнее среда, тем надёжнее должен быть материал трубок.

Важно! Если очистка системы будет производиться с использованием кислоты, то тогда рекомендуется выбирать трубки из нержавеющей стали. Нержавейка отличается высокими антикоррозийными свойствами, имеет отличную сопротивляемость к агрессивным реагентам и, кроме того, обладает низким коэффициентом теплопроводности.

Кожухотрубные теплообменники являются довольно громоздкими аппаратами, поэтому при их выборе стоит учитывать их размеры, чтобы в последующем не возникло сложностей с их транспортировкой и установкой.

Крупногабаритные устройства имеют значительный вес, что увеличивает расходы на транспортировку

Также необходимо учесть то, что после установочных работ перед рекуператором должно быть достаточно места, чтобы в случае необходимости провести оперативный ремонт устройства. Места должно быть столько, чтобы можно было извлечь трубную систему из корпуса. Кожухотрубный теплообменник должен иметь конструкцию, которая учитывает свободный доступ не только к основным элементам, но и к остальным запчастям. Особенно это касается приборов контроля.

Советы по эксплуатации кожухотрубного теплообменника

Теплообменники такого типа хоть и являются довольно неприхотливыми устройствами, однако, и они рано или поздно нуждаются в профилактических очистках или ремонте.

Ремонт теплообменника влечёт за собой некоторые последствия — чаще всего это уменьшение коэффициента теплоотдачи. Наиболее уязвимая часть кожухотрубного подогревателя — трубки. Как правило, именно они становятся причиной поломки. Зная об этой особенности теплообменных аппаратов, специалисты советуют приобретать их с запасом. Кроме этого, часто возникают проблемы, когда осуществляется регулирование этих устройств по конденсату. Любые изменения влекут за собой отклонения в площади теплообмена. Изменения в площади теплообмена, как правило, являются нелинейными.

Выполнить такое устройство своими руками довольно сложно, а в некоторых случаях — невозможно. Кожухотрубный теплообменник является очень сложным оборудованием, для производства которого требуется чёткое соблюдение технологического процесса, включающего в себя множество этапов.

Теплообменники обеспечивают процесс обмена теплом между жидкостями, каждая из которых имеет разную температуру. В настоящее время кожухотрубный теплообменник с большим успехом нашел свое применение в различных отраслях промышленности: химической, нефтяной, газовой. При их изготовлении не возникает сложностей, они надежны и имеют возможность развивать большую поверхность теплообмена в одном аппарате. В этой статье мастер сантехник расскажет о э ксплуатации трубчатого теплообменника.

Строение: конструкция из пучков труб, закрепленных в трубных досках (решетках) крышек, кожухов и опор.

Принцип, по которому осуществляет свою деятельность кожухотрубчатый теплообменник довольно прост. Он заключается в движении холодного и горячего теплоносителей по разным каналам. Теплообмен происходит именно между стенками этих каналов.

Сегодня кожухотрубные теплообменники пользуются спросом у потребителей и не теряют своих позиций на рынке. Это обусловлено немалым количеством достоинств, которыми обладают эти устройства:

Высокая стойкость к гидроударам. Это помогает им легко переносить перепады давления и выдерживать серьезные нагрузки.
Не нуждаются в чистой среде. Это значит, что они могут работать с некачественной жидкостью, не прошедшей предварительной очистки, в отличие от множества других видов теплообменников, которые способны работать исключительно в не загрязненных средах.
Высокая эффективность.
Износостойкость.
Долговечность. При должном уходе кожухотрубчатые агрегаты будут работать на протяжении многих лет.
Безопасность использования.
Ремонтопригодность.
Работа в агрессивной среде.

Учитывая вышеизложенные преимущества, можно утверждать об их надежности, высокой эффективности и долговечности.

Несмотря на большое количество отмеченных преимуществ кожухотрубных теплообменников, данные устройства имеют и ряд недостатков:

Габаритность и значительный вес: для их размещения необходимо помещение значительных размеров, что не всегда является возможным;
Высокая металлоемкость: это является основной причиной их высокой цены.

Классифицируются кожухотрубные теплообменники в зависимости от того, в каком направлении двигается теплоноситель.

Количество трубок, находящихся в сердце кожуха, напрямую влияет на то, с какой скоростью будет двигаться вещество, а скорость оказывает непосредственное влияние на коэффициент теплопередачи.

С температурным кожуховым компенсатором;
С неподвижными трубками;
С плавающей головкой;
С U-образными трубками.

Модель с U-образными трубками состоит из одной трубной решетки, в которую и вварены данные элементы. Это позволяет округленной части трубки беспрепятственно опираться на поворотные щитки в корпусе, при этом они имеют возможность линейно расширяться, что позволяет их использовать в больших диапазонах температур. Для чистки U-трубок требуется вынимать всю секцию с ними и использовать специальные химические средства.

Долгое время кожухотрубные теплообменники считались самыми компактными среди существующих. Однако появились пластинчатые теплообменники, которые в три раза компактнее кожухотрубных. К тому же, особенности конструкции подобного теплообменника приводят к возникновению температурных напряжений из-за различия температур между трубами и кожухом. Поэтому при выборе подобного агрегата очень важно сделать его грамотный расчет.

Максимальный расход греющей воды;
Физические характеристики теплоносителя: вязкость, плотность, теплопроводность, конечная температура, теплоемкость воды при средней температуре.

При осуществлении заказа кожухотрубчатого теплообменника важно знать, какими техническими характеристиками он обладает:

Давление в трубах и кожухе;
Диаметр кожуха;
Исполнение (горизонтальное\вертикальное);
Тип трубных решеток (подвижные\неподвижные);
Климатическое исполнение.

Самостоятельно сделать грамотный расчет достаточно сложно. Для этого необходимы знания и глубокое понимание всей сути процесса его работы, поэтому лучшим способом станет обращение к специалистам.

Кожухотрубный теплообменник является устройством, которое характеризуется высокой продолжительностью срока службы и хорошими параметрами эксплуатации. Однако, как и любому другому устройству, для качественной и долговременной работы ему необходимо плановое обслуживание. Поскольку в большинстве случаев кожухотрубные теплообменники работают с жидкостью, которая не прошла предварительную очистку, трубки агрегата рано или поздно засоряются и на них образуется осадок и создается препятствие для свободного протекания рабочей жидкости.

Чтобы эффективность работы оборудования не снижалась и не произошла поломка кожухотрубного агрегата, следует систематически проводить его чистку и промывку.

Благодаря этому он сможет осуществлять качественную работу на протяжении длительного времени. По истечению срока действия прибора, рекомендуется осуществить замену его на новый.

Если возникла потребность в ремонте трубчатого теплообменника, то первоначально необходимо произвести диагностику устройства. Это позволит выявить основные проблемы и определит объем предстоящей работы. Самая слабая его часть — это трубки, и, чаще всего, основным поводом ремонта является повреждение трубчатки.

В сложившейся ситуации необходимо произвести замену трубок, а это трудоемкий процесс. Необходимо заглушить вышедшие из строя элементы, в свою очередь это сокращает площадь теплообменной поверхности. Осуществляя ремонтные работы, обязательно нужно учитывать тот факт, что любое, даже малейшее вмешательство, может стать причиной уменьшения теплообмена.

Теперь вы знаете, как устроен кожухотрубный теплообменник, какие есть у него разновидности и особенности.

Кожухотрубные теплообменники – аппарат теплообмена между двумя потоками с нагревом одной среды (жидкой, газообразной) за счет охлаждающего агента. В процессе термического процесса не происходит перемешивания двух сред, они могут менять агрегатное состояние. Горячий и холодный теплоносители движутся в разных каналах, а теплообмен происходит через стенки трубных пучков. Для увеличения теплопередающей поверхности используют оребрение труб, которое выполняется навивкой стальной ленты.

Название аппарат получил от кожуха с расположенными внутри трубками, посредством которых и осуществляется рекуперация. Диапазон рабочих температур аппарата от -60°С до +600°С. В зависимости от назначения он может служить теплообменником, холодильником, конденсаторами или испарителем.

Изделие находит применение в теплотехнике для оборудования систем ГВС. Высокая эффективность теплообменников сокращает расход топлива, затрачиваемого на технологический процесс или теплообеспечение. Кожухотрубные теплообменники всегда занимали лидирующие позиции по востребованности на рынке отопительного оборудования. За последние 15–20 лет появилось много новых аналогов с отличными характеристиками. Однако теплотехники предпочитают использовать эти, проверенные временем, надежные тепловые агрегаты.

Какие существуют виды теплообменников?

Согласно ГОСТ 9929–82 кожухотрубчатые теплообменные изделия выпускаются диаметром от 15,9 см до 300 см и выдерживают давление в диапазоне от вакуума до 160 кгс/см². В длину аппарат может быть от нескольких сантиметров до 8–9 метров.

Поверхность теплообмена может достигать нескольких тысяч квадратных метров.

Изделия выпускаются следующих видов:

• Н – с неподвижно встроенными трубчатыми решетками;

• К – с температурным компенсатором;

• П – с плавающей головкой;

• У – с U-образной формой трубчатых элементов;

• ПК – комбинированная, оснащена плавающей головкой со встроенным компенсатором.

Кожухотрубчатые теплообменники с неподвижными трубными решетками имеют жесткую конструкцию компонентов. Они наиболее распространены в нефтегазовой отрасли и химической промышленности. Этот вид занимает 75% всего рынка кожухотрубчатых теплообменников. Отличительной особенностью этого вида является то, что теплообменные трубы жестко скреплены с трубными решетками (развальцованы), которые в свою очередь, приварены к внутренней стенке корпуса. В связи с этим исключена возможность взаимных перемещений элементов в распределительной камере.

Для подачи и отвода теплоносителя труб и межтрубного пространства, а также отвода конденсата изделия оборудуются штуцерами или другой трубопроводной арматурой, выходящей наружу теплообменника. Интенсивность теплоотдачи при поперечном перемещении потока выше, поэтому его направляют по зигзагообразной траектории. Для этого устанавливают поперечные перегородки, они не примыкают к внутренней поверхности кожуха, оставляя зазор для перемещения потока. Для сосредоточения потока ближе к пучку труб, специальными пластинами сужают рабочее пространство камеры.

В кожухотрубном теплообменнике с компенсатором на корпусе тепловые удлинения компенсируются продольным сжатием или удлинением гибких вставок и расширителей. Такие аппараты применяются при избыточной деформации компенсатора в пределах 10–15 мм. В такой полужесткой конструкции могут применяться линзовые, сальниковые или сильфонные компенсаторы для компенсации температурных удлинений и перекоса труб.

Более совершенной считается конструкция аппарата с плавающей головкой. Одна из трубных досок крепится жестко, другая решетка свободно перемещается вместе с трубной системой. Плавающей готовкой называют подвижную решетку с крышкой, которой она оснащена. Некоторое удорожание аппарата ввиду увеличения диаметра корпуса и дополнительного днища оправдывается большей надежностью в эксплуатации.

В изделии с U-образными трубами оба конца трубного пучка закреплены на одной трубной решетке, труба изогнута петлей на 180° радиусом 4d или больше. Это позволяет трубам свободно удлиняться в сторону изгиба трубного пучка.

По направлению перемещения среды в аппарате различают одно/многоходовые теплообменники. В одноходовом вещество двигается однократно по кратчайшей траектории от входа к выходу. Наиболее ярким представителем этого вида является водоводяной подогреватель ВВП, применяемый в отопительных системах. Когда лучше применять такой аппарат? Лучше всего там, где не требуется высокая интенсивность процесса теплообмена и где существует небольшая разница между температурой теплоносителя и окружающей среды.

В многоходовых поток перенаправляют с помощью системы продольных и поперечных перегородок в объеме. Оптимальным считается применение теплообменника в тепловых системах с большой скоростью перемещения или низкой теплоотдаче агента. По способу перемещения агента различают прямоточные, противоточные и перекрестноточные изделия.

Для работы теплообменника в агрессивных средах вместо стального пучка труб применяют графитовые или стеклянные трубы, герметизируют корпус сальниками специальных материалов.

По какому принципу работают агрегаты?

Применяемый в функционале принцип рекуперации основывается на раздельном теплообмене без перемешивания продуктов. Теплопередача от более нагретой среды менее нагретой осуществляется через стенки труб, разделяющих два агента. При этом соблюдается принцип противотока, как обеспечивающий оптимальную теплопередачу. Один теплоноситель (жидкость, газ, пар) подается под давлением в пространство между труб, второй циркулирует по трубам и может отличаться агрегатным состоянием от первого.

Далее между жидкими и газообразными веществами происходят теплообменные процессы в штатном режиме. Для увеличения коэффициентов теплоотдачи используются достаточно высокие скорости продуктов. У пара и газа она должна быть 8–25 м/с, для жидких агентов от 1,5 м/с. Для повышения теплоотдачи трубы снабжаются специальными ребрами.

Из чего состоит кожухотрубчатый аппарат?

Главным достоинством кожухотрубчатого теплообменника и причиной популярности является несложная, но очень надежная конструкция. Она состоит из распределительной камеры, оснащенной патрубками, цилиндрического кожуха, трубных решеток и пучка труб. Конструкция дополнена крышками с торцов и опорами для размещения на горизонтальном основании или креплениями при другой ориентации в пространстве.

Маркировка изделий

Маркировка теплообменников состоит из последовательности знаков буквенно-цифрового кода. Например, аббревиатура 1400 ТКГ—1,5-0,5 – М1/40Д—6-1-У-И расшифровывается так:

• давление внутри труб 1,5 Мпа;

• то же, только в пространстве между труб 0,5 Мпа;

• тип материала М1;

• трубы оребренные диаметром 40 мм;

• длина изделия 6 м;

• используется в умеренном климате;

• имеются приспособления для крепления внешней теплоизоляции.

Преимущества и недостатки изделий

Кожухотрубчатые теплообменники имеют ряд достоинств, обеспечивших конкурентные преимущества в своем сегменте теплообменников на рынке теплового оборудования:

1. Они обладают высокой стойкостью к гидроударам в то время, когда другие аналоги такой способностью не обладают.

2. Они могут работать с загрязненными продуктами или в агрессивных средах в отличие от других теплообменников. Например, пластинчатые аналоги работают исключительно на чистом агенте.

3. Простота обслуживания (легко производить механическую очистку), проведения ПТО и высокая ремонтопригодность.

Недостатками изделий этого типа являются:

1. Более низкий по сравнению с пластинчатыми изделиями коэффициент полезного действия, меньшая площадь теплопередающей поверхности.

2. Большие габариторазмеры, следствием чего является повышенная материалоемкость и стоимость аппарата.

3. Значительная зависимость теплоотдачи от скорости перемещаемого агента.

Область применения аппаратов

Кожухотрубчатые аппараты применяются в качестве базисного оборудование для тепловых пунктов и инженерных сетей жилищно-коммунального хозяйства. Индивидуальные тепловые пункты (ИТП) имеют существенные преимущества перед централизованным тепловодоснабжением. Они более эффективно производят энергообеспечение объектов и обеспечение теплового режима зданий, чем теплоцентрали.

Теплообменники этого типа применяются в нефтяной, газовой, химической промышленности. Их можно обнаружить в большой теплоэнергетике, где используются теплоносители с высокими параметрами. Разносторонняя сфера применения не ограничивается только этими отраслями. В качестве испарителей используются в ребойлерах, конденсаторах-холодильниках воздушного охлаждения, ректификационных колоннах. Могут также задействоваться для охлаждения сырьевых масс, компонентов или готовой продукции. Они широко применяются в технологических процессах молочного, пивного и других производствах пищевой промышленности.

Читайте также: