Конструкция разборных пластинчатых теплообменников

 

Разборный пластинчатый теплообменник

Нагреваемая среда входит в пластинчатый теплообменник через патрубок подачи теплоносителя, расположенный на неподвижной опорной плите (см. рисунок) и через отверстие попадает в продольный коллектор, образованный кромками пластин с угловыми отверстиями после сборки пластин. Нагреваемая среда по коллектору проходит до последней пластины, распределяется по межпластинным каналам, которые через один сообщаются с угловым коллектором благодаря соответствующей схеме расположения уплотнений. При движении по межпластинному каналу нагреваемая среда обтекает волнистую поверхность пластин, обогреваемых с обратной стороны греющей средой. Нагреваемая среда попадает в нижний коллектор и выходит из пластинчатого теплообменника через патрубок выхода теплоносителя. Греющая среда движется в пластинчатом теплообменнике навстречу нагреваемой и поступает через патрубок подачи греющего теплоносителя, а затем проходит через нижний коллектор, распределяется по каналам и движется по ним. Через верхний коллектор и патрубок выхода греющая среда выходит из теплообменника. Обычно используются одноходовые пластинчатые теплообменники. Их отличительной особенностью является 100%-ый противоток двух сред. Все входные и выходные патрубки подсоединяются к неподвижной плите. Такой способ монтажа существенно упрощает обслуживание пластинчатого теплообменника. Небольшая разница температур между средами может потребовать использования многоходовых пластинчатых теплообменников. В этом случае присоединительные трубопроводы подводятся как к неподвижной, так и к прижимающей плите.

Конструкция пластинчатых теплообменников

 

Простейший пластинчатый теплообменник состоит не менее чем из трех пластин, которые образуют два канала: один для греющего теплоносителя, второй для нагреваемого. Гофрированная поверхность пластин усиливает турбулизацию потоков рабочих сред и повышает коэффициенты теплоотдачи. Размеры, формы и профили поверхности пластин разнообразны. Из теплопередающих пластин, основного сборочного элемента теплообменника, собирают пакет. При этом каждая последующая пластина повернута на 180° относительно смежных, что создает равномерную сетку пересечения и взаимных точек опор вершин гофров. Между каждой парой соседних пластин образуется щелевой канал сложной формы, по которым и протекает рабочая среда. Жидкость при движении в них совершает пространственное трехмерное извилистое движение, при котором происходит турбулизация потока. Угловые отверстия для прохода рабочей среды имеют форму, обеспечивающую снижение гидравлических сопротивлений на входе в канал и выходе из него, снижение отложений на этих участках и позволяющую более рационально использовать всю площадь пластины для теплообмена. Рама пластинчатого теплообменника, на которой устанавливаются пластины, образуется опорной плитой, верхней и нижней штангами, закрепленными в опорной плите и поддерживаемыми стойкой.
Основными компонентами разборного пластинчатого теплообменника являются пакет одинарных пластин, уплотнения к пластинам и рама, в которую заключен пакет пластин, скрепляемых при помощи стяжных болтов. Разборные пластинчатые теплообменники также имеют широчайший спектр различных оребрений и типоразмеров пластин. Материалы пластин — нержавеющая сталь, титан и другие. Пластинчатые теплообменники предоставляют наибольшую свободу в подборе технических параметров.

 

Преимущества

 

Простота сервисного обслуживания. Разборная конструкция пластинчатого теплообменника позволяет проводить техническое обслуживание в кратчайшие сроки.

  • Бесклеевое уплотнение с механической фиксацией уплотнений на пластинах.
  • Гибкость технических характеристик пластинчатого теплообменника (увеличение производительности, изменение температурных рабочих режимов и т.д.) за счет легкого изменения числа и типов пластин.
  • Компактность конструкции (минимально возможные габариты).
  • Малая загрязняемость теплообменника, которая достигается особой конструкцией пластин.
  • Энергосбережение, благодаря минимальной разности температур между средами.
  • Возможность получения ледяной воды с температурой близкой к температуре замерзания без риска замораживания и разрушения теплообменника, благодаря высокой турбулизации потока и минимальной разности температур между средами.
  • Теплоэнергетика (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение), промышленное холодильное оборудование (конденсаторы и испарители), нагрев и охлаждение любых жидкостей в химической, нефтехимической, пищевой, металлургической, машиностроительной и многих других отраслях промышленности. Благодаря своей уникальной конструкции разборные пластинчатые теплообменники могут использоваться для получения ледяной воды с температурой близкой к температуре замерзания без риска замораживания и разрушения теплообменника. В качестве охлаждающей среды для получения ледяной воды может использоваться любой антифриз (незамерзающий хладоноситель). При правильном расчете параметров работы пластинчатого теплообменника, точном регулировании расхода хладоносителя и обеспечении защиты от замораживания - можно даже получать переохлажденную воду с кристаллами льда на выходе пластинчатого теплообменника. 

Полусварные пластинчатые теплообменники

 

Конструкция

 

 

Основными компонентами полусварного (полуразборного) пластинчатого теплообменника являются пакет лазерно-сварных модулей, уплотнения к модулям и рама, в которую заключен пакет модулей, скрепляемых при помощи стяжных болтов. Полусварной пластинчатый теплообменник предпочтительнее использовать, если одна из рабочих сред является агрессивной (или требуется обеспечить ее максимальную герметичность), но при этом не оставляет загрязнений, требующих механической чистки пластин при полной разборке оборудования. Прокладки между пластинами, образующими сварные модули, как наиболее подверженные разрушению и износу элементы конструкции, отсутствуют, что повышает надежность и герметичность изделия в целом. Каналы между парами таких модулей уплотняются прокладками в обычном порядке. Во всем остальном конструкция полусварных пластинчатых теплообменников полностью совпадает с конструкцией разборных. Пластины, из которых изготавливаются вышеупомянутые модули для полусварных теплообменников, также имеют широчайший спектр различных оребрений и типоразмеров. Материалы пластин — нержавеющая сталь, титан и другие. Как и разборные, полусварные пластинчатые теплообменники предоставляет большую свободу в подборе технических параметров.

 

Преимущества

 

Применение разборных пластинчатых теплообменников имеет границы применения, которые во многом обуславливаются материалом уплотнений. Применение  полусварных пластинчатых теплообменников с лазерно-сварными модулями открывает новые возможности применения пластинчатых теплообменников. Конструкция полусварного теплообменника позволяет применять в пластинчатых теплообменниках агрессивные среды и среды с предельными параметрами.

 

Модуль состоит из двух теплообменных пластин «сваренных» на лазерной установке в один газоплотный герметичный канал, в котором находится агрессивная или критическая среда.

  • Снижение стоимости за счет замены дорогих уплотнений на сварной шов.
  • Более выгодная цена по сравнению с полностью сварными теплообменниками.
  • Повышенные технологичность, износоустойчивость и коррозионная стойкость.
  • При применении конструкции полусварного пластинчатого теплообменника сохраняют все преимущества разборного пластинчатого теплообменника.
  • Области применения
  • Теплоснабжение (греющий теплоноситель пар), промышленное холодильное оборудование (испарители, конденсаторы), нагрев и охлаждение агрессивных (критических) сред в технологических процессах химической, нефтехимической, нефтегазовой, металлургической, машиностроительной и многих других отраслях промышленности.

Полусварные пластинчатые испарители

 

Полусварные пластинчатые аммиачные теплообменники предназначены для работы в составе аммиачных холодильных установок в качестве испарителей, конденсаторов аммиака, утилизаторов тепла перегретых паров аммиака, теплообменников для переохлаждения жидкого аммиака, охлаждения масел и других жидкостей.
В настоящее время на большинстве предприятий при реконструкции систем хладоснабжения заменяют кожухотрубные, трубчатые и панельные теплообменники на пластинчатые аппараты, так как последние обладают рядом существенных преимуществ: высокие коэффициенты теплопередачи, простота конструкции, позволяющая без специального оборудования производить профилактические и ремонтные работы, очистку поверхности пластин от загрязнений и отложений специалистами предприятия, эксплуатирующего теплообменники, меньшие габаритные размеры, масса и аммиакоёмкость.
При использовании полусварных пластинчатых теплообменников в качестве аммиачных испарителей эффективно реализуются преимущества аппаратов закрытого типа: снижается расход электроэнергии, замедляются процессы коррозии (в связи с отсутствием аэрации хладоносителей), снижаются теплопритоки в систему через наружную поверхность аппарата, не требуются мешалки для циркуляции хладоносителя, отсутствуют утечки хладоносителя через сальниковые уплотнения мешалки и выводов секций к масляному коллектору, отсутствуют требования к высоте размещения теплообменника относительно положения охлаждающих приборов, отсутствует опасность перелива хладоносителя при остановке циркуляционных насосов.
Благодаря высокой степени турбулентности потока в каналах пластинчатого теплообменника происходит самоочищение поверхностей, что способствует более длительным срокам эксплуатации. Полусварные пластинчатые теплообменники обладают высокой гибкостью - то есть способностью набора требуемого числа пластин (кассет) для создания оптимального размера поверхности теплообмена. Поэтому для каждого конкретного случая рассчитывается и подбирается оптимальная поверхность, обоснованная технико-экономическим расчетом.

 

 



Благодаря высокой турбулизации потока и минимальной разности температур между средами полусварные пластинчатые испарители позволяют получать ледяную воду с температурой близкой к температуре замерзания без риска замораживания и разрушения испарителя. При правильном расчете параметров работы пластинчатого испарителя, точном регулировании давления (температуры) кипения хладагента и обеспечении защиты от замораживания - можно даже получать переохлажденную воду с кристаллами льда на выходе пластинчатого теплообменника. 

Полусварные пластинчатые конденсаторыВысокая ремонтопригодность аппарата (аппарат разбирается в габаритах рамы пластинчатого теплообменника, удобство разборки-сборки аппарата, не требуется демонтаж подводящих трубопроводов);

 

Значительно меньшие габаритные размеры и вес; компактность полусварного пластинчатого аммиачного конденсатора обуславливается более высокими коэффициентами теплопередачи (в 4 – 5 раз выше по сравнению с кожухотрубными аппаратами) и особенностью конструкции пластинчатых теплообменников;

 

При замене кожухотрубных конденсаторов на полусварные пластинчатые аммиачные конденсаторы заказчик получает следующие преимущества пластинчатых теплообменников:

  • Гибкость конструкции полусварного пластинчатого теплообменника – можно изменить площадь поверхности теплообмена путём добавления либо удаления кассет;
  • Благодаря высокой степени турбулентности потока в каналах полусварного пластинчатого теплообменника происходит самоочищение поверхностей, что способствует снижению трудоемкости при эксплуатации теплообменника.
  •   

  • Полусварные пластинчатые форконденсаторы, переохладители и маслоохладителифорконденсаторов, с целью использования высокотемпературного потенциала цикла для нагрева технологической воды или отопления помещений нагретым теплоносителем;

 

Полусварные пластинчатые форконденсаторы, переохладители и маслоохладители

 

Особенностью пластинчатых теплообменников, и в частности аммиачных полусварных теплообменников, является универсальность конструкции аппаратов данного типа. Это позволяет использовать их не только в качестве конденсаторов и испарителей аммиачных холодильных установок, но и качестве форконденсаторов, переохладителей жидкого аммиака, маслоохладителей и для других целей. Весьма эффективно использование полусварных пластинчатых теплообменников в качестве утилизаторов теплоты перегретых паров аммиака, например в качестве:

  • форконденсаторов, с целью использования высокотемпературного потенциала цикла для нагрева технологической воды или отопления помещений нагретым теплоносителем;
  • переохладителей хидкого аммиака, для увеличения холодопроизводительности и улучшения теплоэнергетических показателей работы холодильной установки;
  • охладителей масла в винтовых компрессорах, для снижения тепловой нагрузки на компрессор и масло.

Приглашаем к сотрудничеству региональные монтажные организации, специализирующиеся на монтаже и сервисном обслуживании промыщленного холодильного оборудования. Сотрудничество с группой компаний ФРИГОДИЗАЙН позволяет монтажным организациям покупать широчайший спектр холодильного оборудования в одном месте, в том числе изготовленного по специальному заказу в единственом экземпляре, получать консультации высококвалифицированных специалистов, постоянно повышать квалификацию сотрудников и расширять область своей деятельности, осваивать новые технические решения и новые виды оборудования, напрямую работать с нашими клиентами в своем регионе, участвовать в крупных проектах, браться за сложные технические задачи которые они не могут решить своими силами.