Dizajn modernih rekuperativnih izmjenjivača topline površinskog tipa kontinuiranog djelovanja vrlo je raznolik. Razmotrimo najkarakterističnije.

Izmjenjivači topline sa školjkama i cijevima su uređaji izrađeni od snopova cijevi pričvršćenih cijevnim listovima (daskama) i ograničeni kućištima i poklopcima sa mlaznicama. Cijevni i prstenasti prostori u aparatu su razdvojeni, a svaki od njih se može podijeliti pregradama na nekoliko prolaza. Pregrade su dizajnirane da povećaju brzinu i, posljedično, koeficijent prijenosa topline nosača topline. Izmjenjivači topline ovog tipa namijenjeni su za razmjenu topline između različitih tekućina, između tekućina i pare, između tekućina i plinova. Tipični dizajniškoljkasti izmjenjivači topline se koriste u slučajevima kada je potrebna velika površina za izmjenu topline.

Prilikom zagrijavanja tekućine parom, u većini slučajeva, para se uvodi u prstenasti prostor, a zagrijana tekućina struji kroz cijevi. Kod izmjenjivača topline s školjkom i cijevi, poprečni presjek prstenastog prostora je 2...3 puta veći od poprečnog presjeka unutar cijevi. Dakle, pri istim brzinama protoka nosača toplote koji imaju isto stanje agregacije, brzine rashladne tečnosti u prstenastom prostoru su niže, a koeficijenti prolaza toplote na površini prstenastog prostora su niski, što smanjuje koeficijent prolaza toplote u aparatu. . Na sl. 4.5 prikazano različite vrste izmjenjivači topline sa školjkama i cijevima.

Površina prijenosa topline uređaja može se kretati od nekoliko stotina kvadratnih centimetara do nekoliko hiljada. kvadratnih metara. Dakle, kondenzator moderne parne turbine kapaciteta 300 MW ima više od 20 hiljada cijevi s ukupnom površinom izmjene topline od oko 15 hiljada m 2.

Tijelo (kućište) izmjenjivača topline sa školjkom i cijevi je cilindar zavaren od jednog ili više čeličnih limova. Školjke se uglavnom razlikuju po načinu spajanja na cijev i poklopce. Debljina stijenke ljuske određena je maksimalnim pritiskom radnog medija i promjerom aparata, ali ne manjim od 4 mm. Prirubnice su zavarene na cilindrične ivice kućišta za povezivanje sa poklopcima ili dnom. Na vanjsku površinu kućišta zavarene su razvodne cijevi i nosači aparata.

Cijevi školjkastih uređaja izrađuju se ravne ili zakrivljene (u obliku slova U) prečnika od 12 do 57 mm.

Materijal cijevi se bira ovisno o mediju koji pere njegovu površinu. Koriste se cijevi od čelika, mesinga i specijalnih legura.

Cijevni limovi se koriste za učvršćivanje cijevi u njima pomoću spojeva za razvrtanje, zavarivanje, brtvljenje ili spojeve kutije za punjenje. Listovi cijevi su pričvršćeni vijcima između prirubnica kućišta i poklopca ili zavareni za kućište, ili samo za prirubnice slobodne komore (vidi sliku 4.5).

Rice. 4.5. Vrste izmjenjivača topline s školjkom i cijevi:

a - jednosmjerni; b - višesmjerni; u - filmu; g - sa kompenzatorom sočiva; d - plutajuća glava zatvorenog tipa; e - plutajuća glava otvorenog tipa; g - sa kompenzatorom za punjenje; h - sa cijevima u obliku slova U; 1 - kućište; 2 - izlazna komora; 3 - cijevni list; 4 - cijevi; 5 - ulazna komora; 6 - uzdužna pregrada; 7 - kamera; 8 - pregrade u komori; 9 - kompenzator sočiva; 10 - plutajuća glava; 11 - kutija za punjenje; 12 - U-cijevi; I, II - nosači toplote

Poklopci školjkastih aparata su u obliku ravnih ploča, čunjeva, sfera, a najčešće konveksnih ili konkavnih elipsa.

Sekcija izmenjivača toplote(Sl. 4.6) su vrsta cevastog aparata i sastoje se od nekoliko sekcija povezanih u seriju, od kojih je svaka školjkasti izmjenjivač topline s malim brojem cijevi i školjka ne veliki prečnik.

U sekcijskim izmjenjivačima topline, pri istim brzinama protoka tekućina, brzine kretanja nosača topline u cijevima i prstenastom prostoru su gotovo jednake, što daje povećane koeficijente prijenosa topline u odnosu na konvencionalne cijevne izmjenjivače topline. Najjednostavniji od ovog tipa je izmjenjivač topline cijev u cijevi (cijev manjeg promjera je umetnuta u vanjsku cijev). Svi elementi aparata su povezani zavarivanjem.

Rice. 4.6. Sekcija izmenjivača toplote:

a - bojler sistema grijanja; b - tip "cijev u cijevi"; 1 - kompenzator sočiva; 2 - cijevi; 3 - cijevni list s prirubnicom sa kućištem; 4 - "kalach"; 5 - spojne cijevi

Nedostaci sekcijskih izmjenjivača topline su: visoka cijena jedinice grijaće površine, jer podjela na sekcije uzrokuje povećanje broja najskupljih elemenata aparata - cijevnih listova, prirubničkih spojeva, prijelaznih komora, kompenzatora itd. ; značajan hidraulički otpor zbog raznih zavoja i prijelaza uzrokuju povećana potrošnja struju na pogon pumpe rashladne tečnosti.

Kućišta serijskih izmjenjivača topline izrađuju se od cijevi dužine do 4 m, unutrašnjeg prečnika od 50 do 305 mm. Broj cijevi u sekciji je od 4 do 151, površina grijanja je od 0,75 do 26 m 2, cijevi su mesingane prečnika 16/14 mm. Omjer površine grijanja prema zapremini izmjenjivača topline dostiže 80 m 2 /m 3 , a specifična konstrukcijska težina je 50...80 kg/m 2 površine grijanja.

Spiralni izmjenjivači topline(Sl. 4.7) sastoje se od dva spiralna kanala pravokutnog poprečnog presjeka, duž kojih se kreću rashladna sredstva I i II. Kanali su formirani od metalnih limova koji služe kao površina za izmjenu topline. Unutrašnji krajevi spirala povezani su pregradnim zidom. Da bi se osigurala krutost konstrukcije i fiksirao razmak između spirala, ivice su zavarene. Sa krajeva spirale su zatvoreni poklopcima i zategnuti vijcima.

Horizontalni spiralni izmjenjivači topline se koriste za razmjenu topline između dva fluida. Vertikalni spiralni izmjenjivači topline se koriste za razmjenu topline između kondenzirajuće pare i tekućine. Takvi izmjenjivači topline se koriste kao kondenzatori i grijači pare za tekućine.

Rice. 4.7. Vrste spiralnih izmjenjivača topline:

a - horizontalno; b - vertikalno; 1, 3 - listovi; 2 - pregradni zid; 4 - poklopci; I, II - nosači toplote

Prednosti spiralnih izmjenjivača topline uključuju kompaktnost (veća površina za izmjenu topline po jedinici volumena od one kod višeprolaznih cijevnih izmjenjivača topline) sa istim koeficijentima prijenosa topline i manjim hidrauličkim otporom za prolaz nosača topline. Nedostaci su složenost proizvodnje i popravka i pogodnost rada pod nadtlakom ne većim od 1,0 MPa.

Pločasti izmjenjivači topline imaju ravne površine za izmjenu topline. Obično se takvi izmjenjivači topline koriste za fluide za prijenos topline čiji su koeficijenti prijenosa topline isti.

Nedostaci do nedavno proizvedenih pločastih izmjenjivača topline bili su niska nepropusnost i neznatni padovi tlaka između nosača topline.

Nedavno su proizvedeni kompaktni sklopivi pločasti izmjenjivači topline, koji se sastoje od žigosanih metalnih limova s ​​vanjskim izbočinama raspoređenim u hodniku ili poređano. Takve strukture se koriste za razmjenu topline između tekućina i plinova i rade pri padu tlaka do 12 MPa. Na sl. 4.8 prikazuje nekoliko dizajna izmjenjivača topline ovog tipa. Zbog malog razmaka između ploča (6...8 mm), ovi izmjenjivači topline su vrlo kompaktni. Specifična površina grijanja F/V je 200...300 m 2 /m 3 . Stoga pločasti izmjenjivači topline u nekim slučajevima istiskuju cevaste i spiralne.

Ali takav dizajn ima sljedeće nedostatke: poteškoće čišćenja unutar kanala, popravka, djelomične zamjene površine izmjenjivača topline, kao i nemogućnost proizvodnje pločastih izmjenjivača topline od lijevanog željeza i krhkih materijala i dugotrajnog rada.

Trenutno, u sistemima za snabdevanje toplotom stambeno-komunalnih usluga i niz industrijska preduzeća pločasti izmjenjivači topline (Sl. 4.8) ugrađuju se kao grijači za opskrbu toplom vodom (PTV) i grijanje umjesto tradicionalnih sekcijskih kućišta i cijevi grijača koji su se ranije koristili za ove svrhe. To je zbog niza okolnosti i prednosti:

1. Koeficijent prolaza toplote u pločastim izmenjivačima toplote je 3...4 puta veći nego kod školjkastih izmenjivača toplote, zbog posebnog rebrastog profila puta protoka ploče, koji obezbeđuje visok stepen turbulencije tokovi nosioca toplote. Shodno tome, površina pločastih izmjenjivača topline je 3...4 puta manja od površine izmjenjivača topline s školjkom i cijevi.

Rice. 4.8. Lamelarni izmenjivač toplote voda-voda "Teplotex":

a - opšti pogled; b - shema kretanja nosača topline

2. Pločasti izmjenjivači topline imaju malu potrošnju metala, vrlo su kompaktni i mogu se ugraditi u malu prostoriju.

3. Za razliku od školjke i cijevi, lako se rastavljaju i brzo čiste. Ovo ne zahtijeva demontažu dovodnih cjevovoda.

4. U pločastom izmjenjivaču topline, ploča ili brtva se mogu lako i brzo zamijeniti, a njihova površina se može povećati ako se toplinsko opterećenje vremenom povećava.

Sekcijskim izmjenjivačima topline s školjkom i cijevi je teško precizno izračunati potrebne toplinske performanse i dozvoljeni gubitak tlaka, budući da je površina jedne sekcije velika i doseže 28 m 2 (pri D y = 300 mm).

Pločasti izmjenjivači topline sastavljaju se od pojedinačnih ploča, čija površina grijanja u pravilu ne prelazi jedan metar. Ova okolnost, u kombinaciji s optimalno odabranom vrstom ploče, omogućava vam da precizno odaberete površinu za prijenos topline izmjenjivača topline bez dodatne margine.

Po svojim tehničkim karakteristikama, izmjenjivači topline "Teplotex" su sklopivi i jednoprolazni; materijal ploče - čelik ALSL 316; debljina ploče - 0,5 ... 0,6 mm; nepristojne brtve - EPDM guma; maksimalna radna temperatura rashladnog sredstva - 150 °C; radni pritisak - 1 ... 2,5 MPa; potrošnja vode u zavisnosti od tipa izmjenjivača topline od 2 do 100 kg/s; površina - od 1,5 do 373 m 2.

Rebrasti izmjenjivači topline koriste se u slučajevima kada je koeficijent prijenosa topline za jednu od rashladnih tekućina znatno niži nego za drugu. Površina za izmjenu topline na strani nosača topline sa niska vrijednostα povećanje u poređenju sa površinom razmene toplote na strani drugog rashladnog sredstva. U takvim uređajima površina za izmjenu topline ima rebra na jednoj strani raznih oblika(Sl. 4.9). Kao što se može vidjeti sa slike, rebrasti izmjenjivači topline čine najviše razni dizajni. Istovremeno izrađujem rebra poprečna, uzdužna, u obliku igala, spirala, od upletene žice itd.

Rice. 4.9. Vrste rebrastih izmjenjivača topline:

a - lamelarni; b - cijev od livenog gvožđa sa okruglim rebrima; c - cijev sa spiralnim perajima; g - cijev od livenog gvožđa sa unutrašnjim rebrima; d - rebraste cijevi; e - cijev od livenog gvožđa sa dvostranim igličastim rebrima; g - žičana (bispiralna) rebra cijevi; h - uzdužna rebra cijevi; i - višestruka cijev

Izmjenjivač topline je uređaj u kojem se toplina prenosi između rashladnih tekućina.

Princip rada

Oklopni i cijevni izmjenjivači topline su rekuperativnog tipa, gdje su mediji odvojeni zidovima. Njihov rad se sastoji u procesima razmjene topline između tekućina. U tom slučaju, njihovo stanje agregacije se može promijeniti. Izmjena topline se također može odvijati između tekućine i pare ili plina.

Prednosti i nedostaci

Izmjenjivači topline s školjkom i cijevi su uobičajeni zbog sljedećih pozitivnih kvaliteta:

• otpornost na mehaničkim uticajima i vodeni čekić;
• niski zahtjevi za čistoćom medija;
• visoka pouzdanost i izdržljivost;
• širok raspon modela;
• mogućnost primene u različitim okruženjima.

Na nedostatke ovog tipa modeli uključuju:

• nizak koeficijent prolaza toplote;
• značajne dimenzije i velika potrošnja metala;
• visoka cijena zbog povećane potrošnje metala;
• potreba za korištenjem uređaja s velikom marginom zbog začepljenja oštećenih cijevi tijekom popravka;
• fluktuacije u nivou kondenzata nelinearno mijenjaju izmjenu topline u horizontalnim uređajima.

Izmjenjivači topline s školjkom i cijevi imaju nizak koeficijent prijenosa topline. To je dijelom zbog činjenice da je prostor tijela 2 puta veći od ukupnog poprečnog presjeka cijevi. Upotreba pregrada omogućava povećanje brzine fluida i poboljšanje prijenosa topline.

Rashladno sredstvo prolazi u prstenastom prostoru, a zagrijani medij se dovodi kroz cijevi. Slično, može se i hladiti. Efikasnost prijenosa topline osigurava se povećanjem broja cijevi ili stvaranjem poprečne struje vanjskog rashladnog sredstva.

Kompenzacija termičkog istezanja

Temperatura nosača topline je različita i kao rezultat toga dolazi do toplinske deformacije konstrukcijskih elemenata. Izmjenjivač topline sa školjkom i cijevi dostupan je sa ili bez kompenzacije ekspanzije. Čvrsto pričvršćivanje cijevi je dozvoljeno kada je temperaturna razlika između njih i tijela do 25-30 0 C. Ako prelazi ove granice, koriste se sljedeći temperaturni kompenzatori.

1. "Plutajuća" glava - jedna od rešetki nije spojena na kućište i slobodno se kreće u aksijalnom smjeru kada su cijevi izvučene. Dizajn je najpouzdaniji.
2. Na tijelu je napravljen kompenzator sočiva u obliku nabora, koji se može širiti ili skupljati.
3. Na gornjem dnu je ugrađen kompenzator kutije za punjenje, koji ima mogućnost pomicanja zajedno sa rešetkom tokom termičkog širenja.
4. Cijevi u obliku slova U se slobodno protežu u mediju za prijenos topline. Nedostatak je složenost proizvodnje.

Vrste izmjenjivača topline s školjkom i cijevi

Dizajn uređaja je jednostavan, uvijek su traženi. Cilindrično tijelo je čelično kućište velikog promjera. Na njegovim rubovima se izrađuju prirubnice na koje se postavljaju poklopci. Cjevni snopovi se učvršćuju u cijevnim listovima unutar tijela zavarivanjem ili proširenjem.

Materijal za cijevi je čelik, bakar, mesing, titanijum. Čelične ploče su pričvršćene između prirubnica ili zavarene na kućište. Između njih i unutrašnjeg tijela formiraju se komore kroz koje prolaze rashladne tekućine. Postoje i pregrade koje mijenjaju kretanje fluida koji prolaze kroz ljuske i cijevi izmjenjivača topline. Dizajn vam omogućava da promijenite brzinu i smjer protoka koji prolazi između cijevi, čime se povećava intenzitet prijenosa topline.

Uređaji se mogu nalaziti u prostoru okomito, horizontalno ili sa nagibom.

Različiti tipovi izmjenjivača topline s školjkom i cijevi razlikuju se po rasporedu pregrada i rasporedu dilatacijskih spojeva. Sa malim brojem cijevi u snopu, kućište ima mali promjer, a površine za izmjenu topline su male. Da bi se povećali, izmjenjivači topline su povezani serijski u sekcije. Najjednostavniji je dizajn cijevi u cijevi, koji se često samostalno izrađuje. Da biste to učinili, potrebno je pravilno odabrati promjere unutrašnjeg i vanjska cijev i brzinu protoka toplotnog nosača. Lakoću čišćenja i popravke osiguravaju koljena koja spajaju susjedne dijelove. Ovaj dizajn se često koristi kao izmjenjivači topline s ljuskom i cijevi za paru i vodu.

Spiralni izmjenjivači topline su kanali pravokutnog oblika i zavareni od limova duž kojih se kreću rashladna sredstva. Prednost je velika površina kontakta sa tečnostima, a mana je nizak dozvoljeni pritisak.

Novi dizajn izmjenjivača topline

U naše vrijeme počinje se razvijati proizvodnja kompaktnih izmjenjivača topline s reljefnim površinama i intenzivnim kretanjem tekućina. Zbog toga su njihove tehničke karakteristike bliske lamelarnim uređajima. Ali proizvodnja potonjih se također razvija i teško ih je sustići. Zamjena školjkastih izmjenjivača topline pločastim izmjenjivačima topline je svrsishodna zbog sljedećih prednosti:

Nedostatak je brza kontaminacija ploča zbog male veličine praznina između njih. Ako su rashladne tečnosti dobro filtrirane, izmjenjivač topline će raditi dugo vremena. Fine čestice se ne zadržavaju na poliranim pločama, a turbulencija tečnosti takođe sprečava taloženje kontaminanata.

Povećanje intenziteta razmene toplote uređaja

Stručnjaci stalno razvijaju nove izmjenjivače topline s školjkom i cijevi. Specifikacije poboljšano korištenjem sljedećih metoda:

Turbulencija protoka fluida značajno smanjuje nakupljanje kamenca na zidovima cijevi. Kao rezultat toga, nisu potrebne mjere čišćenja koje su neophodne za glatke površine.

Proizvodnja kućišta i cijevi izmjenjivača topline uz uvođenje novih metoda omogućava povećanje efikasnosti prijenosa topline za 2-3 puta.

S obzirom na dodatne troškove i troškove energije, proizvođači često pokušavaju zamijeniti izmjenjivač topline pločastim izmjenjivačem topline. U poređenju sa konvencionalnim školjkastim cijevima, oni su 20-30% bolji u prijenosu topline. To ima više veze sa proizvodnjom nova tehnologija, koji i dalje teče sa poteškoćama.

Rad izmjenjivača topline

Uređajima je potrebna periodična kontrola i kontrola rada. Parametri kao što je temperatura mjere se iz njihovih ulaznih i izlaznih vrijednosti. Ako se efikasnost rada smanjila, potrebno je provjeriti stanje površina. Naslage soli posebno utiču na termodinamičke parametre izmjenjivača topline, gdje su praznine male. Površine su očišćene hemijskim putem, kao i zbog upotrebe ultrazvučnih vibracija i turbulencije tokova toplotnog nosača.

Popravka ljuskastih uređaja uglavnom se sastoji od zaptivanja cijevi koje propuštaju, što pogoršava njihove tehničke karakteristike.

Zaključak

Optimalni izmjenjivači topline s ljuskom i cijevi konkuriraju pločastim izmjenjivačima topline i mogu se koristiti u mnogim područjima tehnologije. Novi dizajni imaju znatno manje dimenzije i potrošnju metala, što smanjuje radnu površinu i smanjuje troškove izrade i rada.

Sastavljen i spreman za rad pločasti izmjenjivač topline je malih dimenzija i visoki nivo performanse. Dakle, specifična radna površina takvog uređaja može doseći 1.500 m 2 /m 3. Dizajn takvih uređaja uključuje set valovitih ploča koje su međusobno odvojene brtvama. Zaptivke formiraju zaptivene kanale. Medijum koji odaje toplotu teče u prostoru između šupljina, a unutar šupljina se nalazi medij koji apsorbuje toplotu ili obrnuto. Ploče su postavljene na okvir šipke i nalaze se čvrsto jedna u odnosu na drugu.

Svaka ploča je opremljena sljedećim setom zaptivki:

• perimetarska brtva koja ograničava kanal za rashladno sredstvo i dvije rupe za njegov ulaz i izlaz;
• dva mala odstojnika koji izoluju druge dve ugaone rupe za prolaz drugog termalnog medija.

Dakle, dizajn ima četiri odvojena kanala za ulaz i izlaz dva medija uključena u procese izmjene topline. Ovaj tip aparata je sposoban za distribuciju protoka kroz sve kanale paralelno ili u seriji. Dakle, ako je potrebno, svaki stream može proći kroz sve kanale ili određene grupe.

Prednosti ovog tipa aparata uključuju intenzitet procesa razmjene topline, kompaktnost, kao i mogućnost potpune demontaže jedinice radi čišćenja. Nedostaci uključuju potrebu za pažljivim sastavljanjem kako bi se održala nepropusnost (kao rezultat velikog broja kanala). Osim toga, nedostaci ovog dizajna su sklonost koroziji materijala od kojih su izrađene brtve i ograničena toplinska otpornost.

U slučajevima kada je moguća kontaminacija površine grijanja jednim od nosača topline, koriste se jedinice čiji se dizajn sastoji od parno zavarenih ploča. Ako je kontaminacija grijane površine isključena iz oba nosača topline, zavareni nerastavljivi izmjenjivači topline(kao, na primjer, aparat sa valovitim kanalima i poprečnim protokom nosača topline).

Princip rada pločastog izmjenjivača topline

Pločasti izmjenjivač topline za dizel gorivo

Ime	vruća strana	hladnu stranu
Potrošnja (kg/h)	37350,00	20000,00
Ulazna temperatura (°C)	45,00	24,00
Izlazna temperatura (°C)	25,00	42,69
Gubitak pritiska (bar)	0,50	0,10
Prijenos topline (kW)	434
Termodinamička svojstva:	Dizel gorivo	Voda
Specifična težina (kg/m³)	826,00	994,24
	2,09	4,18
Toplotna provodljivost (W/m*K)	0,14	0,62
Prosječna viskoznost (mPa*s)	2,90	0,75
Viskoznost na zidu (mPa*s)	3,70	0,72
ulazna cijev	B4	F3
Odvodna cijev	F4	B3
Dizajn okvira/ploče:
	2 x 68 + 0 x 0
Raspored ploča (prolaz*kanal)	1 x 67 + 1 x 68
Broj ploča	272
	324,00
Umetnite materijal	0,5 mm AL-6XN
	NITRIL	/ 140
	150,00
	16.00 / 22.88 PED 97/23/EC, Kat II, Modul Al
	16,00
Vrsta okvira / premaz	IS br. 5 / Kategorija C2	RAL5010
	DN 150 Prirubnica St.37PN16
	DN 150 Prirubnica St.37PN16
Zapremina tečnosti (l)	867
Dužina okvira (mm)	2110
Maksimalni broj ploča	293

Pločasti izmjenjivač topline za sirovu naftu

Ime	vruća strana	hladnu stranu
Potrošnja (kg/h)	8120,69	420000,00
Ulazna temperatura (°C)	125,00	55,00
Izlazna temperatura (°C)	69,80	75,00
Gubitak pritiska (bar)	53,18	1,13
Prijenos topline (kW)	4930
Termodinamička svojstva:	Steam	Sirovo ulje
Specifična težina (kg/m³)		825,00
Specifična toplota (kJ/kg*K)		2,11
Toplotna provodljivost (W/m*K)		0,13
Prosječna viskoznost (mPa*s)		20,94
Viskoznost na zidu (mPa*s)		4,57
Stepen zagađenja (m²*K/kW)		0,1743
ulazna cijev	F1	F3
Odvodna cijev	F4	F2
Dizajn okvira/ploče:
Raspored ploča (prolaz*kanal)	1 x 67 + 0 x 0
Raspored ploča (prolaz*kanal)	2 x 68 + 0 x 0
Broj ploča	136
Stvarna površina grijanja (m²)	91.12
Umetnite materijal	0,6 mm AL-6XN
Materijal brtve / Maks. tempo. (°C)	VITON	/ 160
Max. projektovana temperatura(C)	150,00
Max. radni pritisak /test. (bar)	16.00 / 22.88 PED 97/23/EC, Kat III, Modul B+C
Max. diferencijalni pritisak (bar)	16,00
Vrsta okvira / premaz	IS br. 5 / Kategorija C2	RAL5010
Priključci na vrućoj strani	DN 200 Prirubnica St.37PN16
Priključci na hladnoj strani	DN 200 Prirubnica St.37PN16
Zapremina tečnosti (l)	229
Dužina okvira (mm)	1077
Maksimalni broj ploča	136

Pločasti izmjenjivač topline

Ime vruća strana hladnu stranu Potrošnja (kg/h) 16000,00 21445,63 Ulazna temperatura (°C) 95,00 25,00 Izlazna temperatura (°C) 40,00 45,00 Gubitak pritiska (bar) 0,05 0,08 Prijenos topline (kW) 498 Termodinamička svojstva: Azeotropna smjesa Voda Specifična težina (kg/m³) 961,89 993,72 Specifična toplota (kJ/kg*K) 2,04 4,18 Toplotna provodljivost (W/m*K) 0,66 0,62 Prosječna viskoznost (mPa*s) 0,30 0,72 Viskoznost na zidu (mPa*s) 0,76 0,44 Stepen zagađenja (m²*K/kW) ulazna cijev F1 F3 Odvodna cijev F4 F2 Dizajn okvira/ploče: Raspored ploča (prolaz*kanal) 1 x 29 + 0 x 0 Raspored ploča (prolaz*kanal) 1 x 29 + 0 x 0 Broj ploča 59 Stvarna površina grijanja (m²) 5,86 Umetnite materijal 0,5 mm AL-6XN Materijal brtve / Maks. tempo. (°C) VITON / 140 Max. projektna temperatura (C) 150,00 Max. radni pritisak /test. (bar) 10.00 / 14.30 PED 97/23/EC, Kat II, Modul Al Max. diferencijalni pritisak (bar) 10,00 Vrsta okvira / premaz IG br. 1 / Kategorija C2 RAL5010 Priključci na vrućoj strani DN 65 Prirubnica St.37PN16 Priključci na hladnoj strani DN 65 Prirubnica St.37PN16 Zapremina tečnosti (l) 17 Dužina okvira (mm) 438 Maksimalni broj ploča 58

Pločasti izmjenjivač topline za propan

Ime	vruća strana	hladnu stranu
Potrošnja (kg/h)	30000,00	139200,00
Ulazna temperatura (°C)	85,00	25,00
Izlazna temperatura (°C)	30,00	45,00
Gubitak pritiska (bar)	0,10	0,07
Prijenos topline (kW)	3211
Termodinamička svojstva:	Propan	Voda
Specifična težina (kg/m³)	350,70	993,72
Specifična toplota (kJ/kg*K)	3,45	4,18
Toplotna provodljivost (W/m*K)	0,07	0,62
Prosječna viskoznost (mPa*s)	0,05	0,72
Viskoznost na zidu (mPa*s)	0,07	0,51
Stepen zagađenja (m²*K/kW)
ulazna cijev	F1	F3
Odvodna cijev	F4	F2
Dizajn okvira/ploče:
Raspored ploča (prolaz*kanal)	1 x 101 + 0 x 0
Raspored ploča (prolaz*kanal)	1 x 102 + 0 x 0
Broj ploča	210
Stvarna površina grijanja (m²)	131,10
Umetnite materijal	0,6 mm AL-6XN
Materijal brtve / Maks. tempo. (°C)	NITRIL	/ 140
Max. projektna temperatura (C)	150,00
Max. radni pritisak /test. (bar)	20,00 / 28,60 PED 97/23/EC, Kat IV, Modul G
Max. diferencijalni pritisak (bar)	20,00
Vrsta okvira / premaz	IS br. 5 / Kategorija C2	RAL5010
Priključci na vrućoj strani	DN 200 Prirubnica AISI 316 PN25 DIN2512
Priključci na hladnoj strani	DN 200 Prirubnica AISI 316 PN16
Zapremina tečnosti (l)	280
Dužina okvira (mm)	2107
Maksimalni broj ploča	245

Opis pločastih izmjenjivača topline

Specifična radna površina ovog aparata može doseći 2.000 m 2 /m 3. Prednosti ovakvih konstrukcija uključuju:

• mogućnost izmjene topline između tri ili više nosača topline;
• mala težina i zapremina.

Strukturno, pločasti izmjenjivači topline sastoje se od tankih ploča između kojih se nalaze valoviti listovi. Ovi listovi su zalemljeni na svaku ploču. Dakle, rashladno sredstvo je podijeljeno u male tokove. Aparat se može sastojati od bilo kojeg broja ploča. Nosači toplote se mogu kretati:

• istovremeni;
• poprečni tok.

Postoje sljedeće vrste rebara:

• valoviti (rebrasti), tvoreći valovitu liniju duž toka;
• slomljene ivice, tj. pomak u odnosu jedan prema drugom;
• ljuskava rebra, tj. imaju proreze koji su savijeni u jedan ili različite strane;
• bodljikav, tj. izrađene od žice, koje mogu biti raspoređene ili u liniji.

Lamelasto rebrasto izmjenjivači topline koriste se kao regenerativni izmjenjivači topline.

Blok grafitni izmjenjivači topline: opis i primjena

Izmjenjivači topline izrađene od grafita odlikuju se sljedećim kvalitetima:

• visoka otpornost na koroziju;
• visok nivo toplotne provodljivosti (može dostići do 100 W/(m K)

Zbog ovih kvaliteta, izmjenjivači topline ovog tipa imaju široku primjenu u kemijskoj industriji. Najrasprostranjeniji su blok grafitni aparati, čiji je glavni element grafitni blok u obliku paralelepipeda. Blok ima rupe koje se ne preklapaju (vertikalne i horizontalne) koje su namijenjene za kretanje rashladnih tekućina. Dizajn blok grafitnog izmjenjivača topline može uključivati ​​jedan ili više blokova. Dvosmjerno kretanje rashladne tekućine vrši se duž horizontalnih rupa u bloku, što je moguće zbog bočnih metalne ploče. Rashladno sredstvo, koje se kreće kroz vertikalne rupe, vrši jedan ili dva udara, što je određeno dizajnom poklopca (gornji i donji). U izmjenjivačima topline sa uvećanim bočnim stranama, rashladna tekućina koja se kreće okomito može napraviti dva ili četiri takta.

Grafitni izmjenjivač topline impregniran fenolnom smolom, prstenasti blok, površine 320 m 2

Grafitni prstenasti izmjenjivač topline za H2SO4

specifikacije:

hladnjak
Ime	Dimenzija	vruća strana		hladnu stranu
		Ulaz	Izlaz	Ulaz	Izlaz
srijeda		H2SO4 (94%)		Voda
Potrošnja	m³/h	500		552,3
Radna temperatura	°C	70	50	28	40
Phys. Svojstva
Gustina	g/cm³	1,7817	1,8011	1
Specifična toplota	kcal/kg °C	0,376	0,367	1
Viskoznost	cP	5	11,3	0,73
Toplotna provodljivost	kcal/hm°C	0,3014	0,295	0,53
Apsorbovana toplota	kcal/h	6628180
Ispravljena srednja temperaturna razlika	°C	25,8
Diferencijalni pritisak (dozvoljeno/projektovano)	kPa	100/65		100/45
Koeficijent prijenosa topline	kcal/hm²°C	802,8
Faktor zagađenja	kcal/hm²°C	5000		2500
Uslovi projektovanja
Projektni pritisak	bar	5		5
projektovana temperatura	°C	100		50
Specifikacija / materijali
Potrebna površina za prijenos topline	m²	320
Zaptivke, materijal		teflon (fluoroplast)
Blokovi, materijal		Grafit, impregniran fenol-aldehidnim polimerom
Dimenzije (prečnik×dužina)	mm	1400*5590
Unutrašnji prečnik kanala, aksijalni / radijalni		20mm/14mm
Broj prolaza		1		1
Broj blokova		14

Grafitni izmjenjivač topline za smjesu hidrata titan dioksida i otopinu sumporne kiseline

specifikacije:

Ime	Dimenzija	vruća strana		hladnu stranu
		Ulaz	Izlaz	Ulaz	Izlaz
srijeda		Suspenzija titanijum dioksida hidrata i 20% H2SO4		Voda
Potrošnja	m³/h	40		95
Radna temperatura	°C	90	70	27	37
Radni pritisak	bar	3		3
Površina za prijenos topline	m²	56,9
Physical Properties
Gustina	kg/m³	1400		996
Specifična toplota	kJ/kg∙°C	3,55		4,18
Toplotna provodljivost	W/m∙K	0,38		0,682
Dinamički viskozitet	sp	2		0,28
Otpornost na toplotu na zagađenje	W/m²∙K	5000		5000
Pad pritiska (izračunato)	bar	0,3		0,35
Izmjena topline	kW	1100
Prosječna temperaturna razlika	OS	47,8
Koeficijent prijenosa topline	W/m²∙K	490
Uslovi projektovanja
Projektni pritisak	bar	5		5
projektovana temperatura	°C	150		150
materijala
Zaptivke		PTFE
kućište		Ugljični čelik
Blokovi		Grafit impregniran fenolnom smolom

Toplovodi za hemijsku industriju

Toplotni provodnik je obećavajući uređaj koji se koristi u hemijska industrija u cilju intenziviranja procesa prenosa toplote. Toplotni provodnik je potpuno zatvorena cijev bilo kojeg profila, izrađena od metala. Tijelo cijevi je obloženo porozno-kapilarnim materijalom (fitilj), fiberglasom, polimerima, poroznim metalima itd. Količina isporučene rashladne tečnosti mora biti dovoljna da impregnira fitilj. Granica radne temperature kreće se od bilo koje niske do 2000 °C. Kao rashladno sredstvo koristite:

• metali;
• organske tekućine visokog ključanja;
• sol se topi;
• voda;
• amonijak itd.

Jedan dio cijevi nalazi se u zoni odvođenja topline, a ostatak - u zoni kondenzacije pare. U prvoj zoni nastaju pare rashladne tečnosti, u drugoj zoni se kondenzuju. Kondenzat se vraća u prvu zonu zbog djelovanja kapilarnih sila fitilja. Veliki broj centara isparavanja doprinosi smanjenju pregrijavanja tečnosti tokom njenog ključanja. U ovom slučaju, koeficijent prijenosa topline tokom isparavanja značajno se povećava (od 5 do 10 puta). Indeks snage toplotne cijevi određen je kapilarnim pritiskom.

Regeneratori

Regenerator ima tijelo, okruglog ili pravokutnog poprečnog presjeka. Ovo kućište je izrađeno od lima ili cigle, prema temperaturi koja se održava tokom rada. Unutar jedinice se postavlja teško punilo:

• cigla;
• šamot;
• valovitog metala itd.

Regeneratori su, po pravilu, upareni uređaji, pa kroz njih istovremeno protiče hladni i vrući plin. Vrući gas prenosi toplotu na mlaznicu, dok je hladni gas prima. Radni ciklus se sastoji od dva perioda:

• grijanje mlaznica;
• hlađenje mlaznice.

Mlaznica od cigle može se postaviti drugim redoslijedom:

• red koridora (formira niz direktnih paralelnih kanala);
• uzorak šahovnice (formira kanale složenog oblika).

Regeneratori mogu biti opremljeni metalnim mlaznicama. Uređaj koji obećava je regenerator opremljen padajućim gustim slojem zrnastog materijala.

Izmjenjivači topline za miješanje. Kondenzatori za miješanje. Bubbler. Hladnjaci

Izmjena toplote supstanci (tečnosti, gasovi, zrnasti materijali), uz njihov direktni kontakt ili mešanje, karakteriše maksimalni stepen intenziteta. Korištenje takve tehnologije diktira neophodnost tehnološkog procesa. Koristi se za mešanje tečnosti:

• kapacitivni aparat opremljen mješalicom;
• injektor (koristi se i za kontinuirano miješanje plinova).

Tečnosti se mogu zagrijati kondenzacijom pare u njima. Para se uvodi kroz više rupa u cijevi koja je zakrivljena u obliku kruga ili spirale i nalazi se u donjem dijelu aparata. Uređaj koji osigurava protok ovog tehnološkog procesa naziva se bubbler.

Hlađenje tečnosti na temperaturu blizu 0 °C može se izvesti uvođenjem leda, koji je sposoban da apsorbuje do 335 kJ/kg toplote tokom topljenja ili tečnih neutralnih gasova koje karakteriše niska temperatura isparavanja. Ponekad se koriste mješavine za hlađenje koje apsorbiraju toplinu nakon što se rastvore u vodi.

Tečnost se može zagrejati kontaktom sa vrućim gasom i ohladiti, odnosno, kontaktom sa hladnim. Takav proces obezbjeđuju skruberi (vertikalni aparati), gdje mlaz ohlađene ili zagrijane tekućine teče prema uzlaznom plinskom toku. Čistač se može napuniti raznim mlaznicama kako bi se povećala kontaktna površina. Mlaznice razbijaju protok tečnosti u male mlaznice.

U grupu mješajućih izmjenjivača topline spadaju i miješajući kondenzatori, čija je funkcija kondenzacija para kroz njihov direktan kontakt sa vodom. Kondenzatori za miješanje mogu biti dvije vrste:

• jednokratni kondenzatori (para i tečnost se kreću u istom pravcu);
• protivstrujni kondenzatori (para i tečnost se kreću u suprotnim smerovima).

Da bi se povećala površina kontakta između pare i tekućine, tok tekućine je podijeljen na male tokove.

Hladnjak zraka s rebrom cijevi

Mnoge hemijske fabrike proizvode veliki broj sekundarna toplota koja se ne obnavlja u izmjenjivačima topline i ne može se ponovo koristiti u procesima. Ova toplina prikazano u okruženje i stoga postoji potreba za minimiziranjem moguće posljedice. U te svrhe koriste se različite vrste hladnjaka.

Dizajn hladnjaka s rebrima sastoji se od niza rebrastih cijevi unutar kojih teče tekućina koja se hladi. Prisustvo rebara, tj. rebrasti dizajn, značajno povećava površinu hladnjaka. Rebra hladnjaka duvaju preko ventilatora.

Ova vrsta hladnjaka se koristi u slučajevima kada ne postoji mogućnost unosa vode za potrebe hlađenja: na primjer, na mjestu ugradnje kemijskih postrojenja.

Hladnjaci za navodnjavanje

Konstrukcija raspršivača se sastoji od nizova serijski montiranih zavojnica unutar kojih se kreće ohlađena tečnost. Zavojnice se stalno navodnjavaju vodom, zbog čega dolazi do navodnjavanja.

Rashladni tornjevi

Princip rada rashladnog tornja je da se zagrijana voda raspršuje na vrh konstrukcije, nakon čega se slijeva niz ambalažu. U donjem dijelu konstrukcije, zbog prirodnog usisavanja, pored tekuće vode protiče mlaz zraka koji apsorbira dio topline vode. Osim toga, dio vode isparava tokom procesa oticanja, što također rezultira gubitkom topline.

Nedostaci dizajna uključuju njegove gigantske dimenzije. Dakle, visina rashladnog tornja može doseći 100 m. Nesumnjiva prednost takvog hladnjaka je njegov rad bez pomoćne energije.

Na sličan način rade i rashladni tornjevi opremljeni ventilatorima. S tom razlikom što se kroz ovaj ventilator duva vazduh. Treba napomenuti da je dizajn s ventilatorom mnogo kompaktniji.

Izmjenjivač topline površine 71,40 m²

Tehnički opis:

Stavka 1: Izmjenjivač topline

Podaci o temperaturi	Strana A		Strana B
srijeda	Zrak		Dimni (dimni) gasovi
Radni pritisak	0,028 barg		0,035 barg
srijeda		Gas		Gas
Ulazni protok		17 548,72 kg/h		34 396,29 kg/h
Izlazni protok		17 548,72 kg/h		34 396,29 kg/h
Ulazna/izlazna temperatura		-40 / 100 °C		250 / 180 °C
Gustina		1.170 kg/m³		0,748 kg/m³
Specifična toplota		1.005 kJ/kg.K		1.025 kJ/kg.K
Toplotna provodljivost		0,026 W/m.K		0,040 W/m.K
Viskoznost		0,019 mPa.s		0,026 mPa.s
Latentna toplota

Rad izmjenjivača topline

Opis izmjenjivača topline

Dimenzije

L1:	2200 mm
L2:	1094 mm
L3:	1550 mm
LF:	1094 mm
težina:	1547 kg
Težina sa vodom:	3366 kg

Prirubnički uranjajući izmjenjivač topline 660 kW

specifikacije:

380 V, 50 Hz, 2x660 kW, 126 radnih i 13 rezervnih grijača, ukupno 139 grijaćih elemenata, delta priključak 21 kanal od 31,44 kW. Zaštita - NEMA tip 4.7

Radni medij: Regeneracijski plin (volumenski postotak):
N2 - 85%, para-1,7%, CO2-12,3%, O2-0,9%, Sox-100ppm, H2S-150ppm, NH3-200ppm. Postoje mehaničke nečistoće - amonijumove soli, proizvodi korozije.

Spisak dokumenata koji se isporučuju sa opremom:

Pasoš za prirubnički dio za potapanje s uputama za ugradnju, puštanje u rad, gašenje, transport, istovar, skladištenje, informacije o konzervaciji;
Crtanje opšti pogled sekcije;

Bakarni izmenjivači toplote su pogodni za hemijski čiste i nehemijske agresivne sredine kao što je slatka voda. Ovaj materijal ima visok koeficijent prijenosa topline. Nedostatak takvih izmjenjivača topline je prilično visoka cijena.

Optimalno rješenje za prečišćavanje vodene sredine je mesing. U odnosu na oprema za izmjenu toplote od bakra, jeftiniji je i ima više Visoke performanse otpornost na koroziju i čvrstoću. Također je vrijedno napomenuti da su neke legure mesinga otporne na morsku vodu i visoke temperature. Nedostatak materijala je niska električna i toplinska provodljivost.

Najčešće rješenje materijala za izmjenjivače topline je čelik. Dodavanje različitih legirajućih elemenata u sastav omogućava poboljšanje njegovih mehaničkih, fizičko-hemijskih svojstava i proširenje opsega primjene. Ovisno o dodanim legirajućim elementima, čelik se može koristiti u alkalnim, kiselim sredinama s raznim nečistoćama i na visokim radnim temperaturama.

Titanijum i njegove legure kvalitetnog materijala, sa visokim karakteristikama čvrstoće i toplotne provodljivosti. Ovaj materijal vrlo lagan i nalazi primenu u širokom rasponu radnih temperatura. Titanijum i materijali na njemu se dobro pokazuju otpornost na koroziju u većini kiselih ili alkalnih sredina.

Nemetalni materijali se koriste u slučajevima kada su potrebni procesi izmjene topline u posebno agresivnim i korozivnim sredinama. Odlikuje ih visoka toplotna provodljivost i otpornost na većinu hemikalija aktivne supstancešta ih čini nezamjenjiv materijal koristi se u mnogim uređajima. Nemetalni materijali se dijele na dvije vrste organske i neorganske. Organski materijali uključuju materijale na bazi ugljika kao što su grafit i plastika. Silikati i keramika se koriste kao neorganski materijali.

• rashladno sredstvo tokom čijeg protoka je moguće padavine uglavnom je usmjereno sa strane s koje je lakše očistiti površinu prijenosa topline;
• rashladno sredstvo koje ima korozivni učinak šalje se kroz cijevi, to je zbog nižeg zahtjeva za potrošnjom materijala otpornog na koroziju;
• kako bi se smanjio gubitak topline u okoliš, nosač topline s visokom temperaturom šalje se kroz cijevi;
• kako bi se osigurala sigurnost pri korištenju rashladne tekućine pod visokim pritiskom, uobičajeno je proći kroz cijevi;
• u toku razmene toplote između nosača toplote koji se nalaze u različitim agregatna stanja(tečno-para, gas), uobičajeno je da se tečnost usmerava u cevi, a para u prstenasti prostor.

Više o proračunu i izboru opreme za izmjenu topline

Minimalna/maksimalna projektna temperatura metala za dijelove pod pritiskom: -39 / +30 ºS.

Za dijelove bez pritiska koristi se materijal prema EN 1993-1-10.
Klasifikacija područja: neopasno.
Kategorija korozivnosti: ISO 12944-2: C3.

Vrsta spajanja cijevi na cijevni lim: zavarivanje.

Električni motori

Izvedba: nije otporan na eksploziju
Klasa zaštite: IP 55

Frekvencijski pretvarači

Predviđeno za 50% elektromotora.

Fans

Oštrice su izrađene od ojačanog aluminijuma/plastičnog materijala sa ručnim podešavanjem nagiba.

Nivo buke

Ne prelazi 85 ± 2 dBA na udaljenosti od 1 m i na visini od 1,5 m od površine.

Eksterna recirkulacija

Primjenjuje se.

Roletne

Gornje, ulazne i recirkulacijske rolete sa pneumatskim pogonom.

Zavojnica bojlera

Postavljen je na poseban okvir. Svaki grijač se nalazi ispod snopa cijevi.

Vibracioni prekidači

Svaki ventilator je opremljen prekidačem za vibracije.

Čelične konstrukcije

Uključuje nosače, šipke, drenažne komore. Kompletna podnica za reciklažu nije uključena u obim isporuke.

Mrežasta zaštita

Mrežasta zaštita ventilatora, rotirajućih dijelova.

Rezervni dijelovi

Rezervni dijelovi za izradu i rad

• Pričvršćivači za čelične konstrukcije: 5%
• Pričvršćivači za poklopce gornje ploče: 2%
• Pričvršćivači za ventilacijske i odvodne armature: 1 set svake vrste

Rezervni dijelovi za 2 godine rada (opciono)

• Pojasevi: 10% (minimalno 1 komplet svake vrste)
• Ležajevi: 10% (minimalno 1 od svakog tipa)
• Zaptivke za ventilacioni otvor, odvod: 2 kom. svaki tip
• Priključci za ventilaciju i odvod: 2 kompleta svake vrste

Specijalni alat

• Senzor jednog nivoa za podešavanje nagiba lopatica ventilatora
• Jedan komplet za popravku peraja

Tehnička dokumentacija na ruskom jeziku (2 kopije + CD disk)

Za odobravanje radne dokumentacije:

• Crtež opšteg rasporeda uključujući opterećenja
• Dijagram ožičenja
• Specifikacija hardvera
• Plan testiranja

Sa opremom:

• Osnovna dokumentacija o ispitnim provjerama prema standardima, kodeksima i drugim zahtjevima
• Uputstvo za upotrebu
• Sveobuhvatan opis mašine

Dokumentacija o ispitivanju i inspekciji:

• Plan testiranja za svaku poziciju
• Intra-shop inspekcija
• hidrostatski test
• Certifikati materijala
• Pasoš posude pod pritiskom
• TUV inspekcija

Dostava informacije:

• Snop cijevi je u potpunosti sastavljen i testiran
• Zavojnica za grijanje vode potpuno sastavljena
• Roletne kompletno sastavljene
• Odvodne komore u odvojenim dijelovima
• Recirkulacijske roletne sa pločama u odvojenim dijelovima
• Kompletni fanovi
• Čelične konstrukcije u odvojenim dijelovima
• Elektromotori, aksijalni ventilatori, vibracijski prekidači i rezervni dijelovi u drvene kutije
• Montaža na gradilištu sa pričvršćivačima (bez zavarivanja)

Obim isporuke

U obim nabavke uključena je sljedeća oprema i projektna dokumentacija:

• Temperaturni i mehanički proračuni
• Cjevni snopovi sa čepovima za ventilaciju i odvod
• Kompletni fanovi
• Električni motori
• Frekvencijski pretvarači (50/% svih ventilatora)
• Vibracioni prekidači (100% svih ventilatora)
• Drenažne komore
• Potporne strukture
• Platforme za održavanje stubova i stepenica
• Eksterni sistem recirkulacije
• Senzori temperature na zračnoj strani
• Roletne na recirkulaciji / ulazu / izlazu sa pneumatskim aktuatorom
• petlje za podizanje
• uzemljenje
• Površinska obrada
• Rezervni dijelovi za izradu i rad
• Rezervni dijelovi za 2 godine rada
• Specijalni alat
• Spojne prirubnice, pričvršćivači i brtve

Sljedeća oprema nije uključena u obim isporuke:

• Usluge instalacije
• predmontaža
• Anker vijci
• Toplotna izolacija i zaštita od požara
• Nosači za kablove
• Zaštita od grada i kamenja
• Platforma za pristup električni motori
• Električni grijači
• Upravljački ormar za frekventni pretvarači*
• Materijali za električne instalacije*
• Priključci za senzore pritiska i temperature*
• Ulazni i izlazni razdjelnici, priključne cijevi i fitinzi*

Oklopni izmjenjivači topline pojavili su se početkom 20. stoljeća zbog potrebe termoelektrana za izmjenjivačima topline velike površine, kao što su kondenzatori i bojleri, koji rade na relativno visokog pritiska. Izmjenjivači topline s školjkom i cijevi koriste se kao kondenzatori, grijači i isparivači. Trenutno je njihov dizajn, kao rezultat posebnog razvoja, uzimajući u obzir operativno iskustvo, postao mnogo napredniji. Iste godine započela je široka industrijska upotreba izmjenjivača topline s školjkom i cijevi u naftnoj industriji. Rad za teške uslove rada zahtijevao je osnovne grijače i hladnjake, isparivače i kondenzatore za različite frakcije sirove nafte i pripadajućih organskih tekućina. Izmjenjivači topline često su morali raditi sa kontaminiranim tečnostima tokom visoke temperature i pritiske, pa su morali biti dizajnirani tako da se lako popravljaju i čiste.

Tokom godina, školjkasti i cijevni izmjenjivači topline postali su najčešće korišteni tip aparata. To je prvenstveno zbog pouzdanosti dizajna, velikog skupa opcija za različite radne uvjete, posebno:

jednofazni tokovi, ključanje i kondenzacija na toploj i hladnoj strani izmjenjivača topline sa vertikalnim ili horizontalnim dizajnom;

opseg pritiska od vakuuma do visokih vrednosti;

široko varirajući padovi tlaka na obje strane zbog velika raznolikost opcije;

ispunjavanje zahtjeva za toplinskim naprezanjima bez značajnog povećanja cijene uređaja;

veličine od malih do ekstremno velikih (5000 m 2);

mogućnost primjene razni materijali prema cijeni, koroziji, temperaturni režim i pritisak;

korištenje razvijenih površina za izmjenu topline kako unutar cijevi tako i izvana, raznih pojačivača itd.;

mogućnost vađenja snopa cijevi radi čišćenja i popravke.

U izmjenjivaču topline s školjkom i cijevi, jedan od nosača topline teče kroz cijevi, drugi - kroz prsten. Toplota s jedne rashladne tekućine na drugu prenosi se kroz površinu zidom cijevi.

Izmjenjivači topline s školjkom i cijevi su jednoprolazni, pri čemu se oba nosača topline kreću bez promjene smjera po cijeloj sekciji (jedan duž cijevi, drugi duž prstenastog prostora), i višeprolazni, u kojima tokovi uzastopno mijenjaju smjer s pomoć dodatnih pregrada, čime se povećava koeficijent prolaza toplote i brzina protoka.

Glavni elementi školjkastih izmjenjivača topline su snopovi cijevi, cijevni listovi, kućište, poklopci, ogranci. Krajevi cijevi se učvršćuju u cijevnim listovima razvrtanjem, zavarivanjem i lemljenjem.

Da bi se povećala brzina kretanja nosača topline kako bi se intenzivirao prijenos topline, često se ugrađuju pregrade, kako u cijevi tako iu prstenastom prostoru.

Izmjenjivači topline s školjkom i cijevi mogu biti vertikalni, horizontalni i nagnuti u skladu sa zahtjevima procesa ili jednostavnošću ugradnje. Ovisno o veličini temperaturnog izduženja cijevi i tijela koriste se ljuskasto-cijevni izmjenjivači topline krute, polukrute i nekrute izvedbe. Jedna od opcija za takav izmjenjivač topline prikazana je na slici 1.2.1.

Rice. 1.2 - Izmjenjivač topline sa školjkom i cijevi

Površina prijenosa topline uređaja može se kretati od nekoliko stotina kvadratnih centimetara do nekoliko hiljada kvadratnih metara.

Kućište (telo) izmjenjivača topline sa školjkom i cijevi je cijev zavarena od jednog ili više čelični limovi. Školjke se uglavnom razlikuju po načinu na koji su spojene na cijev i poklopce. Debljina zida kućišta određena je pritiskom radnog medija i prečnikom kućišta, ali se pretpostavlja da je najmanje 4 mm. Prirubnice su zavarene na cilindrične ivice kućišta za povezivanje sa poklopcima ili dnom. Nosači aparata pričvršćeni su na vanjsku površinu kućišta.

Kod izmjenjivača topline s školjkom i cijevi, površina protoka prstenastog prostora je 2-3 puta veća od površine protoka cijevi. Dakle, pri istim brzinama protoka nosača topline koji imaju isto stanje agregacije, koeficijenti prijenosa topline na površini prstenastog prostora su niski, što smanjuje koeficijent prijenosa topline u aparatu. Raspored pregrada u prstenastom prostoru doprinosi povećanju brzine rashladnog sredstva i povećanju koeficijenta prijenosa topline.

OKUĆNI I CIJEVNI IZMJENJIVAČI TOPLOTE.

Izmjenjivači topline krutog tipa (Sl. 8.3.2) imaju cilindrično tijelo 1 , u koji je ugrađen snop cijevi 2, fiksiran u cijevnim listovima 4, u kojima su cijevi učvršćene razvrtanjem ili zavarivanjem. Tijelo uređaja je pokriveno 5 i 6. Pregrade su ugrađene unutar karoserije 3, stvaranje određenog smjera toka i povećanje njegove brzine u tijelu (slika 8.3.4).

Rice. 8.3.2. Tvrdi izmjenjivač topline sa školjkom i cijevi:

1 - kućište (kućište); 2 - cijev; 3 - poprečna pregrada; 4 - cijev; 5 - poklopac; 6 - poklopac (razvodna kutija); 3,8 - uzdužne pregrade, odnosno u razvodnoj kutiji iu kućištu.

Rice. 8.3.3. Izmjenjivač topline sa školjkom i cijevi sa kompenzatorom sočiva na tijelu.

Da bi se produžio put tečnosti u telu, snopovi cevi su opremljeni poprečnim pregradama. od čeličnog lima debljine 5 mm ili više. Udaljenost između pregrada uzima se od 0,2 m do 50 D N – vanjski prečnik cev za razmenu toplote. Geometrijski oblik pregrada i njihov međusobnog dogovora odrediti prirodu kretanja protoka kroz kućište izmjenjivača topline.

Rice. 8.3.4. Vrste poprečnih pregrada:

I - sa sektorskim izrezom koji omogućava protok fluida duž spiralne linije;

II - sa prorezom, pružajući talasasto kretanje;

III - sa segmentnim izrezom;

IV - prsten, koji omogućava kretanje od periferije do centra, i obrnuto.

Poprečne pregrade su pričvršćene jedna u odnosu na drugu pomoću odstojnih cijevi koje su na njih pritisnute zajedničkim šipkama (obično četiri). Osim tehnološke namjene, poprečne pregrade služe i kao srednji nosači za snop cijevi, sprječavajući njegovo savijanje kada je aparat horizontalan.

Jedan od medija za izmjenu topline kreće se kroz cijevi, a drugi - unutar tijela između cijevi. U cijevi se propušta zagađeniji medij, kao i medij sa manjim koeficijentom prolaza topline, jer je čišćenje vanjske površine cijevi otežano, a brzina medija u prstenu manja nego u cijevima.

Budući da se temperature medija za izmjenu topline razlikuju, tijelo i cijevi imaju različita izduženja, što dovodi do dodatnih naprezanja u elementima izmjenjivača topline. Uz veliku temperaturnu razliku, to može dovesti do deformacije, pa čak i uništenja cijevi i tijela, kršenja gustine spaljivanja itd. Zbog toga Izmjenjivači topline tvrdog tipa se koriste kada razlika u temperaturi medija za izmjenu topline nije veća od 50°C.

Izmjenjivači topline sa kompenzatorom sočiva na tijelu (Sl. 8.3.3) se koriste za smanjenje termičkih naprezanja u aparatima krutog tipa. Takvi izmjenjivači topline imaju na tijelu kompenzator sočiva, zbog čije deformacije se smanjuju temperaturne sile u tijelu i cijevima. Ovo smanjenje je veće od više broja sočiva na kompenzatoru.

Izmjenjivači topline s plutajućim glavama (Sl. 8.3.5) pronašao najviše široka primena. Kod ovih uređaja jedan kraj snopa cijevi fiksiran je u cijevni lim povezan s tijelom (lijevo na slici), a drugi kraj se može slobodno kretati u odnosu na tijelo uz promjene temperature u dužini cijevi. To eliminira toplinska naprezanja u konstrukciji i omogućava rad s velikim temperaturnim razlikama medija za izmjenu topline. Osim toga, moguće je čišćenje snopa cijevi i tijela aparata, te je olakšana zamjena snopova cijevi. Međutim, dizajn izmjenjivača topline s plutajućom glavom je složeniji, a plutajuća glava nije dostupna za pregled tokom rada aparata.

Rice. 8.3.5. Izmjenjivač topline sa školjkom i cijevi sa plivajućom glavom:

1 - kućište; 2,3 - ulazne i izlazne komore (poklopci); 4 - snop cijevi; 5 - cijevni listovi; 6 - plutajući poklopac za glavu; 7 - pregrade; 8 - stezaljke za pričvršćivanje poklopca; 9 - oslonci; 10 - temelj; 11 - prstenaste vodilice pregrade; 12 - klizni nosač snopa cijevi; I, II - ulaz i izlaz rashladnog sredstva za grijanje; III, IV - ulaz i izlaz zagrejanog toka.

Pregrade ugrađene u razvodnu komoru i u plutajuću glavu povećavaju broj prolaza u snopu cijevi. To vam omogućava da povećate brzinu protoka i koeficijent prijenosa topline do unutrašnjeg zida cijevi.

Prstenasti prostor uređaja sa plivajućom glavom obično se izvodi kao jednoprolazni. Sa dva poteza u karoseriju se ugrađuje uzdužna pregrada. Međutim, u ovom slučaju potrebna je posebna brtva između pregrade i kućišta. Površina za izmjenu toplote školjkastih izmjenjivača topline može biti 1200 m 2 sa dužinama cijevi od 3 do 9 m; uslovni pritisak dostiže 6,4 MPa.

U-cijevni izmjenjivači topline (Sl. 8.3.6) imaju cevni snop, čije su cevi savijene u obliku latiničnog slova i, a oba kraja su učvršćena u cevni lim, čime se obezbeđuje slobodno izvlačenje cevi, bez obzira na telo. Ovi izmenjivači toplote se koriste za povišenih pritisaka. Medij koji se šalje u epruvete mora biti dovoljno čist, jer je čišćenje unutrašnjosti epruveta teško.

Rice. 8.3.5. Izmjenjivač topline sa ljuskom i cijevi sa plivajućom glavom.

Sl.8.3.6. Omotač i cijevni izmjenjivač topline sa U-cijevi

Ovisno o broju uzdužnih pregrada u kućištu i razvodnim kutijama, školjkasto-cijevni izmjenjivači topline se dijele na jedno-, dvo- i višeprolazne kako u cijevi tako iu prstenu. Dakle, na sl. 8.3.2 izmjenjivač topline je dvoprolazni kako u cijevi tako iu prstenastom prostoru, što se postiže ugradnjom uzdužnih pregrada 7 i 8.

izmjenjivači topline tipa cijevi u cijevi.

Za razliku od školjkastih uređaja, gdje se u kućište nalazi snop od nekoliko stotina cijevi, kod uređaja ovog tipa svaka cijev ima svoje zasebno kućište (slika 8.3.7). Izmjenjivač topline je sastavljen od nekoliko takvih sekcija povezanih kolektorima na ulazu i izlazu rashladnog sredstva za grijanje. Takvi uređaji se koriste za zagrijavanje viskoznih i visokoviskoznih naftnih derivata (ulje, dizel gorivo, lož ulje, katrani).

Uređaji "cijev u cijevi" izrađeni su nerastavljivim i sklopivim. Prvi od njih se koriste za medije koji ne daju naslage u prstenastom prostoru, vanjske cijevi koji su spojeni zavarivanjem cijevi. Veze unutrašnjih cijevi takvih uređaja mogu biti krute (prijelazni blizanci 3 zavarene na cijevi) i odvojive (dvostruke na prirubnicama, kao što je prikazano na slici). Uz kruti sistem, izmjenjivač topline se može koristiti za takve medije, pri korištenju kojih razlika u temperaturi između vanjskih i unutrašnjih cijevi ne bi trebala prelaziti 50 ° C.

Rice. 8.3.7. Presjek četverosmjernog neodvojivog izmjenjivača topline tipa "cijev u cijevi":

1, 2 - vanjske i unutrašnje cijevi; 3 - rotacioni dvostruki; I, II - ulaz i izlaz rashladnog sredstva za grijanje; III, IV - ulaz i izlaz zagrejanog toka.

Rice. 8.3.8. Presjek jednoprotočnog sklopivog izmjenjivača topline tipa "cijev u cijevi":

1 - vanjske cijevi; 2- unutrašnje cijevi; 3 - poklopac; 4 - rotacioni blizanci; 5 - pregrada; 6 - cijev; A - ulaz i izlaz zagađenijeg toka; B - ulaz i izlaz manje zagađenog toka

Sklopivi uređaji "cijev u cijevi" (sl. 8.3.8) izrađuju se od dijelova na kojima se nalaze vanjske cijevi. 4 objedinjeni zajedničkim poklopcem 3, koji služi za okretanje toka rashladne tekućine iz jedne vanjske cijevi u drugu, a unutrašnje cijevi su povezane pomoću okretnih blizanaca na prirubnicama unutar ovog poklopca. Iz takvih sekcija može se regrutirati baterija višeprotočnog aparata ako je protok rashladne tekućine visok (10-200 t/h u cijevi i do 300 t/h u prstenu). Prednost sklopivih cijev-u-cijevi aparata je u tome što se mogu redovno (kao školjka i cijev) čistiti od naslaga i zamijeniti unutrašnje ili vanjske cijevi u slučaju oštećenja ili korozije.

Obično se u uređajima "cijev u cijevi" dozvoljava protok zagađenijeg rashladnog sredstva kroz unutrašnje cijevi, a manje zagađen - kroz prstenasti prostor.

U izmjenjivačima topline sklopivi dizajn unutrašnje cijevi sa vanjske strane mogu imati rebra za povećanje površine razmjene topline i time poboljšati efikasnost prijenosa topline. Demontažni izmjenjivači topline omogućavaju čišćenje eksterijera i unutrašnje površine cijevi, kao i korištenje rebrastih unutarnjih cijevi. To omogućava značajno povećanje količine prenesene topline.. Slika 8.3.9 prikazuje rebraste cijevi.

Rice. 8.3.9. Rebraste cijevi:

a - zavarena rebra u obliku korita; b - valjana rebra; c - ekstrudirana rebra; g - zavarena rebra u obliku šiljaka; d - nazubljena rebra.