Описание, производство и при
менение теплообменников «МАКС»
Теплообменники – это устройства, служащие для передачи тепла от одного теплоносителя, циркулирующего на первичной стороне теплообменника, к другому теплоносителю, циркулирующему на вторичной стороне теплообменника. Одна сторона теплообменника – сторона трубочек – имеет выразительно более высокое гидравлическое сопротивление, чем другая сторона – сторона кожуха. Обычно трубочки находятся на первичной стороне, а в кожухе – вторичная сторона теплообменника. Это распространяется прежде всего на системы «пар – вода», где пар (конденсат) имеет более низкое гидравлическое сопротивление вследствие меньшего протока, а потому он ведется по трубочкам.
С точки зрения теплоотдачи, гидравлических сопротивлений теплообменника нужно для разных теплоносителей взвешивать, какая из сторон теплообменника будет первичной, а какая вторичной. Например, газы лучше вести по трубочкам, учитывая возможность повышения значения коэффициента теплоотдачи ? газа, но нужно контролировать скорость протока газа, чтобы слишком не повышались гидравлические сопротивления.
Теплообменники типа «МАКС» имеют расчеты прочности, утвержденные Институтом безопасности труда в г. Усти-на-Лабе, и они испытаны государственной испытательной лабораторией, а далее их качества были проверены на практике во всех крупных теплофикационных компаниях. Теплообменники типа «МАКС» изготовлены из аустенитной стали 17248.4, стабилизированной титаном, с высокой стойкостью к межкристаллитной коррозии.
Работают они в качестве теплообменников типа:
«вода – вода», «пар – вода», «пар – мазут», «пар – нефть», «пар – масло», «вода – масло», «природный газ – вода», но применяются и для других теплоносителей (особенно в химической промышленности).
Теплообменники предназначены прежде всего для систем центрального отопления и подготовки горячей технической воды с принудительной циркуляцией, где достаточно высокие скорости протекания турбулентного течения. Их можно применить в тяжелой энергетике, пищевой, химической, фармацевтической, текстильной промышленности и в строительстве ввиду хорошей стойкости к щелочам, органическим кислотам, жирам, фруктовым сокам, мыльным растворам и т.п.
Теплообменники «МАКС» – проточные, с противотоком или с прямотоком, а интенсивная равномерная передача тепла происходит во встречно-витых спиралях из труб. Спирали обеспечивают хорошую компенсацию при дилатации трубочек во время эксплуатации теплообменника и т.наз. вторичное течение, улучшающее коэффициент теплоотдачи α.
Производство спиралей осуществляется на оборудовании, которое является умственной собственностью фирмы «ЭЛТЭ» и производит эти спирали с точностью до 0,5 мм (диаметр кривизны). Испытания давлением проводятся при каждой операции, т.е. давлением испытывается каждая спираль, каждая трубная доска и наконец целый теплообменник.
Теплообменники «МАКС» – сварные, неразборные, цельнонержавеющие, в стандартном исполнении с черными стальными фланцами с лакокрасочным покрытием - по желанию заказчика возможна установка нержавеющих фланцев (например, для пищевой промышленности).
Кроме основного типового ряда фирма предлагает:
- возможность пятого вывода (MAX x.5-x-x) на теплообменнике – для циркуляции горячей технической воды
- резьбовые и фланцевые выводы – нержавеющая сталь по желанию заказчика
- индивидуальные требования заказчика (как то изменение параметров групп I, II, III теплообменников в отличие от стандарта, изменение размера теплообменника в отличие от стандарта, изменение материала теплообменника в отличие от стандарта). Например, теплообменники, установленные в вертикальном положении занимают очень малую площадь в горизонтальной проекции, но иногда мешает их высота. В таком случае фирма высоту уменьшит, увеличит диаметр теплообменника и скорректирует поверхность нагрева спирали так, как было у исходного теплообменника. Так видоизмененные теплообменники под заказ фирма поставляет в течение 1 – 2 недель. Стандартные типы теплообменников имеются на складе и их можно поставить сразу.
Теплообменники «МАКС» удовлетворяют всем требованиям законодательства, их производство находится под надзором Института безопасности труда и Института технической инспекции. К каждому теплообменнику прилагается паспорт с расчетом прочности, инструкция по обслуживанию и сборке и гарантийный паспорт. Фирма дает гарантию на теплообменники до 5 лет, но теплообменники наверняка имеют более длительный срок службы.
Теплообменники «МАКС» поставляются практически во все места Чешской Республики, а для части этих заказчиков фирма обеспечивает и монтаж целых теплообменных станций или производство транспортируемых компактных станций, которые она изготовит в своих цехах и в укомплектованном состоянии доставит заказчику.
Монтаж теплообменников «МАКС»
Монтаж теплообменников необходимо провести таким способом, который сделает невозможным перенос сил и моментов с оборудования на его штуцеры. На практике это означает, что к укрепленному теплообменнику присоединяются фланцы, а от них продолжают свариванием труб. Теплообменники уместно монтировать и эксплуатировать в вертикальном положении, особенно в применении «пар – вода», чтобы не возникали взрывчатые пузыри пара в конденсате, однако для определенных конкретных случаев не исключено другое положение теплообменников. Например, для системы «вода – вода» теплообменник можно устанавливать горизонтально. Само крепление теплообменника к конструкции обычно производится двумя муфтами с прокладками и нижней опорой.
Очистка теплообменников производится химически и обычно способом замены, а так как стандартные типы теплообменников у фирмы имеются на складе, то эксплуатация почти не прерывается.
Сотрудничество с проектировщиками (см. анкеты www.elte-usti.cz)
Фирма «ЭЛТЭ» сама проектирует теплообменники и гарантирует их мощность. Сотрудничает с проектировщиками так, что проектировщик письменно задает параметры первичного и вторичного рабочего тела (давления и температурные градиенты), требуемую мощность и требуемое падение давления на первичной и вторичной стороне теплообменника. Проектировщик получит в письменном виде (как правило в течение одного дня) проект размера теплообменника по вышеуказанным параметрам с тем, что укажет проектировщику пропускные способности и падения давления на первичной и вторичной стороне. С проектировщиком решаются несложные инвестиционные задания (небольшой теплообменник и больший насос) или эксплуатационно несложные задания (больший теплообменник или параллельно включенные теплообменники и небольшой насос).
Применение теплообменников в холодильной технике
Теплообменники «ЭЛТЭ» применяются в качестве весьма выгодной и эффективной альтернативы при охлаждении, обогреве, выпаривании и конденсации охлаждающих веществ. Подобно как у газов, обычно более уместно вести охлаждающие вещества по спирально изогнутым трубочкам, где под воздействием центробежных сил и последующего вторичного течения и завихрений возрастает коэффициент теплоотдачи по сравнению с ровными трубами.
Для расчета теплообменника лучше всего задать зависимость коэффициента теплоотдачи α [кВт/(м√2*° K)] при кипении или конденсации охлаждающих веществ внутри нержавеющих труб от весовой скорости w [кг/(м√2*сек.)]. Это в особенности распространяется на импортные охлаждающие смеси. Если эта зависимость не имеется в распоряжении, то нужно задать такие теплофизические параметры охлаждающего вещества для предполагаемого диапазона температур и давления охлаждающего вещества:
1. удельную массу [кг/м³]
2. удельную теплоемкость [Дж/(кг*°K)]
3. теплопроводность [Вт/(м*°K)]
4a. кинематическую вязкость [м²/с]
4b. или динамическую вязкость [Па*с]
5. эвентуально безразмерное число Прандтля
6. теплоту испарения [Дж/кг]; необходимо задать и при задании зависимости α от w.
Method of tagging MAX exchangers:
MAX x.x - x - x
– диаметр труб в связке
– поверхность нагрева
– количество раструб (4 или 5 c раструбoм G)
– основная величина