Metodichka_po_plastinchatym_TO (1176211), страница 2
Текст из файла (страница 2)
По данным фирмы ЗАО ПРОМАРМАТУРА XXI, длительность химической очистки не превышает 3 ч.Тепловой способ очистки заключается в резком изменении температуры сред в рабочих полостях, в результате чего из-за разностикоэффициентов температурного расширения материала пластин и от5ложений последние разрушаются, отрываются от поверхности пластини затем удаляются из аппарата потоком воды.Несомненным достоинством пластинчатой аппаратуры являетсявысокая степень турбулентности потока в каналах, что способствуетнекоторому самоочищению поверхности теплообмена и снижениютрудоемкости и стоимости эксплуатации теплообменников [4];– наличие многочисленных точек контакта гофров пластин, чтопрактически сводит к минимуму вибрацию аппарата;– расположение патрубков для входа и выхода рабочих сред наодной плите, отсутствие фундамента, что существенно упрощает монтаж аппаратов;– компоновку определенным образом каналов выхода пара изиспарителя холодильной установки и входа отепленного теплоносителя.
Это позволяет получить на выходе из испарителя перегретый нанесколько градусов пар хладагента, что обеспечивает сухой ход компрессора. Переохлаждения конденсата можно достичь, обеспечив максимальную разность температур потоков сконденсированного хладагента и входящей воды, что реализуется в одноходовом конденсаторе.При эксплуатации теплообменной аппаратуры может возникнуть ситуация, при которой теплоноситель (вода или рассол) замерзаетв рабочей полости. Это происходит, например, при работе испарителяхолодильной машины с температурой кипения ниже расчетной илииз-за остановки рассольного насоса при работающей холодильноймашине, при снижении концентрации рассола и в ряде других случаев.Трубки кожухотрубных аппаратов при этом разрушаются, герметичность одной из полостей нарушается, и аппарат выходит из строя.В подобных условиях, как известно из практики, замерзание водыв одной из полостей пластинчатого аппарата не приводит к нарушению его плотности и после размораживания аппарата его функциивосстанавливаются.
Устойчивость пластинчатого аппарата к замерзанию теплоносителя объясняется достаточной гибкостью каналов, образованных гофрированными пластинами.Весьма эффективны пластинчатые аппараты при использованиив качестве хладоносителей вязких рабочих сред (в частности, этиленгликоля, пропиленгликоля, водных растворов NaCl, CaCl2) при отрицательных значениях температуры. Известно, что вязкость этих веществ резко возрастает с понижением температуры [5]. Этим объясняются относительно невысокие значения коэффициента теплопере6дачи кожухотрубных испарителей холодильных машин kк.т.
В этихусловиях коэффициент теплопередачи пластинчатых испарителей kплзначительно выше за счет организации сложного движения вязкойсреды в каналах.Результаты исследований, выполненных авторами [6]–[9], показали перспективность использования пластинчатых аппаратов в качестве испарителей и конденсаторов аммиачных и хладоновых холодильных машин. Практика использования этих теплообменниковв нашей стране и за рубежом подтвердила выводы о преимуществепластинчатых аппаратов перед кожухотрубными по таким показателям, как масса и габариты.Преимущества паяной (сварной) пластинчатой аппаратуры перед кожухотрубной по массе и габаритам более очевидны с увеличением поверхности теплообмена, так как при этом растет только массапластин (в кожухотрубных аппаратах увеличивается масса труб, обечайки, трубных решеток и крышек).Современные паяные теплообменники, по данным фирмы«Danfoss», могут успешно эксплуатироваться при температуре рабочих сред t от минус 196 до плюс 200 °С и рабочем давлении pдо 45 бар (усиленный вариант – до 67,5 бар).
Диапазон производительности составляет 0,5–500 кВт. Цельносварной пластинчатыйтеплообменник фирмы АНВИТЕК, изготовленный по японским инновационным технологиям и помещенный в кожух, рассчитан на работу в широчайших диапазонах: давлений p – до 100 бар, температур – от минус 250 до плюс 950 °С.Известная фирма «Alfa Laval» – производитель пластинчатойтеплообменной аппаратуры – выпускает сварные и полуразборныеконденсаторы и испарители, в которых хладагентами являются аммиак, диоксид углерода, новые типы хладонов; хладоносителями – этиленгликоль, пропиленгликоль. Фирма гарантирует эксплуатацию аппаратов до 20 000 циклов с амплитудой 90 °С и температурным градиентом 5 °С в секунду. Материал пластин – нержавеющая сталь илититан, пайка осуществляется по вакуумной технологии, припоямислужат медь или сплавы никеля (для аммиачной аппаратуры иликонденсаторов, работающих на морской воде).
При изготовлениисварных аппаратов используется лазерная сварка.Теплообменная поверхность современных пластинчатых аппаратов варьируется от 1–2 до нескольких тысяч квадратных метров7в одном теплообменнике и набирается из тонких штампованных гофрированных пластин, образующих узкие щелевые каналы сложнойформы.
По степени доступа к теплообменной поверхности все пластинчатые аппараты подразделяются:– на разборные, каналы которых уплотняются при помощи резиновых прокладок. В случае необходимости (например, при изменении площади теплообменной поверхности, ее очистке, ремонте теплообменника и т. д.) такие аппараты могут быть легко разобраны, приэтом вся теплообменная поверхность оказывается доступной дляосмотра;– на полуразборные, пластины которых свариваются или спаиваются попарно и, таким образом, по одной из рабочих сред образуются неразборные каналы. Открытый доступ к теплообменной поверхности этих каналов невозможен.
Он имеется только к каналам длядругой среды, которые уплотняются резиновыми прокладками;– на сварные и паяные (блочные либо цельносварные), уплотнение которых по обеим рабочим средам целиком достигается за счетприменения сварных или паяных соединений. Доступ к теплообменной поверхности таких аппаратов невозможен.Согласно источнику [10], теплообменники пластинчатые разборные (ТПР) рекомендуется применять при давлении рабочих средне более 1,6 МПа (16 кгс/см2) и температуре от 243 К (–30 °С) до 423 К(150 °С) в тех случаях, когда требуется механическая очистка теплообменной поверхности по обеим рабочим средам.
Теплообменникипластинчатые полуразборные (ТПП) рекомендуются к использованиюпри давлении рабочих сред до 1,6 МПа (16 кгс/см2) и температуреот 243 до 423 К в случаях, когда одна из сред чистая, а другая загрязнена и требуется периодическая механическая очистка теплообменнойповерхности со стороны этой среды. Теплообменники пластинчатыесварные (ТПС) применяют при давлении рабочих сред более 1,6 МПа,их температуре от 123 до 673 К (от –150 до 400 °С), если теплообменивающиеся среды не образуют на поверхности теплообмена труднорастворимых отложений. Очистка теплообменной поверхности ТПСпроизводится, как правило, химическим способом.На рис.
1 схематически изображен разборный пластинчатыйтеплообменник на двухопорной раме. Основным элементом теплообменника является набор (пакет) пластин 1, которые свободно подвешены на верхней горизонтальной штанге 2. Верхняя 2 и нижняя 9 го8ризонтальные штанги закреплены в вертикальных опорах 5 и 10. Пакет пластин с уплотнительными прокладками прижимается к неподвижной плите 5 с помощью подвижной нажимной плиты 7 и стяжных болтов с гайками 4. В плитах 5 и 7 имеются штуцера 3, 6, 8, 11 длявхода и выхода теплообменивающихся рабочих сред.
Сварные теплообменники могут выпускаться без опорной рамы. При этом к нажимным плитам привариваются лапы для крепления аппарата на раму поместу монтажа.Рис. 1. Схема двухопорного пластинчатого аппарата:1 – пакет пластин; 2, 9 – штанги; 3, 6, 8, 11 – штуцера; 4 – стяжные болты с гайками; 5, 10 – вертикальные стойки; 7 – подвижная нажимная плитаНа рис. 2 показан общий вид теплообменной гофрированной пластины с прикрепленными уплотнительными прокладками. Пластина 1изготовлена из листового материала толщиной 0,5–2 мм методом штамповки, в результате чего образуется гофрированная поверхность 5 с чередованием выступов и впадин.
Форма и размеры гофров различны и зависят от типа теплообменной пластины. Отверстия 2, 7, 8 и 10 служатдля прохода рабочих сред в каналы, образованные смежными пластинами. Для обеспечения герметичности каналов в специальные пазы укладываются уплотнительные прокладки 3. В целях предотвращения перетекания одной рабочей среды в другую установлены уплотнительныеперегородки 4 и 6. Направляющие гофры 9 служат для обеспечения равномерного распределения рабочей среды вдоль всей теплообменной по9верхности и устранения так называемых «застойных зон».
Выштампованные пазы 11 необходимы для фиксации пластины 1 на горизонтальных штангах (позиция 2 и 9 на рис. 1).Рис. 2. Конструкция пластины теплообменника:1 – пластина; 2, 7, 8, 10 – отверстия для движения сред; 3 – прокладкауплотнительная; 4, 6 – перегородки уплотнительные; 5 – гофрированнаяповерхность теплообмена; 9 – направляющие гофры; 11 – пазы для крепленияпластины на штангеМатериалами отечественных теплообменных поверхностей пластин, как правило, служат нержавеющие стали с низким либо высокимсодержанием легирующих компонентов: 12Х18Н10Т, 06ХН28МДТ,10Х17Н13М2Т, AISI316, 10Х13Г18Д (ДИ–61), 05Х18АН5 и др.
В отдельных случаях при использовании чистой пресной воды с антикоррозионными добавками возможно применение оцинкованных (08КП) либо углеродистых сталей (например, в первичном контуре двухконтурных систем отвода теплоты от судового оборудования).При эксплуатации пластинчатых аппаратов там, где источникомнизкой температуры является морская вода, к антикоррозионным свой10ствам материала теплообменной поверхности предъявляются повышенные требования. Поэтому материалами, используемыми обычнодля судовых пластинчатых аппаратов, являются: алюминиевая латунь(76 % Cu, 22 % Ni, 2 % Al); никелин (90 % Сu, 10 % Ni или 68 % Cu,30 % Ni и до 2 % Fe); адмиралтейская латунь или титан (ВТ1–0 илиВТ1–00).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
