Пластинчатый Теплообменник

Пластины, уплотнители и прокладки пластинчатых теплообменников

Конструкция пластин определяет технические показатели теплообменного аппарата. От формы, размеров и конструктивных особенностей пластин зависят интенсивность теплоотдачи, надежность аппарата, технологичность на стадии производства и трудоемкость при эксплуатации и ремонте. Гофрированные пластины изготавливаются методом холодной штамповки из тонкого листа, имеют повышенную жесткость по сравнению с плоскими пластинами. На поверхности пластин благодаря наличию гофр создаются извилистые щелевидные межпластинные каналы сложной формы, в которых при сравнительно малых скоростях потока достигается турбулизация движущихся рабочих сред.

В рабочем положении в аппарате пластины обычно испытывают различное давление рабочих сред с обеих сторон, что может вызвать ее прогиб в сторону меньшего давления. Для предотвращения деформаций на каждой пластине имеются вертикальные ряды дистанционных (опорных) выступов, которые создают многочисленные точки взаимной опоры между пластинами. При полном соприкосновении опорных выступов между пластинами в собранном аппарате сохраняется зазор менее 4,5 мм.

Жидкость после выхода из углового отверстия в межпластинный канал растекается по расширяющейся входной части и затем движется вдоль пластин по широкой извилистой щели между ними. Во время омывания поверхности жидкость подвергается турбулизации, которая вызывается частыми поворотами потока в образованных гофрами каналах. В одном и том же аппарате пластины конструктивно отличаются друг от друга, поскольку отличается как их конкретное назначение, так и месторасположение в пакете относительно других пластин . Однотипные по форме поверхности пластины по своему назначению в аппарате подразделяются на рядовые, граничные и концевые. Рядовые пластины характеризуются тем, что имеют полное количество отверстий по углам, то есть каждая из них имеет четыре отверстия. Пластины с этими отверстиями при сборке аппарата образуют продольные коллекторные каналы. В аппарате они составляют большую часть пластин и в каждом аппарате включены параллельно, работая в одних и тех же температурных и гидравлических условиях. Граничные пластины имеют неполное число отверстий по углам (менее четырех). Пластины этого вида устанавливаются в местах, где изменяется направление потока и, следовательно, ими определяются границы пакетов.

Концевые пластины размещаются по концам секции, непосредственно примыкая к данного типа не несут тепловой нагрузки, так как омываются рабочей средой только с одной стороны. В разборных и полуразборых пластинчатых теплообменниках Промэнерго используются пластины импортного производства, причем полуразборные теплообменники, как частный случай полностью разборных, собираются из модулей — пар пластин, соединенных лазерной сваркой.

ПРОКЛАДКИ (УПЛОТНЕНИЯ)

Герметичность разборного и полуразборного теплообменных аппаратов достигается применением различных прокладок однократного или многократного применения.

Прокладками однократного применения являются металлические прокладки, прокладки из асбеста, паронита и других материалов, не обладающих достаточной упругостью.

Резиновые прокладки можно применять многократно, поскольку после снятия нагрузки они могут восстанавливать свою первоначальную форму в довольно широких пределах. Для их изготовления применяются различные типы каучуков.

МАТЕРИАЛЫ ПЛАСТИН

— нержавеющая сталь 1.4301 (AISI 304);

— нержавеющая сталь 1.4401 (AISI 316);

— нержавеющая сталь 1.4404 (AISI 316L);

— нержавеющая сталь 1.4571 (AISI 316Ti);

— нержавеющая сталь 1.4529 (соответствует AVESTA SMO 254);

— титан;

— титан, стабилизированный палладием;

— хастеллой;

— никель;

— тантал;

— инколой.

МАТЕРИАЛЫ УПЛОТНЕНИЙ

— NBR (акрилнитрат-бутадиен каучук) tmax = +140 °С. Рабочие среды - вода, жидкости на основе минеральных масел, животные и растительные жиры, углеводороды.

— EPDM (этилен-пропилен-диен-модифицированный каучук) tmax = +150 °С. Рабочие среды - вода, пар, алкоголь, кетоны, моющие жидкости, органические и неорганические кислоты и щелочи.

— HT-EPDM (высокотемпературный EPDM каучук) tmax = +170 °С (для пара +150 °С). Рабочие среды -
вода, пар, алкоголь, кетоны, моющие жидкости, органические и неорганические кислоты и щелочи.

— CR (хлорбутадиен каучук) tmin = -40 °С, tmax = +130 °С. Рабочие среды - аммиак, фреоны, углекислота, силиконовые масла, растворители.

— FPM (фторсодержащий каучук) tmin = -20 °С, tmax = +160 °С. Рабочие среды - минеральные масла, различные углеводороды, нефть, бензин, кислоты.

— Витонатахдо180оС).

Возможно также применение других материалов.

Пластинчатый теплообменник

Теплообменник пластиинчатый - устройство, в котором осуществляется передача тепла от горячего теплоносителя к холодной (нагреваемой) среде через медные, стальные, графитовые гофрированные пластины, которые стянуты в пакет. Горячие и холодные слои перемежаются друг с другом.

Основным элементом пластинчатого теплообменника являются теплопередающие пластины, произведенные из коррозионно – стойких сталей толщиной 0,5 – 0,6 мм, методом холодной штамповки.

В процессе теплообмена жидкости движутся навстречу друг другу (в противотоке). В местах их возможного перетекания находится либо стальная пластина, либо двойное резиновое уплотнение, что практически исключает смешение жидкостей.

Основные размеры и параметры наиболее распространенных в промышленности пластинчатых теплообменников определены ГОСТ 15518—83. Их изготовляют с поверхностью теплообмена от 2 до 600 м2 в зависимости от типоразмера пластин; эти теплообменники используют при давлении до 1,6 МПа и температуре рабочих сред от —30 до +180° С для реализации теплообмена между жидкостями и парами (газами) в качестве холодильников, подогревателей и конденсаторов.

По степени доступности поверхности теплообмена для механической очистки и осмотра пластинчатые теплообменники делятся на разборные, полуразборные (полусварные), неразборные (паяные и сварные).

Разборные пластинчатые теплообменники системы TL

Тип теплообменника	Давление рабочее, атм.	Давление испытательное, атм.	Температура max, °C	Расход max, м3/час	Мощность, кВт
TL50	16	20,8	150	25	10-900
TL90	16	20,8	150	30	150-1500
TL150	16	20,8	150	35	300-1600
TL250	16	20,8	150	165	500-8000
TL500	16	20,8	150	370	500-12000
TL650	16	20,8	150	450	1000-21000
TL850	16	20,8	150	700	1500-28000

Полуразборные (полусварные) пластинчатые теплообменники TL

Тип теплообменника	Давление рабочее, атм.	Давление испытательное, атм.	Температура max, °C	Расход max, м3/час	Мощность, кВт
TL90	16	20,8	150	30	150-1500
TL150	16	20,8	150	35	300-1600
TL250	16	20,8	150	165	200-8000
TL400	16	20,8	150	100	200-6000
TL500	16	20,8	150	370	500-12000
TL650	16	20,8	150	450	1000-21000
TL850	16	20,8	150	700	1500-28000

Паяные пластинчатые теплообменники

Типоразмер	Давление рабочее, атм.	Давление испытательное, атм.	Диапазон рабочей температуры max, °C	Разница температур (сторона1/сторона2) max, °C	Расход, max, м3/час	Мощность, кВт
V200	27	31	225
B25TH/1P	31	50	225	100	12	250
M12	23	30	-50…200	100	3	5-150
M18	30	39	-50…200	100	5	10-250
H/M/L.25	30	39	-50…200	100	15	50-600
H/M/L.55	30	39	-50…200	100	30	300-1200
M100	30	39	-50…200	100	85	500-3000