Установка и обслуживание теплообменника

Перед установкой теплообменника убедитесь, что оборудование имеет надежные технические характеристики и никак не повлияет на находящийся под ним трубопровод. Основание устройства бывает двух основных типов – седловидное кирпичное, при котором машина устанавливается без крепления, и с бетонной основой, когда машина закрепляется с помощью седловидной опоры.

Перед установкой теплообменника следует проверить высоту, плоскостность, положение, форму, размеры, предварительно открытое положение, позицию фундаментного болта, винты и т.д.

После того как мы убедимся в пригодности основания, мы сможем отрегулировать равномерное положение машины с помощью металлической шайбы и винтового домкрата. Таким образом, вес оборудования будет равномерно распределен на основании. Различаются плоские шайбы, клиновидные шайбы и шайбы с открытым фронтальным пространством. Клиновидные шайбы используются в паре. Винтовой домкрат также следует использовать с металлическими шайбами для предотвращения набухания.

По окончанию установки мы должны выровнять машину уклономером. Так мы сможем закончить укладку труб без внутреннего напряжения. После уравнивания, клиновидная шайба приваривается к основе. При необходимости накладки друг на друга более двух теплообменников, вначале следует отрегулировать и закрепить нижний, а затем установить последующие. Нам также следует проверить качество труб, выбрав некоторые из них и поместив их на специальное оборудование. Особое внимание стоит уделить герметизации.

Из-за линейной структуры теплообменника для удобства обслуживания на концах трубы должно быть оставлено свободное пространство. К примеру, на плавающей головке имеются два колпачка – внутри и снаружи. Большое отверстие со стороны плавающей головки позволит легко вытянуть трубы. Наружный колпачок также должен иметь достаточно пространства вокруг для удобства монтажа и демонтажа труб.

При условиях эксплуатации, превышающих номинальные параметры, указанные на фирменной табличке, теплообменник будет работать нестабильно. Рекомендуется регулярно проверять температуру и гидравлическое давление наполнителя в трубе. Трубчатый теплообменник переносит тепло посредством фазовых изменений, включая охлаждение, конденсацию, нагрев и испарение. Теплообменник должен обладать особыми антикоррозийными свойствами, так как он находится в постоянном контакте с корозионно-активной жидкостью. Необходимо регулярно очищать теплообменник из-за оседания на стенках труб сернокислой извести, которая способна вызвать неполадки в работе оборудования после длительной эксплуатации.

Теплообменники широко используются в химической индустрии, нефтепоисковых исследования, атомной энергетике. Основной функцией теплообменника является поддержание необходимой температуры жидкости внутри трубы.

Теплообменник может работать как независимая система или как составная часть крупной промышленной системы, например системы синтеза аммиака.

Устаревшие теплообменники имеют примитивную конструкцию с небольшой теплопроводящей областью, большим размером и тяжелым весом. Однако технический прогресс не стоит на месте, и современное оборудование значительно превосходит своих предшественников по показателям теплопроводности и энергетической эффективности.

В 1920 г. появились первые теплообменники пластинчатого типа, которые стали использоваться в пищеперерабатывающей промышленности. Такие теплообменники состоят из пластин, что делает их намного компактнее и эффективнее. В 1930 г. в Швеции появился первый спиральный теплообменник, а затем в Великобритании создали пластично-ребристый теплообменник из меди и других сплавов, который стал широко использоваться в двигателях самолетов. В конце 1930 г. в той же Швеции был изобретен первый кожухо-пластинчатый теплообменник для целлюлозных заводов. Между тем, для производства теплообменников стали использоваться антикоррозийный материал, способный противостоять коррозийно-активной жидкости внутри трубы.

В 1960 годах стремительно развиваются современные космические технологии, которые остро нуждаются в компактных теплообменниках, а также новых методах штамповки, пайки и герметизации. Внедрение и улучшение теплообменников подтолкнуло к дальнейшему развитию современную науку и технологию. В начале1960-х годов также стали усовершенствоваться кожухотрубчатые теплообменники. В середине 1970 годов ученые из разных стран работали над новым типом трубчатых теплообменников и, наконец, добились успеха.

В зависимости от принципа работы, различают контактные теплообменники, жаротрубные (с аккумуляцией тепла) и теплообменники поверхностного типа (с разделительной стенкой).

В контактном теплообменнике обмен происходит между жидкими и газообразными средами. Такие теплообменники широко используются в химической промышленности и системе генерации электроэнергии. Сверху поступает горячая вода, а снизу поднимается холодный воздух. При соприкосновении происходит охлаждение воды и нагревание воздуха. Затем из-за разной плотности субстанции отделяются друг от друга.

Жаротрубный теплообменник характеризуется наличием теплоаккумулятора и набивки, которая способна хранить и отдавать тепловую энергию. Аппарат сконструирован для утилизации остатков промышленной тепловой энергии и широко используется в устройствах воздушной классификации.

Поверхностный теплообменник отделяет горячую и холодную жидкости друг от друга и передает тепловую энергию через стенку. Теплообменник такого типа также известен как поверхностный нагреватель. В зависимости от срединной поверхности различают трубные и пластинчатые теплообменники. К трубчатому типу относятся трубчатый змеевик, соединительная муфта и кожухотрубный аппарат. К пластинчатому типу относятся спиральный, пластинчато-ребристый и конусно-пластинчатый теплообменник.

Обычно в теплообменнике присутствуют два потока жидкостей, движущихся в противоположном направлении. У входного отверстия температура между двумя жидкостями значительно отличается, но ближе к выходному отверстию становится почти одинаковой. Противоток равномерно распределяет термальную энергию и эффективно передает тепло. Другими словами, противоток способен лучше, быстрее и более экономично закончить процесс передачи тепла, по сравнению с попутным потоком.

При изменении состояния холодной или горячей среды (кипение или парообразование), температура жидкости не изменяется. Пар или тепло высвобождает или поглощает скрытую теплоту, т.е. в данном случае направление потока не имеет большой разницы.

Во время передачи тепловой энергии важно уменьшить термическое сопротивление для увеличения коэффициента теплообмена. Тепловое сопротивление вырабатывается из-за отложения накипи на поверхности теплообменника.

Хорошим способом повысить эффективность теплопередачи является увеличение скорости потока и интерференция жидкости. Тонкие стены металлической трубы также содействуют теплопередаче. Однако при интерференции будет использоваться много термальной энергии, что необходимо учесть при конструировании теплообменника.

Теплообменники производятся из различных металлов. Для изготовления резервуара низкого и среднего давления используется углеродистая и низколегированная сталь, нержавеющая сталь применяется в коррозионной среде, аустенитная нержавеющая сталь подходит для эксплуатации в высокотемпературной среде и условиях высокого давления, медь, алюминий и другие сплавы применяют для изготовления низкотемпературных теплообменников, сплав никеля используется в высокотемпературной среде. Для изготовления различных фитингов, а также и самих теплообменников, часто употребляются неметаллические материалы, такие как графит и фторсодержащая пластмасса.

Часто задаваемые вопросы
1. Нерегулярная температура на выходе из трубы.
Проверьте оборудование на предмет наличия воздуха в трубе, защемления труб, установки пластин. Примите меры для устранения неполадок.

2. Два потока жидкостей контактируют между собой.
Немедленно остановите машину, особенно если одна из жидкостей топливная или взрывоопасная. Затем проверьте машину для обнаружения места протечки на пластинах теплообменника. Проверьте температуру и давление внутри трубы.

3. Зажимные болты теплообменника расслаблены.
Запрещается затягивать зажимные болты при работающем оборудовании. Высокое внутреннее давление может привести к повреждению пластин. При затягивании зажимных болтов обратите внимание на дистанцию между пластинами во избежание повреждений.

Техническое обслуживание
Рекомендуется регулярно промасливать ролики теплообменника.
При отсутствии неполадок теплообменник может эксплуатироваться безостановочно.
Теплообменник должен быть остановлен для технического обслуживания в случае протечки или снижения допустимой нормы сопротивления жидкости и выхода из строя обратной промывки.

    Рекомендуемые продукты