Дневник по практике. Tema 5 тепловые пунеты
 Скачать 0.55 Mb.
|
Пластинчатые теплообменникиПластинчатые разборные теплообменники имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с кожухотрубными: Компактность- они занимают меньше места (это позволяет снизить строительные объемы тепловых пунктов в4-8 раз). Более высокий коэффициент теплопередачи и БПД. Даже в самых лучших трубчатых аппаратах значительные поверхности труб находятся в так называемых мертвых зонах, где практически отсутствует теплопереда- ча. В пластинчатых теплообменниках при одинаковой теплопроизводи- тельности, благодаря высокому коэффициенту теплопередачи, поверх- ность нагрева в1,7 - 2,5 раза ниже, чем у скоростных трубчатых. Малая металлоемкость - при аналогичных параметрах масса пластин- чатых теплообменников составляет 1/6 от массы трубчатых. Другой принцип подбора и расчета теплообменного аппарата - ва- риация типа пластин и их количества - позволяет с большей точностью выдержать заданные параметры. Широкие возможности в подборе поверхности нагрева при необхо- димости площадь поверхности теплообмена в пластинчатом теплообмен- нике может быть легко уменьшена или увеличена простым добавлением или уменьшением количества пластин. Низкая загрязняемость - вследствие высокого качества изготовления пластин (электрополировка) и высокой турбулентности потоков фактор за- грязнения значительно ниже. Возможность разборки - снижается трудоемкость очистки имеется дос- туп к теплообменивающимся поверхностям. Меньше ограничений в работе - по некоторым сведениям, замерзание воды в пакете пластин не приводит к фактическому повреждению аппара- та. После оттаивания пластинчатый теплообменник готов к эксплуатации, а трубчатый получает повреждения трубок. Простота монтажа и обслуживания.Не требуется привлечение специ- ально обученного высококвалифицированного персонала. Затрачивается меньше времени и снижается стоимость монтажно-наладочных, изоляци- онных и ремонтных работ. Не требуется демонтаж подводящих трубопро- водов. Устоичивость к вибрациям. Пластинчатые теплообменники высоко- устойчивы к наведенной двухплоскостной вибрации, которая может вы- звать повреждение трубчатого аппарата. Сохранение в неизменном виде всех своих параметров в течение всего срока службы (25 - 30 лет) — в отличие от кожухотрубного теплооб- менника. Устраняется также вероятность перетекания одного теплоносителя в другой, что наблюдается в кожухотрубных водонагревателях при наруше- нии плотности вальцовки трубок и их механических повреждениях. Сравнительная характеристика пластинчатых и кожухотрубных теп- лообменников приведена в табл. 5.1. Существуют три различные конструкции пластинчатых теплообмен- ников. Характерной особенностью таких конструкций является наличие параллельных пластин (за исключением специальных пластин для предот- вращения деформации канала под действием внешнего давления), которые образуют систему параллельных каналов. Один теплоноситель протекает через одни каналы, а другой — через соседние каналы. К этому типу тепло- обменников относятся: 1) пластинчато-рамный или пакетно-пластинчатый теплообменник (чаще всего его называют просто пластинчатым); 2) спи- ральный пластинчатый теплообменник и 3) пластинчато-корпусной или теплообменник Рамена. Наиболее часто используется первая конструкция. Пластинчатый теплообменник (рис.5.7) состоит из ряда параллель- ных пластин, удерживаемых вместе в раме, в которой для предотвращения утечек между пластинами имеются сжимаемые прокладки из термостой- кой резины. Таблица 5.1 Сравнительная характеристика пластинчатого и кожухотрубного теплообменника.
Уплотненные отверстия в пластинах образуют каналы, в которых те- плоноситель может протекать как поперек пластин, так и в пространстве между ними. Для выравнивания скоростей потоков, теплосъема и удовле- творения требований по температурному режиму возможна организация параллельного, последовательного и смешанного потоков. Теплоносители движутся в аппарате, как правило, противотоком. Пластины изготавливаются из коррозионно-стойкой стали толщиной 0,4... 1 мм и, чтобы выдержать нормальное рабочее давление, имеют доста- точную площадь контакта друг с другом. Наиболее часто используются гофрированные в виде елочки металлические листы (рис.5.8). Пластины в секции повернуты одна относительно другой вокруг горизонтальной оси на 180°. Устанавливаются два таких листа с взаимно противоположной ориентацией гофра.  Рис. 5.7. Пластинчатый теплообменник 1 - секция; 2 - направляющая; 3 - плита неподвижная; 4 - стойка; 5 -плита на- жимная; 6 - болт стяжной; 7 - пакет секций. Опорные точки получаются в местах пересечения гофров. Много- кратное сжатие, расширение и изменение направления потока приводят к сильной турбулизации и, как следствие, к высокой интенсивности тепло- передачи, большим перепадам давления и касательным напряжениям, что в конечном счете способствует уменьшению отложений. В каждой пластине по углам имеются 4 отверстия для прохода теп- лоносителей (см. рис.5.8). Промежуточные и концевые пластины могут иметь одно, два или три отверстия, количество которых определяют в со- ответствии со схемой компоновки пластин в теплообменнике. Пластины собираются и стягиваются монтажными болтами на спе- циальной раме. Каждая пластина омывается с одной стороны греющей во- дой, а с другой — нагреваемой. Отверстия в углах пластин и расположен- ные между пластинами прокладки образуют коллекторы, распределяющие теплоносители по каналам между пластинами (рис. 5.9).     Рис. 5.8. Секция пластинчатого теплообменника: а) 1 - пластина; 2 - прокладка резиновая; 3 - паз для предупреждения смешения сред; б) схема пластин с односторонним расположением проходных отверстий (Л - левая пластина, П - правая пластина).  Рис.5.9. Пластинчатый теплообменник: 1 - вход холодной воды; 2 - вход циркуляционной воды; 3 - выход нагреваемой воды; 4 - вход теплоносителя из подающего трубопровода тепловой сети; 5 - вход обратной во- ды из системы отопления; 6 - выход обратной греющей воды. Теплоноситель через входной штуцер поступает в продольный кол- лектор, образуемый угловыми отверстиями и прокладками сжатых в пакет пластин, и движется по нему до пластины с непросеченным угловым от- верстием. Из коллектора теплоноситель проходит в межпластинные кана- лы через участки, на которых отсутствуют уплотнительные прокладки. Эти участки в каждом коллекторе расположены через одну пластину, благода- ря чему образуется система горячих и холодных каналов. Пройдя межпла- стинные каналы, теплоноситель скапливается в противоположном коллек- торе. При заданном расходе жидкости, проходящей через аппарат, можно установить требуемую скорость ее движения по межпластинным каналам. Оптимальная скорость достигается за счет уменьшения (или увеличения) числа каналов в пакете. Пакет всегда ограничен пластиной, имеющей не- полное количество угловых отверстий. Такие пластины называют гранич- ными. Из первого пакета теплоноситель направляется по противополож- ному коллектору вдоль теплообменника до очередной граничной пла- стины, после чего распределяется по каналам второго пакета в направ- лении, противоположном ее движению в первом пакете (см. рис.5.9). В гофрированных каналах потоки теплоносителей подвергаются, как уже отмечалось, искусственной турбулизации, что интенсифицирует про- цесс теплообмена при определенном увеличении гидравлического сопро- тивления. Для теплоснабжения выпускаются пластинчатые теплообменники следующих типов: полуразборные (PC) с пластинами типа 0,5Пp и разбор- ные (Р) с пластинами типа 0,3p и 0,6p. Технические характеристики ука- занных пластин и основные параметры теплообменников, собираемых из этих пластин, приведены в [10]. Допускаемые температуры теплоносителей определяются термо- стойкостью резиновых прокладок. Для теплообменников, используемых в системах теплоснабжения, обязательным является применение прокладок из термостойкой резины, специальных марок. Условное обозначение теплообменного пластинчатого аппарата сле- дующее: первые буквы обозначают тип аппарата — теплообменник Р (PC) разборный (полусварной); следующее обозначение - тип пластины; цифры после тире — толщина пластины, далее — площадь поверхности теплообме- на аппарата (м2), затем — конструктивное исполнение в соответствии с [10], марка материала пластины и марка материала прокладки. После условного обозначения приводится схема компоновки пластин. Пример условного обозначения пластинчатого разборного тепло- обменного аппарата: теплообменник Р 0,6p-0,8-16-lK-01 — теплообменник разборный (Р) с пластинами типа 0,6p, толщиной 0,8 мм, площадью по- верхности теплообмена 16 м 2, на консольной раме, в коррозионностойком исполнении, материал пластин и патрубков —сталь12Х18Н10Т; материал прокладки — теплостойкая резина 359; схема компоновки с5 5 5 6 + 5 + 5 что означает: над чертой — число каналов в каждом ходе для греющей во- ды, под чертой — то же для нагреваемой воды. Дополнительный канал со стороны хода нагреваемой воды предназначен для охлаждения плиты и уменьшения теплопотерь. Пластинчатые теплообменники для теплоснабжения выпускаются рядом фирм. Одними из наиболее перспективных для использования в Рес- публике Беларусь являются пластинчатые теплообменники PC-0,2 и P-0,25, которые выпускает ПО «Термоблок». |
