ОБОРУДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

Другие конструкции теплообменников

Аппараты воздушного охлаждения находят применение в химической и нефтехимической промышленности в качестве холодильников-конденсаторов. Их преимущества перед аппаратами водяного охлаждения: отсутствует оборудование для подготовки и перекачки воды, снижается трудоемкость и стоимость ремонтных работ, не требуется специальной очистки наружной поверхности труб, облегчается регулирование процесса охлаждения.

Поверхность теплообмена горизонтального аппарата воздушного охлаждения, см. рисунок 3.15, образована наружной поверхностью оребренных труб, собранных в секции. Воздух, нагнетаемый вентилятором, омывая трубы, обеспечивает охлаж­дение или конденсацию проходящей по ним среды. При повышенной температуре окружающего воздуха автоматически включаются форсунки, распыливающие в по­токе воздуха воду, при пониженной - отключается вентилятор. Интенсивность теп­лоотдачи можно регулировать, изменяя расход воздуха путем поворота лопастей вентилятора или установки поворотных жа­люзийных заслонок над секция­ми труб.

Теплообменники типа "труба в трубе " используются для нагревания или охлаждения в системах жидкость-жид-кость, когда расходы теплоносителей невелики и они не меняют агре­гатного состояния. При равных теплообменных характеристиках эти аппараты имеют меньшее гидравлическое сопротивление, чем кожухотрубчатые, но менее компактны и более металлоемки.

Наиболее распро­страненный теплооб­менник "труба в трубе", см. рисунок 3.16, состо­ит из отдельных звеньев, включающих наружную (кожуховую) и внутрен­нюю (теплообменную) трубу. Соединяя внут­ренние трубы коленами, а наружные - штуцера­ми, звенья собирают в вертикальные секции.

При разности температур теплоносителей более 70 оС и необходимости механиче­ской очистки межтрубного пространства применяют теплообменники с сальниками на наружных трубах.

Оросительные теплообменники (рисунок 3.17) состоят из нескольких рядов труб, расположенных одна над другой и соединенных коленами. По наружной по­верхности труб стекает вода, а внутри прокачивается охлаждаемая среда. Для рас­пределения воды над верхними трубами устанавливаются трубчатые или желобко-

58

вые оросители. Расход воды в этих аппаратах меньше, чем в теплообменниках дру­гих типов, т. к. тепло от жидкости в трубах отводится не только за счет нагрева оро­шающей воды, но и частичного ее испарения. Оросительные теплообменники мало­эффективны, но просты в изготовлении и ремонте. Чаще всего они устанавливаются

вне зданий и используются для охлаждения агрессивных сред (серной кислоты).

Основным материалом для изготовле­ния блочных теплообменников является графит, пропитанный фенолформальдегид­ной смолой. Эти аппараты собираются из отдельных блоков, имеющих сквозные гори­зонтальные и вертикальные каналы круглого сечения (рисунок 3.18). Боковые переливные камеры соединяют горизонтальные каналы различных блоков. Соединения блоков уп­лотняются прокладками из фторопласта.

Блочные графитовые теплообменники весьма эффективны, т. к. графит стоек к воз­действию агрессивных сред (кислот, щело­чей, органиче

ских растворителей), а по теплопроводности в 4^6 раз превосходит коррозионно-стойкую сталь. Недостаток - невысокая прочность (хрупкость).

В спиральных теплообменниках по­верхность теплообмена образована двумя стальными лентами толщиной 3^6 мм и ши­
риной 400М250 мм, свернутыми в спираль. Внутренние концы лент приварены к глухой перегородке, а наружные - друг к другу. С торцов аппарат закрыт плоскими крышками, установленными на прокладках (рисунок 3.19). В результате образуются

два изолированных друг от друга спиральных ка­нала толщиной 2-8 мм, в которые направляются теплоосители (обычно противоточно).

Стандартные спиральные теплообменники имеют поверхность теплообмена 10М00 м2, при­меняются при давлениях до 1 МПа и температу­рах 20^200 оС в качестве нагревателей и охлади­телей жидкостей и газов, конденсаторов паров. Благодаря простоте изготовления, компактности, малому гидравлическому сопротивлению, воз­можности работы с загрязненными жидкостями доля этих теплообменников в химической и смежных отраслях промышленности в последние годы увеличивается.

Те же достоинства характерны и для пла­стинчатых теплообменников, популярность которых в последнее время также растет. Кроме тог о, они отличаются высокой интенсивностью теплообмена, удобством монтажа, высоким коэф­фициентом унификации Пла­стинчатый теплообменник (ри­сунок 3.20) состоит из ряда пластин, размещенных на гори­зонтальных штангах между неподвижной и нажимной пли­тами.

Пластины штампуют из листовой стали толщиной 0.7М мм. Они имеют четыре проход­ных отвестия, образующих бла­годаря конструкции разделяю­щих их резиновых прокладок две изолированные системы каналов. Для увеличения по­верхности теплообмена и турбулизации потока теплоносителя поверхность пластин выполняют гофрированной или ребристой. С учетом свойств резиновых прокладок температура теплоносителей ограничивается 150 оС, давление не должно превышать 1 МПа.