Раздел - Энергоснабжение

Конструкционные преимущества пластинчатых теплообменников

Компактность

По сравнению с кожухотрубными пластинчатые теплообменники, за счет возможности достижения высоких коэффициентов теплопередачи и, соответственно, возможности передачи тепла на меньших поверхностях нагрева, значительно более компакт­ны. Габариты эквивалентных по мощности пластин­чатого и кожухотрубного теплообменников могут отличаться в 2-5 раз.

Меньшие затраты на монтаж оборудования

При строительстве новых объектов компакт­ность пластинчатых теплообменников, их малый вес позволяют обеспечить существенную экономию на создании помещений и фундаментов, необходимых для их установки. Подвод трубопроводов с одной стороны во многом упрощает процедуру обвязки теп­лообменников.

При реконструкции уже существующих объектов ис­пользование пластинчатых теплообменников позволя­ет освободить часть помещений, ранее предназначен­ных для установки кожухотрубных теплообменников.

Рис. 9.14

В некоторых случаях, когда технологические про­ходы для замены кожухот­рубных теплообменников затруднены или полностью отсутствуют, пластинчатые теплообменники могут быть единственно возможным тех­ническим решением, так как возможна их сборка не­посредственно в помещении, предназначенном для их установки.

Металлоемкость

В соответственное количество раз отличается и металлоемкость, то есть при всех одинаковых пара­метрах работы оборудования вес пластинчатого теп­лообменника будет в 2-6 раз меньше веса кожухот­рубного теплообменника. В заполненном состоянии эта разница в весе будет еще больше, так как в силу конструктивных особенностей пластинчатого тепло­обменника объем теплоносителей, находящихся в его каналах, в 3-8 раз меньше, чем объем теплоносите­лей в кожухотрубном теплообменнике.

Маневренность, скорость выхода на расчетные параметры

Малый объем жидкости в каналах пластинчато­го теплообменника обеспечивает ему исключитель­ную маневренность и очень малое время достижения проектных параметров работы.

Стойкость к циклическим нагрузкам, вибрации

Отсутствие сварных швов в конструкции плас­тинчатого теплообменника, резиновые уплотнения каналов, играющие роль демпферов при термичес­ких расширениях, сжатиях пластин и при циклах из­менения давления, позволяют утверждать, что пла­стинчатый теплообменник в сравнении с традици­онным кожухотрубным значительно более надежен по отношению к циклам изменения температур и дав­лений, устойчив при работе в условиях повышен­ной вибрации.

Визуальный контроль состояния теплообменной поверхности

В отличие от кожухотрубного теплообменника, где визуальный контроль теплопередающей повер­хности затруднен, а зачастую и невозможен, конст­рукция пластинчатого теплообменника обеспечива­ет возможность визуального контроля 100 % теплообменной поверхности.

Визуальное определение течи

Конструкция пластинчатого теплообменника при своевременном и квалифицированном обслужива­нии позволяет свести к минимуму возможность воз­никновения внутренней, межконтурной течи. Внеш­ние течи для пластинчатых теплообменников опре­деляются визуально, с точным определением дефек­тного канала, подлежащего замене. Для произ­водств, где непрерывность цикла является приори­тетной задачей эксплуатирующей организации, а простои оборудования являются недопустимыми и влекущими за собой большие финансовые потери, пластинчатые теплообменники позволяют миними­зировать время простоев, так как дефектный канал сразу после его визуального определения может быть изъят из общего пакета пластин теплообменника. После изъятия дефектного канала работа теплооб­менника может быть продолжена до получения экс­плуатирующей организацией запасных частей от предприятия-поставщика.

Потери в теплосъеме при отсутствии одного из каналов будут столь незначи­тельными, что ими можно пренебречь. Потери тепла во внешнюю среду, отсутствие у пластинчатого теплообменника, по сравнению с кожухотрубным, развитых внешних по­верхностей, а также воздушные зазоры между пли­тами теплообменника и пакетом пластин обеспечи­вают исключительно малые потери тепла в окружа­ющую среду.

По некоторым оценкам тепло, теряемое во вне­шнюю среду на пластинчатом теплообменнике, в 10 раз меньше того же значения для кожухотрубного теплообменника.

Скорость возникновения отложений

Пластинчатый теплообменник имеет сечение ка­нала для прохода теплоносителей меньшее, чем у кожухотрубного теплообменника, но несмотря на это засоряется значительно меньше. Это обуслов­лено, прежде всего, высокими, в 6 раз большими, скоростями движения теплоносителя в каналах пла­стинчатого теплообменника.

Касательные напряже­ния, создаваемые потоком на поверхностях пластин, обеспечивают пластинчатому теплообменнику свой­ство самоочистки; загрязнения, попадающие на по­верхности нагрева теплообменника, вымываются потоком. Не последнюю роль в защите пластинча­того теплообменника от загрязнений играет отсут­ствие застойных зон в его каналах.

Равномерное распределение потока по поверх­ности пластины физически не оставляет мест для образования отложений.

Опасность для пластинча­того теплообменника представляют лишь частицы, превышающие сечение канала для прохода тепло­носителей. Считается достаточной защита теплооб­менника механическими фильтрами, размер фильт­рационной ячейки которых примерно в два раза меньше сечения канала пластинчатого теплообмен­ника, то есть при среднем сечении канала пластин­чатого теплообменника от 4 до 6 мм величина ячей­ки фильтра должна быть от 2 до 3 мм.

Возможность механической очистки и восста­новления поверхности

Для кожухотрубных теплообменников механи­ческая очистка поверхности сильно затруднена, а зачастую и вовсе невозможна. Химическая же очис­тка теплообменника не дает возможности на 100% восстанавливать его поверхность. Поэтому, несмот­ря на периодические очистки оборудования, со вре­менем поверхность кожухотрубного теплообменни­ка становится недостаточной для обеспечения задан­ного теплосъема.

Рис. 9.15

Для пластинчатых разборных теп­лообменников возможна механическая очистка 100 % теплообменной поверхности.