Пластинчатые теплообменные аппараты Alfa Laval GEA Tranter Пластинчатые ТА являются разновидностью поверхностных рекуперативных ТА с поверхностью теплообмена, изготовленной из тонкого листа.
Области применения пластинчатых ТА Центральные охладители Охладители смазочного масла Охладители ВТ контура водяного охлаждения ГД Охладители гидравлического масла Охладители редукторов Подогреватели моечной воды для грузовых танков Конденсаторы сброса пара Подогреватели груза Испарители и конденсаторы холодильного агента Конденсаторы сжиженного газа Подогреватели воды
Принцип действия пластинчатых ТА
Принцип действия пластинчатых ТА
Типы пластинчатых ТА РАЗБОРНЫЕ ПАЯНЫЕ ЦЕЛЬНОСВАРНЫЕ ПОЛУРАЗБОРНЫЕ (ПОЛУСВАРНЫЕ)
Типы пластинчатых ТА 1. РАЗБОРНЫЕ ПЛАСТИНЧАТЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ Условия применения разборных: • рабочая температура от -25 ° С до +200 ° С ; • рабочее давление до 3,0 МПа. Рабочие среды: жидкость, пар, жидкость с примесями, хладагенты.
Типы пластинчатых ТА 2. ПАЯНЫЕ ПЛАСТИНЧАТЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ Условия применения паяных пластинчатых теплообменников : • рабочая температура от - 196 ° С до +225 ° С; • рабочее давление до 3,6 МПа; Рабочие среды: жидкость, пар, хладагенты.
Типы пластинчатых ТА 3. ЦЕЛЬНОСВАРНЫЕ ПЛАСТИНЧАТЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ Условия применения сварных теплообменников: • рабочая температура от -200 ° С до +950 ° С ; • сверхвысокое давление до 10 МПа. Рабочие среды: жидкость, пар, газ.
Типы пластинчатых ТА 4. ПОЛУРАЗБОРНЫЕ (ПОЛУСВАРНЫЕ) ПЛАСТИНЧАТЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ Условия применения паяных пластинчатых теплообменников : • рабочая температура от -50 ° С до +180 ° С • рабочее давление до 6,3 МПа; Рабочие среды: жидкость, пар, хладагенты.
Модельный ряд пластин разборных пластинчатых ТА Alfa Laval Малые
Модельный ряд пластин разборных пластинчатых ТА Alfa Laval Средние
Модельный ряд пластин разборных пластинчатых ТА Alfa Laval Большие
Конструкция разборных пластинчатых ТА 1 – неподвижная плита 2 – верхняя направляющая 3 – прижимная плита 4 – опорная стойка 5 – пластина 6 – уплотнения (прокладки) 7 – нижняя направляющая 8 – отверстия для патрубков 9 – стягивающие болты 1 2 7 3 6 5 5 8 9
Конструкция разборных пластинчатых ТА 1 – неподвижная плита 2 – верхняя направляющая 3 – прижимная плита 4 – опорная стойка 5 – пластина 6 – уплотнения (прокладки) 7 – нижняя направляющая 8 – патрубки 9 – ролики для перемещения пластин вдоль направляющих 10 – шильд с названием и техническими данными 11 – стягивающие болты
Сборка пластинчатого ТА 1. Рама теплообменника в собранном виде. 2. Первой устанавливается на раме концевая теплообменная пластина. 3. Затем в соответствии с техническими условиями устанавливаются остальные пластины. 4. В опорную и прижимную плиты вставляются стяжные болты, и пакет пластин стягивается в единый герметичный узел.
Сборка пластинчатого ТА Центровка пластин осуществляется по пяти точкам На болты надевают защитные трубки Для закручивания болтов существует специальный инструмент
Пластина Толщина пластин 0, 3 ÷ 0,6 мм Транзитный проход Камера для сбора протечек Слот для направляющей Вход / выход Зона распределения Основная поверхность теплообмена Уплотнения
Зона распределения Зона распределения Для обеспечения max коэф. теплопередачи при минимальной потере давления необходимо обеспечить равномерное распределение жидкости по всей ширине пластин, что достигается оптимальной конфигурацией профиля и гофров в зоне распределения. Оптимальное распределение Не оптимальное распределение Застойные зоны: не полное использование поверхности теплообмена; образование отложений
Материалы пластин Для изготовления пластин в пластинчатых ТА используются следующие материалы: Материал Область применения AISI 304 (08Х18Н10) Масло – пресная вода AISI 316 ( 08Х17Н13М2) Вода – вода Титан Морская вода HastelloyC-276 ( ХН65МВ ) Морская вода t < 65° C (заменитель титана) [ 1] ХН65МВ - хром 15%, никель 65%, молибден 16%, ванадий 4%
Прокладки Выбор материала прокладок зависит от проводимых сред и их параметров : Материал Область применения NBRB (base) Маслостойкий t < 85÷95 ° C NBRP (performance) Маслостойкий t < 130 ÷ 140 ° C EPDM t < 160 ÷ 180 ° C FKMT t < 180 ° C HNBR (Hydrogenated) t < 160 ° C Viton -20 < t < 200 ° C [ 1] По данным Alfa Laval Прокладки изготавливают цельнолитыми. Устанавливаются в специальную канавку. Могут крепиться с помощью клея или специальных креплений.
Прокладки Крепление с помощью клея Крепление ClipOn Alfa Laval Специальные крепления обеспечивают лёгкость и быстроту замены уплотнений. Крепление с помощью предпочтительно: для больших пластин, е сли ТА часто открывают, д ля больших давлений, для смазочного масла, от которого прокладки могут набухать.
Крепление ClipOn Alfa Laval Крепление ECO-LOC GEA Прокладки
Срок службы уплотнений Зависит от: Конструкции материал прокладок клей геометрия прокладок канавки для прокладок центровка прокладок Эксплуатации среда температура давление использование постоянное / периодическое метод очистки и химикаты частота разборки
Камера для сбора протечек Зона распределения Конструкция прокладок предусматривает специальные камеры для сбора протечек с вентиляционными отверстиями, предотвращающие смешение сред в случае отказа прокладки. Если прокладка начнёт течь, утечка будет обнаружена с наружи.
Двойные пластины Если смешение двух сред абсолютно недопустимо, применяют ТА с двойными пластинами. Это предотвратит смешение даже в случае сквозной коррозии или трещины одной из пластин. Протекающая среда вытечет наружу.
Типы каналов Существует множество различных вариантов формы и размеров профиля пластин.
Типы каналов Для сравнения различных пластин обычно пользуются понятием Термической длины ( Thermal length ) Θ, которая является безразмерной величиной, характеризующей соотношение между разностью температур δt на входе и выходе одной среды к средней логарифмической разности температур : При равной площади теплообмена более высокой термической длине соответствует более высокий коэффициент теплопередачи.
Типы каналов Из различных сочетаний пластин двух типов рифления ( L и H ) можно получить три различных типа каналов ( L, M, H ). L: Low Θ H: High Θ L + L = L канал L + H = M канал H + H = H канал Оптимальный тип канала подбирается исходя из заданных температур и допустимой потери давления.
Характеристики каналов L канал M канал H канал В одном теплообменном аппарате можно сочетать различные каналы, например 70% H каналов и 30% L каналов. Низкая турбулентность и сопротивление Средняя турбулентность и сопротивление Высокая турбулентность и сопротивление
Сравнение пластинчатых ТА с кожухотрубными
Сравнение пластинчатых ТА с кожухотрубными Характеристика Разборные пластинчатые теплообменники Кожухотрубные теплообменники Коэффициент теплопередачи (для водо-водяного ТА) 6,0 ÷ 7,5 кВт/м 2 К 2,0 ÷ 2,5 кВт/м 2 К Разность (возможная) температур теплоносителя и нагреваемой среды на выходе ~ 1 ° С ~ 5 ° С Вес в сборе (условно) 1 ~ 3 ÷ 10 Внутренний объем Маленький Большой Габариты (условно) 1 ~2 ÷ 5 Соединение при сборке Разъемные Сварка, вальцовка Чувствительность к вибрации Нечувствителен Чувствителен Уплотнения Для каждой пластины Для каждой крышки Обнаружение течи Легко обнаружить Трудно обнаружить Доступность для внутреннего осмотра и чистки Доступна каждая сторона каждой пластины Ограничена Время разборки ~ 15 мин. ~ 60 ÷ 90 мин. Ремонтопригодность Легко менять пластины и прокладки Требует глушить трубки (уменьшается производительность) Изменение площади поверхности теплообмена Допустимо в широких пределах, кратно количеству пластин Невозможно Загрязняемость 1 ~4 ÷ 10
