ПАРОСТРУЙНЫЕ ПОДОГРЕВАТЕЛИ- предназначены для подогрева жидкости с помощью тепловой энергии насыщенного либо перегретого пара и являются контактными теплообменными аппаратами смешивающего типа. Принцип работы Передача тепла в струйном подогревателе происходит путем непосредственного контакта распределенных струй греющего пара и нагреваемой воды. За счет нулевого термического сопротивления между теплоносителем и нагреваемой средой, отсутствия высокотемпературного возвратного конденсата и малой излучающей поверхности корпуса, тепловой КПД подогревателя. Энергосберегающий потенциал Струйные подогреватели имеют нулевое гидравлическое сопротивление, что позволяет экономить до 90% электроэнергии, обычно расходуемой на прокачку жидкости в традиционных кожухотрубных или пластинчатых теплообменниках. Высокая интенсивность теплообмена, исключение из схемы охладителей конденсата и конденсатопроводов позволяют экономить до 5% от общего расхода тепла на подогрев жидкости. Легкость монтажа Струйные подогреватели в несколько раз компактнее и в десятки раз легче кожухотрубных и пластинчатых теплообменников, что принципиально облегчает их монтаж и эксплуатацию. Компактность струйных подогревателей позволяет снизить стоимость строительно-монтажных работ при новом строительстве или реконструкции действующего объекта на 25-30%. ЁМКОСТНЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ- предназначены для нагрева воды в системах горячего водоснабжения с периодическим её разбором на самые разнообразные производственно-хозяйственные нужды. Устройство Водоподогреватель представляет собой кожухотрубный теплообменник горизонтального типа, основными узлами которого являются корпус и змеевик. Для установки водоподогревателя в рабочее положение к нему привариваются опоры. Водоподогреватель оснащен термометром для измерения температуры воды на выходе и манометром - для измерения давления. Первичный теплоноситель (насыщенный пар с давлением не выше 0,7 МПа, либо горячая вода с начальной температурой 95°C) подается в змеевик. Холодная вода поступает через штуцер в нижнюю часть корпуса водоподогревателя и вытесняет нагретую воду через штуцер в верхней части корпуса. Рабочая ёмкость водоподогревателя определяется объемом воды, находящейся выше змеевика. КОЖУХОТРУБНЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ- с большим успехом используются в различных отраслях промышленности: химической, нефтяной, газовой. Устройство и принцип действия Строение: конструкция из пучков труб, закрепленных в трубных досках (решетках) крышек, кожухов и опор. Принцип, по которому осуществляет свою деятельность кожухотрубчатый теплообменник довольно прост. Он заключается в движении холодного и горячего теплоносителей по разным каналам. Теплообмен происходит именно между стенками этих каналов. Преимущества и недостатки Сегодня кожухотрубные теплообменники пользуются спросом у потребителей и не теряют своих позиций на рынке. Это обусловлено немалым количеством достоинств, которыми обладают эти устройства: 1. Высокая стойкость к гидроударам. Это помогает им легко переносить перепады давления и выдерживать серьезные нагрузки. 2. Не нуждаются в чистой среде. Это значит, что они могут работать с некачественной жидкостью, не прошедшей предварительной очистки, в отличие от множества других видов теплообменников, которые способны работать исключительно в не загрязненных средах. 3. Высокая эффективность. 4. Износостойкость. 5. Долговечность. При должном уходе кожухотрубчатые агрегаты будут работать на протяжении многих лет. 6. Безопасность использования. 7. Ремонтопригодность. 8. Работа в агрессивной среде. Учитывая вышеизложенные преимущества, можно утверждать об их надежности, высокой эффективности и долговечности. Несмотря на большое количество отмеченных преимуществ кожухотрубных теплообменников, данные устройства имеют и ряд недостатков: - габаритность и значительный вес: для их размещения необходимо помещение значительных размеров, что не всегда является возможным; - высокая металлоемкость: это является основной причиной их высокой цены. Виды и типы кожухотрубных теплообменников Классифицируются кожухотрубные теплообменники в зависимости от того, в каком направлении двигается теплоноситель. Выделяют следующие виды по этому критерию: • прямоточный; • противоточный; • перекресточный. Количество трубок, находящихся в сердце кожуха, напрямую влияет на то, с какой скоростью будет двигаться вещество, а скорость оказывает непосредственное влияние на коэффициент теплопередачи. Учитывая данные характеристики, кожухотрубные теплообменники бывают следующих типов: • c температурным кожуховым компенсатором; • c неподвижными трубками; • c плавающей головкой; • c U-образными трубками. Модель с U-образными трубками состоит из одной трубной решетки, в которую и вварены данные элементы. Это позволяет округленной части трубки беспрепятственно опираться на поворотные щитки в корпусе, при этом они имеют возможность линейно расширяться, что позволяет их использовать в больших диапазонах температур. Для чистки U-трубок требуется вынимать всю секцию с ними и использовать специальные химические средства. Эксплуатация трубчатого теплообменника Кожухотрубный теплообменник является устройством, которое характеризуется высокой продолжительностью срока службы и хорошими параметрами эксплуатации. Однако, как и любому другому устройству, для качественной и долговременной работы ему необходимо плановое обслуживание. Поскольку в большинстве случаев кожухотрубные теплообменники работают с жидкостью, которая не прошла предварительную очистку, трубки агрегата рано или поздно засоряются и на них образуется осадок и создается препятствие для свободного протекания рабочей жидкости. Чтобы эффективность работы оборудования не снижалась и не произошла поломка кожухотрубного агрегата, следует систематически проводить его чистку и промывку. Благодаря этому он сможет осуществлять качественную работу на протяжении длительного времени. По истечению срока действия прибора, рекомендуется осуществить замену его на новый. Если возникла потребность в ремонте трубчатого теплообменника, то первоначально необходимо произвести диагностику устройства. Это позволит выявить основные проблемы и определит объем предстоящей работы. Самая слабая его часть — это трубки, и, чаще всего, основным поводом ремонта является повреждение трубчатки. В сложившейся ситуации необходимо произвести замену трубок, а это трудоемкий процесс. Необходимо заглушить вышедшие из строя элементы, в свою очередь это сокращает площадь теплообменной поверхности. Осуществляя ремонтные работы, обязательно нужно учитывать тот факт, что любое, даже малейшее вмешательство, может стать причиной уменьшения теплообмена. Теперь вы знаете, как устроен кожухотрубный теплообменник, какие есть у него разновидности и особенности. ПАЯНЫЕ ПЛАСТИНЧАТЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ– применяются в системах отопления и горячего водоснабжения в котельных, тепловых пунктах, тепловых сетях промышленных объектов и жилых домов, при коттеджном строительстве, в бассейнах и т.д. в холодильная и климатизационная техника в качестве конденсаторов и испарителей в пищевой промышленности в качестве охладителей или пастеризаторов молока, пива и пр. Преимущества паяных пластинчатых теплообменников Компактность и экономичность. Из-за отсутствия зажимной конструкции паяные пластинчатые теплообменники исключительно компактны, а также выигрывают в весе (до 10 раз) и стоимости (до 30—40%) по отношению к разборным пластинчатым теплообменникам той же мощности. Работа с повышенными нагрузками. Паяный пластинчатый теплообменник устойчив к длительным высокотемпературным нагрузкам при температуре в подающем трубопроводе выше 120°С. Простое обслуживание и сервис. Паяные пластинчатые теплообменники не требуют текущего обслуживания. Поверхность пластин обычно очищают от загрязнений только при наблюдаемом снижении эффективности теплообмена. Очистка осуществляется безразборным методом — химической промывкой с использованием специальных составов, не разрушающих поверхность пластин и медный припой. Процесс промывки занимает всего 2—3 часа, т.е. перерыв в технологическом процессе минимален. Минимальные сроки поставки. Ограничения по использованию паяных пластинчатых теплообменников Условием применения паяных пластинчатых теплообменников является отсутствие в процессе эксплуатации нерастворимых отложений на поверхности пластин. Также необходимо избегать попадания в теплообменник веществ, которые могут разрушить медную пайку. Конструкция паяного пластинчатого теплообменника Пластины из нержавеющей стали надежно спаяны между собой во всех точках соприкосновения, а также по краю. Это на 100% исключает утечку жидкостей, а также их смешение в паяном теплообменнике. В качестве материала для пайки используется медь. Под заказ возможно использование нержавеющей стали в качестве припоя. РАЗБОРНЫЕ ПЛАСТИНЧАТЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИдля системы отопления имеет схожую конструкцию с паяными ПТО, но их главное отличие – количество пластин в паяных моделях неизменно, а в разборных может корректироваться, в зависимости от решаемых задач. Преимущества разборных теплообменников пластинчатого типа: • минимальные финансовые затраты на производство • минимальная стоимость установк • возможность регулировать производительность оборудования • 100% восстановление эффективной эксплуатации • минимальная стоимость обслуживания • незначительный период простоя • низкая энергоемкость • возможность вторичной переработки Конструкция теплообменного оборудования Гофрированные пластины производятся из нержавеющей стали (чаще всего – кислоустойчивой) и соединяются друг с другом при помощи уплотнительных прокладок. Затем эта конструкция крепится к раме (размер зависит от модели оборудования). При этом пластины в любой момент (как до монтажа, так и в процессе эксплуатации) можно убирать или добавлять, что позволяет добиться максимально эффективного коэффициента теплопередачи. Характеристики: • Очистка теплообменника может производиться без его полной разборки и непосредственно на месте эксплуатации оборудования. • Управление разборным теплообменным аппаратом максимально упрощено, поэтому не придется нанимать новых специализированных работников. • Пластинчатые разборные теплообменники для системы отопления имеют малый вес и габариты (в 2-4 раза меньше, чем кожухотрубные аппараты той же производительности). А это в свою очередь позволяет устанавливать оборудование на ограниченных площадях и снижает затраты на транспортировку и монтаж. • Производители дают гарантию от 12 до 36 месяцев, но если оборудование собрано из качественных комплектующих, то пластины в нем прослужат до 25 лет, а уплотнительные прокладки – до 10 лет. • Стоимость капитального ремонта разборного теплообменного оборудования для системы отопления не превысит 25% от его первоначальной стоимости (для сравнения: ремонт кожухотрубного агрегата составит 90% от начальной цены). • При замерзании теплоносителя, пластины не повреждаются. • Разборные теплообменники дают возможность создавать настраиваемые тепловые пункты для обеспечения целых предприятий, многоэтажных домов, и даже районов. В любой момент всегда можно отрегулировать объем подачи тепла для каждого отдельного потребителя (путем того же добавления или удаления пластин). ТЕПЛОВОЙ ПУНКТ (ТП)— комплекс устройств, расположенный в обособленном помещении, состоящий из элементов тепловых энергоустановок, обеспечивающих присоединение этих установок к тепловой сети, их работоспособность, управление режимами теплопотребления, трансформацию, регулирование параметров теплоносителя и распределение теплоносителя по типам потребления. Назначение тепловых пунктов: • преобразование вида теплоносителя или его параметров; • контроль параметров теплоносителя; • учет тепловых нагрузок, расходов теплоносителя и конденсата; • регулирование расхода теплоносителя и распределение по системам потребления теплоты (через распределительные сети в ЦТП или непосредственно в системы ИТП); • защита местных систем от аварийного повышения параметров теплоносителя; • заполнение и подпитка систем потребления теплоты; • сбор, охлаждение, возврат конденсата и контроль его качества; • аккумулирование теплоты; • водоподготовка для систем горячего водоснабжения. В тепловом пункте в зависимости от его назначения и местных условий могут осуществляться все перечисленные мероприятия или только их часть. Приборы контроля параметров теплоносителя и учета расхода теплоты следует предусматривать во всех тепловых пунктах. Устройство ИТП ввода обязательно для каждого здания независимо от наличия ЦТП, при этом в ИТП предусматриваются только те мероприятия, которые необходимы для присоединения данного здания и не предусмотрены в ЦТП. В закрытых и открытых системах теплоснабжения необходимость устройства ЦТП для жилых и общественных зданий должна быть обоснована технико-экономическим расчетом. Виды тепловых пунктов ТП различаются по количеству и типу подключенных к ним систем теплопотребления, индивидуальные особенности которых определяют тепловую схему и характеристики оборудования ТП, а также по типу монтажа и особенностям размещения оборудования в помещении ТП. Различают следующие виды тепловых пунктов: • Индивидуальный тепловой пункт (ИТП). Используется для обслуживания одного потребителя (здания или его части). Как правило, располагается в подвальном или техническом помещении здания, однако, в силу особенностей обслуживаемого здания, может быть размещён в отдельностоящем сооружении. • Центральный тепловой пункт (ЦТП). Используется для обслуживания группы потребителей (зданий, промышленных объектов). Чаще располагается в отдельностоящем сооружении, но может быть размещен в подвальном или техническом помещении одного из зданий. • Блочный тепловой пункт (БТП). Изготавливается в заводских условиях и поставляется для монтажа в виде готовых блоков. Может состоять из одного или нескольких блоков. Оборудование блоков монтируется очень компактно, как правило, на одной раме. Обычно используется при необходимости экономии места, в стесненных условиях. По характеру и количеству подключенных потребителей БТП может относиться как к ИТП, так и к ЦТП. Центральные и индивидуальные тепловые пункты Центральный тепловой пункт (ЦТП) позволяет сосредоточить все наиболее дорогостоящее и требующее систематического и квалифицированного наблюдения оборудования в удобных для обслуживания отдельно стоящих зданиях и благодаря этому значительно упростить последующие индивидуальные тепловые пункты (ИТП) в зданиях. Здания общественного назначения, размещаемые в жилых микрорайонах, - школы, детские учреждения должны иметь самостоятельные ИТП, оборудованные регуляторами. ЦТП должны размещаться на границах микрорайонов (кварталов) между магистральными, распределительными сетями и квартальными. При водяном теплоносителе оборудование тепловых пунктов состоит из циркуляционных (сетевых) насосов, водо-водяных теплообменников, аккумуляторов горячей воды, повысительных насосов, приборов для регулирования и контроля параметров теплоносителя, приборов и устройств для защиты от коррозии и накипеобразования местных установок горячего водоснабжения, приборами для учета расхода теплоты, а также автоматическими устройствами для регулирования отпуска теплоты и поддержания заданных параметров теплоносителя в абонентских установках. Принципиальная схема теплового пункта Схема теплового пункта зависит, с одной стороны, от особенностей потребителей тепловой энергии, обслуживаемых тепловым пунктом, с другой стороны, от особенностей источника, снабжающего ТП тепловой энергией. Далее, как наиболее распространённый, рассматривается ТП с закрытой системой горячего водоснабжения и независимой схемой присоединения системы отопления. Теплоноситель, поступающий в ТП по подающему трубопроводу теплового ввода, отдает свое тепло в подогревателях систем ГВС и отопления, а также поступает в систему вентиляции потребителей, после чего возвращается в обратный трубопровод теплового ввода и по магистральным сетям отправляется обратно на теплогенерирующее предприятие для повторного использования. Часть теплоносителя может расходоваться потребителем. Для восполнения потерь в первичных тепловых сетях на котельных и ТЭЦ существуют системы подпитки, источниками теплоносителя для которых являются системы водоподготовки этих предприятий. Водопроводная вода, поступающая в ТП, проходит через насосы ХВС, после чего часть холодной воды отправляется потребителям, а другая часть нагревается в подогревателе первой ступени ГВС и поступает в циркуляционный контур системы ГВС. В циркуляционном контуре вода при помощи циркуляционных насосов горячего водоснабжения движется по кругу от ТП к потребителям и обратно, а потребители отбирают воду из контура по мере необходимости. При циркуляции по контуру вода постепенно отдает своё тепло и для того, чтобы поддерживать температуру воды на заданном уровне, её постоянно подогревают в подогревателе второй ступени ГВС. Система отопления также представляет замкнутый контур, по которому теплоноситель движется при помощи циркуляционных насосов отопления от ТП к системе отопления зданий и обратно. По мере эксплуатации возможно возникновение утечек теплоносителя из контура системы отопления. Для восполнения потерь служит система подпитки теплового пункта, использующая в качестве источника теплоносителя первичные тепловые сети. Тепловые пункты промышленных предприятий Промышленное предприятие должно, как правило, иметь один центральный тепловой пункт (ЦТП) для регистрации, учета и распределения теплоносителя, получаемого из тепловой сети. Количество и размещение вторичных (цеховых) тепловых пунктов (ИТП) определяется размерами и взаимным размещением отдельных цехов предприятия. ЦТП предприятия должен быть размещен в отдельном помещении; на крупных предприятиях, особенно при получении кроме горячей воды также и пара, - в самостоятельном здании. Предприятие может иметь цехи как с однородным характером внутренних тепловыделений (удельный вес в общей нагрузке), так и с разным. В первом случае температурный режим всех зданий определяется в ЦТП, во втором – различным и устанавливаться на ИТП. Температурный график для промышленных предприятий должен отличаться от бытового, по которому обычно работают городские теплосети. Для подгонки температурного режима в тепловых пунктах предприятий должны устанавливаться смесительные насосы, которые при единообразии характера тепловыделений по цехам могут быть установлены в одном ЦТП, при отсутствии единообразия – в ИТП. Проектирование тепловых систем промышленных предприятий должно проводиться с обязательным использованием вторичных энергоресурсов, под которыми понимаются: • отходящие от печей горячие газы; • продукты технологических процессов (нагретые слитки, шлаки, раскаленный кокс и пр.); • низкотемпературные энергоресурсы в виде отработавшего пара, горячей воды от различных охлаждающих устройств и производственные тепловыделения. Для теплоснабжения обычно используются энергоресурсы третьей группы, которые имеют температуры в пределах от 40 до 130°С. Предпочтительным является их использование для нужд ГВС, поскольку эта нагрузка имеет круглогодичный характер. При большой рассредоточенности цехов по территории предприятия желательно иметь систему диспетчерского контроля за параметрами сетевой воды в узловых точках тепловой сети и цеховых ИТП, что особенно необходимо при переменном характере тепловых нагрузок в течение суток, связанного со сменностью работы предприятий. СТРУЙНЫЕ РЕДУКЦИОННО-ОХЛАДИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА предназначены для снижения давления и температуры острого пара до рабочих параметров, требуемых потребителю. Редукционно-охладительные установки или РОУ предназначены для снижения давления и температуры острого пара. Область применения данных установок очень широка, они обеспечивают работоспособность технологических процессов на пищевых, химических и нефтеперерабатывающих предприятиях. Редукционные установки изготовляются и классифицируются в зависимости от характеристик пара (низкие, средние и высокие). При этом не менее важна арматура установок, от которой зависит качество работы установок. Стоит также отметить, что РОУ могут использоваться отдельно: как для понижения давления, так и снижения температуры и пара. От этого и зависит их модификация: РОУ— редукционно-охладительное устройство, ОУ— охладительное устройство (охладитель пара), РУ— редукционное устройство. Одно из преимуществ редукционных установок, что они снижают давление охлаждающей воды, что в свою очередь приводит к изначальной экономии электроэнергии. Температура регулируется изменением количества охлаждающей воды, впрыскиваемой в охладитель пара, а давление и расход последнего регулируются клапаном. Охлаждающая вода выполняет свою прямую функцию охлаждения, испаряясь за счет тепла. Допустимая температура пара на выходе после охлаждения обеспечивается в зависимости от соотношения расхода воды и острого пара. Преимущества РОУ: беззвучность; простота эксплуатации; не частое сервисное обслуживание; высокий рабочий ресурс; устойчивое охлаждение при разных нагрузках; регулировка температуры пара; возможность меньшего давления охлаждающей воды, чем давления острого пара, а также невозможность попадания воды в энергетическое оборудование.