Теплообменники обеспечивают процесс обмена теплом между жидкостями, каждая из которых имеет разную температуру. В настоящее время кожухотрубные теплообменники с большим успехом нашли свое применение в различных отраслях промышленности: химической, нефтяной, газовой. При их изготовлении не возникает сложностей, они надежны и имеют возможность развивать большую поверхность теплообмена в одном аппарате.

Получили такое название благодаря наличию кожуха, скрывающего внутренние трубы.

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.

Кожухотрубный теплообменник

Принцип работы кожухотрубчатого теплообменника

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, что тем самым их отличает от большого количества других видов теплообменников, производимых и выпускаемых на сегодняшний момент. 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.

Трубчатый теплообменник

Кожухотрубные теплообменники в промышленности

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, теплообменники бывают следующих типов:

  • c температурным кожуховым компенсатором;
  • c неподвижными трубками;
  • c плавающей головкой;
  • c U-образными трубками.

Теплообменник 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.

Расчет параметров

Долгое время кожухотрубные теплообменники считались самыми компактными среди существующих. Однако появились пластинчатые теплообменники, которые в три раза компактнее кожухотрубных. К тому же, особенности конструкции подобного теплообменника приводят к возникновению температурных напряжений из-за различия температур между трубами и кожухом. Поэтому при выборе подобного агрегата очень важно сделать его грамотный расчет.

F — площадь поверхности теплообмена;
tср – средняя разность температур между теплоносителями;
К – коэффициент теплопередачи;
Q — количество теплоты.
Расчет кожухотрубного теплообменника

Формула расчёта площади кожухотрубчатого теплообменника

Для проведения теплового расчета кожухотрубного теплообменника необходимы следующие показатели:

  • максимальный расход греющей воды;
  • физические характеристики теплоносителя: вязкость, плотность, теплопроводность, конечная температура, теплоемкость воды при средней температуре.

При осуществлении заказа кожухотрубчатого теплообменника важно знать, какими техническими характеристиками он обладает:

  • давление в трубах и кожухе;
  • диаметр кожуха;
  • исполнение (горизонтальное\вертикальное);
  • тип трубных решеток (подвижные\неподвижные);
  • климатическое исполнение.

Самостоятельно сделать грамотный расчет достаточно сложно. Для этого необходимы знания и глубокое понимание всей сути процесса его работы, поэтому лучшим способом станет обращение к специалистам.

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 теплообменника 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.

Для диагностики кожухотрубного теплообменника используется метод гидравлических испытаний.

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.

Комментарии
  • Semen
    05.12.2017

    Какие фирмы-производители выпускают кожухотрубные телпообменники? Есть ли достойные среди российских? И напишите примерную цену такого оборудования.

    Ответить
    • Ruslan
      15.12.2017

      Кожухотрубные теплообменники практически для любых рабочих сред выпускает производитель Alfa Laval — жидкость, вода, масла, пар, газ и других. По принципу работы — испарители, конденсаторы, подогреватели и охладители имеются. Цена зависит от конструкции, температурного графика, материала трубок и кожуха и т.д. Обращайтесь к нашим инженерам для расчета и подбора конкретно под ваш объект. Полный каталог можете посмотреть на сайте дилера Альфа Лаваль sn22.ru

      Ответить
Добавить комментарий