Революционная конструкция и технология, отличительные особенности и приемущества теплообменника

Предлагаем вашему вниманию новую разработку компании «Арсис» - теплообменные аппараты серии ТРК.

ТРК – теплообменник разборный кожухотрубный, по конструкции и принципу работы схож с обычным кожухотрубным теплообменником, выпускаемым несколько десятилетий во всём мире. Кожухотрубный теплообменник, (далее по тексту КТ), давно известен как простой по конструкции и в изготовлении теплообменный аппарат, производство которого давно освоено многими промышленными предприятиями. Также широко известна и применяемая методика его расчёта.

При эксплуатации КТ, чаще всего выходят из строя теплообменные трубы. Их выход из строя вызван циклическими линейными удлинениями от нагрева сред. В обычных условиях прохудившиеся трубки нельзя ни заменить, ни отремонтировать без применения специального оборудования. В конструкции КТ теплообменные трубы развальцованы в трубных досках или приварены к ним, а сами трубные доски жёстко закреплены в кожухе. При тепловых воздействиях происходит поломка трубок от частых удлинений, чем и обусловлен короткий срок их эксплуатации. При аварийной ситуации обслуживающему персоналу остаётся только заглушить прохудившиеся трубки, неизбежно понижая КПД при каждом ремонте.

Неразборность –главный недостаток КТ. Отсутствие доступа в полость кожуха, а следовательно и к наружным поверхностям теплообменных труб, не позволяет проводить техническое обслуживание, а главное, механическую очистку теплообменников такого типа. Известным фактором, пагубно сказывающимся на работе КТ, является подогреваемая вода низкого качества подготовки. Из которой при нагревании активно выделяются химические вещества, разрушающие соединительную арматуру трубной среды (калачи), изготовленные из обычной стали.

В последние годы стали находить своё применение и пластинчатые теплообменники, (далее ПТ), как альтернатива тяжёлым, габаритным и не разборным КТ. Но практика их эксплуатации выявляет, что и у ПТ есть свои минусы. Среди них такие как: ограниченная сфера их применения из-за боязни гидро ударов и перепадов давлений между рабочими средами не более 0,06 мПа. Невозможность ремонтировать и механически прочищать аппарат на месте эксплуатации. Дороговизна его комплектующих материалов, их индивидуальность и малая распространённость в России.

Низкую надёжность аппарата из-за наличия прокладочных элементов с большой контактной поверхностью. Хотя ПТ является полностью разборный, но повсеместная практика показывает, что отремонтировать такой теплообменник можно только в специальных условиях, а затраты на капитальный ремонт доходят до 70% от первоначальной стоимости аппарата. Конечно, ПТ намного меньше по габаритам, чем другие виды теплообменников, но практика его эксплуатации вынуждает многих потребителей вернуться к использованию КТ.

ТРК – теплообменник разборный кожухотрубный, защищён патентом РФ № 201414041978 и лишён всех вышеперечисленных недостатков. Каждая его теплообменная труба механически независима от всего трубного пучка и трубных досок, имеет индивидуальное уплотнение с каждого конца и места для продольного хода. При тепловом воздействии, каждая из них двигается независимо, не передаёт усилий на другие части конструкции, а значит, не разрушается, повышая ресурс аппарата. Кольцевые уплотнения из фторкаучука по ТУ 38 105646-78, их посадочные места в трубных досках, выполнены в соответствии с ГОСТ 9833-73, выдерживают рабочую температуру до 260˚С, рабочее давление до 50 МПа и при линейном тепловом перемещении труб не теряют герметичности соединения.

Кроме того, трубные доски механически разъёмны с кожухом и также уплотнены фторкаучуковыми кольцами из стандартного ряда, что обеспечивает полную разборность и ремонт аппарата на месте эксплуатации. К достоинствам ТРК относится и его конструкция, состоящая в основном из стандартных труб, крепёжных элементов и трубной арматуры. Соединительная арматура трубной среды и все детали, находящиеся в контакте с агрессивной рабочей жидкостью выполнены из корозионно стойких материалов. Плановый ремонт или обслуживание может производиться без демонтажа теплообменника, рабочим персоналом, не требующим специальной квалификации, условий и инструментов.

Особенностью конструкции ТРК, является конструкция трубной доски. позволяющая значительно уменьшить расстояния между осями теплообменных труб и повысить плотность теплообменного пучка на 46%. При этом, суммарное сечение теплообменных труб в кожухе может и превышать его оставшееся проходное сечение для межтрубной среды. Это приближает сечения ТРК к равно проходным по рабочим средам, расширяя область применения и приближая его некоторые параметры к ПТ. Такой факт позволяет очень гибко проектировать ТРК под любые задачи, понизить дискретность модельного ряда и точно подобрать именно расчётный вариант теплообменника, без неоправданно большого запаса по различным параметрам. Чего никогда нельзя достичь в обычном КТ, так как при развальцовке труб в трубной доске для обеспечения прочности, ГОСТ обязывает соблюдать ширину перемычек трубной доски между теплообменными трубами не менее 5 мм. По этому, в КТ сечение кожуха для межтрубной среды всегда превышает суммарное сечение теплообменных труб в нём и является его недостатком.

Многие производственные процессы связаны с теплообменом жидкостей, быстро дающих отложения на стенки теплообменного аппарата, значительно повышая его гидравлические сопротивления и понижая КПД. Чтобы очистить теплообменник от загрязнений, применяют механический или химический метод очистки внутренних полостей. В КТ механически можно прочистить только внутренние полости теплообменных труб. Полость кожуха очищают только химическим методом, который не

Используя своё конструктивное преимущество, ТРК позволяет оперативно провести частичную или полную разборку, ревизию, очистку и ремонт аппарата на рабочем месте. К примеру: чтобы убедиться в герметичности аппарата или обнаружить вышедшую из строя теплообменную трубу, достаточно снять соединительные перемычки трубной среды (калачи). При этом станет видно торцы трубной доски и выходы отверстий теплообменных труб. Подав рабочее давление в межтрубную полость, визуально можно обнаружить дефектное уплотнительное кольцо или утечку жидкости из прохудившейся трубки. Сняв давление в кожухе, можно без труда извлечь трубную доску, одну из трубок или извлечь весь пакет трубок. При замене теплообменных труб нет необходимости снимать вторую трубную доску. Достаточно снять трубную доску с диагностируемой стороны и вытянуть трубку за выступающий конец. При этом не обязательно без необходимости заменять уплотнительные кольца. Сборка проводится в обратном порядке.

 

Таблица сравнительных характеристик теплообменников

 

Теплообменник ТРК с повышенной плотностью компоновки

Теплообменник кожухотрубный обычный

- Имеется доступ к полости кожуха и наружным поверхностям теплообменных труб

- Механически полностью разборный

 

- Полностью ремонтируется на месте эксплуатации без потерь характеристик

 

- Сохраняются все рабочие параметры на всём сроке эксплуатации при своевременном обслуживании

 

- Полностью очищается механически

 

- Минимальные затраты на ремонт

- Минимальное время ремонта

- При ремонте не требует специальное оборудование и инструменты

 

- Теплообменные трубы механически не зависимы и не боятся температурных нагрузок

 

- Максимальный срок службы теплообменных труб

-Максимальный срок службы арматуры трубной среды (калачей) из корозионно стойкой стали

- При капитальном ремонте не требуется демонтаж аппарата и транспортировка к месту ремонта

- Отсутствие коррозии трубных досок из инертных материалов

- Отсутствие фланцевых соединений между секциями

 

- Минимальная масса и габариты

- Расширенная область применения

- Расширенный диапазон ряда при подборе и проектировании

- Плотность пучка теплообменных труб увеличена на 46%

- Отсутствие доступа к полости кожуха и наружным поверхностям теплообменных труб

- Не разборный кожух, трубные доски, теплообменные трубы

- Частично ремонтируется на месте эксплуатации, зачастую глушатся трубки, понижаются рабочие характеристики

- Постепенно падает КПД из-за отложений на теплообменных трубках, их глушения при ремонте и невозможности механической очистки межтрубного пространства

- Механически очищается только внутри теплообменных труб

- Большие финансовые затраты на ремонт

- Длительное время ремонта

- При ремонте требует специальное оборудование (развальцовывающая машина или аргоно-дуговая сварка)

- Теплообменные трубы развальцованы в трубных досках и боятся температурных нагрузок

- Быстрый выход из строя теплообменных труб

- Быстрый выход из строя арматуры трубной среды (калачей) из простой стали

- При капитальном ремонте требуется демонтаж негодных и монтаж новых секций

 

- Коррозия и механическое разрушение трубных досок из обычной стали

- Наличие фланцевых соединений между секциями, утяжеляющих и усложняющих конструкцию

- Большая масса и габариты

- Ограниченная область применения

- Ограниченный диапазон ряда при подборе и проектировании

- Низкая плотность пучка теплообменных труб

 

 

 

Теплообменник ТРК

Теплообменник пластинчатый

- Полностью ремонтируется на месте эксплуатации

- Очищается механически на месте эксплуатации

 

-Очищается химическим методом на месте эксплуатации

- Минимальное время ремонта на месте эксплуатации

- При капитальном ремонте не требуется демонтаж

- При ремонте не требует специального оборудования, условий и квалифицированного персонала

- При замене любого элемента, требуется только частичная разборка секции на месте

- Распространённые Российские комплектующие из стандартных рядов труб и колец, соответствующих ГОСТам

- Минимальные затраты на ремонт

 

- Высокая стойкость к любым гидро ударам и перепадам давлений между рабочими средами

- Расширенная область применения с различной плотностью трубного пучка

- Стоимость уплотнительного кольца составляет несколько рублей

- Теплообменные трубы механически не зависимы и само компенсируются при температурных перепадах

- Граничная или значительно меньшая масса

- Расширенный диапазон рабочих характеристик ряда при подборе и проектировании

 

- Не ремонтируется на месте эксплуатации

 

- Очищается механически в условиях ремонтного цеха, требуется демонтаж

-Очищается химическим методом на месте эксплуатации

- Длительное время ремонта в специальных условиях

- При капитальном ремонте требуется демонтаж

 

- При ремонте не требует специальное оборудование, но требует спец. условия и квалифицированный персонал

- При замене любого элемента, требуется демонтаж и полная разборка

- Индивидуальные, дефицитные, зарубежные комплектующие

 

- Затраты на ремонт составляют до 70% от стоимости

- Боится перепадов давлений между рабочими средами свыше 0,06 МПа

- Равно проходные сечения сред, ограничивают область применения

- Стоимость уплотнительной прокладки доходит до нескольких сотен рублей

- Набранные в пакет пластины, подвержены термальному воздействию и выходят из строя от усталостных напряжений

- Большая масса

- Ограниченный диапазон рабочих характеристик при подборе и проектировании