Архивы за день Декабрь 28th, 2013

Разборные пластинчатые теплообменники

При тепловой обработке многих ра­бочих сред на теплопередающих стен­ках остаются различные отложения, которые препятствуют процессу тепло­передачи. Кроме того, при тепловой обработке термически нестойких про­дуктов на стенках образуется пригар. В этих случаях необходимо часто раз­бирать аппарат для очистки поверхно­сти теплообмена от слоя пригара, осадка или остатков продукта под на­дежным визуальным контролем.

В некоторых случаях в связи с из­менением технологического режима возникает необходимость перекомпоновки поверхности теплооб­мена, изменения числа параллельно включенных каналов в со­ответствии с изменившимися расходами рабочих сред либо неко­торое увеличение, либо уменьшение общей поверхности тепло­обмена.

В химических производствах иногда наблюдается интен­сивное коррозионное или эррозионное неравномерное разруше­ние поверхности теплообмена только на определенных неблаго­приятных участках, в связи с чем возникает необходимость замены поверхности теплообмена на этих участках.

Во всех подобных случаях наиболее рациональной, а часто и незаменимой является конструкция пластинчатых теплообменни­ков, которые имеют легко разборную, состоящую из отдельных, сомкнутых элементов, поверхность теплообмена.

Пластины в этих аппаратах имеют прокладки для уплотне­ния межпластинных каналов при сборке всей системы.

Для выявления особенностей разборных пластинчатых теп­лообменников рассмотрим схему (рис. 6).

Аппарат состоит из группы теплообменных пластин 75, под­вешенных на верхней горизонтальной штанге 7.

Концы верхней и нижней штанг закреплены в неподвижной плите (передней стойке) 3 и на задней стойке. При помощи на­жимной плиты 8 и винта 10 пластины в собранном состоянии сжаты в один пакет. На схеме для более ясного изображения потоков рабочих сред показаны только пять пластин в раздви­нутом положении. В рабочем положении пластины плотно при-

Разборные пластинчатые теплообменники

Рис. 6. Схема современного пластинчатого аппарата:

/, 2, //, 12 — штуцера; 3 — передняя стойка; 4 — верхнее угловое отверстие, 5 — кольцевая резиновая прокладка; 6 — граничная пластина; 7 — штанга; Л’ — на­жимная плита; 9 — задняя стойка. Ю — винт. 13 — большая резиновая прокладка,

14 — — нижнее угловое отверстие, 15 — іеплообменная пластина

жаты друг к другу на резиновых прокладках 13 и 5. Группа та­ких пластин в рабочем положении наглядно показана на рис. 7.

Разборные пластинчатые теплообменники

Рис.

7. Пластины в рабо­чем положении

Каждая пластина имеет прокладки двух назначений: а) большая резино­вая кольцевая прокладка, ограничива­ющая на лицевой стороне пластины канал для соответствующего потока рабочей среды и охватывающая также два угловых отверстия (с одной сторо­ны пластины или по диагонали), через которые происходит приток среды в межпластинный канал и сток из него;

б) две малые резиновые прокладки, изолирующие два остальных отвер­стия и создающие транзитный проход для второй рабочей среды.

Система уплотнительных прокла­док разборного пластинчатого теплооб­менника построена так, что после сбор­ки и сжатия пластин в аппарате обра­зуются две системы герметичных кана­лов, изолированных одна от другой металлической стенкой и прокладка­ми: одна для горячей рабочей среды,

другая для холодной. Одна из этих систем состоит из нечетных каналов между пластинами, а другая из четных, благодаря че­му потоки горячей и холодной рабочих сред чередуются. Обе системы межпластинных каналов соединяются со своими кол-
лекторами и далее со штуцерами для входа и выхода рабочих сред, расположенными на плитах.

Холодная рабочая среда входит в аппарат через штуцер, рас­положенный на неподвижной плите (например, штуцер У), и через верхнее угловое отверстие 4 (в первой слева пластине) по­падает в продольный коллектор, образованный угловыми отвер­стиями пластин после их сборки. По коллектору холодная среда доходит до пластины 6, имеющей глухой угол (без отверстия), и распределяется по нечетным межпластинным каналам, кото­рые сообщаются (через один) с угловым коллектором благодаря

ti

■~П

‘Н

соответствующему расположе­

стії теплообмена загрязнений, требующих разборки аппарата для их механической очистки. Примерами таких аппаратов яв­ляются нагреватели, использующие в качестве одной из сред конденсирующийся пар; холодильники газов, минеральных и органических кислот, щелочей и некоторых растворов солей и другие аппараты.

А~А

Разборные пластинчатые теплообменники

Для таких условий целесообразно применять кожухотрубча­тые теплообменники с неподвижными трубными решетками типа ТН, с компенсатором удлинений типа ТЛ, с U-образными труба­ми типа ТУ. Разработаны также и новые более эффективные конструкции полуразборных пластинчатых теплообменников.

Разборные пластинчатые теплообменники

Рис. 9. Пластинчатый полуразборный двухсекционный конденсатор на раме с центральной неподвижной опорой:

1 — секции пластин; 2 — центральная неподвижная плита; 3 — нажимная плита; 4 —- стяжка. 5 — штанга; в, 8 — нажимные гайки, 7 — стоика

Рассмотрим устройство полуразборного пластинчатого кон­денсатора, конструкция которого типична для крупных промыш­ленных аппаратов.

Аппарат предназначен для конденсации пара или паро-газо — вых смесей при избыточном давлении рабочей среды от 1 до 16 ат и температуре от 30 до 200° С. Аппарат может применять­ся как нагреватель жидкой или газообразной среды при условии, что хотя бы одна из рабочих сред не оставляет на поверхности теплообмена загрязнений, которые трудно удалить химической промывкой.

На рис. 9 показан общий вид полуразборного пластинчатого конденсатора. Конденсатор представляет собой две секции плас­тин 1, установленных на раме аппарата симметрично по обе стороны от центральной неподвижной плиты 2. Рама аппарата состоит из верхних и нижних штанг 5, закрепленных в централь­ной плите и концевых стойках 7. По верхним штангам могут перемещаться подвижные нажимные плиты 3 и стягивать секции пластин при помощи стяжек 4 и нажимных гаек 6 и 8. На цент­ральной неподвижной плите размещены штуцера для подвода и отвода рабочих сред.

Основным элементом полуразборного аппарата являются узлы попарно сваренных пластин (рис. 10). Каждый такой узел имеет две различные по конструкции пластины (1 и 2), соеди­ненные между собой посредством контактно-шовной электро­сварки. Каждая пара пластин па подвеске подвешивается на верхнюю штангу и может по ней перемещаться. По контуру каж­дой пластины выштампован U-образный паз. Правая пластина по форме является «зеркальным» отображением левой.

Разборные пластинчатые теплообменники

Рис. 10. Конструкция попарно сварен­ных пластин полуразборного аппарата:

1 — правая пластина; 2 — левач пластина; 3 — подвеска; 4 — малая прокладка; 5 —

большая прокладка; 6 — штриховая ли­нии — линия контактного шва попарной сварки пластин

При сборке под сварку двух пластин вершины U-об — разных пазов прилегают друг к другу. Штриховая ли­ния 6 на рис. 10 показывает места попарной сварки пла­стин для получения нераз­борного щелевидного кана­ла. Смежные с неразборпым каналы делают разборными для чистки от загрязнений. Для этого узлы из попарно сваренных пластин соединя­ют в пакет и уплотняют раз­борные каналы посредством резиновых прокладок 4 и 5. Форма пазов под резиновые прокладки разборных кана­лов, как показано на рис. 10, получается шестиугольной. При сжатии пакета паз уменьшается в направлении продольной оси. В замкну­тых пазах подобной конст­рукции прокладка работает в условиях самоуплотнения, что по­зволяет эксплуатировать эту конструкцию при больших давле­ниях. Поверхность пластин гофрирована. Гофры имеют в попе­речном сечении вид равнобедренного треугольника. По углам пластины расположены отверстия большого диаметра, что спо­собствует эффективной работе аппарата при больших расходах пара, газа и других рабочих сред с высоким удельным объемом.

При попарной сварке пластин заваривают кромки только двух угловых отверстий. Кромки остальных двух отверстий об­разуют вход и выход в межпластинный неразборный канал.

Резиновые прокладки на стороне разборных каналов разме­щают аналогично размещению их в разборных пластинчатых теплообменниках.

Пластины собирают таким образом, чтобы вершины гофр на сопрягаемых поверхностях были обращены в противоположные стороны.

На рис. 11 показана схема движения рабочей среды в кон­денсаторе. Узлы из попарно сваренных пластин с резиновыми прокладками в пазах, обращенных в сторону подвижных плит, устанавливают на раму аппарата. При сборке конденсатора ре­зиновые прокладки попадают в закрывающие их со всех сторон пазы. Образуются две системы каналов, изолированных друг от друга стенками пластин.

Пар или горячая рабочая среда подводится в аппарат через верхний штуцер на центральной плите, соединенный с тройни­ком, в котором рабочая среда разделяется на два равных пото­ка, направляемые в верхние коллекторы обеих секций. Из кол-

Вход горячей среды (I) Выход холодной среды (В)

Вход холодной среды (В)

Выход горячей среды (I)

Рис. 11. Схема движения рабочих сред в полуразборном пластинчатом

конденсаторе

Разборные пластинчатые теплообменники

П

лектора пар попадает в расположенные параллельно неразбор­ные щелевидные каналы, где конденсируется на поверхности пластин. Конденсат стекает из щелевидных каналов в нижний коллектор и через нижний штуцер выводится из аппарата.

Охлаждающая вода (или нагреваемая рабочая среда) по­дается во второй нижний штуцер на центральной плите, запол­няет нижние коллекторы по обе стороны от центральной плиты и поднимается по щелевидным каналам разборной стороны по­верхности теплообмена.

Нагретая среда накапливается в верхнем коллекторе и через штуцер выводится из аппарата.

При необходимости применения многоходового теплообмен­ника со стороны одной из рабочих сред или со стороны обеих сред устанавливают в пакетах концевые пластины с заглушен­ным на одном из углов отверстием. Соответственно необходимые штуцера размещают на подвижных плитах. На подвижных пли­тах возможна также и установка кранов для продувки соответ­ствующих коллекторов или для выпуска из аппарата рабочей среды. Полуразборные пластинчатые теплообменники этой кон-
отру к ції и имеют ряд поверхностей теплообмена, который можно создать из унифицированных узлов. Этот ряд может охватывать диапазон от 3 до 300 м2.

recuperatio.ru