Меню

Теплообменное оборудование для турбин



Теплообменное оборудование газотурбинной установки

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в теплообменных комплексах для газотурбинных установок (ГТУ) как с жидким, так и газообразным теплоносителем. Теплообменное оборудование газотурбинной установки содержит регенератор и утилизатор выхлопных газов, охладитель масла турбины, охладитель воздуха компрессора низкого давления, коллекторы подвода и отвода воздуха и объединено в общий теплообменный комплекс, состоящий из двух корпусов, имеющий общую выхлопную трубу и установленный на выполненной общей раме. Регенератор, а над ним утилизатор расположены в одном вертикально установленном корпусе. Охладитель масла турбины и охладитель воздуха компрессора низкого давления расположены в другом вертикально установленном корпусе, причем охладитель воздуха компрессора низкого давления расположен за охладителем масла турбины по ходу движения воздуха, нагнетаемого вентилятором. Изобретение позволяет повысить эффективность использования теплообменного оборудования ГТУ. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в теплообменных комплексах для газотурбинных установок (ГТУ) как с жидким, так и газообразным теплоносителем.

Известно теплообменное оборудование (аппараты воздушного охлаждения турбинного масла), в котором нагретый после теплообменника воздух или его часть подается на обогрев производственных помещений (см. авторское свидетельство СССР N 1339271 4 F 02/C 7/06, Бюл. N 35, 1987 г.).

Однако данное конструктивное решение не полностью решает проблему использования тепла отработанных газов ГТУ. Теплообменная поверхность, выполненная из оребренных труб, требует больших расходов воздуха через вентилятор, при этом воздух нагревается незначительно и не может эффективно участвовать в обогреве.

Известно теплообменное оборудование, используемое в газотурбинной установке для передачи тепла рабочему телу и отводу тепла от турбины, имеющее регенератор, утилизатор, воздухоохладитель, маслоохладитель. Выполняя каждый свою функцию все они участвуют в едином термодинамическом процессе и имеют широкое применение в промышленности и энергетике. Например, в справочнике «Основы расчета и проектирования теплообменников воздушного охлаждения» под редакцией В. Б. Кунтыша, А.Н. Бессоного, С.-Петербург, «Недра» 1996 г. на стр. 23 описана схема комплексного использования тепла выпускаемых газов ГТУ на компрессорных станциях (КС) природного газа, включающая рекуперативный подогреватель воздуха, котел-утилизатор и аппараты воздушного охлаждения.

Недостатками вышеуказанной конструкции является неэффективное распределение теплообменного оборудования на территории КС, что влечет за собой увеличение длины подводящих отводящих трубопроводов и большие безвозвратные потери тепла и электроэнергии.

С целью повышения компактности и снижения энергопотребления теплообменное оборудование предлагается располагать блочно. В том же справочнике на стр. 18 описано применение маслоохладителя и воздухоохладителя для компрессорных установок, они объединены в один блок с общим вентилятором для прокачки атмосферного воздуха в качестве охлаждающего агента, причем маслоохладитель расположен за воздухоохладителем.

Однако такое конструктивное решение ведет к неэффективному охлаждению турбинного масла, тем самым снижая надежность работы ГТУ.

Задачей изобретения является повышение эффективности использования теплообменного оборудования ГТУ.

Технический результат от использования изобретения заключается в создании моноблочного теплообменного оборудования, увеличении его коэффициента полезного действия и надежности работы, снижении гидравлических потерь на прокачку теплоносителей и упрощении конструкции.

Указанный технический результат достигается тем, что теплообменное оборудование газотурбинной установки, содержащее регенератор и утилизатор выхлопных газов, охладитель масла турбины, охладитель воздуха компрессора низкого давления, коллекторы подвода и отвода воздуха объединены в общий теплообменный комплекс, состоящий из двух корпусов, имеющий общую выхлопную трубу и установленный на выполненной общей раме. Регенератор, а над ним утилизатор расположены в одном вертикально установленном корпусе. Охладитель масла турбины и охладитель воздуха компрессора низкого давления расположены в другом вертикально установленном корпусе, причем охладитель воздуха компрессора низкого давления расположен за охладителем масла турбины по ходу движения воздуха, нагнетаемого вентилятором. Регенератор выхлопных газов и охладитель воздуха компрессора низкого давления на коллекторах подвода, отвода воздуха имеют люки для осмотра и ремонта трубной системы. Утилизатор и охладитель масла турбины выполнены из нескольких раздельных кассет, выдвигающихся вбок для осмотра и ремонта. За охладителем воздуха компрессора низкого давления установлена камера с коллектором для подачи теплого воздуха на теплотехнические нужды. На входе в выхлопную трубу установлено устройство эжекторного типа, которое выполнено из плоских пластин, расположенных параллельно друг другу, образующих каналы, сужающиеся на выходе для прохода газа и расширяющиеся для прохода охлаждающего воздуха.

На фиг. 1 показана схема расположения теплообменного оборудования. На фиг. 2 показан вид А фиг. 1. На фиг. 3 — сечение Б-Б фиг. 1. На фиг. 4 — сечение В-В фиг. 1.

Теплообменное оборудование представляет собой общую конструкцию из двух корпусов вертикального исполнения (см. фиг 1).

Теплообменное оборудование состоит из регенератора 1, утилизатора выхлопных газов 2, охладителя масла турбины 3, охладителя воздуха компрессора низкого давления 4, камеры с коллектором отбора теплого воздуха 5, эжектора 6, вентилятора 7 и выхлопной трубы 8. Регенератор 1 и утилизатор 2 расположены в первом вертикально расположенном корпусе 9. Охладитель масла турбины 3, охладитель воздуха компрессора низкого давления 4 и камера отбора теплого воздуха 5 расположены в другом корпусе 10 вертикального исполнения, причем охладитель воздуха компрессора низкого давления расположен за охладителем масла турбины по ходу движения воздуха нагнетаемого вентилятором 7. Регенератор выхлопных газов 1 и охладитель воздуха компрессора низкого давления 4 на коллекторах подвода, отвода воздуха 11 имеют люки 12 для осмотра и ремонта трубной системы. Утилизатор 2 и охладитель масла турбины 3 выполнены из нескольких раздельных кассет 13, выдвигающихся вбок для осмотра и ремонта. За охладителем воздуха компрессора низкого давления 4 расположена камера 5 с коллектором для подачи теплого воздуха на теплотехнические нужды. На входе в выхлопную трубу установлено устройство эжекторного типа 6, которое выполнено из плоских пластин 14, расположенных параллельно друг другу, образующих каналы, сужающиеся на выходе для прохода газа 15 и расширяющиеся для прохода охлаждающего воздуха 16. Все теплообменное оборудование установлено на единой раме 17.

Теплообменное оборудование газотурбинной установки работает следующим образом.

Горячий газ после турбины с температурой 500 — 600 o C двигается в межтрубном пространстве снизу вверх, отдает тепло вначале в регенераторе, нагревая воздух после компрессора, затем в утилизаторе, нагревая сетевую воду, и с температурой около 100 — 120 o C поступает в эжектор, где скорость его увеличивается, и на выходе в результате поверхностного трения засасывает воздух из второго корпуса и, смешиваясь с ним, удаляется в выхлопную трубу. Атмосферный воздух, нагнетаемый вентилятором, двигается снизу вверх в межтрубном пространстве, забирая тепло от турбинного масла в маслоохладителе, затем, охлаждая воздух, подаваемый после компрессора низкого давления, нагревается до температуры приблизительно 100 o C, проходит камеру, имеющую коллектор, отводящий часть воздуха на технологические нужды, а остальная часть засасывается в эжектор, где, смешиваясь с выхлопными газами турбины, удаляется в выхлопную трубу.

Промышленная применимость очевидна. Изготовление предлагаемой конструкции может быть осуществлено на любых предприятиях, изготавливающих теплообменное оборудование, без введения дополнительно специальных станков и инструмента. Сдача первого теплообменного комплекса планируется в конце 2001 года, изготовление которого осуществляет ООО НПЦ «Анод» г. Нижний Новгород.

Перечисленные признаки отличают предлагаемое техническое решение от прототипа и обуславливают соответствие этого решения требованиям изобретения.

1. Теплообменное оборудование газотурбинной установки, содержащее регенератор и утилизатор выхлопных газов, охладитель масла турбины, охладитель воздуха компрессора низкого давления, коллекторы подвода и отвода воздуха, отличающееся тем, что оно объединено в теплообменный комплекс, имеющий общую выхлопную трубу, установленный на выполненной единой раме, при этом регенератор и утилизатор расположены в одном вертикально расположенном корпусе, причем утилизатор расположен над регенератором, а охладитель масла турбины и охладитель воздуха компрессора низкого давления расположены в другом вертикально расположенном корпусе, причем охладитель воздуха компрессора низкого давления расположен над охладителем масла турбины.

Читайте также:  Безопасное отключение остановка оборудования

2. Теплообменное оборудование по п.1, отличающееся тем, что регенератор выхлопных газов и охладитель воздуха компрессора низкого давления на коллекторах подвода, отвода воздуха имеют люки для осмотра и ремонта трубной системы.

3. Теплообменное оборудование по п.1, отличающееся тем, что утилизатор и охладитель масла турбины выполнены из несколько раздельных кассет, выдвигающихся вбок для осмотра и ремонта.

4. Теплообменное оборудование по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено камерой с коллектором, установленным за охладителем воздуха компрессора низкого давления для подачи теплого воздуха на теплотехнические нужды.

5. Теплообменное оборудование по п.1, отличающееся тем, что на входе в выхлопную трубу установлено устройство эжекторного типа.

6. Теплообменное оборудование по п.5, отличающееся тем, что эжекторное устройство выполнено из плоских пластин, расположенных параллельно друг другу, образующих каналы, сужающиеся на выходе для прохода газа и расширяющиеся для прохода охлаждающего воздуха.

PC4A — Регистрация договора об уступке патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель:Общество с ограниченной ответственностью «Анод-Теплообменный центр»

(73) Патентообладатель:Походяев Сергей Борисович

Договор № РД0031845 зарегистрирован 28.01.2008

Источник

Библиотека WWER

Каталог

  • Физика ядерных реакторов
  • Реакторная техника
  • Турбины
  • Оборудование АЭС
  • Эксплуатация АЭС
  • Ядерный топливный цикл
  • Дозиметрия и защита от излучения
  • Безопасность АЭС
  • Строительство АЭС
  • Экономика ядерной энергетики
  • Атомная энергия
  • История атомной энергетики

Ссылки

Теплообменное оборудование паротурбинных установок. Отраслевой каталог. Часть 1.

Настоящий каталог содержит данные по основному теплообменному оборудованию, входящему в комплектацию серийных паротурбинных установок мощностью от 60 до 1200 MBт, устанавливаемых на электростанциях, ис­пользующих органическое и ядерное топливо.

В каталог включено теплообменное оборудование, выпускаемое заводами-изготовителями по состоянию на 1 января 1989 г и предназначенное для внутрисоюзных поставок. В каталоге приведены: назначение, описание конструкции, чертежи общих видов теплообменного оборудования с габаритными и присоединительными размерами, его основные технические характеристики, сведения о комплектующих изделиях, заводах-изготовителях, а также указатель государственных и отраслевых стандартов и руководящих технических материалов, на основе которых выпускается и проектируется дан­ное оборудование. В каталоге помещены материалы по вакуумным деаэраторам производительностью 5—300 т/ч и атмосферным деаэраторам производительностью 5—150 т/ч, широко при­меняемым в различного типа котельных.

Настоящий каталог-справочник предназначен для инженерно-технических работ­ников турбинных, котельных и энергомашиностроительных заводов и электростанций, проектировщиков электростанций, научных и инженерно-технических работников науч­но-исследовательских институтов и лабораторий, аспирантов, преподавателей и студен­тов теплоэнергетических специальностей вузов и техникумов, специализирующихся по вспомогательному оборудованию паровых турбин электростанций, а также для орга­низаций, монтажно-наладочных, ремонтных и планирующих производство и поставку данного оборудования.

Источник

Теплообменники | Теплообменные аппараты

Наши менеджеры с удовольствием вас проконсультируют

8 (800) 511 99 20

Заполните форму и наш менеджер свяжется
с вами ответив на все интересующие вас вопросы

Собственное конструкторское бюро

Доставка собственным автотранспортом

Доставка ЖД (собственная ветка)

Упаковка емкостей в пленку СВХ

Заполните форму и наш менеджер свяжется
с вами ответив на все интересующие вас вопросы

Теплообменник (ТО) – это устройство для передачи тепла от одной среды к другой. Среды (теплоносители) бывают жидкими и газообразными. Аппараты являются неотъемлемой частью энергетических установок и активно используются в пищевой, химической, нефтегазовой промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве. В основном ТО применяются для нагрева-охлаждения циркуляционных жидкостей: воды, масла, электролита, различных эмульсий.

Типы теплообменного оборудования

Поверхностные. Среды обмениваются теплом через стенки теплопроводного материала. От первичного теплоносителя тепло передается теплообменной поверхности и далее к вторичному теплоносителю. Контактные поверхности – пластины или трубки.

Смесительные. Тепло передается непосредственно между смешивающимися средами. Такие установки конструктивно проще поверхностных, но подходят только для тех случаев, когда теплоносители можно смешивать. К ним относятся барботеры, градирни, сопловые подогреватели.

Поверхностные теплообменные аппараты делятся на регенеративные и рекуперативные:

Регенеративные (регенераторы). Теплота передается путем переменного контакта сред разной температуры с одной поверхностью устройства. Движение теплоносителей периодическое: теплый поток — холодный поток.

Рекуперативные. Среды обмениваются теплом непрерывно, через разделяющую поверхность. Направление потоков одинаковое или противоположное, но трассы не меняются попеременно (в отличие от регенераторов), процесс теплообмена носит стационарный характер.

В простых ситуациях, когда не нужна высокая теплопередача, актуальны одноходовые аппараты – они конструктивно проще, реже обслуживаются, меньше загрязняются. Многоходовые установки используются, когда нужно повысить общий коэффициент теплопередачи. Это достигается за счет повышения площади контакта сред с теплообменной поверхностью.

Виды теплообменного оборудования

Кожухотрубчатые теплообменники

Это пучки металлических труб, помещенных в цилиндрический корпус. К корпусу агрегата на торцах приварены трубные решетки, к ним закреплены теплообменные трубки. Чтобы повысить герметичность, кромки трубок могу обвариваться. Иногда допускается соединение труб и решетки с помощью прокладок. Внутренний объем корпуса – это межтрубное пространство, куда подается одна из сред (например, пар).

Основные конструктивные элементы кожухотрубчатого теплообменника:

Перегородки межтрубного пространства.

Патрубки для отвода первичного и вторичного теплоносителей.

Теплообменные трубки делают из цветных металлов или нержавеющей стали, корпус — из углеродистой или нержавеющей стали. Трубы в решетках размещаются по концентрической окружности или периметру прямоугольника, но наиболее компактную конструкцию имеют решетки с периметром в виде правильного шестиугольника.

Рабочие среды в кожухотрубчатых агрегатах обычно подают противотоком. Направление движения должно совпадать с естественным движением среды при ее нагреве или охлаждении: если жидкость нагревается, ее подают снизу вверх, если охлаждается – сверху вниз.

sozdanie teploobmennika.JPG

Для некоторых аппаратов этого типа характерен высокий коэффициент температурного расширения. Проблема решается установкой компенсаторов между отдельными секциями корпуса или использованием «плавающей головки». Такая полужесткая система компенсирует расширения в пределах 15 мм. Установки жесткой конструкции обычно используются при сравнительно малой температурной разнице между корпусом и пучком труб.

Особенности кожухотрубчатых теплообменных аппаратов

Устойчивость к гидроударам.

Низкие требования к чистоте рабочих сред.

Большие габариты из-за низкого коэффициента теплопередачи.

Поврежденные трубки обычно глушатся, это постепенно снижает поверхность теплообмена.

Относительно низкая эффективность теплообмена решается установкой перегородок в корпусе и использованием труб с рифленой поверхностью. Это ведет к повышению турбулентности потока и повышению коэффициента теплопередачи.

Пластинчатые теплообменники

Тепло между средами передается через пластины, закрепленные на раме. Пластины и рама образуют один пакет, стянутый болтами. Пластины изготавливают из тонколистовой углеродистой или нержавеющей стали, реже из титана и других цветных металлов. Для повышения поверхности теплообмена их проточная часть делается гофрированной или ребристой. Расположение гофр и ребер горизонтальное или «елочное». Для герметизации конструкции используются прокладки или стяжки из этиленпропилена (EPDM) или резины NBR. Основные конструктивные элементы типичного ТО:

Патрубки подачи первичного и вторичного теплоносителя.

Ребристые или гофрированные пластины, сформированные в пакет.

Передняя и задняя плиты.

Основные элементы пластинчатых теплообменников изготавливаются штамповкой, для получения рельефа на поверхности формируются симметричные или несимметричные канавки. Есть два типа рифления теплообменных плит:

Канавки расположены под углом 30°. Такие пластины имеют максимальную теплопроводность, но уязвимы к высоким давлениям.

Канавки расположены под углом 60°. Теплопроводность ниже, допустимое давление выше.

Для достижения оптимального КПД производители комбинируют разные виды плит. В целом все пластинчатые ТО имеют высокий коэффициент теплопередачи. Они меньше по габаритам, чем кожухотрубные, легче, дешевле стоят.

proizvodstvo teploobmennika.JPG

Одно из ключевых преимуществ аппаратов этого типа – ремонтопригодность. Как правило, их делают разборными, что облегчает замену поврежденных элементов. Долговечность разборных пластинчатых теплообменных агрегатов зависит от качества прокладок. Есть прямая зависимость между температурой сред и сроком годности уплотнителей: чем выше температура – тем меньше служат прокладки. Основные материалы изготовления прокладок: EPDM (до 160°C), резина NBR (до 120°C), Viton (до 190°C).

Читайте также:  Брак при запуске оборудования

Особенности пластинчатых ТО:

Высокая скорость теплоносителя – меньше образуется накипи.

Можно увеличить или уменьшить площадь теплообмена добавлением новых пластин.

Более точное регулирование отвода конденсата.

Возможность регулировки секций в аппаратах с двумя независимыми контурами.

Пластинчато-ребристые теплообменники (ПРТ)

Относятся к числу наиболее компактных теплообменных агрегатов за счет развитой поверхности теплообмена. Например, при сравнимых габаритах пластинчато-ребристый аппарат имеет в 10 раз большую площадь обмена по сравнению с кожухотрубчатым. Такая установка может быть собрана из любого количества пластин.

Между пластинами располагаются ребра из тонколистового металла (алюминия, меди, титана, нержавейки), полученные путем штамповки или гибки. Ребра образуют каналы разной конфигурации: треугольные, прямоугольные, волнистые и т.д. Существуют ребра перфорированные, гладкие, с групповыми просечками. Основные элементы теплообменной матрицы:

Пластины с ребрами.

Проставочные и покрывные листы.

Патрубки ввода и вывода теплоносителей.

К основным преимуществам ПРТ относят небольшие размеры, высокую термодинамическую эффективность, способность передавать тепло при минимальных температурных напорах. Энергетические потери у ПРТ существенно ниже, чем у других аппаратов. При этом в одной установке можно использовать одновременно жесткие и мягкие пластины. В целом, благодаря большому количеству видов ребристых пластин можно конфигурировать теплообменники под нужную температуру, напор и другие параметры. На рынке есть модели, позволяющие обмениваться теплом между 3-мя и даже 4-мя средами.

Кожухопластинчатые теплообменники

Совмещают преимущества кожухотрубных и пластинчатых аппаратов. В качестве теплопередающих поверхностей используются штампованные гофрированные пластины. Толщина плит зависит от расчетного давления: от 0,5 мм (до 1,6 МПа) до 1 мм (до 10 МПа). Пластины свариваются по периметру и образуют два герметичных контура. Теплопередача между средами повышается за счет турбулентности потока, формируемого гофрами. В кожухопластинчатом ТО носители могут двигаться перекрестным способом, прямотоком или противотоком. Возможно применение одно- и многоходовой схемы движения сред.

teploobmennik.JPG

Особенности кожухопластинчатых ТО:

Меньшие габариты по сравнению с кожухотрубными.

Тепловые и гидравлические напряжения распределяются равномерно, тем самым повышается ресурс оборудования.

Между теплообменными плитами нет уплотнителей, требующих регулярной замены.

Устойчивость к циклическим нагрузкам.

Высокая скорость потока снижает образование на поверхности плит накипи и других отложений.

Ремонтопригодность. Теплообменник можно разобрать, изношенные элементы заменить.

Кожухопластинчатые теплообменники подходят для организации централизованных систем отопления в качестве испарителей и конденсаторов. Их можно применять для утилизации газов и в других процессах утилизации тепла. При использовании в котельной установке в качестве первичных ТО они защищают основные котлы от образования накипи.

Основные требования к площадкам строительства

Для теплообменных аппаратов, устанавливаемых на нулевом уровне, обустраиваются фундаменты из железобетонных столбов с анкерами под опоры ТО. Перед монтажом фундамент принимается по высотным отметкам, расположению фундаментных болтов, их состоянию. Качество основания особенно важно при монтаже больших групп теплообменников.

При монтаже ТО на высотных площадках установка специального фундамента не нужна, их крепят к балкам перекрытий. Если агрегат имеет высокий коэффициент температурного расширения, одну опору делают неподвижной, вторую – подвижной. Обвязка трубопроводов проводится до установки основного оборудования – площадка должна иметь достаточно места для обвязки, установки компрессоров и насосов.

КАК ЗАКАЗАТЬ ТЕПЛООБМЕННИК?

Купить аппараты непосредственно у производителя является очень разумным решением, так как здесь есть возможность заказать оборудование с такими конфигурациями, которые бы идеально подходили для конкретных целей применения. В ассортименте есть уже готовые варианты, которые могут подойти клиентам, но основная часть покупателей предпочитает заказать подходящий вариант. Цена продукции меняется в зависимости от характеристик теплообменных аппаратов. Обратившись к представителям предприятия по указанным данным, можно получить всю необходимую информацию и осуществить заказ.

Источник

Теплообменные аппараты газотурбинных установок

Теплообменные аппараты ГТУ. Виды теплообменников

Теплообменные аппараты служат в ГТУ для подогрева и охлаждения воздуха и масла. По способу передачи теплоты от одного теплоносителя к другому теплообменные аппараты делятся на рекуперативные и регенеративные. В рекуперативных теплообменных аппаратах теплоносители постоянно разделены твердой стенкой, а в регенеративных одни и те же поверхности поочередно омываются горячим и холодным теплоносителем.

Регенераторами ГТУ являются теплообменные аппараты, предназначенные для подогрева воздуха после компрессора теплотой газов, уходящих из турбины. Регенераторы ГТУ могут быть рекуперативного и регенеративного типов. В настоящее время наиболее часто используют трубчатые и пластинчатые регенераторы рекуперативного типа и вращающиеся регенеративного.

В трубчатом противоточном теплообменнике рекуперативного типа (рис.1) к цилиндрическому корпусу 1 крепятся трубные доски 3, в которых закреплены трубки 6, образующие трубный пучок.

Трубчатый регенератор рекуперативного типа

Рис.1. Трубчатый регенератор рекуперативного типа:
1 — корпус, 2,8 — входной и выходной патрубки газа,
3 — трубные доски, 4 — крышки, 5 — компенсатор,
6 — трубки, 7 — разделитель

Трубные доски закрыты крышками 4. Воздух после компрессора проходит внутри трубок. Навстречу ему снаружи трубки омывает газ, подаваемый после турбины в регенератор через патрубок 8. Охлажденный газ выбрасывается в атмосферу через патрубок 2.

Этот регенератор одноходовой как по газу, так и по воздуху. Чтобы не увеличивать гидравлического сопротивления за турбиной, регенераторы ГТУ по газу всегда выполняются одноходовыми.

По воздуху они могут быть двух-, трех- и четырехходовыми. В трехходовом регенераторе (рис.2) воздух совершает два поворота, проходя каждый раз через одну треть трубок. После регенератора нагретый воздух направляется в камеру сгорания.

Трехходовой регенератор рекуперативного типа

Рис.2. Трехходовой регенератор рекуперативного типа:
1,4 — выходной и входной патрубки воздуха, 2 — трубный пучок, 3,6 — выходной и входной патрубки газа, 5 — корпус, 7 — трубные доски

В пластинчатых регенераторах в качестве поверхностей, разделяющих теплоносители, используются тонкие пластины различной формы, которые собирают в пакеты, имеющие места для подвода и отвода теплоносителей. Расположение пластин в набивке показано на рис.3. Газ проходит по двухугольным каналам 1, а воздух — волнообразным каналам 2. Пакет, собранный из пластин, показан на рис.4. Каналы между пластинами расположены так, что газ проходит пакет напрямую, а воздух совершает два поворота.

Расположение пластин в набивке регенератора

Рис.3. Расположение пластин в набивке регенератора:
1 — двухугольные каналы, 2 — волнообразные каналы

Пакет регенератора

Рис.4. Пакет регенератора

В пластинчатом регенераторе (рис.5) пакеты 1 располагаются по три в двух вертикальных колоннах, разделенных камерой 3. Для подвода и отвода воздуха в корпусе 2 регенератора имеются патрубки 4 и 6. Конструкция корпуса такова, что воздух может попасть из патрубка 4 только в камеру 3, где он распределяется по всем пакетам. После выхода из пакетов воздух попадает только в патрубок 6.

Пластинчатый регенератор

Рис.5. Пластинчатый регенератор:
1 — пекет, 2 — корпус, 3 — воздушная камеpa,
4,6 — патрубки для входа и выхода вовдуха,
5 — перегородка, 7 — обтекатель

Газ входит в набивку с торцовой поверхности регенератора, образованной пакетами 1. Вход в камеру 3 преграждает обтекатель 7. Пластинчатые теплообменники гораздо компактнее и легче трубчатых.

Регенератор ГТУ с вращающимся диском

Рис.6. Регенератор с вращающимся диском:
1 — корпус, 2 — диск с набивкой, 3 — вал, 4 — подшипники, 5 — перегородка

Вращающиеся регенераторы используются в основном в транспортных ГТУ. Схема регенератора с вращающимся диском показана на рис.6. В корпусе 1 медленно вращается диск 2, состоящий из вала 3, опирающегося на подшипники 4, и набивки, изготовленной из путаной проволоки.

Газ и воздух проходят параллельно друг другу, разделенные перегородкой 5 в корпусе 1. Проходя поток воздуха, набивка остывает, а поток газа нагревается. Вращающиеся теплообменники наиболее компактны и легки. Однако они имеют недостаток: невозможно полностью избежать утечек газа и воздуха, так как небольшая часть их вместе с набивкой постоянно переносится из одной камеры в другую.

Читайте также:  Классификация оборудования по производительности

Воздухоохладители предназначены для охлаждения воздуха в процессе сжатия его в компрессоре.

Маслоохладители служат для охлаждения масла, идущего на смазку подшипников турбины и компрессора. Охладителем служит вода, а иногда воздух. Воздухо- и маслоохладители представляют собой трубчатые теплообменники. Обычно по воздуху они выполняются одноходовыми, по воде — двухходовыми, а по маслу — многоходовыми.

Источник

Теплообменное оборудование

  • Теплообменники с неподвижными трубными решетками
  • Теплообменники с компенсатором на кожухе
  • Теплообменник с плавающей головкой
  • Кожухотрубчатые теплообменники

Теплообменное оборудование — аппараты (или теплообменники) предназначены для осуществления передачи тепла от одной среды к другой среде. Они получили огромное распространение во многих отраслях промышленности.

Типы теплообменного оборудования

Принцип работы рекуперативного теплообменника

Существует множество типов промышленных теплообменников. Они разделяются на поверхностные (рекуперативные и регенеративные) и смесительные. Теплообменники поверхностного типа в свою очередь делятся на кожухотрубные «труба в трубе», пластинчатые, кожухопластинчатые, витые, погружные, оросительные, спиральные.

В рекуперативных теплообмен между горячим и холодным теплоносителем осуществляется через разделительную стенку и имеют самое широкое применение в судовой технике в качестве водоводяных и водомасляных охладителей, бойлеров, подогревателей топлива и пр.

В регенеративных теплообменниках передача происходит с помощью промежуточных теплоносителей, которые нагреваются от горячего теплоносителя, а затем отдают теплоту холодному теплоносителю и применяются на производствах материалов и в газотурбинных двигателях.

Виды теплообменного оборудования

Кожухотрубные теплообменники

В кожухотрубных теплообменниках основными элементами являются: корпус, пучки труб малого диаметра, трубные решетки, патрубки, крышки, элементы компенсации напряжений. Тепло передается через стенки трубок от среды к среде, одна из которых циркулирует внутри трубок, а другая омывает их снаружи. Для повышения коэффициента теплоотдачи в кожухотрубных теплообменниках направление движения наружной среды несколько раз меняют с помощью перегородок; такой теплообменник носит название многоходового. Внутри трубок скорость движения среды и (коэффициент теплоотдачи) может быть увеличена с помощью специальных приспособлений, меняющих направление потока. В зависимости от области применения, эти теплообменники бывают горизонтальными, вертикальными или наклонными. Промышленные кожухотрубные теплообменники применяют для теплообмена и термохимических процессов между различными жидкостями, парами и газами – как без изменения и с изменением их агрегатного состояния, в качестве конденсаторов, подогревателей и испарителей.

Кожухотрубные теплообменники наиболее широко используют благодаря простоте конструкции и технологии из­готовления.

Изготовляют кожухотрубные теплообменники следующих типов: ТН – с неподвижными трубными решетками (с жестким кожухом и жестко закрепленными решетками); ТК – с температурным компенсатором на кожухе; ТП – с плавающей головкой.

Кожухотрубные теплообменники применяются в:

  • Теплоэнергетике;
  • Нефтяной промышленности;
  • Газовой промышленности;
  • Химической промышленности;
  • Пищевой промышленности.

Преимущества кожухотрубных теплообменников:

  • Самый широкий диапазон применения по рабочим параметрам;
  • Самые низкие требования к чистоте воды;
  • Более высокая стойкость к гидроударам;
  • Относительная простота конструкции.

Недостатки кожухотрубных теплообменников

  • Температурные деформации;
  • Относительно низкий коэффициент теплопередачи.

Пластинчатые теплообменники

Пластинчатое теплообменное оборудование получили очень широкое распространение, благодаря компактной конструкции, возможности быстрой сборки и модернизации, простой и моментальной очистке от загрязнений.

Основными элементами, входящими в состав разборных пластинчатых теплообменников, являются рабочие пластины, разделенные резиновыми прокладками, концевые камеры с патрубками, рама и стяжные болты. Для изготовления пластин используется тонколистовая сталь (0,5-0,6мм), которая для проточной части выполняется с рифленой поверхностью, благодаря чему значительно увеличивается поверхность теплообмена и активность турбулизации потока.

Максимальная температура теплоносителя в пластинчатых разборных теплообменниках составляет около 1500С при давлении 2,5МПа. Благодаря большой поверхности теплообмена (20-30 листов) и малой толщине одного листа достигается большой коэффициент теплопередачи.

Пластинчатые теплообменники применяются в:

  • в коммунальной энергетике;
  • в теплопунктах отопления;
  • в вентиляциях и кондиционирования зданий.
  • малые площади, занимаемые теплообменным оборудованием;
  • возможность работы при малых температурных напорах (минимальная разница температур между греющей нагреваемой поверхностью);
  • медленный рост отложений;
  • низкие потери давления (снижение расхода электроэнергии на электрические насосы);
  • низкие трудозатраты (сроки) при ремонте и оборудовании.
  • сравнительно высокая себестоимость;
  • дорогостоящее оборудование для обслуживания и ЗИП;
  • квалифицированный обслуживающий персонал.

Пластинчато–ребристые теплообменники

Эти теплообменники, в отличие от кожухотрубных, относятся к числу наиболее компактных аппаратов благодаря развитой поверхности теплообмена в ограниченном объеме. Пластинчато-ребристые теплообменники выпускаются с ребрами различной конфигурации. Наиболее распространены ребристые поверхности теплообменного оборудования, образующие треугольные и прямоугольные каналы для протока теплоносителей.

Пластинчато-ребристые теплообменники широко применяют в сушильных установках, отопительных системах, как экономайзеры и аппараты воздушного охлаждения.

  • высокая эффективность теплообмена с единицы поверхности;
  • более жесткая конструкция.
  • более высокая стоимость конструкции;
  • незначительна основная поверхность теплообмена;
  • требуется металл с высоким коэффициентом теплопроводности.

Кожухопластинчатые теплообменники

Данный вид теплообменников представляет собой сварной пакет пластин, помещенный в цилиндрический корпус. Принцип действия почти такой же, как у пластинчатых теплообменников. Одна среда движется между гофрированными пластинами, а вторая среда в пространстве между пластинами и корпусом.

Давление и температура водяного пара в разборных пластинчатых теплообменниках ограничиваются материалами прокладок до 150-190 С. Материал прокладок теплообменного оборудования накладывает ограничения и на применение рабочих сред, таких как кислоты, щелочи и пр.

Кожухопластинчатые теплообменники нашли широкое применение в:

  • нефтяной промышленности;
  • химической промышленности;
  • теплопунктах отопления;
  • вентиляции и кондиционировании;
  • холодильной промышленности.
  • Надёжность;
  • Компактность;
  • Высокий коэффициент теплоотдачи;
  • Устойчивость к высоким температурам (9000С) и давлению (140 бар).

Единственным недостатком кожухопластинчатого теплообменника является невозможность разборки теплообменника по стороне пакета пластин, это пространство доступно только для безразборной мойки химическими реагентами.

Какой вид теплообменного оборудования лучше?

Эффективность отдельного вида по сравнению с другими – спорный вопрос, на который практически невозможно дать однозначный ответ. Обусловлено это тем, что разное теплообменное оборудование используется в разных отраслях и работает в разных условиях. Так же в качестве основных характеристик в разных теплообменниках называются разные параметры. Соответственно, и показатели эффективности оборудования будут зависеть от разных параметров. Установка (монтаж) и подключение теплообменника проводится также в зависимости от выполняемых им задач.

Виды теплообменного оборудования

Преимущества наших теплообменников

К преимуществам теплообменного оборудования производства ООО НПО «Спецнефтемаш» относятся:

  • Низкая потеря давления теплообменных сред
  • Возможность теплообменного процесса потоков газов и жидкостей в любой необходимой производительности;
  • Возможность теплообмена при сильном давлении и перепадах температур;
  • Возможность осуществления теплообмена в широком диапазоне температур (от -269 до +1100°С);
  • Легкая и компактная конструкция;
  • Возможность теплообмена как в нейтральных средах, так и в агрессивных, а также в среде, содержащей твердые частицы;
  • Возможность использования теплообменного оборудования в качестве конденсаторов, испарителей и т.д.
  • Пониженная металлоемкость;
  • Доступная цена.

Стоимость промышленного теплообменного оборудования

Цена на теплообменники зависит от типа оборудования, типоразмеров, материального и климатического исполнения. Узнать точную стоимость конкретного товара можно по указанным на сайте телефонам или с помощью электронной почты marketing@snmash.ru. Также у нас имеются представительства в Пензе, Москве, Казани, Перми, Краснодаре и Тюмени, где вы всегда можете задать любые интересующие вопросы.

Как заказать теплообменники?

Наш завод занимается продажей и поставкой теплообменного оборудования по всей России. Поставка осуществляется железнодорожным либо автомобильным транспортом, в зависимости от объема и типа продукции, а также пункта назначения.

Оформить заказ можно любым удобным для вас способом:

  • посетить один из офисов компании по адресам, указанным на сайте компании;
  • позвонить по одному из указанных на сайте компании номеров телефона;
  • заполнить специальную форму (опросный лист), в которой указывается тип емкости, ее параметры, дополнительное оборудование и отправить заявку по электронной почте: marketing@snmash.ru.

Задать любые вопросы, узнать стоимость интересующей вас модели, а также получить консультацию специалиста можно также одним из перечисленных способов.

Источник