Как выбрать комплектующие для теплообменника: руководство для инженера

Пластинчатые теплообменники - современные теплообменные аппараты, которые сочетают в себе компактность и высокую эффективность. Как и все аппараты надежность работы теплообменников зависит от качества основных комплектующих. Своевременная замена комплектующих обеспечивает долгосрочную безаварийную работу. 

Также немаловажную роль играет выбор надежного поставщика, который не только предоставит все запчасти в кратчайшие сроки, но также будет нести полную ответственность и даст гарантию на оборудование. 

Основные комплектующие для теплообменников

Основными комплектующими для пластинчатых теплообменников являются:

• Пластины;

• Уплотнения.

Пластины для теплообменника

Пластины – основной элемент теплообменника, именно они обеспечивают теплообмен между двумя рабочими средами. Так как пластины отвечают за эффективность взаимного перехода тепла от одного носителя к другому, при правильном подборе пластин можно  увеличить общую энергоэффективность теплообменного блока и установки в целом. 

Пластины представляют собой тонкие гофрированные металлические листы. Специальный рисунок на пластинах, во-первых, способствует дополнительному перемешиванию потока, а, во-вторых, позволяет увеличить площадь теплообмена, при сохранении компактных размеров самого аппарата. Благодаря компактным размерам и высокой энергоэффективности и производительности пластинчатые теплообменники нашли широкое применение во всех сферах. 

Пластины изготавливаются из коррозионностойких материалов, устойчивых к агрессивным средам. Правильный выбор пластин является гарантией эффективной и надежной работы аппарата. 

Ключевые параметры для выбора пластин

К основным параметрам для правильного выбора пластины относятся: 

1. Типоразмер и первоначальная фирма-изготовитель аппарата

Типоразмер пластин должен соответствовать модели самого теплообменника. Мы имеем широкий выбор типоразмеров в наличии, и готовы поставить пластины для ведущих брендов, таких как: Alfa Laval, Sondex, Funke 

2. Материальное исполнение

Основными материалами для пластин теплообмена являются стали марки:

• Сталь AISI 304L – аустенитная сталь с низким содержанием углерода, устойчивая к химической коррозии и кратковременному повышению температуры. Сталь AISI 304L отличается прочностью и экологичностью. Применяется для неагрессивных сред.
• Сталь AISI 316L – аустенитная нержавеющая сталь на базе AISI 304, улучшенная добавлением молибдена. Отличается прочностью и повышенной устойчивостью к коррозии, высоким температурам и агрессивным средам.  Приемлема для неагрессивных и слабоагрессивных сред. 
• Титан или Hastelloy – материалы, применяемые для более агрессивных сред, таких как соленая вода, хладоны. Такие материалы наиболее устойчивы ко всем типам коррозии. 

3. Тип рифления пластин 

Существуют два основных вида:

• жесткие – угол рифления 60 градусов, предназначены для аппаратов, где потери давления уходят на второй план, а в первую очередь необходима высокая степень теплопередачи между средами. Высокая степень теплопередачи обеспечивается за счет высокой турбулизации потока;
• мягкие – угол рифления 30 градусов, применяются в случаях, когда потери давления необходимо минимизировать, однако за счет снижения турбулентности снижается передача тепловой энергии потока.  

4. Толщина

Исходя из сферы применения толщины пластин могут изменяться, оптимальной являются толщины 0,5 и 0, 6 миллиметра.

Однако толщина пластины может варьироваться от 0,4 миллиметра до 1 миллиметра. Чем выше нагрузка на пластину, тем она должна быть толще, однако необходимо понимать, что чем толще пластина тем хуже происходит процесс теплопередачи.  

При выборе пластин очень важно отдавать предпочтение надежным проверенным производителям комплектующих и запасных частей для теплообменников, так как ответственные производители предоставляют пластины, разработанные с учетом равномерного распределения потока, минимизации застойных зон. При замене пластин на недорогие аналоги, сомнительных поставщиков может произойти рост сопротивления, снижение теплопередачи.

Уплотнения для теплообменника

Уплотнения играют не менее важную роль в конструкции пластинчатого теплообменника, так как именно уплотнения обеспечивают герметичность пластин и исключают смешение сред, особенно это важно при работе на чистых средах. От качества уплотнений напрямую зависит качество работы теплообменника и его безопасная эксплуатация.

Уплотнения представляют собой эластичный профиль из специальных термостойких материалов, таких как этилен пропиленовый каучук. Уплотнения размещаются по периметру пластин. 

К основным параметрам для правильного выбора уплотнений относятся: 

• Химический состав рабочих сред;

• Температурный режим.

Средний срок службы правильно подобранных уплотнений составляет 5-7 лет. Периодическая замена уплотнений – обязательное требование, соблюдение которого обеспечивает долговечность и эффективность работы теплообменного аппарата.

При нерегулярной замене уплотнений или замене уплотнений на комплектующие низкого качества возрастает риск досрочной потери герметичности и невозможности сборки аппарата после технического обслуживания. А в худшем случае - повреждение пластин при чрезмерной затяжке и как следствие - смешение рабочих сред с возможной аварийной остановкой технологического процесса.   

Своевременная замена комплектующих – залог долгосрочную безаварийной работы. 

Выбор надежного поставщика это: 

• Экономия. Несмотря на возможные более высокие затраты на закупку запчастей, в долгосрочной перспективе качественные комплектующие снижают эксплуатационные затраты.
• Безопасность. Надежный поставщик использует надежные качественные материалы, несет гарантийные обязательства. 

Надежность теплообменного оборудования начинается не в месте монтажа, а на этапе выбора комплектующих. Инженер, который понимает физику процесса и свойства материалов, создает запас прочности для всего технологического передела.