Конструктивные особенности и опыт эксплуатации кожухотрубных теплообменников типа ВВПИ

В итоге анализа узнаваемых решений по конструкции межтрубного места, было принято решение отрешиться от интенсифицирующих теплопотерю схем течения теплоносителя: поперечного омывания труб при помощи сегментных перегородок; закрутки потока в межтрубном пространстве при помощи системы особенным образом выполненных поперечных перегородок либо при помощи перегородки в межтрубном пространстве в виде закрученной ленты и др. Потому рассматриваемые теплобменники имеют ординарную так именуемую реверсивную схему тока теплоносителей, в межтрубном пространстве нет поперечных перегородок, устанавливается только одна продольная перегородка. Не считая этого пересмотрены решения по толщинам стен труб, корпусов, фланцев, трубных решеток, крышек без понижения их прочности. Скопленный к истинному времени опыт эксплуатации теплообменника данного типа показал, что рассматриваемые аппараты в отличие от пластинчатых теплообменников не достаточно чувствительны к большим скачкам температуры и давления. Их трубные пучки просто и без последствий выдерживают гидроудары, вибрацию, тряску.

Патрубки подвода и отвода сред размещаются в районе головки теплообменника (набросок), что обеспечивает удобство обвязки подогревателей и уменьшение температурных деформаций.

При номинальных значениях расходов теплообменных аппаратов типа ВВПИ имеют умеренное гидравлическое сопротивление 20-50 кПа, что позволяет в случае необходимости получения огромных термических потоков при малых температурных напорах соединять подогреватели в блоки параллельно либо поочередно по обеим средам либо сочетать схемы их соединения в блоке.

Чистка полостей данных теплообменных аппаратов может быть произведена хоть каким известным методом: хим (1,5% аква веществом азотной кислоты), кавитационно-ударным способом, железными проволочными ежиками и т.п.

Разработанные теплообменных аппаратов по энергетическим и массогабаритным чертам уступают только кожухотрубным аппаратам типа ТТАИ, но превосходят последние по показателям надежности вследствие большей жесткости теплообменных труб (отсутствие их провисания и вследствие этого трения труб друг о друга) и поболее надежного закрепления труб в трубных решетках сваркой, а не герметиком.

Главным недочетом подогревателей ВВПИ, как и других кожухотрубных теплообменников, является невозможность заслуги больших значений коэффициентов теплопотери при низких скоростях течения теплоносителей (достоинство пластинчатых аппаратов), вследствие чего они не всегда могут соперничать с пластинчатыми ТА ведущих глобальных производителей в тех случаях, когда требуется передавать огромные термические потоки при малых температурных напорах.

Преимущество пластинчатых теплообменников по высочайшим значениям k, но, сводится на нет в случае загрязнения этих теплообменников. Как показано в [5], пластинчатый ТА с расчетным коэффициентом теплопередачи (без загрязнения теплообменной поверхности) 7000 Вт/(м2?К) в случае нарастания на теплообменной поверхности слоя накипи шириной 0,3 мм (для пластинчатых аппаратов рядовой случай) имеет коэффициент теплопередачи 2545 Вт/(м2?К), что в 2,75 раза меньше расчетного значения.

Более чем 13-летняя эксплуатация разработанных подогревателей в системах теплоснабжения указывает, что большая загрязняемость для данных аппаратов в силу эффекта самоочистки внутренней поверхности труб (более загрязняемой сетевой водой), направленными в пограничный слой турбулентными вихрями, возникающими при обтекании плавноочерченных турбулизаторов определенной высоты, расположенных на рациональном расстоянии друг от друга, и разрушающими отложения на той стадии, когда они представляют собой маловязкие структуры, нехарактерна.

Значения коэффициента теплопередачи с учетом загрязнений подогревателей типа ВВПИ при изменении расходов теплоносителей находятся в спектре от 1150 до 3300 Вт/(м2?К) при температуре греющей среды (воды) 110 °С и температуре нагреваемой среды (воды) 70 °С. К примеру, в подогревателе ВВПИ-350 число труб составляет 97 шт., а значения k с учетом загрязнений составляют 1150-3200 Вт/(м2?К). При всем этом наибольшие значения k ограничены наивысшими допускаемыми потерями давления 50 кПа (5 м. вод. ст.); малые значения коэффициентов теплопередачи относятся к режимам работы ТА с малым теплосъемом.

Анализ данных рассматриваемых аппаратов указывает, что они в грязном состоянии характеризуются коэффициентами теплопередачи, которые никак не ужаснее коэффициентов теплопередачи грязных пластинчатых ТА.

Представляет энтузиазм сравнение характеристик современных пластинчатых ТА для коммунального хозяйства и представленных кожухотрубных ТА. Проведем такое сравнение на базе данных В.Г. Барона [6].

Создателями статьи разработана конструкция трубчатого теплообменника, имеющего корпус не в виде кожуха (трубы), а в виде параллелепипеда, другими словами схожим на корпус пластинчатого аппарата. Другие конструктивные признаки фактически не отличаются от разработанных ранее создателями ТА. В случае внедрения труб с внешним поперечником 12 мм и шагом 13,2 мм (клеевое закрепление в трубных решетках) габаритный объем псевдопластинчатого ТА для примера 2 составит 0,133 м3, а в случае внедрения стандартной разбивки труб ВВПИ с закреплением труб сваркой – 0,158 м3, что меньше чем у сопоставляемого пластинчатого аппарата (0,19 м3). Таким макаром, для трубчатых ТА достигнута компактность, превосходящая этот показатель для пластинчатых соперников, что ставит точку в споре конструктивных типов ТА для коммунального хозяйства – при соответствующем подходе к сборке трубных пучков кожухотрубные ТА превосходят пластинчатые ТА по всем показателям.

Выпускаемые ТА удачно эксплуатируются в коммунальном хозяйстве г. Н. Новгорода, городках и поселках Нижегородской, Владимирской, Тверской, Томской, Пермской областей, Республик Марий Эл, Карелия и других регионов Рф, в том числе удачно заменяя пластинчатые ТА..Удачно были произведены подмены ТА типа ПП (ПВ) на ВВПИ (ПВПИ) в ряде регионов (МУП ЖКХ г. Ковров, Павлово, р.п. Тумботино и др.)