Вход
  • Телефон в Москве 8(495) 984-16-84
    Экстренная бригада 8(926) 161-61-05
    Телефон в Санкт-Петербурге 8(812) 245-36-66
Срочный вызов бригады Обратная связь
ОТЛИЧИЯ ПТО от КТО

ОТЛИЧИЯ ПТО от КТО

Метод теплообмена между двумя средами в трубчатых (кожухотрубных (КТО)) теплообменниках был разработан еще в прошлом веке. Он широко использовался в различных отраслях, включая и энергетику. Кожухотрубный метод широко применялся, считаясь одним из самых надежных и приемлемых подходов к решению задач теплообмена между 2-мя средами. К недостаткам КТО можно отнести относительно невысокий коэффициент теплоотдачи (а следовательно и большие габаритные размеры аппарата), значительные трудности и затраты при ремонте и очистке поверхностей от отложений, затрудненность выявления протечек между средами, большая инерционность. Так было до недавнего времени.

Появление нового поколения теплообменных аппаратов, т.н. пластинчатых теплообменников (ПТО), позволило решить эти недостатки. ПТО конструктивно состоит из зажатых между основаниями пластин из нержавеющей стали, между которыми протекают нагреваемая и охлаждаемая среда (см. рис. выше). С одной стороны каждой пластины проходит греющая, а с другой стороны нагреваемая среда. Теплообмен происходит по всей поверхности пластины. Такая конструкция позволяет добиться следующих преимуществ ПТО по отношению к КТО:

 

ПТО и кожухотрубный теплообменник - сравнительные размеры при одинаковой мощности

  • Повышенный коэффициент теплообмена и следовательно высокий КПД теплообменника. Отсюда снижение габаритов: ПТО в шесть раз компактнее кожухотрубных и более чем в десять раз легче - при одинаковой мощности!
  • Простота установки.ПТО не требуют специального фундамента для установки. Кроме того, ПТО имеют входные и выходные патрубки, расположенные стационарно на передней плите, что упрощает их монтаж и обслуживание.
  • Пониженное отложение загрязнений на поверхностях ПТО достигается за счет турбулизации потока по рифленой поверхности пластин.
  • Способность значительно увеличивать тепловую нагрузку. Если когда-либо придется перестраивать здание и увеличивать тепловую нагрузку на отопление, горячую воду или кондиционирование, то обеспечить соответствие оборудования новым условиям не составляет труда - достаточно добавить лишь нужное количество пластин на уже имеющуюся раму. Такая конструкция аппарата позволяет значительно увеличить его пропускную способность без демонтажа трубопроводов и замены патрубков.
  • Конструкция позволяет элементарно проводить ремонт (он сводится к возможной замене пластины или прокладки) и чистку ПТО. Разборку-сборку теплообменника средних размеров способен провести один человек за 2 часа.
  • Протечки в бойлере возможны только в случае физического разрушения пластины, что маловероятно. Появление течи в прокладке означает, что протечка будет осуществляться наружу и определяться визуально.

 

Об экономических преимуществах ПТО перед КТО.

 

Теплообменник любой конструкции представляет собой аппарат, основной функцией которого является передача тепла от одной среды к другой. Наиболее эффективным считается такой аппарат, который при минимальном расходе рабочих сред через аппарат максимально передает тепловую энергию от одной среды к другой. Поскольку в аппарате происходит только теплообмен от среды к среде, нельзя говорить о прямой экономии тепла, получаемой в результате замены аппарата: как в случае с кожухотрубным аппаратом, так и в случае с ПТО тепло просто передается от одной среды к другой. Однако, от эффективности передачи тепла в аппарате косвенно зависит эффективность работы периферийного по отношению к аппарату теплового оборудования, а следовательно - и его экономичность. Именно такая экономия, поскольку она вызывается заменой аппарата, может называться экономическим эффектом.

В каждом конкретном случае экономичность работы аппарата определяется правильностью его расчета и соответствием режима его работы расчетному. Однако, существует ряд факторов, которые определяют ПТО как более экономичный по отношению к КТО в любом случае. Рассмотрим такие факторы более подробно.
Компактность

Первое и одно из основополагающих преимуществ ПТО заключается в его компактности. Кожухотрубный теплообменник занимает приблизительно в 6-8 раз больше места, чем аналогичный ему по мощности ПТО. Компактность такиех аппаратов определяет следующее:
 

  • значительную экономию пространства для установки аппарата, что бывает очень важным при отсутствии места для установки аппарата (например использование его в качестве охладителей в судостроении);
  • очень малые тепловые потери в окружающую среду с поверхности аппарата без дополнительной теплоизоляции;
  • сравнительно низкую стоимость аппаратов при очень высоком качестве используемых материалов;
  • значительное снижение затрат на установку (основание) и обвязку аппаратов.

Снижение расхода теплоносителя

Основным преимуществом, обеспечивающим экономичность ПТО перед КТО является то, что такие аппараты требуют на 80% меньше теплоносителя, чем аналогичные кожухотрубные. Это обусловлено тем, что скорость протекания теплоносителя в ПТО примерно в два раза ниже, чем в КТО, внутренний объем аппарата - в 6 раз меньше, а коэффициент передачи тепла в 1,5-3 раза больше. Кроме того, теплоноситель проходит по аппарату однократно и по короткому пути. Благодаря этому достигается следующее:
 

  • Меньшее количество теплоносителя обеспечивает значительное снижение мощности насосов, размера арматуры и периферийного оборудования систем с аппаратом. Мощность насосов отражается на расходе электроэнергии, размер арматуры обуславливает снижение капитальных затрат на строительство системы с ТО.
  • Снижение необходимости циркуляции теплоносителя по контуру котельная-теплообменник обеспечит снижение потерь тепловой энергии при ее транспортировке как минимум в 2 раза.
  • Низкая скорость протекания теплоносителя по аппарату обеспечивает высокое качество теплообмена. Холодный теплоноситель в ПТО можно нагреть практически до температуры горячего (до разности в 1-3 оС), а горячий - соответственно остудить до температуры холодного. Этот факт обеспечивает следующий источник экономии тепловой энергии: при понижении температуры обратного теплоносителя автоматически снижаются потери тепла в обратных трубопроводах, а также возрастает КПД котлов. Последнее обусловлено тем, что при горении топлива тепло передается от сжигаемого топлива холодному теплоносителю гораздо эффективней.
  • Короткий путь теплоносителя по аппарату при использовании приборов автоматического регулирования температуры дает значительные преимущества. Постоянная времени ПТО в десятки раз меньше чем в КТО, что обеспечивает качественную работу автоматики, точное поддержание задания по температуре и следовательно - экономичность работы аппарата.
  • Конструкция ПТО практически обеспечивает невозможность появления внутри аппарата внутренних протечек, ведущих к смешиванию сред: любая появляющаяся протечка (кроме физического разрушения внутренней части платины) определяется визуально. Этот факт снижает утечки теплоносителя неявно, но практически всегда существующие в старых КТО.

Снижение затрат на эксплуатацию аппарата

Ряд преимуществ конструкции ПТО перед КТО обеспечивает дополнительное снижение затрат при эксплуатации аппаратов связанное с его конструкцией и качеством исполнения. Это:

  • Высокая турбулентность потоков теплоносителя, проходящего через аппарат обеспечивает высокую сопротивляемость теплообменных поверхностей ПТО к образованию различного рода отложений, снижающих КПД. Такой факт позволяет проводить процедуру очистки поверхностей аппарата гораздо реже, чем у КТО. Частота очистки, разумеется, зависит от условий эксплуатации аппарата. Наиболее "старые" ПТО установлены 4 года назад и до сих пор не требовали очистки поверхностей, работая в расчетном режиме.
  • При появлении необходимости в очистке затраты на разборку и полную очистку ПТО в сотни раз ниже, чем при ремонте (очистке) КТО.
  • Отсутствие коррозии поверхностей и высокое качество материала аппарата увеличивает срок службы аппарата в несколько раз. Возможный ремонт ПТО сводится всего-лишь к замене пластины/прокладки.
  • Высокая надежность аппаратов снижает вероятность появления потерь в результате аварийных ситуаций. По статистическим данным при наблюдении за работой ПТО в 18 странах в общей сложности в течение 20 млн. рабочих часов или 2300 лет было зарегистрировано 35 случаев отказов. Это означает один отказ аппарата в 65 лет.

В качестве примера рассмотрим сравнительные технические характеристики одинаковых по мощности аппаратов.

Наименование качественных (количественных) характеристик КТО ПТО
Материал трубок (пластин) Латунь или медь Нержавеющая сталь или титан
Подверженность коррозии при температуре более 60 оС Да Нет
Возможность механической очистки поверхностей Трубы - да, межтрубное - нет Да
Возможность химпромывки Да Да
Оптимальная скорость воды в каналах (трубках), м/с 1-1,5 м/сек 0,3-0,7 м/сек
Возможность плавного изменения производительности аппарата Нет Да
Возможность наличия неявных внутренних протечек в аппарате Да Нет
Возможность замены вышедшей из строя трубки/пластины Нет Да
Возможность разборки/сборки аппарата Нет Да
тносительные размеры, % 100 20-35
Коэффициент теплопередачи Вт/м2К 1500 2500-4500
Тепловая эффективность, % 70-80 85-95


Определить общий экономический эффект (определяемый как было показано выше снижением тепловых потерь, повышением КПД котлоагрегатов, снижением затрат электроэнергии на насосное оборудование и затрат на ремонтно-восстановительные мероприятия) который может быть получен в результате установки/замены аппаратов представляется невозможным. Еще раз следует повторить, что в каждом конкретном случае экономия определяется правильностью расчета аппарата и обеспечением работы последнего в расчетном режиме, качеством работы тепловой автоматики.
 

Войти или Зарегистрироваться

Обратная связь

Мы Вам перезвоним или напишем, просто отправьте нам сообщение.
Имя
ошибка

E-mail(*)
ошибка

Телефон
ошибка

Вопрос
ошибка

Нажимая кнопку «Отправить», я принимаю условия Политики конфиденциальности