Пластинчатый теплообменник как сосуд под давлением
Пластинчатые теплообменники
Пластинчатый теплообменник – это сосуд, работающий под давлением, собранный из рифленых определенным образом пластин в пакетную конструкцию и размещенную на направляющих между плитами рамы. При этом пластины, образуют между собой каналы для прохождения потоков рабочей жидкости. Таким образом, циркулирующие вещества, входя и выходя через соединительные отверстия, обмениваются теплом друг с другом. Они как правило перемещаются в противоположных направлениях по щелевидным каналам, которые были образованы плотно прижатыми друг к другу гофрированными пластинами, но так же могут и в попутном направлении. Между собой пластины уплотняются прокладками из различных материалов NBR, EPDM, VITON, PTFE и др..
Схема пластинчатого теплообменника
На данном рисунке наглядно показано, что пластинчатый теплообменник состоит из:
1. Неподвижной передней плиты, которую также называют станиной.
2. Первой пластины (начальной).
3. Левосторонней пластины.
4. Правосторонней пластины.
5. Общего пакета пластин.
6. Левосторонней пластины.
7. Правосторонней пластины.
8. Съемной задней плиты, известной также, как прижимная.
9. Верхней несущей направляющей.
11. Нижней несущей направляющей.
12. Стягивающей шпильки с фиксирующими шайбами и гайками.
И в процессе производства подбор материалов и основных деталей осуществляется в соответствии с назначением будущего теплообменника и требованиями к степени прочности всей конструкции.
Современные пластинчатые теплообменники – это надежное и качественное оборудование с высоким коэффициентом теплопередачи. И ООО ПТК «АЛЕСТ» производит и поставляет именно такие теплообменные системы.
Источник
Ростехнадзор разъясняет: Техническое устройство относят к сосудам, работающим под избыточным давлением, при проектировании
При проведении экспертизы технических устройств возник вопрос.
Техническое устройство – масляный холодильник (теплообменник) – цилиндрическая емкость диаметром 800 мм и длиной 6990 мм. Рабочая среда внутри емкости – поглотительное каменноугольное масло, которое относят ко второму классу опасности (вещество высокоопасное) по степени воздействия на организм человека (в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76). Согласно п. 2.14 ТУ 14-7-132-91 «Масло поглотительное для улавливания бензольных углеводородов. Технические условия» поглотительное масло – горючая жидкость. Поглотительное масло находится в указанной емкости под давлением 0,5 МПа (5 кгс/см 2 ).
Прошу Вас разъяснить, является ли указанная емкость сосудом, работающим под давлением, если п. 1.1.2 Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 03-576-03), гласит: «Правила распространяются на. сосуды, работающие под давлением пара, газа или токсичных взрывопожароопасных жидкостей свыше 0,07 МПа (0,7 кгс/см 2 )»?
П.В. Сущев, директор некоммерческого партнерства «Содействие предупреждению чрезвычайных ситуаций»
На вопрос читателя отвечает начальник Управления государственного строительного надзора Ростехнадзора А.Н. Горлов.
Техническое устройство относят к сосудам, работающим под избыточным давлением, при проектировании. Характеристики и параметры его безопасной работы указаны в паспорте сосуда изготовителем.
В соответствии с п. 1.1.2 Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 03-576-03), указанные правила распространяются на сосуды, работающие под давлением пара, газа или токсичных взрывопожароопасных жидкостей свыше 0,07 МПа (0,7 кгс/см 2 ). Токсичными взрывопожароопасными жидкостями в данном случае следует считать токсичные жидкости, как взрывоопасные, так и пожароопасные, или обладающие сочетанием этих свойств, т.е. взрывопожароопасные.
Поэтому масляный холодильник (теплообменник), работающий под давлением токсичной пожароопасной жидкости (поглотительного каменноугольного масла) свыше 0,07 МПа, является сосудом, работающим под избыточным давлением, на который распространяется действие ПБ 03-576-03.
Разделы сайта, связанные с этой новостью:
Последовательность событий и новостей по этой теме
(перемещение по новостям, связанным друг с другом)
Источник
Являются ли теплообменники сосудами под давлением
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 4 сентября 2018; проверки требует 1 правка.
У этого термина существуют и другие значения, см. Сосуд.
Сосуд под давлением – закрытая ёмкость (стационарно установленная или передвижная), предназначенная для ведения химических, тепловых и других технологических процессов, а также для хранения и транспортировки газообразных, жидких и других веществ[1]. Границей сосуда являются входные и выходные штуцеры.
Использование[править | править код]
Сосуды под давлением широко используются как в промышленности, так и в быту, спорте и пр. Разнообразие размеров, технических характеристик и способов применения их чрезвычайно велико, начиная от ядерных реакторов и заканчивая домашними отопительными котлами и баллонами для дайвинга. Другими примерами использования сосудов под давлением являются паровые котлы, барокамеры, автоклавы, ресиверы, цистерны, газовые баллоны и бочки, предназначенные для транспортировки или хранения сжатых, сжиженных газов, жидкостей и сыпучих тел.
Требования к сосудам под давлением в РФ[править | править код]
Крышка реактора PWR – сосуда с очень высокими параметрами среды
В едином перечне продукции, в отношении которой устанавливаются обязательные требования в рамках Таможенного союза, присутствуют пункты: «оборудование, работающее под избыточным давлением» и «сосуды, работающие под давлением».[2] Соответствующие требования установлены ТР ТС 032/2013 «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением».[3]
Сосуды под давлением являются техническими устройствами, эксплуатация которых делают производственный объект опасным. С авариями сосудов под давлением связано большое количество несчастных случаев, поэтому на их проектирование, устройство, изготовление, реконструкцию, наладку, монтаж, ремонт, техническое диагностирование и эксплуатацию в большинстве стран мира накладывается ряд ограничений.
В России обязательны Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением», а также ряд других отраслевых документов, действие которых ограничено своей специфической областью (например «Правила устройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок», «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, для объектов использования атомной энергии» и др.). Эти и другие[4] государственные документы устанавливают границы параметров содержащихся в сосуде веществ, превышение которых причисляет сосуд к опасным, в общем случае, как:
- вода с температурой выше 115 °С или другие нетоксичные, невзрывопожароопасные жидкости при температуре, превышающей температуру кипения при давлении 0,07 МПа;
- пар, газ или токсичные взрывопожароопасные жидкости с давлением свыше 0,07 МПа;
- сжатых, сжиженных и растворенных газов под давлением свыше 0,07 МПа.
Требования к оснащению[править | править код]
Для управления работой и обеспечения безопасных условий эксплуатации сосуды в зависимости от назначения должны быть оснащены:
- запорной или запорно-регулирующей арматурой;
- приборами для измерения давления;
- приборами для измерения температуры;
- предохранительными устройствами;
- указателями уровня жидкости.
Контроль сварных соединений[править | править код]
Организация-изготовитель (доизготовитель), монтажная или ремонтная организация обязаны применять такие виды и объёмы контроля своей продукции, которые гарантировали бы выявление недопустимых дефектов, её высокое качество и надежность в эксплуатации.
Контроль качества сварки и сварных соединений должен включать:
- проверку аттестации персонала;
- проверку сборочно-сварочного, термического и контрольного оборудования, аппаратуры, приборов и инструментов;
- контроль качества основных материалов;
- контроль качества сварочных материалов и материалов для дефектоскопии;
- операционный контроль технологии сварки;
- неразрушающий контроль качества сварных соединений;
- разрушающий контроль качества сварных соединений;
- контроль исправления дефектов.
Государственный надзор[править | править код]
Сосуды, на которые распространяются российские государственные правила, до пуска их в работу должны быть зарегистрированы в органах Ростехнадзора России[5], кроме специально оговоренных случаев, на основании письменного заявления владельца сосуда; при перестановке сосуда на новое место или передаче сосуда другому владельцу, а также при внесении изменений в схему его включения сосуд до пуска в работу должен быть перерегистрирован в органах Ростехнадзора России.
Кроме того сосуды, на которые распространяется действие государственных правил, должны подвергаться техническому освидетельствованию после монтажа, до пуска в работу, периодически в процессе эксплуатации и в необходимых случаях – внеочередному освидетельствованию с участием специалиста организации, имеющей лицензию Ростехнадзора России (если сосуд зарегистрирован). Объём, методы и периодичность технических освидетельствований сосудов (за исключением баллонов) должны быть определены изготовителем и указаны в руководстве по эксплуатации. В случае отсутствия таких указаний техническое освидетельствование должно проводиться в соответствии с требованиями государственных правил.
См. также[править | править код]
Примечания[править | править код]
Эта статья или раздел описывает ситуацию применительно лишь к одному региону, возможно, нарушая при этом правило о взвешенности изложения.
Вы можете помочь Википедии, добавив информацию для других стран и регионов.
Источник
Источник
Устройство и принцип работы пластинчатого теплообменника
Пластинчатый теплообменник является новым и универсальным прибором для обогрева и охлаждения помещений.
- Устройство и принцип работы пластинчатого теплообменника
- Как протекают процессы в пластинчатом теплообменнике
- Особенности конструкции
- Современный пластинчатый теплообменник: принцип работы
- Уплотнители теплообменников
- Сфера применения
- Виды теплообменных аппаратов
- Конструкция теплообменных пластин
- Схема
- Преимущества
- Основные особенности конструкции
- Принцип работы теплообменника
Как протекают процессы в пластинчатом теплообменнике
Пластины разборного пластинчатого теплообменника устанавливаются одна за другой с поворотом на 180 °.
Эта компоновка создает теплообменный пакет с четырьмя коллекторами для подвода и отвода жидкостей.
Первая и последняя пластины не участвуют в процессе теплообмена, задняя пластина выполняется обычно без портов.
На схеме представлен пластинчатый теплообменник для отопления самой простой конструкции с патрубками, расположенными по разные стороны агрегата.
1, 11 – подающий и обратный патрубки для подключения греющей среды (теплоносителя); 2, 12 – входной и выходной патрубки нагреваемой среды; 3 – передняя неподвижная плита; 4, 14 – отверстия для протока теплоносителя; 5 – малая уплотнительная прокладка в виде кольца; 6 – рабочая теплообменная пластина; 7 – верхняя направляющая; 8 – задняя подвижная плита; 9 – задняя опора; 10 – шпилька; 13 – большая прокладка по контуру пластины; 15 – нижняя направляющая.
Во время работы в каждой секции, кроме первой и последней, происходит интенсивный обмен теплом через пластины сразу с двух сторон.
Обе среды протекают через свои секции навстречу друг другу, нагревающая подается сверху и выходит через нижний патрубок, а нагреваемая – наоборот.
Как это работает, отображает функциональная схема пластинчатого теплообменника:
Особенности конструкции
Пластинчатый теплообменник состоит из следующих элементов:
- Передней неподвижной плиты с патрубками. Через последние в теплообменник попадают обе рабочие среды.
- Верхней и нижней направляющих штанг. Эти элементы необходимы для придания жесткости всей конструкции. Ту же функцию выполняет задняя опора устройства.
- Задней подвижной плиты.
- Самих пластин.
- Уплотнительных прокладок, служащих одновременно разграничителями между пластинами.
Современный пластинчатый теплообменник: принцип работы
Функционирует устройство этого типа по перекрестной схеме.
Секции поочередно заполняются нагреваемой и охлаждаемой средой.
Теплообмен между ними происходит через пластины.
Заполнение секций в процессе работы устройства обеспечивают прокладки-уплотнители разной формы.
Последние могут или пропускать среду, или задерживать ее. Теплообменники пластинчатые устроены так, что среды в них перемещаются навстречу друг другу. При этом нагревающая подается сверху и выходит в нижний патрубок, а охлаждаемая, соответственно, наоборот.
Таким образом функционируют все подобные устройства. Принцип работы пластинчатого теплообменника для ГВС точно такой же, как у моделей, предназначенных для кондиционирования, охлаждения смазочных материалов и проч. Единственное отличие состоит в проходящих через корпус видах сред. В модели для ГВС – это, соответственно, вода, в других устройствах такого типа обмен может происходить между растворами, маслами, газами и т. д.
Уплотнители теплообменников
От качества этих элементов зависит долговечность и надежность теплообменника.
Уплотнители предотвращают смешивание сред и направляют их по определенной траектории.
На настоящий момент в теплообменниках используется всего две разновидности подобных элементов: клипсовые и клеевые. Для изготовления уплотнителей обычно применяются материалы на основе каучука. Это могут быть, к примеру, EPDM, ПВР, витон и т. д.
Клеевые уплотнители крепятся в специальных канавках на эпоксидку. Клипсовые варианты устанавливаются посредством специальных фиксирующих элементов.
Сфера применения
Пластинчатый теплообменник может использоваться:
- На механическом производстве. С применением таких устройств охлаждаются смазочные жидкости, гидравлические и трансмиссионные масла и т. д.
- В поршневых и турбинных двигателях.
- В энергетических станциях.
- В компрессорах.
- В судоходстве. На судах теплообменники применяют в основном для центрального охлаждения.
- В легкой промышленности.
- В машиностроении и металлообработке.
- В системах отопления и кондиционирования.
Виды теплообменных аппаратов
Теплообменные аппараты подразделяются на несколько групп в зависимости от:
- типа взаимодействия сред (поверхностные и смесительные);
- типа передачи тепла (рекуперативные и регенеративные);
- типа конструкции;
- направления движения теплоносителя и теплопотребителя (одноходовые и многоходовые).
Наиболее наглядно классификация теплообменных аппаратов представлена на следующем изображении:
Рис. 1. Виды устройств теплообменников в зависимости от принципа работы
По типу взаимодействия сред
Поверхностные
Теплообменные аппараты данного вида подразумевают, что среды (теплоноситель и теплопотребитель) между собой не смешиваются, а теплопередача происходит через контактную поверхность – пластины в пластинчатых теплообменниках или трубки в кожухотрубных.
Смесительные
Кроме поверхностных теплообменников используются агрегаты, в основе эксплуатации которых лежит непосредственный контакт двух веществ.
Наиболее известным вариантом смесительных теплообменников являются градирни:
Рис. 2. Градирни – один из видов смесительных ТО
Градирни используются в промышленности для охлаждения больших объемов жидкости (воды) направленным потоком воздуха.
К смесительным теплообменникам относятся:
- паровые барботеры;
- сопловые подогреватели;
- градирни;
- барометрические конденсаторы.
По типу передачи тепла
Рекуперативные
В данном виде устройств теплопередача происходит непрерывно через контактную поверхность. Примером такого теплообменного аппарата является .
Регенеративные
Отличаются от рекуператоров тем, что движение теплоносителя и теплопотребителя имеют периодический характер. Основная область применения таких установок – охлаждение и нагрев воздушных масс.
Установки с подобным типом действия нужны в многоэтажных офисных зданиях, когда теплый отработанный воздух выходит из здания, но его энергию передают свежему входящему потоку.
Рис. 3. Регенеративный теплообменник
На изображении видно, как в теплообменник поступают 2 потока: горячий (I) и холодный (II). Проходя через коллектор 1 горячая среда нагревает гофрированную ленту, свернутую в спираль. В это время через коллектор 3 проходит холодный поток.
Спустя какое-то время (от нескольких минут до нескольких часов), когда коллектор 1 заберет достаточное количество тепла (точное время зависит от тех. процесса), крыльчатки 2 и 4 поворачиваются.
Таким образом изменяется направление потоков I и II. Теперь холодный поток идет через коллектор 1 и забирает тепло.
По типу конструкции
Вариаций конструкций теплообменных аппаратов очень много. Их выбор и подбор конкретной модели зависит от большого количества условий эксплуатации и технических характеристик:
- мощность теплообменника;
- давление в системе;
- тип сред (агрессивные или нет);
- рабочие температуры;
- прочие требования.
Конструкция теплообменных пластин
Главная деталь в пластинчатом теплообменном оборудовании – пластины для передачи тепла. Их изготавливают холодной штамповкой из стойких к окислению материалов. Толщина теплопередающей пластины составляет от 0,4 до 1 мм.
Собранный теплообменный пакет состоит из плотно прилегающих друг к другу пластин, образующих каналы в виде щелей. Лицевые стороны пластин имеют углубление по контуру под резиновую прокладку. Благодаря им пластины герметично прилегают друг к другу.
В каждой пластине имеется четыре отверстия для жидкости:
- два отверстия для горячей жидкости (подведение и отвод);
- два отверстия для улучшения точного прилегания пластин. В них установлены уплотнители меньшего размера, чтобы изолировать среды с разными температурами.
Протекание жидкости в пластинчатом теплообменники выполнено так, чтобы происходило завихрение течений. Все это способствует более интенсивному теплообмену с относительно малым сопротивлением протекания жидкости. А при небольшом сопротивлении потоку менее интенсивно накипают отложения на стенки аппарата.
Петлевидные потоки жидкости вдоль пластин могут неоднократно производить обмен тепла. Благодаря этому даже при большой разнице нагреваемой среды и источника тепла достигается качественный теплообмен. В итоге разница в температуре двух сред минимальна. Для многократного теплообмена выводят патрубки в прижимной плите, а не только в неподвижной.
Рис. 4. Устройство РПТО
Схема
По схеме работы теплообменники делят на две разновидности:
- одноходовые;
- многоходовые.
Одноходовый теплообменник устроен так, что каждая среда протекает через щелевые каналы один раз.
После этого жидкость поступает в сборный коллектор и оттуда – в трубопровод.
При таком исполнении все присоединительные патрубки находятся с одной стороны устройства – на неподвижной плите. Подвижную плиту можно двигать как угодно, так что разбирать теплообменник для обслуживания и ремонта ничто не мешает.
Многоходовая схема применяется в тех случаях, когда в греющей среде после одного прохода остается еще много тепла.
Такое наблюдается в следующих случаях:
- пластины имеют маленькую площадь либо в кассете их установлено малое количество;
- расходы двух сред очень сильно отличаются;
- разность температур греющей и нагреваемой среды невелика, поэтому теплообмен протекает с низкой интенсивностью.
В кассету многоходового пластинчатого теплообменника добавляются пластины только с двумя портами, расположенными с одной стороны. Благодаря этому, каждая среда протекает по каналам два раза или более, так что нагреваемая среда усваивает от греющей намного больше тепла, чем при одноходовой схеме.
Преимущества
- возможность монтажа и демонтажа устройства непосредственно на месте, где будет эксплуатироваться пластинчатый теплообменник;
- установка в тепловых системах без должной водоподготовки;
- незначительный вес;
- возможность быстро и легко изменять тепловую мощность путём дополнительной установки пластин;
- гибкая регулировка температурного режима в системе.
Основные особенности конструкции
Для изготовления пластин применяются сплавы, характеризующиеся стойкостью к образованию коррозии. Это обеспечивает им должный уровень надежности и гарантирует долговечность.
В собранном виде теплообменник отличается довольно плотным размещением пластин. Благодаря этому образовываются щелевые каналы. Их герметичность достигается за счет применения дополнительных контурных прокладок из резины.
На всех пластинах присутствуют отверстия в количестве четырех штук. Два из них обеспечивают нагревание сред. Оставшаяся пара изолируется. Данная мера исключает недопустимое смешивание жидкостей.
Особенностью работы пластинчатых теплообменников являются довольно небольшие гидравлические сопротивления. Кроме того, следует отметить тот факт, что на поверхности пластин практически не образуется накипь.
При условии размещения дополнительных патрубков на прижимной плите, реализуется возможность осуществления многократного теплообмена сред. Подобный подход актуален в ситуациях, когда речь идет о незначительной разнице в температуре двух сред, а также при условии ощутимого отличия в их расходе.
Оборудование для промывки теплообменников
Принцип работы теплообменника
Во время осуществления теплообмена движение жидкостей происходит по направлению друг к другу. Наличие специального элемента из стали или дополнительного резинового уплотнения позволяет предотвратить смешение жидкостей в тех местах, где существует возможность протекания.
В зависимости от того, в каких именно условиях планируется эксплуатация конкретного теплообменника, количество пластин, а также способ обработки их поверхности, могут отличаться. Это относится и к применяемым расходным материалам.
Так, производители предлагают не только изделия из доступной нержавеющей стали, но и модели, выполненные из современных сплавов, устойчивые к длительному воздействию агрессивных сред.
Понравилась статья? Расскажите друзьям:
Оцените статью, для нас это очень важно:
Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.
Источник