Кожухотрубные теплообменники – как производится расчет параметров

Основное преимущество кожухотрубных теплообменников – возможность индивидуального проектирования, компоновки узлов оборудования в соответствии с нужными размерными, монтажными, рабочими и эксплуатационными параметрами.

Так как кожухотрубные конструкции применяются для теплообмена между двумя разделенными потоками сред в разном агрегатном состоянии: пар, жидкость, газ, то для правильного расчета параметров важно учитывать не только температуру теплоносителя, но и характеристики перекачиваемой среды.

Параметры для расчетов

Подбор кожухотрубного теплообменника требует расчета комплекса параметров – тепловых, гидравлических, механических. 

Основные исходные данные для расчета:

• Тип конструкции оборудования
  
• Характеристики, состав перекачиваемой среды (вода, растворы, смеси, пар, горюче-смазочные материалы) – коэффициент теплопроводности, плотность, вязкость, коррозийная агрессивность, химический состав)
• Исходные параметры температурных сред, нагревающей и нагреваемой
• Рабочее и предельное давление
• Температура рабочих сред на выходе из теплообменника

Уточненные расчеты сложных конструкций кожухотрубных теплообменников, которые лучше доверить профильным специалистам, включают анализ коэффициента запаса прочности, КПД при стандартных и предельных рабочих нагрузках, стойкость к гидроудару, выбор компенсатора температурного режима.

Этапы подбора технических характеристик кожухотрубного теплообменника

Каждая модель кожухотрубного теплообменника рассчитана на определенные эксплуатационные характеристики теплоносителя, имеет различную производительность, КПД, режим теплоотдачи. Поэтому надо при выборе и покупке рассматривать каждый вариант по комплексу параметров.

Характеристики теплоносителя

Чтобы провести расчет, необходимы значения расхода нагревающей жидкости, характеристики теплоносителя: 

• Физические – кристаллизация, степень загрязнения, температура кипения, вязкость
  
• Теплофизические – тепловая емкость, показатели парообразования, теплопроводность
• Химическая агрессивность – щелочные, солевые, кислотные растворы
• Коррозийная агрессивность при рабочем и критическом температурном режиме
•  Экологическая безопасность
• Пожарная и взрывобезопасность – температура вспышки, самовоспламенения, предел концентрации воспламенения

Данные нужны для подбора оптимального конструктивного исполнения теплообменника, тепловых, гидравлических и механических расчетов.

Особенности конструкции

Конструкция теплообменника должна соответствовать схеме подключения к трубопроводам, другому оборудованию. 

Важно определить оптимальное направление движения сред по трубному и межтрубному пространству:

• Теплоносители без испарения и конденсации должны перемещаться в турбулентном режиме, противотоком
• Трубное пространство, которое можно механически очистить предназначено для подачи сред, выделяющих отложения, осадок при нагревании
• Направление движения теплоносителя должно совпадать с естественной конвекцией
• Предусмотреть отсутствие застойных зон

Заказывая и приобретая конкретную модель кожухотрубного теплообменника, важно знать базовые данные монтажа, подключения:

• Давление в трубах и корпусе
• Диаметр кожуха
• Монтажные размеры подвода и подключения подающего и принимающего трубопровода
• Тип исполнения (вертикальный, горизонтальный)
• Параметры решеток (подвижные, стационарные)
• Климатическое исполнение

Модернизация современных кожухотрубных теплообменников позволяет увеличить коэффициент теплообмена:

• Турбулентные потоки движения теплоносителя и нагреваемой среды, предотвращающие скопление осадка
• Спиралевидные вставки, увеличивающие площадь обтекания трубок
• Профильные и витые трубы, для жидких и газовых смесей
• Вибрационные поверхности, регулируемая пульсация подачи теплоносителя, увеличивающие теплообмен

Специалисты компании AVITEK-I выполнят инженерно-технические расчеты для безошибочного выбора кожухотрубного теплообменника для конкретного промышленного, производственного коммунального объекта. Правильный расчет параметров рекуператора – гарантия экономичности, энергоэффективности, снижения расходов на ремонт и техническое обслуживание.