Сравнение пластинчатых теплообменников с кожухотрубным оборудованием

Теплообменники представляют устройства, которые предназначены для передачи тепла от теплоносителя к нагреваемой среде. В качестве рабочих сред могут использоваться газы и газовые смеси, пары, жидкости.

Существуют пластинчатые и кожухотрубные теплообменные аппараты.

В кожухотрубном теплообменнике движение горячей и холодной сред организовано по различным каналам, при этом теплообмен осуществляется непосредственно между их стенками.

Теплообменник пластинчатый представляет систему контактных тонкостенных пластин, собранных в единый пакет таким образом, что в результате образуются отдельные не сообщающиеся друг с другом магистрали. Рабочие среды движутся по ним по принципу противотока, при этом теплообмен осуществляется через всю поверхность пластины.

Конструкция кожухотрубного теплообменника такова, что коэффициент теплопередачи оказывается существенно ниже в сравнении с пластинчатым оборудованием при равных потерях давления.

Даже в самых современных кожухотрубных аппаратах значительная часть поверхности теплообмена оказывается в мёртвых зонах, в которых практически отсутствует теплопередача. Кроме того, в этих областях происходит формирование осадка с намного большей скоростью, что увеличивает коррозийные явления, а в случае с кожухотрубным оборудованием ещё и способствует сужению просвета трубы. В пластинчатых теплообменниках реализован принцип самоочистки, который возникает благодаря высокой турбулентности потоков. Общая площадь мёртвых зон в таком оборудовании сводится к минимуму. У ведущих производителей, к которым относится Tranter, площадь мёртвых зон не превышает 5%.

Как правило, кожухотрубные теплообменники применяют при рабочем давлении теплоносителя более 25 кгс/см². При давлениях, превышающих это значение, целесообразно устанавливать пластинчатые теплообменники, которые во всех случаях оказываются более энергоэффективными. Перед установкой, так же необходимо сделать расчет теплообменника, это очень важный важный процесс, так как от него будет зависить конечный результат.

При равных параметрах аппаратов пластинчатое оборудование в среднем в 3–6 раз компактнее кожухотрубного (по весу это соотношение 1:6), что позволяет не только существенно экономить полезную площадь, но и минимизировать затраты на установку.

Пластинчатые аппараты разборного типа можно легко разбирать для обслуживания и ремонта — для этого требуются усилия 2 человек и 4–6 часов времени, в то время как кожухотрубные теплообменники требуют сложного и затратного демонтажа подводящих трубопроводов. Более того, довольно часто очистка труб не может быть проведена полноценно, при этом оставшийся на поверхности осадок будет способствовать ускоренной коррозии.

Срок службы теплообменных пластин у ведущих производителей достигает 20–25 лет (уплотнительные прокладки рассчитаны на 10 лет эксплуатации). Стоимость полной замены всех уплотнителей лежит в пределах 15—25% от стоимости всего аппарата, что существенно дешевле замены одной латунной трубной группы в кожухотрубном оборудовании (около 80–90 % общей стоимости).

Использование в технологических схемах пластинчатых теплообменников позволяет снижать эксплуатационные затраты не менее чем на 20 %, а также переходить на другие режимы работы, оптимизируя параметры имеющегося в наличии оборудования. Теплообменники от лидеров отрасли позволяют вернуть свои затраты в течение 2–5 лет, иногда окупаемость лежит в пределах нескольких месяцев.