Статьи о теплообменном оборудовании

Паровые котлы утилизаторы: производство, применение, характеристики

Паровой котел-утилизатор представляет собой промышленное теплообменное оборудование без топочного отсека, предназначенное для генерации технологического пара посредством использования тепла отработанных газов.

Производство

Наиболее эффективными устройствами для утилизации тепла являются теплообменники ОПТ. Производство таких утилизаторов осуществляется с использованием жаропрочных сталей, что существенно увеличивает их эксплуатационный срок по сравнению с другими видами котлов-утилизаторов.

Теплообменники ОПТ производятся по заказу, предварительно выполняется расчет оборудования, благодаря чему удается добиться максимальной энергоэффективности и оптимальных габаритов агрегата. Они имеют модульное исполнение, модуль собирается из стальных пластин, которые формируют чередующиеся каналы для прохождения нагреваемой и нагревающей среды. Для генерации пара используется вода, процесс образования пара происходит за счет воздействия высоких температур от исходящих газов (например – от печи в металлургии).

Применение

Паровые котлы-утилизаторы применяются в различных отраслях промышленности – сбор и вторичное использование тепловой энергии отработанных газов позволяет экономить на энергоносителях и направлять полученный пар для повышения эффективности различных технологических процессов.

Характеристики

Характеристики утилизаторов тепла ОПТ могут изменяться в зависимости от требований к этому оборудованию. Основными факторами, влияющими на характеристики, являются температуры сред, площадь теплообменной поверхности и скорость потоков.

В утилизаторах ОПТ в качестве теплопередающих элементов используются оребренные панели, они разделяют каналы для прохождения сред. Площадь панелей может регулироваться их количеством в модуле – при увеличении количества уменьшается сечение каналов, возрастает сопротивление и снижается скорость потоков, в результате чего производительность агрегата возрастает. Изменение характеристик может осуществляться на уже установленном оборудовании – модульная панельная конструкция позволяет быстро и легко изменять характеристики в зависимости от изменения условий эксплуатации.

Котлы-утилизаторы ОПТ относятся к теплообменникам нового поколения и отличаются высокой эффективностью по сравнению с утилизаторами тепла других видов.

Характеристики, применение, работа рекуператора тепла

Рекуператор – это теплообменное устройство, через которое проходят, не смешиваясь, потоки двух разных сред, при этом горячая среда передает тепловую энергию холодной среде. Эффективность теплообмена зависит от их температур, площади теплопередающей поверхности разделительных элементов и скорости движения потоков, которые могут двигаться в одном направлении (прямоток), навстречу друг другу (противоток) или в перпендикулярных направлениях (перекрестноток).

Рекуператоры ОПТ

Рекуператор тепла нового поколения ОПТ имеет свои отличительные особенности, которые обеспечивают высокую эффективность этого теплообменного оборудования. Они имеют модульное исполнение, а модули собираются из стальных панелей с ребрами. Оребрение увеличивает теплопередающую поверхность и может создавать аэродинамическое сопротивление для снижения скорости движения среды.

Особенности конструкции и работы рекуператора

В модуле может быть разное количество каналов для прохождения сред. Каналы для нагреваемой и нагревающей среды чередуются, их количество влияет на характеристики и производительность агрегата – чем больше панелей установлено в модуле, тем лучше теплообмен и выше температура нагреваемой среды.

Базовыми значениями для расчета рекуператора являются температура сред на входе в модуль. В модуле могут создаваться разные условия для теплообмена – изменение производительности осуществляется путем увеличения и уменьшения количества пластин (и каналов), сечения каналов, а также изменения скорости потоков.

Рекуператоры ОПТ могут работать со средами разного типа – газ-газ, газ-жидкость, воздух-воздух и т.д. В зависимости от типа сред и условий эксплуатации для изготовления панелей могут использоваться разные марки стали – это обеспечивает максимально возможный срок эксплуатации рекуператора. При необходимости ремонт осуществляется путем замены пластин или модуля полностью. Проведение ремонтных работ или обслуживания не требует особых знаний и применения спецтехники, так как вес и габариты рекуператора существенно меньше по сравнению с традиционными теплообменными аппаратами.

Применение рекуператоров тепла на производственных и промышленных предприятиях является рациональным решением, установка такого оборудования позволяет добиться значительной экономии на энергоносителях и увеличить эффективность технологических процессов за счет вторичного использования тепла.

Производство, установка, работа газового теплообменника

Теплообменники газ-газ предназначены для подогрева газа путем теплообмена с другой газообразной средой.

Кожухотрубный теплообменник газ-газ

Для подогрева природного газа обычно используются трубчатые теплообменники – нагреваемая среда (газ) проходит по трубам, а нагревающая газообразная среда движется в межтрубном пространстве внутри камеры и передает тепло через поверхность труб. Для увеличения производительности теплообменника необходимо повышение температуры нагревающей среды и увеличение теплопередающей поверхности посредством добавления труб и, как следствие, увеличение габаритов теплообменника, что может быть неприемлемым решением для определенных условий.

Большие размеры традиционных газовых теплообменников являются существенным недостатком, который может препятствовать установке оборудования именно этого типа. Но существует альтернативный вариант, который по всем параметрам и во много раз превосходит трубчатые агрегаты – теплообменник ОПТ типа газ-газ.

Теплообменники ОПТ газ-газ

Базовый принцип работы теплообменника нового поколения практически не отличается от принципа работы традиционного аппарата – в нем так же осуществляется теплообмен между двумя средами, но благодаря особенностям конструкции агрегаты ОПТ отличаются небольшими размерами и небольшим весом, высокой эффективностью и способностью к быстрой модернизации.

Модули теплообменника состоят из стальных оребренных панелей, которые разделяют каналы для прохождения газов и являются теплопередающими элементами этого оборудования. Каналы для разных сред чередуются так, что одна сторона панели контактирует с нагревающей средой и принимает от нее тепло, а через другую сторону отдает это тепло нагреваемому газу. Каналы герметичны и не допускают смешивания газов.

Модернизация теплообменника ОПТ осуществляется при изменении условий эксплуатации на длительный период времени – в основном, необходимость в изменении производительности возникает при повышении или понижении температуры газов на входе в агрегат. Увеличение или понижение мощности теплообменника производится посредством изменения количества панелей в модуле и сечения каналов для прохождения сред.

Наличие таких преимуществ у аппаратов нового поколения делает их безусловными лидерами на рынке промышленного теплообменного оборудования.

Как купить теплообменник газ жидкость?

Теплообменник газ-жидкость предназначен для передачи тепловой энергии между средами разного типа. В качестве нагревающей среды используются отработанные горячие газы, которые передают тепло воде или иной жидкой среде. Наиболее распространенными являются трубчатые теплообменники, представляющие собой систему труб – по трубам течет жидкость, которая нагревается проходящими через камеру горячими газами.

Другим вариантом, получающим всё более широкое распространение благодаря своим преимуществам и эффективности, является теплообменник ВП-ОПТ. Каналы для прохождения сред в этом агрегате ограничены стальными панелями, через поверхности которых происходит передача тепла от газа воде. Для увеличения площади теплообмена панели оснащены ребрами, а каналы для жидкости и газа чередуются. Направление движения сред может быть прямоточным, противоточным и перекрестноточным.

Данные для выбора теплообменника

Прежде чем купить теплообменник для жидкости, необходимо предварительно систематизировать требования к этому оборудованию и учесть их при выборе агрегата. Основными факторами, влияющими на выбор теплообменника, являются:

Место и площадь для монтажа теплообменного оборудования – при наличии ограничений необходимо учитывать допустимые габариты агрегата;
Теплофизические данные обеих сред – температура сред до передачи тепла и требуемая температура после теплообмена (на выходе), плотность и скорость потоков, относительная влажность воздуха;
Условия эксплуатации теплообменника – откуда будет производиться забор сред, степень их агрессивности – от этого зависит, какой нужен материал для оборудования.

Более подходящим и более эффективным для любых условий будет жидкостный теплообменник ВП-ОПТ – инновационная конструкция этого агрегата позволяет производить его модернизацию, приспосабливая под изменение требований по мощности без увеличения габаритов. Это осуществляется путем увеличения или уменьшения количества панелей в модуле – при добавлении панелей возрастает количество каналов и уменьшается их сечение, возрастает сопротивление и снижается скорость потоков. Теплообменники ВП-ОПТ также отличаются компактными размерами, что позволяет применять их там, где установить традиционные габаритные агрегаты не представляется возможным.

Установка рекуператора. Устройство, характеристики, мощность рекуператора

Установка рекуператора начинается с выбора места для его монтажа. Энергоэффективность рекуператора обеспечивается за счет размещения в условиях, обеспечивающих максимально эффективный теплообмен, и увеличения площади теплопередающих поверхностей. Промышленные рекуператоры отличаются довольно большими габаритами, и их монтаж производится с помощью специальной техники.

Основной, определяющей производительность рекуператора характеристикой является коэффициент полезного действия. КПД рекуператора зависит от следующих факторов:

Относительная влажность воздуха;
Разность температур на входе и выходе;
Скорость течения сред;
Тип устройства – трубчатый, роторный, ОПТ;
Теплообменная площадь рекуператора;
Объем обрабатываемой среды;
Направление движения сред – прямоточное, противоточное или перекрестноточное.

Устройство рекуператора базируется на теплообмене между входящими и исходящими потоками через разделяющие их перегородки. Наибольшую эффективность рекуператоров обеспечивает использование оребренных металлических панелей – этот принцип применяется в теплообменниках нового поколения ОПТ.

Мощность рекуператора ОПТ может изменяться путем увеличения или уменьшения количества каналов для прохождения сред. Наличие ребер на пластинах увеличивает площадь теплообменных поверхностей и может снижать скорость прохождения среды (при уменьшении диаметра канала), что способствует повышению производительности устройства. Таким образом, при изменении условий (понижение температуры снаружи помещения), можно добавить дополнительные панели и уменьшить между ними расстояние, в этом случае температура входящих потоков возрастет до нужного уровня.

Приняв решение установить рекуператор в производственном или ином помещении, необходимо предварительно рассчитать, какими параметрами должно обладать это устройство для обеспечения оптимальных температурных условий. Лучшим вариантом будет рекуператор, изготовленный на основании этих расчетов под заказ.

Сравнение рекуператоров. Какие есть типы рекуператоров?

С целью обеспечения условий для технологических процессов на производстве и в промышленности используются рекуператоры различного типа. Они имеют свои недостатки и преимущества, поэтому при выборе подходящего устройства обязательно следует учитывать их особенности.

Кожухотрубные устройства

Кожухотрубный агрегат считается традиционным рекуператором, он широко применяется в различных сферах деятельности. Принцип действия – одна среда движется по трубам, находящимся в камере, вторая среда омывает трубы и за счет этого происходит теплообмен. К преимуществам теплообменников этого типа можно отнести:

Способность работать со средами, имеющими некоторую степень загрязнения;
Устойчивость к гидроударам и высокому давлению;
Износостойкость, надежность и ремонтопригодность;
Безопасность.

Недостатков у кожухотрубных аппаратов немного, но они довольно существенные:

Большие размеры;
Высокая цена.

Роторные рекуператоры

Этот вид теплообменников обычно применяется для приточно-вытяжных систем вентиляции. Принцип действия – теплообменные поверхности вращаются и получают тепло при прохождении в нагревающей среде, затем отдают его нагреваемым потокам.

Преимущества:

Небольшие габариты;
Высокий КПД;
Регулировка количества подаваемого тепла путем изменения скорости вращения.

Недостатки:

Сложность обслуживания и высокая стоимость ремонта;
Энергозависимость и расходы на электроэнергию.

Рекуператор ОПТ

Теплообменник этого типа представляет собой конструкцию в виде модуля, состоящего из панелей. Панели являются разделителями чередующихся каналов для прохождения сред – они получают тепло от одного канала и передают его в другой. Применение оребренных панелей для модулей позволяет увеличить теплообменную поверхность и увеличить эффективность агрегата.

Преимущества:

Энергонезависимость и отсутствие расходов на электроэнергию;
Небольшие размеры и вес;
Простота обслуживания и долговечность;
Высокий показатель максимальной температуры;
Высокая производительность.

Панельные теплообменники ОПТ обладают преимуществами роторных и кожухотрубных рекуператоров, но лишены их недостатков. Благодаря этому, при выборе теплообменного оборудования следует уделить внимание именно этому типу рекуператоров.

Рекуператоры тепла: особенности и технологии производства

Промышленные высокотемпературные рекуператоры тепла ОПТ предназначены для увеличения эффективности технологических процессов и экономии энергоносителей за счет повторного использования тепловой энергии. Принцип их работы основан на теплообмене между средами через оребренные панели, разделяющие каналы нагревающей и нагреваемой среды.

Конструктивные особенности рекуператоров ОПТ

Теплообменник собирается из модулей с помощью высокочастотной сварки. Эксплуатационный срок рекуператора очень длительный, но со временем появляется частичный износ модулей в результате высокотемпературной «усталости» металла. В этой ситуации не возникает необходимости в ремонте, проблема решается перестановкой целых и изношенных модулей. Это решение позволяет существенно увеличить срок эксплуатации теплообменного оборудования.

Технологии, применяемые для рекуператоров ОПТ

При повышенной запыленности газообразных сред для рекуператоров ОПТ применяются следующие технологии:

Для изготовления панелей используется износостойкая сталь, она увеличивает срок службы в 5 раз по сравнению с устойчивой к коррозии сталью и в 10 раз по сравнению с малоуглеродистой сталью.
Изменение сечения и длины каналов позволяет регулировать скорость перемещения сред и изменять параметры рекуператора до требуемых показателей.
Установленные на входе газообразных сред экраны снижают изнашивание фронтальных элементов.
Небольшой вес модулей позволяет при необходимости быстро поменять их местами, а при полном износе модуля замене подлежит только этот модуль, а не весь рекуператор.
При эксплуатации в условиях высоких температур для изготовления теплообменника используются жаростойкие стали, поэтому «усталость» металла не наступает с течение очень длительного срока.

Использование этих технологий дает теплообменникам ОПТ большие преимущества в экономических и технологических характеристиках по сравнению с рекуператорами другого типа.

Рекуператоры ОПТ могут использоваться в печных агрегатах в металлургической промышленности. С помощью подаваемого нагретого воздуха значительно повышается эффективность горения топлива и соответственно увеличивается производительность и качество металлургической продукции.

Для каждой установки теплообменника осуществляется расчет, позволяющий определить необходимую площадь теплопередающей поверхности, габариты и мощность агрегата.

Расчет теплообменного оборудования: необходимость и эффективность

Правильно подобранный или сделанный под заказ теплообменник должен обеспечивать нужную температуру нагрева входящей среды. Чтобы он работал с максимальной эффективностью, необходимо выполнить комплексный расчет теплообменного оборудования, который включает в себя три вида расчетов – тепловой, конструктивный и гидравлический.

Тепловой расчет

Тепловой расчет направлен на определение характеристик теплообменника, для него используются физические параметры нагревающей и нагреваемой среды – объем обрабатываемого воздуха или иной среды, температура на входе и выходе, а также их физико-химические свойства.

Конструктивный расчет

Целью конструктивного расчета является вычисление коэффициента теплообмена и определение необходимой площади теплообменной поверхности, также вычисляется размер проходных каналов сред. Для этого необходимы данные по расходу теплоносителя и скорости потоков.

Гидравлический расчет

Гидравлический расчет теплообменника производится для определения величины гидравлического сопротивления на основании коэффициента трения, длины и диаметра каналов, а также плотности и скорости потока.

Сравнительный анализ кожухотрубного и панельного (ОПТ) теплообменников

Практика показывает, что при одинаковой производительности кожухотрубных агрегатов и теплообменных устройств типа ОПТ коэффициент теплопередачи у панельного аппарата в несколько раз выше. При этом площадь теплообмена у ОПТ значительно ниже, что положительно отражается на габаритах устройства – размеры теплообменников ОПТ намного меньше, чем у кожухотрубных.

Таким образом, на смену кожухотрубному теплообменному оборудованию и иным видам теплообменников пришли агрегаты нового поколения ОПТ – более эффективные, занимающие меньше пространства и простые в обслуживании. Учитываю их долговечность, заказ устройств этого типа для промышленных и производственных предприятий является рациональным и экономичным решением.

Проведение расчетов должно осуществляться профильными специалистами, обладающими практическим опытом применения разработанных ими устройств. Наличие такого опыта позволяет использовать дополнительные данные для расчетов и избегать возможных ошибок. В этом случае теплообменник будет отличаться максимальной эффективностью и обеспечит требуемый показатель температуры.

Расчет рекуператора: способы и необходимые данные

Применение рекуператоров в промышленности и производстве позволяет значительно сокращать расходы на энергоносители за счет повторного использования тепловой энергии. По причине экономичности спрос на рекуператоры постоянно растет, но для обеспечения требуемой температуры входящей среды нужно подобрать оборудование с достаточной мощностью.

Способы расчета рекуператоров

Для выбора оптимального варианта рекуператора с целью обеспечения высокой эффективности технологических процессов необходим правильный расчет производительности. Применяется два способа расчета рекуператора:

По температуре входящей среды;
По теплосодержанию и другим параметрам используемых сред.

Второй способ является более точным. Данные для расчета высокотемпературного рекуператора получают с помощью точных замеров реальных теплофизических параметров используемых сред.

Данные для расчета рекуператоров

Для расчета рекуператора газ-газ или газ-воздух потребуются следующие данные:

Теплофизические параметры теплоносителя и нагреваемой среды;
Количественные и тепловые характеристики сред;
Дополнительные данные, к которым относится допустимая температура на выходе, наличие и содержание агрессивных веществ, пыли, и иные сведения.

Размеры конструкции рассчитываются на основании создания достаточной площади нагреваемой поверхности для теплообмена с нагреваемой средой.

Достигнуть максимальной точности в расчетах очень сложно из-за непостоянности величин, поэтому применяются усредненные физические параметры.

Чтобы рассчитать и заказать рекуператор, который будет идеально соответствовать всем требованиям, необходимо воспользоваться услугами профильных специалистов, обладающих не только глубокими знаниями, но и имеющих большой практический опыт. Профессиональный подход и правильные вычисления помогут определить нужные размеры и производительность рекуператора, в результате чего оборудование поможет поддерживать оптимальную температуру входящей среды и экономить на электроэнергии в течение очень длительного времени.

Длительный срок эксплуатации рекуператоров газ-газ и газ-воздух объясняется тем, что у них не возникает поломок. Техническое обслуживание заключается в периодических осмотрах и чистке, если в этом появляется необходимость.

Как рассчитать теплообменник? Основные принципы

Установка теплообменного оборудования производится с целью сохранения тепловой энергии, сбрасываемой с отработанными газами или иной средой. Вторичное использование тепла позволяет существенно экономить на энергоносителях и создавать оптимальные температурные условия в производственных помещениях или оптимизировать технологические процессы. Но для полного соответствия требованиям необходимо правильно рассчитать теплообменник.

Расчет теплообменника производится на основании теплофизических данных, получаемых с помощью реальных замеров параметров двух сред, а также некоторых иных сведений в зависимости от типа используемых сред.

Данные для расчета

Для расчета теплообменника необходимы следующие данные:

Температура нагреваемой и нагревающей среды на входе и выходе;
Верхний порог допустимой рабочей температуры и давления среды;
Показатели пропускной способности каналов для обоих сред;
Показатель тепловой мощности устройства.

Для расчета мощности теплообменника могут понадобиться дополнительные характеристики в зависимости от типа сред, например – плотность, уровень загрязненности и т.д.

Для расчета высокотемпературного теплообменника также понадобятся общие данные:

Размеры и сечение магистралей для нагреваемой и нагревающей среды;
Допустимые габариты теплообменника;
Направления движения сред;
Место забора нагреваемой среды и ее назначение после нагрева;
Иные условия, имеющие значение для расчета.

Если с помощью специалистов подобрать правильный теплообменник, стоимость расчета будет иметь второстепенное значение, так как максимальная эффективность устройства позволит получить значительную экономию средств. При индивидуальном заказе теплообменного оборудования расчет осуществляется специалистами как необходимый этап выполнения заказа и не является отдельной статьей расходов для предприятия. Поэтому имеет смысл заказывать расчет именно с последующей реализацией разработки.

Как выбрать рекуператор. Как работает рекуператор воздуха

Высокотемпературный рекуператор обладает большим количеством преимуществ, основными из них являются энергонезависимость и долговечность. По эффективности рекуператор не уступает другим устройствам для нагрева входящей среды, но для этого нужно правильно подобрать подходящий вариант.

Как работает рекуператор

Рекуператор – это теплообменник, в котором входящие потоки нагреваются за счет выходящей среды. Теплообмен происходит через отделяющую среды перегородку, при этом для увеличения эффективности в устройстве может быть оборудовано несколько каналов. Производительность во многом зависит от площади теплопринимающей-теплоотдающей поверхности, для многих моделей это является фактором, определяющим габариты рекуператора.

Как выбрать рекуператор

На рынке представлены рекуператоры разного вида:

Трубчатые;
Роторные;
Камерные;
Пластинчатые;
Рекуператоры ОПТ.

При выборе следует руководствоваться условиями эксплуатации и назначением теплообменного оборудования. Наличие свободного пространства для установки рекуператора также имеет большое значение – в зависимости от вида устройства малые размеры рекуператора могут не позволить добиться нужной производительности (недостаточная площадь теплообменной поверхности).

Какие рекуператоры лучше

Как правило, при выборе важным условием являются именно небольшие габариты устройства, но при этом рекуператор должен обладать мощностью, достаточной для обеспечения требований к поддержанию температуры на нужном уровне. Этим условиям оптимально соответствуют рекуператоры ОПТ, которые относятся к теплообменникам нового поколения.

Как подобрать рекуператор

Подбор рекуператора должен осуществляться с помощью специалистов – в этом случае его установка позволит получить нужный показатель температуры входящей среды, используемой для повышения эффективности технологических процессов.

Для расчета рекуператора используются данные температур на входе и выходе, относительная влажность воздуха, объем помещения и ряд других важных факторов. Специалисты рассчитают необходимую площадь теплообменной поверхности и габариты устройства. Изготовление рекуператора по индивидуальному заказу на основании выполненных расчетов обеспечит оптимальные условия в помещении.

Как устроен теплообменник. Устройство, характеристики и мощность теплообменников

Как устроен теплообменник

Теплообменник представляет собой устройство, в котором происходит теплообмен между двумя средами – входящей и выходящей. Среды разделены пластинами или стенками труб (в зависимости от типа теплообменника). Движение сред может быть:

Прямоточным – среды движутся в одном направлении;
Противоточным – движение сред осуществляется навстречу друг другу;
Перекрестноточным – среды движутся перпендикулярно, крестообразно.

Как работает теплообменник

Принцип работы теплообменника основан на передаче тепла от одной среды другой за счет поверхностей разделителя. Например, в высокотемпературном рекуператоре для металлургических печей входящий воздух подогревается выходящими газами, и попадает в печь уже горячим, что повышает производительность печи и увеличивает качество металлопродукции. Снаружи в рекуператор поступают холодные потоки, они нагреваются от пластин, которые получают тепло от исходящих потоков. Эффективность и параметры теплообменника зависят от площади теплопередающей поверхности.

Технические характеристики теплообменников зависят от температуры сред на входе и выходе, плотности и скорости потоков, а также от ряда других условий. Важным фактором является устройство теплообменника – его тип и материал для разделителей сред (теплообменных поверхностей). Если материалом теплообменника для пластин служит металл с высокой способностью теплопередачи (например, алюминий), то повышается мощность теплообменника, а вес понижается.

Скорость потоков может регулироваться с помощью дополнительного оборудования. Для повышения температуры первичной среды скорость входящего потока может понижаться, в том числе принудительно с помощью специальных устройств. Для одинаковой производительности агрегатов различного вида требуется разный объем теплообменника.

В кожухотрубных агрегатах подогрев жидкости осуществляется при ее прохождении в трубах, омываемых другой жидкостью. При увеличении теплообменной поверхности (количества труб) с сохранением габаритов аппарата происходит снижение объема для нагревающей жидкости, что может привести к потере производительности. Чтобы увеличить мощность, придется увеличивать габариты кожуха.

Конструкция теплообменника с пластинами предусматривает увеличение производительности без изменения внешних размеров устройства. Для этого путем добавления пластин увеличивается количество и уменьшается сечение каналов. Скорость прохождения потоков снижается, мощность возрастает. При недостаточности объема входящего воздуха скорость потока может увеличиваться и регулироваться с помощью дополнительных устройств.

Как подобрать теплообменник. Типы и виды теплообменников

Теплообменник представляет собой рабочий блок, внутри которого происходит обмен теплом между двумя разными средами. Они могут быть разделены пластинами или стенками труб, если одна из сред движется по трубам. Чем больше площадь разделительной поверхности, тем эффективнее теплообмен.

Выбор теплообменника должен осуществляться в зависимости от задачи, которую он будет выполнять, и от требуемой мощности, а также от ряда некоторых других условий. Например, устройство с трубами больше подходит для жидкостей, с вращающимся теплообменником – для газов, а агрегаты с пластинами могут применяться для любых сред.

Типы теплообменников

По принципу работы теплообменники разделяют на два вида:

Рекуперативные;
Регенеративные.

Регенераторы допускают смешивание нагревающей и нагреваемой среды, в случае с рекуператорами смешивания не происходит, среды герметично разделены.

Виды теплообменников

Существует достаточно много видов теплообменного оборудования. Широко применяются следующие теплообменники:

Погружные – аппарат оснащен змеевиком цилиндрической формы, который расположен в камере с жидкостью. Используется в условиях, где допускается закипание;
Графитовые – цилиндр для прохождения одной среды находится внутри прямоугольного блока и омывается другой средой, проходящей перекрестно. Применяется для сред, вызывающих повышенное окисление металла (коррозию);
Спиральные – представляет собой закрученные в спираль металлические листы, требует наличия прокладок или перегородок. Такой теплообменник сложен в обслуживании, но эффективен и имеет небольшой вес;
Кожухотрубные – одна среда проходит по трубам, находящимся в кожухе, трубы омываются другой средой. Хорошо подходит для жидкостей;
Пластинчатые – среды разделены пластинами, количество каналов варьирует от двух (по одному на каждую среду) и более. Отличается компактностью и эффективностью, подходит для разных сред.

Для подбора нужных теплофизических параметров теплообменника необходим точный расчет устройства с целью определения площади теплообменной поверхности, от этого также зависят габариты агрегата.

При проведении расчетов учитываются характеристики сред и другие данные, поэтому эта задача под силу только специалистам. Изготовление теплообменника под заказ выполняется на основании расчетов, которые проводят специалисты компании-производителя.

Как подключить теплообменник. Установка и проверка теплообменника

При прямоточном подключении среды движутся в одном направлении – параллельно. При противоточном нагреваемая и нагревающая среда движутся навстречу друг другу, а перекрестноточное направление обеспечивается конструкцией теплообменника – среды направлены перпендикулярно и теплообмен происходит при их пересечении в модуле аппарата.

Противоточная схема более эффективна по сравнению с прямоточной, перекрестноточный вариант также обеспечивает лучший теплообмен, чем при движении сред в одном направлении.

Как установить теплообменник

Установка теплообменника зависит от его назначения и типа используемых сред. Монтаж высокотемпературного рекуператора в металлургии имеет свои особенности, он служит для нагрева первичного воздуха, который подается в печь для повышения ее производительности. В качестве нагревающей среды используются отработанные горячие газы из печи.
Монтаж теплообменника для обеспечения технологических процессов может не отличаться от вышеуказанного способа установки при условии, что производится отвод входящих подогреваемых сред от агрегата к оборудованию, в котором проходят эти процессы. В ряде случаев теплообменник устанавливается непосредственно в технологическую линию.

Как проверить теплообменник

Оценка эффективности установленного теплообменника осуществляется на основании теплового коэффициента полезного действия (КПД). КПД устройства рассчитывается отношением количества фактически переданного тепла между двумя средами к теоретическому максимально возможному теплообмену. При этом не учитывается гидравлическое сопротивление агрегата и потеря качества передаваемого тепла. Для более точных расчетов по изготовлению и последующей проверки эффективности устройства на практике следует воспользоваться услугами специалистов.

Применение многоходовых рекуператоров ОПТ производства компании «Термо Северный Поток»

Для повышения коэффициента рекуперации и эффективности нагрева воздуха целесообразно применять многоходовые рекуператоры ОПТ, которые имеют один ход движения теплоносителя и два или более ходов нагреваемой среды. Это позволяет повысить коэффициент рекуперации оборудования, или уменьшить массогабаритные характеристики рекуператора при сохранении того же коэффициента рекуперации.

Пример такого рекуператора приведен на данной фотографии: один ход по тракту теплоносителя,- продуктов сгорания природного газа, наряду с использованием гладких каналов, в которых скорость теплоносителя достигает 20-30 м/с,позволяет обеспечить беспрепятственное прохождения дыма через рекуператор, не оседая на его стенках. Особенно это актуально для сред с высоким содержанием пыли, отходов варки стекла и других загрязненных сред. Кроме того, при необходимости, это обуславливает легкость в чистке каналов без применения специальных приспособлений и разборки конструкции рекуператора.

Успешный опыт применения промышленных рекуператоров в системах отопления добывающих шахт

Нами успешно реализуется практика замены вышедших из строя трубчатых воздухоподогревателей (ТВП) на воздухонагревательных установках (ВНУ), которые достаточно распространены в системах отопления шахт.

Рекуператоры ОПТ полностью лишены всех недостатков ТВП, в т.ч. связанных с засорением дымовых каналов длительной работе на твердом топливе ввиду достижения газовым потоком скоростей более 15 м/с, т.е. обеспечения самоочистки каналов.

К тому же, особенности конструкции рекуператора ОПТ позволяют:

строго соблюсти все привязочные размеры заменямого ТВП;
иметь на единицу массы и объема значительно больше теплопередающей поверхности
быть значительно дешевле и более эффективнее

Рекуператор ОПТ-500/78-300/60,2, изготовленный с сохранением всех привязочных размеров взамен вышедшего из строя воздухоподогревателя ТВП-460 установки ВНУ 075х2.

Обоснование применения промышленных рекуператоров в циклах печного нагрева

Из технических источников по промышленным топливным печам известно, что они эксплуатируются с весьма низким термическим КПД, величина которых не превышает 20-30 %, т.е. в 3-4 раза ниже, чем, например, КПД современных парокотельных установок.

Вышеуказанный фактор обуславливается, в основном, очень большими потерями тепла с отходящими дымовыми газами, достигающими иногда 50 – 65 % от количества тепла, подведенного в печь. С целью повышения термического КПД печи используется метод нагрева воздуха, поступающего на горение к топливосжигающим устройствам, в рекуператорах печной установки. При нагреве воздуха в рекуператоре печи количество воздуха, вносимого в печь, увеличивается, увеличивается прямо пропорционально температуре его нагрева, т.е. в приходной части теплового баланса печи возрастает доля (или процентное содержание) поступившего тепла с воздухом, а, соответственно, снижается расход топлива на печь. Возрастает КПД топочного агрегата в целом вследствие снижения уровня тепловых потерь с отходящими дымовыми газами.

Необходимо отметить, что единица тепла, вносимая с подогретым воздухом, идущим на сжигание топлива, более ценна, чем единица тепла, полученная от горения топлива. В данном случае единица тепла, получаемая в печи от горения топлива, только частично используется в ее рабочем пространстве; другая часть уходит с дымовыми газами. Тепло, содержащееся в подогретом воздухе (топливном газе), полностью используется в рабочем пространстве, т.к. в данном случае не увеличивается объем отходящих дымовых газов.

Справочная информация о применяемом оборудовании на промышленных печах

Аэродинамический расчет дымового тракта	Расположение газовых форсунок на головках мартеновских печей, отапливаемых одним природным газом. Требуемая тяга в газовом тракте печи обусловлена разностью плотностей атмосферного воздуха и дымовых газов.
Барабанная печь	барабанная вращающаяся печь, трубчатая печь — промышленная печь для обжига и сушки сырья и полупродуктов. Барабанная вращательная печь имеет форму горизонтально расположенного цилиндра
Блочные горелки	Горелки, в зависимости от их конструкционных особенностей, можно разделить на два типа: моноблочные и блочные. Поскольку обе разновидности устройств выполняют по сути одну и ту же функцию, заключающуюся в сжигании топливной смеси, для выбора наиболее подходящего оборудования в конкретных условиях требуется знать технические характеристики газовых горелок.
боров	Горизонтальная часть дымохода, ведущая от печи к дымовой трубе ( тех. ).
вагранка	Вагранка — топливная печь шахтного типа (вертикальная), служащая для переплавки чугуна. Топливом служит преимущественно кокс, или антрацит, высокая температура при сжигании которых достигается посредством дутья (см. Воздуходувные машины
Взрывной клапан	Взрывной клапан — устройство для предотвращения разрушения энергетических установок в случае взрыва угольной пыли, горючих газов и др.
Вихревая горелка	Вихревые горелки, прецессирующее вихревое ядро в потоке с. горением. 1. Факел типа а—предварительно перемешанные топливо и воздух; 1,4 < а < 6,0. Для этого случая характерен очень короткий факел с большой интенсивностью процесса горения…
Входной патрубок дымососа	Дымовые газы поступают (засасываются) через входной всасывающий патрубок в центральную часть ротора, вращающегося с большой частотой в подшипниках, вынесенных за пределы кожуха, который представляет собой спиральную камеру.
Выходной патрубок дымососа	Лопатки ротора забирают газы из внутренней полости дымососа и отбрасывают в обечайку, откуда через выходной патрубок (диффузор) отводятся в дымовую трубу
Газовоздушный калорифер	газовоздушный калорифер теплопроизводительностью 30 Мкал/ч для отопления крупных производственных зданий. Он представляет собой пластинчатый или трубчатый теплообменник
Газовый обогреватель	Сфера применения газовых обогревателей — дачи, гаражи, помещения производственного назначения, местный обогрев на открытом воздухе. При применении таких горелок используется эффект солнца…
газоход	ГАЗОХОД. канал, образованный элементами поверхностей нагрева парового или водогрейного котла или печи и служащий для направления газообразных продуктов сгорания вдоль поверхности нагрева либо для удаления их в атмосферу.
Горелка атмосферная	горелка с предварительным смешением газа с частью воздуха; относится к классу эжекционных горелок, работающих при атмосферном давлении или разрежении в топке до 20 Па.
Горелка беспламенная	«Смешивается газовоздушная смесь в бемпламенных горелках с небольшим избытком воздуха, затем поступает в раскаленные огнеупорные каналы, интенсивно нагревается и сгорает. Так как пламя не выходит из канала, этот процесс сжигания газа называется беспламенным. Но название это условное, по причине наличия пламя в каналахДостоинства беспламенных горелок: · полное сгорание газа при малых избытках воздуха; · возможность достижения высоких температур горения; · сжигание газа с высоким тепловым напряжением объема горения; передача значительного количества теплоты излучением в инфракрасной области спектра. Недостатки беспламенных горелок: · большие габариты; · узкие пределы регулирования производительности; невозможно применять газ, подогретый до высокой температуры»
Горелка газомазутная	комбинированная горелка, работающая поочерёдно или одновременно на газе и мазуте. — газомазутна горелка.
Горелка ГДУВ	Горелка дутьевая унифицированная типа ГДУВ. предназначена для сжигания газообразного топлива с теплотой сгорания от 7,65 до 9,0 МДж/м3 в промышленных печах, сушилах и топках технологических установок.
Горелка ГНП	Газовые горелки низкого давления ГНП применяются для сжигания природного и сжиженного газов в печах, сушилках и других тепловых агрегатах. Горелки ГНП двухпроводные с принудительной подачей воздуха. Устойчивое зажигание и горение факела обеспечивается туннелем горелочного камня. Горелки могут применяться в тепловых агрегатах, имеющих диапазон температур 400-1300?С. (до 200 м/с).
Горелка диффузионная	Диффузионные горелки широко применяют при сжигании искусственных газов с высокой скоростью распространения пламени в газовоздушной смеси. Значительно реже их используют при сжигании природных газов и совершенно не используют при сжигании сжиженных газовДиффузионные горелки могут успешно работать без проскоков пламени при любых скоростях истечения газа и воздуха, при любом подогреве компонентов горения ( в том числе и до температур, превышающих температуру самовоспламенения) и без водяного охлаждения выходной части горелок, что повышает надежность их работы. Диффузионные горелки чаще всего устанавливаются в печах, работающих с окислительной атмосферой. Эти горелки совершенно гарантированы от засоса пламени в горелку, но они очень чувствительны к отрыву и затуханию факела.
Горелка для сжигания ферро-сплавного газа	Воздух для сжигания ферросплавного газа подаётся вентилятором типа ВЦ6-28 № 5. … Максимальный расход ферросплавного газа на одну горелку составляет 200 м3/ч и ограничен давлением газа в газопроводе.
Горелка для сушки разогрева ковшей	сушку и разогрев ковша с монолитной футеровкой необходимо производить по строго определенной температурно временной диаграмме … Переход между режимами сушки и высокотемпературного разогрева осуществляется «на лету», то есть без гашения горелки,
Горелка дожигания	горелки камеры дожигания. — системы нагнетания воздуха, обеспечивающей полное дожигание газов пиролиза, — системы охлаждения дымовых газов скоростным теплообменником.
Горелка плоскопламенная	Применяют плоскопламенные горелки типа ГПП и ГР для установки в нагревательных и термических печах (в своде или боковых стенах). Горелки ГПП предназначены для сжигания природного газа.
Горелка погружная	Применение погружных горелок предотвращает контакт продуктов сгорания с металлом. Это приводит к существенному снижению окисления поверхности, уменьшению потерь и водородной абсорбции в ванне
Горелка скоросная	Горелка газовая скоростная — устройство, обеспечивающее полное сжигание газа во встроенной камере сгорания и истечение продуктов сгорания из нее в топочное пространство с большой скоростью
Горелка труба в трубе	Горелки типа «труба в трубе» малой, средней и большой тепловой мощности различаются размерами и конструктивным исполнением, а горелки для газов с высокой и низкой теплотой сгорания – соотношением проходных сечений для воздуха и газа.
Горелка турбулентная	Горелка турбулентная. В кольцевой вращающейся струе воздуха, которая реализуется в горелках турбулентного типа, возникает зона обратных токов. Размеры зоны определяются тангенциальной составляющей скорости закрученного потока. Турбулентное диффузионное сжигание производится раздельной подачей газа и воздуха через горелки в камеру сгорания в среду горячих продуктов сгорания. Воздух может подаваться через те же горелки или помимо них через отдельные сопла.
Горелка циклонная	Циклонные горелки, специально сконструированные для эффективной пайки труб. Вращающееся и охватывающее пламя обеспечивают равномерное нагревание вокруг поверхности трубы циклонная горелка снабжена пакетом циклонных камер, сгруппированных попарно: одна — на оси параллельной оси горелки, а другая — под углом а 40-55° с ней, и имеющих общее выходное сопло
горелка шахтных печей обжига извеси	шахтные печи для обжига извести. … Известна балочная многосопловая горелки шахтной печи, содержащая водоохлаждаемый кожух, расположенные в кожухе воздушные и газовые коллекторы с соплами для раздельной подачи в печь газа и воздуха.
Горелочные устройства тепловых завес	Воздушно тепловая завеса необходима для разделения помещения на разные тепловые зоны. Основная цель такого оборудования заключается в создании мощных потоков тепла: получается надежный воздушный барьер между холодной и теплой средой. В качестве устройства для нагрева воздуха завеса снабжена блоком рамповых горелок, установленным непосредственно в воздушном коробе,
Горшковая печь	По конструкции: Печи вертикальной загрузки (горшковые). Печи колпаковые (с отделением от пода). … В такой муфельной печи нагревательные элементы находятся внутри или снаружи муфеля, что позволяет нагревать заготовки равномерно со всех сторон.
Двухпроводные горелки	Двухпроводные дутьевые горелки работают на газе и воздухе под давлением. Горелки с принудительной подачей воздуха обычно работают на газе низкого давления, в ряде случаев они также работают и на газе среднего давления. Преимуществом этого типа горелок является то, что их можно применять в топочных устройствах с различной величиной противодавления, автоматически регулировать соотношение газа и воздуха. Горелки имеют малые габариты, работают бесшумно и обладают большой производительностью.
Дымовая труба кирпичная	Дымовая труба — вертикально расположенное трубное устройство для отвода продуктов сгорания в атмосферу. Принцип действия дымовой трубы основан на эффекте тяги, который обеспечивает перемещение массы газа в направлении от входного к выпускному… Кирпичная дымовая труба состоят из фундамента, цоколя и ствола, который, для придания устойчивости, суживается по высоте
Дымовая труба металлическая	Дымовая труба предназначена для удаления продуктов сгорания от котлов, печей, сушильных камер в атмосферу. Через дымовую трубу отводятся дым, а вместе с ним пепел и сажа. Дымовая труба представляет собой вертикальный цилиндр, состоящий обычно из нескольких частей, скрепленных фланцами. К нижней части трубы подводятся газоходы от котлов, через которые поступают продукты сгорания (дым). Дымовые металлические трубы изготавливаются на растяжках и самонесущие
дымопровод	Дымоход – это вертикальная труба для удаления в атмосферу продуктов сгорания топлива из отопительных агрегатов. Он предназначен для создания естественной тяги, под воздействием которой воздух для продуктов сгорания поступает в топку, а дымовые газы удаляются из нее. Основные параметры хорошего дымохода – это качественное сжигание топлива, идеальная тяга, быстрый прогрев стенок и быстрое преодоление порога конденсатообразования, долговечность, прочность, удобство установки. Состав необходимых элементов для возведения дымохода зависит от выбранной схемы монтажа и конструкции здания.
Дымопровод	Дымоход — это трубопровод или вертикальный канал, имеющий сечение круглой или прямоугольной формы, необходимый для образования тяги и отвода в атмосферу дымовых газов от дымоотвода и теплогенератора (печи, котла
дымосос	Дымосос — тягодутьевая машина (как правило, центробежного типа), которая служит для удаления дымовых газов — продуктов сгорания топлива. Предназначен для применения в теплоэнергетике (устанавливается после котла) или для противопожарных мероприятий.
Дымосос двухстороннего всасывания	Отсос газов осуществляется дымососом двухстороннего всасывания по двум идентичным, параллельно работающим ветвям пылеулавливания. Отработанный теплоноситель поступает на очистку в циклоны .
дымоудаление	Дымоудаление — это процесс удаления дыма при подачи чистого воздуха системой противодымной вентиляции помещений. Система дымоудаления необходима для обеспечения безопасной эвакуации людей из помещений
Жидкотопливные горелки (Дизельные, Мазутные, и т.п.)	Жидкотопливная горелка – устройство, предназначенное для сжигания жидкого топлива. В жидкотопливной горелке жидкое топливо, подаваемое под высоким давлением, распыляется в виде паров и мельчайших частиц. В смесительном устройстве образовавшиеся пары топлива смешиваются с воздухом (кислородом воздуха) и образовавшаяся топливовоздушная смесь поджигается на выходе из смесительного устройства с образованием устойчивого постоянного пламени
Запально-защитное устройство	Запально-защитное устройство ЗЗУ предназначен для дистанционного розжига горелок, работающих на жидком или газообразном топливе, а также для контроля наличия пламени в топках котлоагрегатов.
Запальные горелки	Запальные горелки (запальники) газовые предназначены для: — розжига котлов — розжига печей и иных топочных агрегатов различного назначения.
Инжекционные горелки	Инжекционными горелками называют устройства, в которых воздух, необходимый для сжигания топлива, нагнетается в рабочий объем за счет энергии струи газа, вытекающего из сопла. Имеются несколько разновидностей конструкций, различающихся назначением и требуемым расходом воздуха, который необходимо эжектировать через смеситель в зону горения горелки. Если горелка предназначена для термической или нагревательной печи, в рабочем объеме которой давление поддерживается около нуля мм вод.ст., то смеситель горелки должен обеспечивать подсос воздуха в количестве, обеспечивающем полное сгорание топлива
Камера смешения	Камера смешения предназначена для комбинации в приточно-вытяжной установке для работы с наружным и рециркуляционным воздухом. Камера может комплектоваться 2 или 3 клапанами в зависимости от схемы установки
Камерная печь	Камерная печь – печь, у которой длина, ширина и высота рабочего пространства близки по значению, а температура нагрева или термообработки материала одинакова во всех точках рабочего пространства
Клапан «горячего»	Клапан горячего дутья с электроприводом предназначен для отделения воздухонагревателя от воздухопровода горячего дутья при работе воздухонагревателя в режиме нагрева
Клапан дымовой	Любая система пожарной вентиляции состоит из нескольких важных элементов. … В начале этой вентиляционной сети стоит вентилятор дымоудаления, а во всех ее конечных участках находятся клапаны дымовые
Клапан поворотный	Клапаны этого типа используются для регулирования и перекрытия расхода газа, жидкости или двухфазных потоков
Комбинированные горелки	Комбинированными горелками называются горелки, работающие одновременно или раздельно на газе и мазуте или на газе и угольной пыли. Свое применение комбинированные горелки нашли: при перебоях в подаче газа и срочном переходе на другой вид топлива; когда газовое топливо не обеспечивает необходимого температурного режима топки; для выравнивания суточной неравномерности газопотребления при подаче газа на объект в определенное время суток
Муфельная печь	Печь муфельная — это нагревательное устройство, предназначенное для нагрева разнообразных материалов до определенной температуры. Главной особенностью этой печи является наличие муфеля
Направляющий аппарат	НАПРАВЛЯЮЩИЙ АППАРАТ. Устройство для регулирования подачи и полного давления центробежного вентилятора, устанавливаемое на входе в вентилятор и закручивающее поток воздуха
Переносной запальник	Газовые переносные запальные устройства предназначены для розжига основных горелок и контроля наличия пламени.
Печь плавки стекломассы	Известны способ для плавки и осветления стекломассы и печь для ее осуществления . Способ варки стекломассы в печи с барботированием слоя стекломассы включает наварку слоя стекломассы в первой камере печи до рабочего уровня.
Печь с шагающими балками	печь с шагающими балками, содержащая подвижные и неподвижные балки с зазором между ними (2). В указанной печи улучшение качества нагрева достигается путем герметизации рабочего пространства газовыми струями
Печь с шаговым подом	Печь с шагающим подом, проходная печь, через которую нагреваемые изделия транспортируются с помощью шагающих (подвижных) балок. При движении балок вверх изделие, лежащее на стационарном поде печи, поднимается
Печь спекания	Спекание в печах нужно вести при температурах 1100-1350 °С до получения прочного, частично оплавленного пористого спека. На некоторых печах спекания вместо циклона в качестве первой ступени очистки используют батарейный циклон. После циклона газы направляют в горизонтальный электрофильтр. При скорости газа в активной зоне электрофильтра 0.8
Печь тарельчатая	Печи с вращающимся тарельчатым подом отличаются от кольцевых тем, что под выполнен у них в виде сплошного диска и нет внутренних кольцевых стен. … Печи с тарельчатым подом применяют чаще всего для нагрева небольших заготовок в кузнечных цехах.
Печь цинкования	Термодиффузионное цинкование является еще одной разновидностью цинкования. … В конечном итоге, металлоизделия загружаются в барабанную вращающуюся печь
Печь-ванна	, печь ванна используется в термических цехах специально для нагрева разных металлических деталей под закалку, нормализацию, отпуск, цементацию и, конечно, для патентирования проволоки и ленты.
Пилотно-запальное устройство	Пилотный выпуск (телепередачи) или просто «пилот» — пробный выпуск телепередачи, специально снятый для демонстрации телепередачи её потенциальному заказчику (телеканалу). Пилотный выпуск часто становится первым выпуском телепередачи
Пилотные горелки	пилотные горелки используются со специальным термоэлементом или электродом контроля пламени, с помощью которого подтверждается наличие факела пилотной горелки прежде, чем сможет быть открыт основной клапан.
Радиационные трубы	РАДИАЦИОННАЯ ТРУБА, из жаропрочной стали или корунда, служит нагревателем в печах для термической обработки металлов. Между радиационными трубами, внутри которых сжигают газообразное (иногда жидкое) топливо…
Разрежение перед дымовой трубой	Разрежение, создаваемое дымовой трубой, равно разности давлении окружающего трубу воздуха и дымовых газов у основания трубы [c.262]. … перед его розжигом. При отсутствии дымососа или наличии обводного дымохода топку и газоходы вентилируют за счет разрежения…
Рассеивание дымовых газов	Уменьшение загрязнения атмосферы вредными примесями дымовых газов достигается максимальным их рассеиванием с помощью дымовых труб. Чтобы концентрация летучей золы в приземном слое воздуха не превышала ПДК, необходимо неуловленную ее часть рассеивать
Рассекатель дымовых газов	Струя дымовых газов при соприкосновении с жидкостью разбивается на огромное количество пузырьков, которые превращают ее в пенящуюся массу, и вследствие наличия конусного рассекателя газовый поток пузырьков направляется в виде факела к днищу аппарата.
рециркулят	Смесь сырья и рециркулята подается в подъемный стояк катализаторопровода, по которому катализатор, сырье и рециркулят поднимаются в реактор 6, Процесс каталитического крекирования начинается еще в стояке и заканчивается в кипящем слое реактора.
Рециркуляция дымовых газов	Степень рециркуляции дымовых газов (г) есть отношение расхода дымовых газов, отбираемых на рециркуляцию, к расходу дымовых газов за местом отбора, т.е. это коэффициент соотношения расходов
Роторно-поворотная печь	Так как роторно-поворотная барабанная печь снабжена вращающимся барабаном, то для неё действуют все рекомендации по металлургии и стандартные технологи. Дополнительным оборудованием к роторным печам идут поворотные механизмы для разливки металла, стальные или чугунные изложницы для отливок, загрузочные устройства.
Термические печи	Наиболее распространенными операциями термической обработки являются: отжиг, нормализация, закалка, отпуск и цементация. Отжиг — нагрев до определенной температуры, выдержку при ней и медленное охлаждение в печи… По режиму работы различают термические печи периодического (ванная, камерная и др.) и непрерывного (индукционная, проходная, протяжная и др.) действия.
Толкательная печь	Толкательная печь, проходная печь, через которую нагреваемые изделия транспортируют, проталкивая их по поду или подовым брусьям с помощью электрического или гидравлического толкателя, установленного перед торцом загрузки.
Туннельная печь	Туннельные печи являются наиболее совершенными агрегатами для обжига изделий. . В туннельной печи зона обжига неподвижна
Установка дымососная	Что такое дымосос? Это устройство, которое осуществляет принудительное движение продуктов горения (газ, дым) или движение (удаление) воздуха до и после
Установка эксгаустера	Эксгаустер имеет общую ось симметрии , которая после его монтажа располагается строго по вертикали или практически вертикально.
Утилизация тепла дымовых газов	Утилизация тепла дымовых газов для предварительного нагрева воздуха и воды с целью повышения эффективности питаемого ими технологического оборудования применяется уже многие десятилетия и осуществляется с помощью теплообменных аппаратов
Футеровка борова	Футеровка боровов. … Свод боровов бывает плоский, лучковый 60° и полуциркульный 180°. В зависимости от температуры отходящих дымовых газов и их состава борова выкладывают в зоне до 500 °С.
Футеровка дымопровода	Футеровка промышленных дымовых труб. Футеровка дымовых труб служит для защиты несущего ствола дымовой трубы от высокой температуры и химически агрессивных составляющих дымовых газов.
Шибер наклонный	ШИБЕР (нем. Schieber), заслонка (задвижка) для отделения различных частей водозаборных сооружений от водоема или друг от друга, для регулирования тяги в котлоагрегатах или печах (устанавливается в дымоходе); деталь шиберных насосов Известна шиберная задвижка с плоским шибером и плоскими уплотнительными поверхностями седел, в которой для создания напряжения в … путем опускания клина задвижки шпинделем до вступления в плотный контакт с наклонными уплотнительными полями седел
Эжектор дымовой трубы	Эжектор – это классический струйный аппарат, в котором давление одного (пассивного) потока увеличивается за счет его смешения с … экстренной воздухоподачи, аварийного газонаполнения; • создание циркуляции в аэродинамических и эжекторных дымовых трубах; •
эксгаустер	Эксгаустер – это техническое устройство, работающее как сапун или перепускной клапан, позволяющий значительно понизить давление в определенной полости путем удаления
Электрогазовый инжекционный запальник	Электрогазовый инжекционный запальник разработан НПФ «Горелочный центр» и предназначен для розжига горелок теплогенераторов, устанавливаемых в воздуховодах, и ионизационного контроля пламени
Эксгаустер	Эксгаустер – это техническое устройство, работающее как сапун или перепускной клапан, позволяющий значительно понизить давление в определенной полости путем удаления из нее части газов
Ямная печь	Ямная печь, камерная печь для термической обработки крупных металлических изделий в машиностроительной промышленности. Я. п. в плане круглой, квадратной или прямоугольной формы и закрыта сверху съёмной, раздвижной или подвижной крышкой.

Экономическая выгода от использования рекуператоров в промышленности

Возвращение или рекуперация тепла — это теплообменный процесс, при котором забирается тепло у использованного воздуха и передается нагнетаемому. Чтобы обратно получить тепло, в промышленные системы устанавливается рекуперативный теплообменник.

При осуществлении теплообмена свежий и удаляемый воздух не смешиваются. Для газовых сред применяется теплообменник газов, обмен между теплоносителями осуществляют только через разделительную стенку. Современный охладитель газов способен работать с высокоагрессивными и летучими веществами.

Высокотехнологичное теплообменное оборудование имеет повышенный коэффициент эффективности рекуперации. Промышленные предприятия решаются устанавливать аппараты воздушного охлаждения, чтобы оптимально расходовать полученную энергию. Качественный рекуператор повышает эффективность процесса охлаждения или нагревания без расхода дополнительной энергии. На современных производствах используются пластинчатые, кожухо-трубные рекуператоры, камерные и другие виды.

Чаще всего применяются пластинчатые и роторные рекуператоры, которые позволяют с высокой точностью и маленькими затратами совершенно безопасно охлаждать или нагревать различные вещества. Хороший теплообменник расходует минимальное количество энергии и не оказывает негативного влияния на окружающую среду. Значительно повысить производительность технологических установок позволяют новейшие рекуператоры, которые значительно меньше, чем традиционные кожухо-трубные теплообменники, имеют большие предельные температуры и просты в обслуживании.

Новейший воздухоподогреватель бесперебойно работает в течение длительного срока. Благодаря совершенной конструкции подогреватель воздуха меньше подвержен зашлакиванию и загрязнению. Это позволяет промышленным компаниям реже чистить теплообменное оборудование. Универсальный подогреватель газов позволяет увеличить технологические мощности компании и максимально использовать имеющиеся ресурсы. Новые теплообменные установки используются в энергетике, пищевой промышленности, на металлургических комплексах и на других промышленных предприятиях.

Рекуперация тепла с помощью рекуператоров и воздухоподогревателей

В том числе, тепло газа, нагретого в процессе того или иного производства, либо используется не эффективно, либо не используется вообще и нагретый газ выбрасывается в атмосферу. Это приводит к колоссальным энергетическим потерям в объемах предприятия, страны, мира, а также определяет различные проблемы экологического характера.

Особенно это характерно для высокотемпературных производств, (до 1000 °С и более) т. е. именно там, где энергетические потери наиболее велики, а также при использовании газов, содержащих большое количество примесей и агрессивных веществ. Такое положение объясняется низкой эффективностью и быстрым выходом из строя теплообменных аппаратов, при высоких температурах и аппаратов, работающих в сложных условиях эксплуатации, а также отсутствием подходящих для конкретного производства теплоутилизирующих устройств.

Целью представленной работы являлось создание нового типа высокоэффективных теплообменников, создания оборудования для их производства и последующее внедрение теплообменников в промышленность .

Существует несколько видов теплообменных аппаратов, каждый из которых имеет свою область оптимального применения. Их разделяют на регенеративные, смесительные и рекуперативные.

В регенеративных теплообменниках одна и та же поверхность, через которую осуществляется теплообмен, поочерёдно смывается то теплоносителем, то нагреваемой средой. Это очень эффективные устройства, которые целесообразно использовать в случаях больших объемов и высоких температур. Однако габариты, вес, технологические и конструктивные сложности делают их применение весьма ограниченным.

Смесительные теплообменники, это устройства в которых подогрев нагреваемой среды осуществляется за счет частичного смешивания с горячим газом теплоносителя. Эти устройства имеют очень ограниченное использование в отдельных технологических процессах.

В рекуперативных теплообменниках, теплота отходящих газов непрерывно передаётся к нагреваемой среде через стенку, разделяющую среды. Эти стенки конструктивно могут представлять собой листы или трубы, а теплообменники, соответственно, разделяют на трубчатые и пластинчатые рекуператоры.

Для решения задач газового теплообмена, такие конструкции получили наибольшее распространение, и речь далее идет преимущественно о рекуператорах тепла.

Рекуператор устанавливается на пути отходящих газов, например, из печи в дымовую трубу, а воздух в печь, подается через смежные полости рекуператора и нагревается, проходя вдоль нагретых, отходящим газом, стенок.

Рекуперация тепла, позволяет экономить до 30-40 % потребляемой энергии. Кроме того, для случая рекуперации тепла в цикле печного нагрева, использование подогретого воздуха вместо воздуха окружающей температуры, улучшает горение топлива в печи, снижает его химический и механический недожог.

В результате, при том же расходе топлива количество теплоты, получаемой в процессе горения, увеличивается на 10-15%

Однако, существующие сегодня конструкции рекуператоров, имеют весьма серьезные недостатки, которые часто определяют отсутствие этих устройств в технологических процессах.

Прежде всего это:

Неудовлетворительные массогабаритные показатели
Высокая стоимость и большой срок окупаемости
Сложность или невозможность ремонта.
Низкая термопластичность (т.е. склонность к появлению термических напряжений, короблению и разрушению)
Высокое аэродинамическое сопротивление
Склонность к зашлаковыванию (зарастанию рабочих зазоров продуктами горения)

Большая часть этих недостатков связана с размерами теплопередающих поверхностей: чем больше отношение площади этих поверхностей к объему и массе теплообменника, тем эффективнее устройство. У традиционных рекуператоров в силу разных причин этот показатель недостаточно высок.

Задача создания эффективных и не дорогих теплообменных аппаратов, в частности рекуператоров, актуальна в настоящее время во всем мире. Одним из путей ее решения является повышение интенсивности теплообмена устройств в основном за счет развития их теплопередающих поверхностей.

Так, например, для увеличения поверхностей теплообмена трубчатых теплообменников широко используют спирально оребренные трубы. Но даже при оребрении трубчатые рекуператоры имеют недостаточно высокую эффективность, значительные габариты, вес, стоимость.

В 30-е годы прошлого века широкое распространение получили пластинчатые теплообменники. В этих конструкциях используют насадку из набора тонкостенных плоских листов. Необходимая поверхность теплообмена обеспечивается за счет большого количества этих листов, при этом либо устройство должны иметь большой объем, либо зазоры между пластинами должны быть весьма малыми.

Пластинчатые типы рекуператоров до сих пор являются основными конструкциями низкотемпературных устройств теплообмена, в том числе потому, что обычно их эффективность достигается применением алюминиевых пластин, однако, именно поэтому их почти не применяют для высокотемпературных процессов.

Другим ограничением применения пластинчатых теплообменников является их значительное аэродинамическое сопротивление, которое является следствием стремления увеличить поверхности теплоотдачи за счет малых зазоров между большим количеством пластин.

Наличие значительных аэродинамических сопротивлений исключает возможность теплообмена больших объемов газов (если только не допускается весьма значительные габариты устройств, что возможно далеко не всегда). Продавливание через устройства с большими сопротивлениями значительных объемов газов с помощью мощных вентиляторов приводит к «схлопыванию» пластин и разрушению устройств.

Известны попытки развить поверхность таких изделий за счет создания на поверхности металлических листов гофров различной конфигурации. Это, однако, не приводит к существенному увеличению поверхностей, но еще более увеличивает аэродинамическое сопротивление устройств.

Преимущества пластинчатых теплообменников

Пластинчатый рекуператор сообщает тепло посредством тонких (от полумиллиметра) гофрированных пластин из нержавеющей стали или других сплавов.

Пластинчатые рекуператоры имеют следующие технические преимущества:
— сокращается площадь, необходимая под теплообменное оборудование;
— теплообменник требует небольших величин недогрева;
— воздухоподогреватель имеет устройство самостоятельной очистки;
— роторные рекуператоры имеют высокий коэффициент полезного действия;
— аппараты воздушного охлаждения снижают расходы на электрическую энергию;
— теплообменник газов не требует длительных сроков ремонта.

Одним из основных факторов, благодаря которому рекуперация при помощи пластинчатых теплообменников становится более эффективной, является компактность данного типа оборудования. Подогреватель воздуха, который также эффективно работает как охладитель газов, гораздо менее габаритный, если его сравнить, например, с таким видом оборудования подобного типа, как кожухо-трубные рекуператоры. Такие размеры стали возможными за счет высокой эффективности самой технологии теплообмена, передача тепла в рассматриваемых устройствах меньше стопроцентной всего лишь на один-полпроцента.

Благодаря конструкции подключение и монтаж пластинчатых теплообменников также гораздо упрощается.
Подогреватель газов обеспечивает тонкий слой и сильную турбулентность потока, поэтому высокая теплопередающая способность гарантирована даже при небольших его скоростях.

Следующим важным преимуществом пластинчатых теплообменников является низкое давление, благодаря чему конструкция (чего не дадут кожухо-трубные теплообменники) дает возможность для плавного изменения широты канала. То есть можно осуществлять оптимальный выбор потерь по гидравлическим показателям, а как следствие – снижается расход электроэнергии.

Те же кожухо-трубные теплообменники весьма непросты в обслуживании и ремонте, в отличие от них пластинчатые модели имеют гораздо меньшие трудовые затраты. Для проведения ремонта необходимо не более трех человек на весьма непродолжительное время, также модернизация и расширение пластинчатого теплообменника не требуют демонтажа.

Применение рекуператоров в промышленности

Количество таких сред практически не поддается исчислению (кроме обычной воды, пара, масла, нефти это могут быть среды типа сахарного сиропа, мальтозы, бражки и многие другие), поэтому все отрасли промышленности, где применяются рекуператоры, также сложно описать. Рассмотрим основные, но вначале необходимо разобраться, для чего нужна рекуперация. Здесь оправдана не только энергетическая экономия как метода создания более эффективных производственных процессов, но и экономическая выгода за счет использования тепла для прочих технологических процессов, поэтому рекуперативный теплообменник является незаменимым помощником на производстве.

В металлургии теплообменное оборудование используется для охлаждения зданий, оборудования, закалочного масла и воды, ведь не секрет, что переплавка железной, алюминиевой, медной руды и других металлов в прокатную продукцию требует большое количество тепла. Теплообменник может хотя бы частично обеспечить данные процессы, сэкономив на нагреве.
Нефтегазовая промышленность может применять рекуператор для нагрева или охлаждения сырья и попутно подогревать воду для дальнейшего применения.

Аппараты воздушного охлаждения получили широкое, экономически обоснованное, распространение в автомобилестроении. Здесь могут использоваться также кожухо-трубные рекуператоры для подогрева воды для промыва, различных растворов и сточных жидкостей.
Огромное разнообразие процессов в химической отрасли также требует использовать теплообменник газов, благодаря которому может охлаждаться серная кислота, хлор и прочие вещества для оптимального взаимодействия с прочими реагентами и абсорбентами. Такой подогреватель воздуха, впрочем, как и охладитель газов должен быть готов к агрессивным и загрязненным средам.

Благодаря широким возможностям по функциональным требованиям кожухо-трубные теплообменники нашли активное применение в целлюлозно-бумажной отрасли. Часто здесь более эффективными являются широкозазорные воздухоподогреватели со специальными пластинами.
Еще одной отраслью промышленности, где с большой выгодой используются роторные рекуператоры, являются пищевые предприятия. На сахарных заводах, спиртовых заводах, молокозаводах, пивзаводах, кондитерских фабриках, дрожжевых заводах и так далее подогреватель газов является необходимым элементом.

Эффективные рекуператоры тепла новой конструкции

Задача создания эффективных и недорогих теплообменных аппаратов, в частности рекуператоров, актуальна в настоящее время во всем мире. Существующие конструкции рекуператоров имеют весьма серьезные недостатки, которые часто определяют отсутствие этих устройств в технологических процессах. К таким недостаткам относятся:

неудовлетворительные массогабаритные показатели;
высокая стоимость и большой срок окупаемости;
сложность или невозможность ремонта;
низкая термопластичность (т.е. склонность к появлению термических напряжений, короблению и разрушению);
высокое аэродинамическое сопротивление;
склонность к зашлаковыванию (зарастанию рабочих зазоров продуктами горения).

Для решения данных проблем реализован проект по созданию нового поколения пластинчатых рекуператоров. Базовым элементом таких рекуператоров стал металлургический полуфабрикат — листовая оребренная панель (рис. 1). Панель представляет собой тонкостенный плоский лист, на поверхность которого продольно приварены вертикальные ребра. Геометрические размеры элементов конструкции указаны в табл. 1. Соотношение толщин свариваемых элементов может принимать любое значение в данных пределах. Внешняя кромка ребра также может быть гофрирована с целью интенсификации конвективного теплообмена.

Листовая оребренная панель.

Показатели	Значения
Толщина элементов, мм	1-3
Ширина панели, мм	до 1000
Длина панели, мм	до 6000
Высота ребер, мм	8-40
Шаг приварки, мм	10-80 и более

Таблица 1. Геометрические характеристики листовой оребренной панели.

Таким образом, оребренная панель представляет собой активную компактную теплообменную поверхность, изменение параметров которой возможно в широких пределах для получения оптимальных характеристик рекуператора. Панель площадью 1 м2 с учетом поверхности приваренных ребер может иметь поверхность теплоотдачи равную 2-10 м2, что позволяет в равных объемах получать развитую поверхность, в разы превышающую поверхность теплоотдачи трубчатых рекуператоров.

Известными промышленными методами получить оребренные панели такой конструкции практически невозможно. Этим и объясняется отсутствие рекуператоров с равноценными характеристиками, особенно в области высокотемпературного теплообмена.

В начале исследований среди существующих методов был выбран способ высокочастотной сварки, при котором кромки свариваемых деталей нагревают токами высокой частоты. Этот способ, широко известный в производстве металлических труб, имея существенные достоинства (прежде всего по производительности), не позволял на тот момент сваривать изделия, имеющие соединения типа «поверхность — ребро», к которым относится процесс сварки данных панелей. Сложность реализации процесса была обусловлена тем, что для получения сварного соединения типа «плоскость — ребро» элементов указанной в табл. 1 толщины (очень малой для сварки тавровых швов большой протяженности), требуется решение целого комплекса задач, в том числе:

решение вопросов, связанных с электромагнитными и температурными полями свариваемых в поле высокой частоты элементов;
решение деформационных задач при сварке;
решение вопросов устойчивости тонкостенных ребер при их сдавливании для образования сварного соединения и многие другие.

Проведенные исследования позволили разработать технологию высокочастотной приварки ребер со скоростью до 80 м/мин. При этом обеспечивается стабильность качества сварного соединения на всей длине шва, процесс не требует защитной атмосферы, присадок, предварительной зачистки свариваемых поверхностей. Благодаря особенностям такого способа сварки шов мало отличается от основного металла, равнопрочен, пластичен, допускает изгибы и местную деформацию, не склонен к коррозии (в т.ч. межкристаплитной).

Разработанный процесс позволяет изготавливать панели из коррозионно-стойких (в т.ч. из жаропрочных) сталей и сплавов с рабочей температурой до 1100-1250 :С. Возможно также изготовление биметагпических сварных соединений (например: лист из одной, а ребра из другой стали или сплава) и производство рекуператоров, выполненных со стороны высокой температуры из жаропрочного металла, а с низкотемпературной стороны из обычной нержавеющей или малоуглеродистой стали. Эти возможности могут быть весьма полезными, учитывая высокие цены на нержавеющие и особенно на жаропрочные стали.

Высокая производительность процесса, которая обеспечивается высокочастотной сваркой, чрезвычайно важна при изготовлении новых рекуператоров, т.к. на 1 т веса такого изделия приходится до 2-3 км сварных высокочастотных швов, в то время как вес таких конструкций может доходить до 80 т и более. Ни один другой вид сварки обеспечить такую производительность не в состоянии.

Конструктивные особенности новых рекуператоров. Новые рекуператоры получили название оребренные пластинчатые рекуператоры (ОПТ). Их конструкция достаточно проста. Она представляет собой «слоеный пирог», выполненный в виде чередующихся полостей нагревающей и нагреваемой сред. Для обеспечения требуемой мощности рекуператора набирается необходимое количество модулей и выбирается их компоновка. На входе и выходе газовых трактов устанавливаются диффузоры и конфузоры. При необходимости между модулями на входе или выходе греющего тракта устанавливаются также компенсаторы температурного расширения. Следует заметить, что благодаря конструкции таких модулей имеет место внутренняя компенсация термического расширения, поэтому рекуператоры типа ОПТ часто допускают использование без компенсатора.

Модульное исполнение в сочетании с относительно малым весом дает возможность упростить процессы монтажа, обслуживания и ремонта рекуператора. Открытый доступ к каналам газовых трактов позволяет осуществлять осмотр и прочистку каналов, а относительно малые аэродинамические сопротивления допускают высокие скорости газовых потоков, в том числе позволяют достичь скорости самоочищения (более 11 м/с), т.е. конструкция рекуператора ОПТ позволяет избегать отложений (зашлаковывания) в каналах, ухудшающих параметры рекуператора.

С точки зрения направления движения сред конструкция рекуператора ОПТ может выполняться как с прямоточным, так и с противоточ- ным и с перекрестным движениями. Возможно также использование комбинации этих вариантов. В каждом случае достигаются определенные технологические и конструктивные результаты.

Рекуператоры, имеющие перекрестное движение сред и особенно перекрестно-противо- точное, являются наиболее технологичной и удобной в эксплуатации конструкцией.

Конструкции могут иметь один или несколько ходов по нагреваемой среде. Изменение числа ходов сильно влияет на параметры теплообменника и на его аэродинамическое сопротивление (резко увеличивая сопротивление при увеличении числа ходов). В то же время увеличение допустимого аэродинамического сопротивления в два раза позволяет на 30-35:: снизить массогабаритные показатели рекуператора.

Исследования показали, что новые рекуператоры благодаря малой толщине элементов обладают дополнительными достоинствами: низкой инерционностью; высокой термопластичностью.

Эти обстоятельства чрезвычайно важны для подобных аппаратов, т.к. в случаях, когда рекуператоры состоят из элементов различной талоны (в том числе весьма толстостенных, как например, в трубчатых рекуператорах), они подвержены термической усталости. Т.е. в моментъ переходных процессов (включение и выключение, резкое изменение температурных режимов и т.д.) в элементах появляются огромные термические напряжения, разрушающие констру

Сравнение технических характеристик традиционных и новых рекуператоров показывае- что при прочих равных условиях и равной производительности их массогабаритные показатег,- могут в несколько раз превосходить показате.’.- традиционных устройств. Например, ниже приведены сравнительные характеристики реального кожухотрубного рекуператора и рекуператора ОПТ.

Область применения

Процессы, в которых используются рекуператоры тепла (типа «газ-газ»), можно условно разделить следующим образом:

с низкой температурой теплоносителя — 20- 200 °С (например, при больших объемах газов — вентиляция помещений);
со средней температурой теплоносителя — 200-600 °С (например, в случае использования избыточного тепла котельных, в т.ч. для нагрева воздуха, подаваемого на горение);
с высокой температурой теплоносителя — 600- 1000 °С (например, металлургия, газо- и нефтепереработка, химическое производство и т.п.).

Теплообменники типа ОПТ могут решать все перечисленные задачи, однако наиболее эффективно их использование для высокотемпературных процессов.

В таблице приведены результаты расчетов экономического эффекта от использования рекуператоров ОПТ в химической промышленности (расчеты сделаны для реальных теплообменников).

Разработанные рекуператоры могут не только успешно заменить существующие устройства, но благодаря своим особенностям могут быть установлены там, где сегодня традиционные рекуператоры установить нельзя или нецелесообразно из-за их технико-экономических характеристик В настоящее время они уже применяются в различных отраслях промышленности, что позволило обеспечить значительную экономию э-ергоресурсов и снизить капитальные затраты при внедрении систем рекуперации.

Выводы

К определяющим достоинствам рекуператоров ОПТ относятся:
- низкие массогабаритные показатели (в 2-10 раз меньше, чем у традиционных аналогов), возможность монтажа к существующим привязочным размерам;
- простота обслуживания, транспортировки, монтажа и ремонта:
- низкие аэродинамические сопротивления;
- низкая инерционность:
- высокая термопластичность;
- возможность очищения и самоочищения га- зо-воздушных трактов от продуктов сгорания;
- быстрая окупаемость (исчисляемая месяцами);
- наличие внутренней компенсации термических расширений. благодаря чему их часто можно использовать без компенсаторов.
Технические характеристики рекуператоров ОПТ могут меняться для оптимизации конструкции в широких пределах.
Инструментами воздействия на них являются:
- скорости газовых сред (нагревающей и нагреваемой);
- шаг оребрения и высота ребер базового элемента рекуператора (оребренной панели); направления движения газовых сред;
- количество ходов воздушного тракта;
- компоновка модулей.

Технико-экономическая эффективность рекуператоров тем выше, чем выше температура теплоносителя и чем больше о(ръем сред теплообмена.
Таблица: Расчет экономического эффекта от установки рекуператора ОПТ на предприятии химической промышленности (производство пластика; нагрев газа осуществляется за счет электрической энергии).

Показатели	Значения
Температура газов на выходе из печи, °С	90
Температура воздуха, забираемого из цеха, °С	30
Объем газа, нм3	3000
Объем воздуха, нм3	3000
Температура воздуха, нагретого в рекуператоре, °С	50
Тепловой поток,возвращенный обратно в печь, кВт	20
Стоимость рекуператора с НДС (малоуглеродистая сталь), тыс. руб.	247
Экономия в месяц на подогрев воздуха (при двухсменной работе), тыс. руб.	28,8
Срок окупаемости рекуператора, мес.	7
Экономический эффект от применения рекуператора за срок службы 10 лет, тыс. руб.	3456

Чем выше температура теплоносителя, тем больше шаг привариваемых ребер. При режимах с температурой 900-1000 °С и более оре- брение дымовой стороны становится неэффективным.
На габариты и массу рекуператора ОПТ в наибольшей степени влияют:
- объемы и температуры сред теплообмена (соотношения объемов и температур);
- допустимые скорости сред теплообмена и допустимые аэродинамические сопротивления.

К.т.н. В.Е. Злотин

История развития отрасли

Рекуператоры пластинчатые и роторные

Пластинчатые рекуператоры

Приточный и удаляемый воздух, по теории, не должны контактировать друг с другом. Однако, на практике, некоторая утечка всё же бывает. Воздух проходит вдоль целого ряда пластин, на которых может образовываться конденсат, собираемый конденсатосборниками. Эти устройства должны быть снабжены водяным затвором, препятствующим захвату влаги вентилятором и дальнейшему её продвижению в канал. Конденсат повышает риск возникновения льда, для борьбы с которым нужна система размораживания. Пластинчатые рекуператоры воздуха не имеют подвижных частей. Их эффективность составляет – 40-80%.

Роторные рекуператоры

Между приточным и удаляемым каналом вращается ротор, который и передаёт тепло от одного к другому. Эта система имеет некоторые недостатки, так как она открыта. Всегда присутствует риск проникновения запахов и грязи из удаляемого воздуха в приточный. В некоторой степени от такого защищает правильное расположение вентиляторов. Скоростью вращения ротора может быть отрегулирован уровень рекуперации тепла. Риск обмерзания в роторном рекуператоре невысок, и это его несомненное достоинство. В роторных установках имеются подвижные части. Эффективность этих рекуператоров достаточно высока: 75-85%.

Рекуператоры камерные и с промежуточным теплоносителем

Изменить существующее положение вещей призваны теплообменные аппараты, разработанные для областей оптимального применения: смесительные, регенеративные, рекуперативные.

Рекуператор с промежуточным теплоносителем

Между двух теплообменников циркулирует теплоноситель – вода или водно-гликолиевый раствор. Один теплообменник установлен в вытяжном канале, другой — в приточном. Удаляемый воздух нагревает теплоноситель, который переносит тепло к приточному. Поскольку теплоноситель движется по замкнутой защищенной системе, загрязнения из удаляемого воздуха не попадают в приточный ни при каких обстоятельствах. Регулировать уровень передачи тепла можно путём изменения скорости циркуляции теплоносителя. Этот тип рекуператоров тепла характеризуется отсутствием подвижных частей и невысокой эффективностью — 45-60%.

Камерные рекуператоры

Заслонка делит камеру на две части, одна из них нагревается удаляемым воздухом. После чего заслонка меняет направление потока, увеличивая температуру приточного теплыми стенками камеры. Этот способ рекуперации не защищает от передачи загрязнений и запахов от одного потока другому. Единственной подвижной частью рекуператора является заслонка. Эффективность этой установки весьма высока — 80-90%.

Типы теплообменников

Регенеративные теплообменники

В регенеративном теплообменнике для обмена тепла служит одна и та же поверхность, периодически омываемая то нагреваемой средой, то теплоносителем. Такой механизм весьма эффективен, но его целесообразно использовать там, где наличествуют большие объемы сред и высокие температуры. Подобные установки обычно имеют весьма солидные габариты и сложную конструкцию, поэтому их применение весьма ограничено.

Смесительные теплообменники

В этих устройствах нагреваемая среда получает тепло путём частичного смешивания с теплоносителем. Такие устройства используются только в некоторых технологических процессах.

Рекуперативные теплообменники

Рекуперативные теплообменники конструируются таким образом, чтобы тепло отводимых газов непрерывно передавалось нагреваемой среде. Нередко это происходит через разделяющую среды стенку. Лучшие образцы произведенных нашей компанией рекуператоров, представлены здесь. В зависимости от конструктивных особенностей в качестве разделительной стенки может выступать труба или лист. В соответствии с этим, теплообменники разделяют на пластинчатые рекуператоры и трубчатые.

Такие конструкции наиболее распространены там, где решаются задачи газового теплообмена. Их ставят на пути выводимых газов. В качестве примера можно привести печь, из которой разогретые газы выходят в дымовую трубу. Одновременно с этим воздух, нагнетаемый в печь, проходит между смежными полостями рекуператора, нагреваясь от его стенок, разогретых отводимым газом.

Рекуператоры в процессах с печным нагревом

В случае, когда речь идёт о цикле печного нагрева, передача тепла поступающему в топку наружному воздуху и его подогрев обеспечивает лучшее горение топлива. Таким образом снижается его механический и химический недожог, при одинаковом расходе топлива в процессе горения выделяется на 10-15% больше теплоты.

Однако при всех своих достоинствах многие современные рекуператоры дымовых газов имеют конструкционные недостатки, из-за которых их не используют во многих технологических процессах:

неудовлетворительные показатели габаритов и массы;
высокая стоимость;
большой срок окупаемости;
низкая термопластичность;
сложность ремонта;
высокое аэродинамическое сопротивление;
зашлаковывание продуктами горения.

Большинство этих недостатков объясняется размерами теплопередающей поверхности: чем больше их соотношение с объёмом и массой теплообменника, тем эффективнее работа конструкции. Традиционные рекуператоры нередко грешат недостаточно высоким показателем.

Перед производителями стоит весьма актуальная на сегодняшний день задача создания эффективных и недорогих теплообменников, в частности рекуператоров. Она решается во всём мире самыми разными способами. Один из путей её решения состоит в повышении интенсивности обмена тепла развитием теплопередающих поверхностей. К примеру, чтобы увеличить обменную поверхность трубчатых теплообменников, создали спирально оребренные трубы.

Пластинчатые рекуператоры от прошлого века до наших дней

Конструкция включала насадку, состоящую из набора плоских листов с тонкими стенками. Для создания необходимой поверхности теплообмена использовалось большое количество этих листов. При этом либо устройство должно было быть внушительного объёма, либо между пластинами необходимы были очень маленькие зазоры.

Пластинчатые типы рекуператоров и сегодня распространены в низкотемпературных устройствах теплообмена. Одна из причин их популярности заключается в использовании алюминиевых пластин, обеспечивающих эффективность работы установки. Однако это же обстоятельство делает их непригодными в высокотемпературных процессах.

Ещё одно ограничение использования пластинчатых теплообменников – значительное аэродинамическое сопротивление, возникающее из-за стремления увеличить теплоотдающие поверхности и малых зазоров при наличии большого количества пластин.

Сильное аэродинамическое сопротивление не позволяет работать с большими объёмами газов без значительного увеличения габаритов устройства.

Продавливать мощными вентиляторами через рекуператор с большим сопротивлением значительные объёмы газа нецелесообразно, поскольку происходит «схлопывание» пластин и устройство может разрушиться.

В течение многих лет предпринимались попытки совершенствовать пластинчатые теплообменники, в том числе на поверхности пластин создавались гофры различной конфигурации.

Рекуператоры «Термо Северный Поток» лишены указанных недостатков посредством совершенствования метода и технологии их производства.

Рекуператоры нового поколения, производства «Термо Северный Поток»

Понадобились многочисленные эксперименты для создания технологии высокочастотной сварки, которая позволила бы изготавливать нестандартные панели для рекуператоров.

Ни сам процесс, ни оборудование, его реализующее, не имели мировых аналогов. Задача перед разработчиками стояла сложная и наукоёмкая. Решали её совместно сотрудники ВНИИТВЧ им В.П.Вологдина и наш коллектив не один год. Ещё в 80-е были получены авторские свидетельства на основные технические решения, которые позволили разработать процесс сварки.

Результатом многолетних испытаний стали конструкторские и технологические решения для создания опытной экспериментальной установки. Позднее на ней изготовили малую серию рекуператоров нового типа.

Испытания, подтвердившие эффективность новинки, проводились всё в те же 80-е годы в Каменск-Шахтинске Ростовской области, в лаборатории завода Союзпромгаз. Только после этого появились первые рекуператоры, рассчитанные на работу в разных производственных условиях. Результаты деятельности по утилизации тепла оказались следующими: производительность установки по газу 200-300 000 Нм³/час и более, при температуре теплоносителя 200-1200°С.

Хорошие результаты испытаний позволили начать промышленное освоение технологии. С этой целью на заводе ООО «Термо Северный Поток» реализована производственная линия. Наше предприятие выпускает рекуператоры различного назначения.

Производство

Применение

Характеристики

Похожие записи:

Рекуператоры ОПТ

Особенности конструкции и работы рекуператора

Похожие записи:

Кожухотрубный теплообменник газ-газ

Теплообменники ОПТ газ-газ

Похожие записи:

Данные для выбора теплообменника

Похожие записи:

Похожие записи:

Кожухотрубные устройства

Роторные рекуператоры

Рекуператор ОПТ

Похожие записи:

Конструктивные особенности рекуператоров ОПТ

Технологии, применяемые для рекуператоров ОПТ

Похожие записи:

Тепловой расчет

Конструктивный расчет

Гидравлический расчет

Сравнительный анализ кожухотрубного и панельного (ОПТ) теплообменников

Похожие записи:

Способы расчета рекуператоров

Данные для расчета рекуператоров

Похожие записи:

Данные для расчета

Похожие записи:

Как работает рекуператор

Как выбрать рекуператор

Какие рекуператоры лучше

Как подобрать рекуператор

Похожие записи:

Как устроен теплообменник

Как работает теплообменник

Похожие записи:

Типы теплообменников

Виды теплообменников

Похожие записи:

Как установить теплообменник

Как проверить теплообменник

Похожие записи:

Похожие записи:

Рекуператор ОПТ-500/78-300/60,2, изготовленный с сохранением всех привязочных размеров взамен вышедшего из строя воздухоподогревателя ТВП-460 установки ВНУ 075х2.

Похожие записи:

Похожие записи:

Похожие записи:

Похожие записи:

Похожие записи:

Похожие записи:

Похожие записи:

Похожие записи:

Похожие записи:

Пластинчатые рекуператоры

Роторные рекуператоры

Похожие записи:

Рекуператор с промежуточным теплоносителем

Камерные рекуператоры

Похожие записи:

Регенеративные теплообменники

Смесительные теплообменники

Рекуперативные теплообменники

Похожие записи:

Похожие записи:

Похожие записи:

Похожие записи: