Водо-водяные подогревательные установки

Водо-водяные подогревательные установки на групповых и местных тепловых подстанциях сооружаются обычно из секционных трубчатых теплообменников или из пластинчатых теплообменников. Общий вид секционного трубчатого теплообменника показан на рис. 8.6, а, пластинчатого — на рис. 8.6, б. Широкое применение на практике нашли секционные водо-водяные подогреватели, изготовляемые по ГОСТ 27590-88 и по ОСТ 34-588-68. Корпуса этих подогревателей выполняются из стальных труб, а поверхность нагрева из латунных трубок Л-68 диаметром 16/14 мм. Трубные решетки приварены к корпусу подогревателя. Подогреватели для горячего водоснабжения изготовляются без линзового компенсатора на корпусе. Проведенные исследования показывают, что при использовании этих секционных подогревателей для горячего водоснабжения, когда нагреваемая вода проходит внутри латунных трубок, а греющая — в межтрубном пространстве и температура греющей среды не превышает 150 °С, нет необходимости в установке на корпусе подогревателя линзовых компенсаторов, так как и без них напряжения в стенках трубок и корпусе не выходят за допустимые пределы. При использовании подогревателей для отопления греющая вода, как правило, пропускается внутри трубок, а нагреваемая — в межтрубном пространстве. Для компенсации температурных деформаций на корпусе компенсатора должен быть установлен линзовый компенсатор. Допускаемое рабочее давление; внутри трубок подогревателя 1 МПа, в межтрубном пространстве без линзового компенсатора 0,7 МПа.

Подогреватели собираются обычно из секций длиной 4 м, соединенных последовательно между собой как по первичному (греющему), так и по вторичному (нагреваемому) теплоносителю. В таких теплообменниках обычно организован теплообмен по схеме противотока при сравнительно близких скоростях воды в трубках и межтрубном пространстве, что создает условия для получения довольно высоких коэффициентов теплопередачи порядка 1000—1500 Вт/(м•К). Для реализации этих условий необходимо выдержать зазоры между трубками подогревателя по всей их длине в межтрубном пространстве с тем, чтобы наружная поверхность всех трубок равномерно омывалась теплоносителем. Для этой цели в межтрубном пространстве под трубками устанавливаются опорные перегородки. Без опорных перегородок трубки прогибаются, зазоры между ними нарушаются, что приводит к существенному снижению тепловой производительности трубчатых секционных подогревателей.

Наряду с секционными подогревателями в настоящее время широко применяются пластинчатые теплообменники, изготовляемые как российскими, так и зарубежными фирмами (например, «Альфа-Лаваль», АРУ и др.).

В России стальные пластинчатые теплообменники выпускаются Павлодарским и Уральским заводами химического машиностроения с площадью поверхности нагревают 10 до 160 м² на рабочее давление 1 МПа.

Поверхность нагрева этих подогревателей состоит из тонкостенных низколегированных штампованных гофрированных пластин разного профиля. Потоки греющей и нагреваемой воды проходят через теплообменник противотоком с обеих сторон пластин, между которыми образуются системы каналов сложной формы, способствующие турбулизации протекающих потоков и росту коэффициентов теплопередачи.

Все пластины теплообменника скомпонованы в виде пакета, как листы в книге, и зажаты с помощью зажимных болтов между двумя торцевыми несущими плоскими стальными плитами. Греющий и нагреваемый потоки воды подведены с одной и той же стороны торцевой плиты. Преимущества пластинчатых теплообменников заключаются в повышенной интенсивности теплопередачи, компактности (около 100 м² в 1 м³), высокой плотности — исключена возможность перетекания теплоносителя из одной полости (например, греющей) в другую (например, нагреваемую). Эксплуатация пластинчатых подогревателей проста, так как они легко разбираются. Пластины можно очищать от накипи и загрязнений или заменять.

Пластинчатые теплообменники выпускаются в трех модификациях: разборные, полуразборные (со сдвоенными пластинами), сварные. У разборных теплообменников пластины разделены резиновыми прокладками, у полуразборных они сварены попарно (сдвоены), у сварных соединения всех пластин сварные.

Наиболее широко в системах теплоснабжения используются разборные теплообменники с пластинами поверхностью 0,3и 0,6 м², а также со сдвоенными пластинами поверхностью 0,5 м².