ПРИМЕНЕНИЕ СВАРНЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ В РАЗНЫХ СФЕРАХ: НЕФТЕГАЗОВАЯ, ПИЩЕВАЯ, ХИМИЧЕСКАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

Сварные пластинчатые теплообменники: обзор концепции и конструкции

svarnoy teploobmennikСварные пластинчатые теплообменники представляют собой разновидность компактных теплообменных аппаратов, предназначенных для высокоэффективного теплообмена между двумя или более технологическими потоками.

Принцип работы основан на том, что каждый теплоноситель протекает в отдельном канале, образованном парами свариваемых между собой гофрированных пластин. Тепло передается через тонкие металлические пластины от одного теплоносителя к другому за счет высокой интенсивности теплопередачи.

Теплопередающие пластины имеют сложную гофрированную форму, что способствует турбулизации потоков и увеличивает коэффициенты теплоотдачи. Каналы для горячего и холодного теплоносителей чередуются, обеспечивая противоток сред и максимальный температурный напор.

Описание конструкции и основных элементов:

  1. Пакет гофрированных металлических пластин, чередующихся с прокладками для создания каналов. Пластины свариваются между собой по периметру специальным импульсным или лазерным швом.
  2. Корпус – состоит из сваренных между собой листов с оребрением, для придания дополнительной прочности. В корпус вваривается пакет и образуются две полости – корпусная и пакетная.
  3. Стяжные шпильки – система шпилек и гаек для создания усилия сжатия пакета пластин.
  4. Входные/выходные патрубки для подвода и отвода теплоносителей.
  5. Рама или опорная плита для крепления сборки.

Материалы пластин (нержавеющая сталь, никелевые сплавы, титан) выбираются с учетом агрессивности сред и температур. 

Они обладают очень высокой эффективностью теплопередачи в компактных габаритах. Это делает их привлекательными для использования в нефтехимической промышленности, энергетике, холодильной технике и др. отраслях.

Применение сварных теплообменников в нефтегазовой промышленности

oil teploobmennikСварные теплообменники находят широкое применение во многих процессах нефтегазовой отрасли ввиду их высокой эффективности, надежности и компактности. Они играют важную роль на разных этапах – от добычи углеводородов до их транспортировки и переработки.

  1. Добыча нефти и газа:
    1. Обогрев нефтепромысловых трубопроводов для предотвращения образования гидратов и парафиновых отложений.
    2. Подогрев попутного нефтяного газа для осушки и подготовки к транспортировке.
    3. Охлаждение компрессоров на установках подготовки газа.
  2. Транспортировка нефти и газа:
    1. Подогрев нефти и нефтепродуктов на промежуточных перекачивающих станциях для снижения вязкости.
    2. Подогрев природного газа перед дросселированием на газораспределительных станциях.
    3. Охлаждение газа на компрессорных станциях магистральных газопроводов.
  3. Переработка нефти:
    1. Рекуперация тепла на установках атмосферной и вакуумной перегонки нефти.
    2. Подогрев сырьевых потоков на установках каталитического крекинга, риформинга.
    3. Утилизация тепла отходящих газов технологических печей и нагревателей.
  4. Переработка газа:
    1. Подогрев сырьевого газа перед низкотемпературной конденсацией/абсорбцией.
    2. Охлаждение газа после компримирования на установках сжижения природного газа.
    3. Рекуперация тепла в циклах низкотемпературного фракционирования.

Сварные теплообменники обладают рядом преимуществ – высокая механическая прочность, широкий диапазон допустимых температур и давлений, стойкость к агрессивным средам. Это делает их незаменимыми в технологических процессах с жесткими условиями эксплуатации, характерными для нефтегазовой отрасли.

Применение сварных теплообменников в пищевой промышленности

picha teploobmennikamСварные теплообменники также находят широкое применение в пищевой промышленности благодаря своей гигиеничности, надежности и возможности работы с различными пищевыми средами. Вот основные области их использования:

  1. В молочной промышленности сварные теплообменники применяются для нагрева и охлаждения молока, сгущения молочных продуктов, а также для рекуперации тепла на различных стадиях процессов.
  2. При производстве соков, вин, пива и других напитков сварные теплообменники задействованы для пастеризации, охлаждения напитков после горячего розлива, подогрева сусла в пивоварении.
  3. Переработка растительных масел. Они находят применение для нагрева/охлаждения масел на этапах рафинации, дезодорации, гидрогенизации, а также для рекуперации тепла.
  4. Выпарные и сварные пластинчатые теплообменники используются для упаривания и сгущения соков, экстрактов, сиропов и других вязких пищевых сред.

Применение сварных теплообменников в химической промышленности

himСварные теплообменники широко применяются в химической промышленности благодаря своей надежности, стойкости к агрессивным средам и способности работать в жестких условиях. Вот основные области их использования:

  1. Сварные теплообменники используются для подвода или отвода тепла к реакционным аппаратам, где протекают экзо- или эндотермические химические реакции. Они обеспечивают высокоинтенсивный теплообмен.
  2. В ректификационных колоннах сварные теплообменники применяются для конденсации паровой фазы в дефлегматорах, а также для подогрева питания в ребойлерах. В абсорбционных процессах они используются для охлаждения/нагрева потоков.
  3. В реакторах с рубашками сварные теплообменники выполняют функцию подогрева или охлаждения реакционной смеси, позволяя регулировать температуру протекания химической реакции.
  4. Сварные теплообменники широко задействованы в системах рекуперации тепла для извлечения и повторного использования вторичных энергоресурсов, что повышает энергоэффективность химических производств.
  5. Они применяются для нагрева или охлаждения различных жидких и газообразных сред в химических процессах – сырья, продуктов, теплоносителей и др.

Преимуществами сварных теплообменников в химической отрасли являются:

  • Высокая механическая прочность и жесткость конструкции
  • Стойкость к агрессивным средам и высоким температурам/давлениям
  • Отсутствие разъемных соединений и протечек
  • Компактность и высокая эффективность теплопередачи
  • Возможность работы во взрывоопасных условиях

Благодаря этим качествам сварные теплообменники обеспечивают надежную и безопасную работу в экстремальных условиях современных химических производств.

Применение сварных теплообменников в энергетической промышленности

Сварные теплообменники находят широкое применение в энергетической промышленности, где они играют важную роль в повышении эффективности и безопасности процессов выработки и передачи тепловой и электрической энергии. Вот основные области их применения:

  1. Тепловые электростанции
    1. В паровых котлах сварные теплообменники используются для подогрева питательной воды за счет тепла уходящих дымовых газов и отработанного пара.
    2. На ТЭЦ они задействованы в контурах теплофикации для нагрева сетевой воды.
    3. Применяются для рекуперации тепла отработанного пара в цикле Ренкина.
  2. Атомные электростанции
    1. В парогенераторах АЭС сварные теплообменники передают тепло от радиоактивного теплоносителя первого контура к питательной воде второго, непосредственно вырабатывающего пар.
    2. Используются в системах аварийного охлаждения активной зоны реактора.
  3. Сварные теплообменники устанавливаются на ТЭЦ и промежуточных пунктах для передачи тепла от греющего теплоносителя (пара или горячей воды) в системы отопления и ГВС.
  4. Теплообменники нужны для передачи тепловой энергии от геотермальных источников или солнечных циклов к рабочей среде для выработки электроэнергии.
  5. Применяются для подогрева газо-нефтепроводов, а также для регазификации сжиженных газов на хранилищах и терминалах.

Преимущества сварных теплообменников – высокая прочность, надежность, возможность работы при высоких температурах и давлениях, компактность. Правильный выбор материалов обеспечивает устойчивость к коррозии и долгий срок эксплуатации в жестких условиях энергетических объектов.

Рекомендуем прочесть