Вимоги, що пред'являються до кожухотрубних теплообмінників

1 Конкурентоздатний кожухотрубний теплообмінник для комунального господарства має бути оснащений трубами, що профілюються так, щоб зростання гідравлічного опору ненамного перевищувало зростання тепловіддачі унаслідок застосування турбулізаторів потоку. Це досягається накаткою на зовнішній поверхні труби кільцевих або гвинтоподібних канавок, унаслідок утворення яких на внутрішній поверхні труби утворюються плавно обкреслені виступи невеликої висоти, що інтенсифікують тепловіддачу в трубах. Накатка кільцевих турбулізаторів з погляду тепловіддачі ефективніша, ніж накатка гвинтоподібних канавок, оскільки коефіцієнт тепловіддачі в трубах може бути збільшений в 2,1-2,5 разу проти 1,4-1,9 разів при зростанні гідравлічного опору трубного пучка в 5-7 разу проти 4-6 разів в порівнянні з гладкою трубою (якщо у разі застосування гладких труб внесок трубного пучка у втрати тиску трубного тракту складає близько 70%, то у разі застосування труб з кільцевою накаткою він збільшується до 95%). Для порівняння вкажемо, що застосування вставок, що закручують потік в трубах, приводить до зростання тепловіддачі на 30-40% при збільшенні втрат тиску в 3,5-5,5 разів.

2 Важливим є питання про діаметр і матеріал теплообмінних труб. Всі теплообмінники для потреб опалювання і ГВС орієнтовані на латунну трубку із зовнішнім діаметром 16 мм і внутрішнім діаметром 14 мм. Латунь слабо корродіруєт в середовищі котельної і мережевої води, а великий внутрішній діаметр трубки збільшує жорсткість труби і полегшує механічне очищення трубного простору. Остання обставина в недалекому минулому була важливіша за міркування конкурентоспроможності і досягнення високих массогабарітних показників теплообмінника. Відомо, що чим менше діаметр труб і товщина їх стінки, тим вище коефіцієнти використання маси і об'єму ТА. Відомі теплообмінники із зовнішнім діаметром труб 6,3 або 8 мм, але в цих апаратах очищення трубного простору механічним способом утруднене. На думку авторів статті, конструкція кожухотрубного ТА повинна дозволяти виконувати очищення трубного простору від забруднюючих відкладень як хімічним, так і механічним способами, труби при цьому мають бути достатньо жорсткими щоб уникнути їх істотного прогину після декількох років експлуатації. Таким вимогам відповідають труби із зовнішнім діаметром 12 мм і товщиною стінки 1 мм. Накопичений досвід експлуатації теплообмінника з такою трубкою дозволив нам перейти згодом на товщину стінки 0,8 мм.

Виконаний нашими фахівцями моніторинг ринку виробників труб дозволив вибрати як замінник латуні неіржавіючу сталь аустенітного класу 08.12х18н10т, яка за винятком особливих випадків практично не корродіруєт в мережевій і котельній воді, зокрема при організації лужних режимів водопідготовки, і володіє низькою адгезією до зважених частинок і кристалів накипу. Прагнення позбавитися в конструкції ТА від корозійних пар спричинило вибір для трубних грат, фланців, перегородок, корпусів і патрубків ТА сталь 12х18н10т і спосіб закріплення труб в трубних гратах – зваркою в середовищі аргону. Такий же спосіб, що забезпечує високу міцність і герметичність, доцільно використовувати і для інших постійних з'єднань ТА.

Кожухотрубний теплообмінник для комунального господарства доцільно випускати не в секційного виконання, а як відособлений ТА в своєму корпусі і з необхідними патрубками. При бракуючій площі поверхні теплообміну для реалізації великих теплових потоків або при великих втратах тиску окремі ТА можуть бути об'єднані в блоки з паралельним або послідовно-паралельним з'єднанням їх трактів. При цьому блоки повинні мати мінімум обв'язування.

Теплобменник ЗАТ ЦЕЕВТ - надійність і якість