Какой должен быть перепад давления в теплообменнике

Термические и гидравлические характеристики ПТО

Цель изучения

Тепловая нагрузка

Оптимально спроектированный ПТО

Изменение расхода воды

Перепад давлений

По мере возрастания расхода появляется новый эффект: падение давления в соединительных элементах. В результате этого эффекта уменьшается перепад давлений, приходящийся на каналы теплообменника. В соответствии с этим уменьшением потребуется пропорционально увеличивать число каналов. Кривая отклоняется вверх от прямой линии. При некотором значении расхода воды весь имеющийся перепад давлений будет теряться в соединительных элементах, и ничего не останется на каналы. Другими словами, потребуется бесконечное число каналов, чтобы пропустить этот расход воды. На графике это выражается в появлении вертикальной асимптоты.

Однако задолго до того как это произойдет, скорее всего, будет добавлен второй теплообменник. Добавление второго аппарата снизит потери давления в соединительных элементах, значит, большая часть перепада давления останется на каналы. Число каналов при этом скачкообразно уменьшится, как показано на рис. 2.

Запас площади поверхности теплообмена

В случае бесконечного расхода температура воды на выходе равна температуре на входе, т.е. средняя разность температур (СРТ) максимальна. Это соответствует малой площади поверхности теплопередачи, большой скорости воды в каналах и высокому коэффициенту теплопередачи К. Уменьшение расхода воды сопровождается двумя эффектами, каждый из которых приводит к увеличению площади:

• СРТ уменьшается, сначала медленно, затем быстрее.
• Расход воды через каждый канал уменьшается, а значит, уменьшается и коэффициент К.

Очевидно, существует минимально возможное значение расхода воды. При еще меньшем расходе воды температура воды на выходе была бы выше входной температуры на охлаждаемой стороне теплообменника. Чему же равно это минимальное значение?

В бесконечно большом теплообменнике вода нагрелась бы до 12°С, т.е. температура воды возросла бы на 10 К. Это соответствует расходу воды

Х = 156,2/(4,186 x 10) = 3,73 кг/с.

В том случае, когда поддерживался постоянный перепад давлений, мы могли уменьшать площадь за счет добавления новых блоков. Можем ли мы сделать что-нибудь подобное сейчас? Главная причина, вынуждающая увеличивать поверхность теплообмена, заключается в падении СРТ. Мы не имеем возможности увеличить СРТ при заданных расходах и температурах. Напротив, теплообменник может ухудшить СРТ по сравнению с режимом противотока, даже если ПТО хорошо спроектирован в этом отношении.

Однако другая причина, вынуждающая увеличивать площадь,— снижение коэффициента К из-за уменьшения скорости потока в каналах. Разделим необходимую площадь поверхности теплообмена между двумя аппаратами и соединим их последовательно. Скорость потока в каналах удвоится, что увеличит значение К и позволит уменьшить площадь. Для еще меньших расходов площадь может быть поделена между тремя, четырьмя…последовательными аппаратами. Это несколько замедлит рост площади, но с приближением разности температур к нулю площадь стремится к бесконечности.

Источник

Рабочее давление в системе отопления: как не допустить разрыва теплообменника в котле?

Разрыв теплообменника — явление достаточно редкое, но приятного в нем мало. Замена одного этого элемента обойдется примерно в половину стоимости котла. Основная причина нарушения целостности теплообменника — повышенное давление в системе отопления.

О том, что нужно знать, чтобы не допустить такой аварии, расскажут сотрудники компании « Теплодар ».

Что такое рабочее давление?

В любой системе отопления давление всегда выше атмосферного. Это нужно для обеспечения эффективной и бесперебойной работы. Избыточное рабочее давление складывается из статического, связанного с весом водяного столба и динамического, являющегося результатом работы циркуляционного насоса и гидравлического сопротивления системы.

Для закрытого отопительного контура в частном доме нормальным считается давление 1,5-2 атм. В многоэтажных домах эта цифра выше и может достигать значения 10 атм., но коммерческие и промышленные котлы, в отличие от бытовых, рассчитаны на это.

Рабочее давление в системе — величина непостоянная. Оно повышается с ростом температуры теплоносителя, а из-за динамической составляющей — распределено по системе неравномерно. Наибольшие значения давления наблюдаются как раз в теплообменнике котла, именно поэтому группа безопасности ставится на подающий патрубок сразу же после котла.

Почему растет давление в системе?

Есть несколько причин превышения нормального рабочего давления:

1. Перекрыта запорная арматура . Такая ситуация часто наблюдается во время «первого запуска» в начале отопительного сезона. Проверяйте все вентили перед розжигом котла.

2. Забит фильтр-грязевик . Периодичность чистки устанавливается индивидуально в зависимости от состава теплоносителя и состояния системы отопления.

3. Известковые отложения в теплообменнике . Из-за них не только повышается давление, но и снижается общая эффективность котла. Отложения препятствуют циркуляции и работают как теплоизолирующий слой.

4. Кран подпитки не перекрывается полностью . Даже если теплоноситель поступает по капле в минуту, и его избыток будет стравливаться через предохранительный клапан, в итоге это приведет образованию известковых отложений.

5. Воздушные пробки в системе . Верный признак проблемы — часть радиаторов не прогревается. Воздушные пробки нужно удалить с помощью кранов Маевского. Также стоит проверить работоспособность автоматического воздухоотводчика в группе безопасности и циркуляционный насос. Воздух в систему может попасть через изношенное уплотнение на валу крыльчатки.

6. Неправильная работа расширительного бачка. Подробная статья по этой теме есть на нашем канале. Прочитать ее можно здесь .

Чтобы подобных проблем не возникало, нужно регулярно проводить ТО котла. Причины роста давления определяются и устраняются во время планового осмотра и запуска котла в начале отопительного сезона.

Насколько страшен гидроудар?

Давление в системе может расти плавно или скачкообразно. Последнее называется гидроударом. Иногда группа безопасности и расширительный бак не справляются с компенсацией изменения давления, в результате чего теплообменник и элементы системы отопления испытывают повышенные нагрузки.

Считается, что гидравлические удары страшны только чугунным котлам. Они приводят к мгновенному разрушению теплообменника. В действительности, стальные котлы страдают от них не меньше. Результат регулярных гидроударов — усталость металла.

Появляются свищи, трещины в сварных швах и трубах, нарушается развальцовка в трубных досках. Кинетическая энергия гидроудара может быть направлена в любую точку системы отопления — туда, где теплоноситель встретит препятствие.

При проектировании котлов «Теплодар» мы сделали все возможное, чтобы риск нарушения целостности теплообменника оказался минимальным. Например, в линейке « Куппер Эксперт » используются трубные теплообменники, водяная рубашка вокруг всех элементов топки и водонаполненное дно.

Благодаря большой площади теплосъема и управляемому процессу горения вероятность закипания теплоносителя в котле сводится к минимуму. Кроме того, теплообменники рассчитаны на рабочее давление 3 атмосферы. Мы рекомендуем настраивать сбросной клапан группы безопасности именно на это значение.

Получить подробные консультации по безаварийной эксплуатации котла вы можете у наших сотрудников по телефону или прямо на сайте компании «Теплодар».

Источник

Эксплуатация и обслуживание

По технике безопасности оборудование должно устанавливаться на опоры предусмотренные заводом изготовителем. За установку ПТО иными способами ответственность за последствия несет собственник этого теплообменника.

Средний срок службы АТПР типа НН не менее 15 лет. При этом, средний срок службы между капитальными ремонтами, не менее 5 лет.

Компания «Ридан» устанавливает срок гарантии на теплообменник 12 (двенадцать) месяцев со дня ввода изделия в эксплуатацию, но не более 18 мес. с даты отправки теплообменника, если иное не установлено договором поставки. Срок гарантии указан в паспорте (формуляре на АТПР типа НН).

Максимально допустимый размер частиц не должен превышать 0,5 ширины канала.

Средний срок службы прокладок зависит от многих условий (материал, периодичность обслуживания, рабочие температуры).

В руководстве по эксплуатации на АТПР типа НН указаны способы установки и транспортировки.

Согласно требованиям нормативной документации РФ, теплообменник, температура наружных поверхностей которого в процессе эксплуатации может превышать 45 о С, должен быть теплоизолирован.

АТПР типа НН имеет ряд ограничений, которые необходимо соблюдать для надежной и долгосрочной работы. Данные ограничения указаны в Руководстве по эксплуатации АПТР типа НН.

В руководстве по эксплуатации на АТПР типа НН указаны условия по хранению как самого теплообменника, так и запасных частей. За разъяснением условий хранения Вы можете обратиться в службу сервиса компании Ридан (тел. (831)277-88-57, эл. адрес: service@ridan.ru) или к сервис партнерам компании Ридан, контактные данные указаны на нашем сайте.

АТПР типа НН допускается размещать на улице при условии выполнения требований руководства по эксплуатации.

Для защиты от перегрева достаточно перекрыть входные задвижки в обвязке ПТО отопления на летний период.

Потери тепла в окружающую среду от ПТО невелики (составляют несколько процентов от общей мощности), поэтому теплоизоляцию ПТО осуществляют с целью защиты обслуживающего персонала от ожогов при случайном соприкосновении с нагретой поверхностью теплообменника (т. е. при высоких температурах и расположении ПТО в «людных» помещениях).

На паровых ПТО высоких параметров иногда устанавливают защитный экран (без утепления) с целью ограничения воздействия струи пара в аварийных ситуациях. Самые простые варианты защитного экрана:

• вырезанные в размер листы оцинкованного железа, проложенные между пакетом пластин и стяжками;
• лист оцинкованного железа, согнутый в П-образныйпрофиль и надеваемый на неподвижную и прижимную плиты (возможна полная или частичная фиксация профиля стяжками).

Защитный экран ПТО (в случае необходимости теплоизоляции) с внутренней стороны может оклеиваться слоем минеральной ваты.

Дополнительные пластины можно приобрести у официальных сервис-партеров компании «Ридан», их контакты представлены на странице сайта: «Сервис» или можете сообщить, где территориально Вы находитесь, а мы передадим информацию нашим сервис-партнерам, которые свяжутся с Вами в кратчайшие сроки.

Необходимость в очистке теплообменных пластин можно определить по перепаду давления на теплообменнике, для этого необходимо сравнить фактический перепад давления с расчетным (который Вы можете найти в паспорте на ПТО или на шильдике на лицевой стороне ПТО). Если фактический перепад выше, чем расчетный, то необходимо сравнить фактические расходы с расчетными, и если они равны, то теплообменник нуждается в очистке. Если нет возможности оценить перепад давления (нет манометров), то можно ориентироваться на температуры и расходы, сравнивая фактические параметры с расчетными.

В общем случае согласно ПРАВИЛ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕПЛОВЫХ ЭНЕРГОУСТАНОВОК от 24 марта 2003 г. N 115, п.10.1.12 «Трубная система теплообменных аппаратов периодически очищается по мере загрязнения, но не реже одного раза в год (перед отопительным загрязнения, но не реже одного раза в год (перед отопительным периодом)». Этот пункт относится также и к пластинчатым теплообменникам, имеющим не трубную систему, а систему каналов, которые также загрязняются в процессе эксплуатации.

1. Обратитесь с запросом о восстановлении паспорта на ПТО (указать серийный номер) в ближайшее к Вам региональное представительство компании «Ридан», вместе с запросом представить копии документов, подтверждающих, что ПТО является Вашей собственностью, либо — разрешение собственника на эксплуатация и обслуживание ПТО

2. Обратитесь к ближайшему к Вам официальному сервис-партнеру компании «Ридан» с просьбой помочь решить проблему сборки ПТО. В дополнение — пластины 08 типоразмера имеют только один рельеф, поэтому схема сборки является стандартной — она описана в Руководстве по эксплуатации (см. на сайте)

Содержание типовой подготовки теплообменника к использованию и запуска его в работу приведены в разделе 2.3 Руководства по эксплуатации. Дополнительные детали могут присутствовать в отраслевой и внутрифирменной документации, действующей на предприятии заказчика.

В то же время на отдельных объектах может возникнуть необходимость проведения отдельных работ по контролю за монтажом и пуском, а также проведения испытаний теплообменника перед его вводом в эксплуатацию. Как правило такая необходимость возникает в случаях, когда теплообменник устанавливается на процессах, критичных для жизнедеятельности предприятия.

В этом случае детали работ по контролю за монтажом и пуском, шеф-монтажом, пусконаладкой, а также программы испытаний обсуждаются индивидуально — по этому вопросу Вы можете обратиться к ближайшему к Вам официальному сервис-партнеру компании «Ридан»

Компания Ридан готова предложить своим клиента теплоизоляцию, как с защитным кожухом, так и без. Если у вас есть потребность в теплоизоляции вашего пластинчатого теплообменника, производства Ридан, то Вы можете обратиться к ИК компании Ридан.

Теплоизоляцию ПТО мы рекомендуем обеспечивать с помощью специальных теплоизоляционных материалов. В качестве такого материала можем порекомендовать материал К-Flex.

Теплоизоляция на теплообменники в компании «Ридан» производится только по заказу — вы можете заказать ее либо вместе с поставкой теплообменника, либо отдельно (для этого необходимо указать серийный номер теплообменника).

Особенность одна — для того, чтобы пакет пластин «встал» ровно, нужно обеспечить такую стяжку по шпилькам, чтобы задняя (прижимная) плита была постоянно параллельна передней (неподвижной). На длинных пакетах пластин допускается стягивать пакет таким образом, чтобы «верх» прижимной плиты опережал низ не более чем на 1-2 см, при этом нужно обеспечить отсутствие перекосов прижимной плиты по вертикали. После того, как размер стяжки (длина пакета пластин) достигнет максимального размера стяжки + 5%, опять следует перейти к параллельному перемещению прижимной плиты.

Такие действия возможны. Принципиальных временных ограничений нет.
Однако, следует иметь в виду, что застой нагретой (

до 95 С) воды во вторичном контуре приводит к интенсивному образованию отложений на теплообменной поверхности со стороны вторичного контура. Характер этих отложений и фактическая скорость их образования определяется химическим составом среды вторичного контура. шнтенсивное образование отложений, в свою очередь, приводит к снижению эффективности работы теплообменника.

Само по себе давление не является фактором, ограничивающим работу теплообменника. Важным являются потери давления, которые можно допустить в теплообменнике по каждой стороне. В случае плохой водоподготовки (повышенная жесткость воды, общее солесодержание и т. д.), возникает необходимость проведения дополнительных (более частых) очисток (промывок) теплообменной поверхности от загрязнения (накипеобразования).

В любом случае, мы настойчиво рекомендуем устанавливать на входе в теплообменник по каждой стороне сетчатые фильтры с ячейкой 0,6 мм (для предотвращения попадания в теплообменник механических примесей с большими характерными размерами).

Источник