Охладители
Промышленные охладители предназначены для снижения температуры жидких, газообразных и паровых технологических сред за счёт передачи теплоты охлаждающему теплоносителю. Оборудование применяется в нефтепереработке, химической промышленности, газопереработке, энергетике и машиностроении. В зависимости от назначения используются кожухотрубчатые, пластинчатые, трубчатые, водомасляные и воздушные теплообменные аппараты.
Промышленные теплообменники-холодильники для технологических сред
Охлаждающий теплообменник представляет собой аппарат, в котором теплота от нагретого продукта передаётся воде, воздуху или другому охлаждающему теплоносителю. В поверхностных конструкциях рабочие среды разделены металлической стенкой и не смешиваются между собой. Тип оборудования выбирают по требуемой тепловой мощности, температуре продукта, расходу рабочих сред, давлению и допустимым гидравлическим потерям.
Основные технические характеристики охладителей
|
Параметр |
Характеристика |
|---|---|
| Категория оборудования | Промышленные теплообменники-холодильники |
| Назначение | Охлаждение жидких и газообразных технологических сред |
| Конструктивное исполнение | Кожухотрубчатое, пластинчатое, трубчатое, воздушное и другое |
| Принцип работы | Передача теплоты от охлаждаемого продукта теплоносителю |
| Охлаждающая среда | Вода, воздух или другой предусмотренный проектом теплоноситель |
| Охлаждаемые среды | Нефтепродукты, масла, вода, газы и технологические жидкости |
| Материал корпуса | Сталь или другой материал по конструкции |
| Материал теплообменных элементов | Сталь, медные и алюминиевые сплавы по исполнению |
| Поверхность теплообмена | Определяется теплотехническим расчётом |
| Тепловая мощность | По расходам и температурам рабочих сред |
| Рабочее давление | По паспорту конкретного аппарата |
| Температурный режим | В соответствии с характеристиками продукта и теплоносителя |
| Расположение | Горизонтальное или вертикальное в зависимости от конструкции |
| Нормативная документация | По типу аппарата и условиям его эксплуатации |
Охлаждающее оборудование различается устройством теплообменной поверхности, типом охлаждающего теплоносителя и характеристиками обрабатываемого продукта. Кожухотрубчатые аппараты применяются для охлаждения жидкостей и газов, пластинчатые — для соответствующих жидкостных контуров, а аппараты воздушного охлаждения используют атмосферный воздух для отвода теплоты. Отдельную группу составляют масляные охладители и специализированные холодильники технологических газов.
Основные разновидности охлаждающего теплообменного оборудования
|
Вид аппарата |
Назначение |
Особенности конструкции |
|---|---|---|
| Кожухотрубчатый холодильник | Охлаждение технологических жидкостей и газов | Трубный пучок внутри цилиндрического кожуха |
| Холодильник типа ХН | Отвод теплоты от рабочих сред | Неподвижные трубные решётки |
| Холодильник типа ХК | Охлаждение с учётом температурных деформаций | Неподвижные трубные решётки и компенсатор на кожухе |
| Холодильник с плавающей головкой | Охлаждение технологических потоков | Подвижный конец трубного пучка |
| Пластинчатый охладитель | Передача теплоты между подходящими средами | Пакет теплообменных пластин |
| Водомасляный охладитель | Снижение температуры масла | Раздельные масляный и водяной контуры |
| Газовый охладитель | Охлаждение технологического газового потока | Теплообменная поверхность по характеристикам газа |
| Аппарат воздушного охлаждения | Отвод тепла атмосферным воздухом | Оребрённые трубные секции с воздушным обдувом |
| Водоводяной охладитель | Охлаждение воды другим водяным потоком | Разделённые каналы двух водяных контуров |
| Трубчатый охладитель | Охлаждение технологических продуктов | Поверхность теплопередачи из труб |
Кожухотрубчатый холодильник состоит из цилиндрического корпуса, трубного пучка, трубных решёток и распределительных элементов. В зависимости от конструкции охлаждающая среда проходит по трубному или межтрубному пространству. Аппараты типа ХН предусматривают неподвижные трубные решётки, а в исполнении ХК дополнительно используется температурный компенсатор на кожухе. Выбор решения зависит от температурных напряжений, свойств сред и требований к обслуживанию.
Основные конструктивные исполнения кожухотрубчатых холодильников
|
Обозначение |
Тип аппарата |
Конструктивная особенность |
|---|---|---|
| ХНГ | Горизонтальный холодильник типа Н | Неподвижные трубные решётки |
| ХНВ | Вертикальный холодильник типа Н | Вертикальное расположение корпуса |
| ХКГ | Горизонтальный холодильник типа К | Компенсатор температурных расширений на кожухе |
| ХКВ | Вертикальный холодильник типа К | Вертикальная конструкция с компенсатором |
| Холодильник типа П | Аппарат с плавающей головкой | Подвижный конец трубного пучка |
Нагретый технологический продукт поступает в одну из полостей теплообменника, а охлаждающая среда — в другую. Теплота передаётся через стенки труб, вследствие чего температура продукта снижается, а температура охлаждающего теплоносителя повышается. Для изменения скорости потоков и повышения интенсивности теплообмена применяются многоходовые схемы и направляющие перегородки. Конкретная организация движения сред определяется расчётом.
Основные стадии охлаждения продукта:
- Подача горячей технологической среды в теплообменник.
- Поступление охлаждающего теплоносителя в отдельный контур.
- Передача теплоты через теплообменную поверхность.
- Снижение температуры обрабатываемого продукта.
- Повышение температуры охлаждающего теплоносителя.
- Отвод охлаждённого продукта в технологическую систему.
- Вывод нагретого теплоносителя из аппарата.
В состав кожухотрубчатого охладителя входят корпус, теплообменные трубы, трубные решётки, распределительные камеры и технологические присоединения. Для организации межтрубного потока используются перегородки, а для фиксации аппарата — опорные элементы. В зависимости от исполнения предусматриваются съёмные крышки, температурные компенсаторы и специальные устройства для контроля или обслуживания оборудования.
Основные элементы промышленного холодильника
|
Элемент |
Назначение |
|---|---|
| Цилиндрический кожух | Размещение трубной системы и межтрубного потока |
| Теплообменные трубы | Передача теплоты между рабочими средами |
| Трубные решётки | Крепление труб и разделение контуров |
| Распределительные камеры | Подача и сбор среды трубного пространства |
| Поперечные перегородки | Организация движения среды и поддержка труб |
| Температурный компенсатор | Учёт температурных деформаций в соответствующих исполнениях |
| Крышки и фланцевые соединения | Герметизация и предусмотренный доступ к узлам |
| Технологические патрубки | Подключение входных и выходных трубопроводов |
| Опоры | Установка аппарата в проектном положении |
Материалы изготовления промышленных охладителей
Материалы корпуса и теплообменной поверхности выбирают по рабочему давлению, температуре, коррозионной активности сред и требованиям к прочности. В зависимости от назначения применяются углеродистые, низколегированные и коррозионно-стойкие стали, медные и алюминиевые сплавы. Для отдельных конструкций используются комбинированные материалы, совместимость которых необходимо проверять по условиям эксплуатации.
Применение охлаждающего оборудования в промышленности
Технологические охладители применяются на производственных объектах, где необходимо снижать температуру жидкостей, газов, масел и других сред. Оборудование входит в состав систем подготовки сырья, охлаждения промежуточных продуктов и обслуживания технологических механизмов. Конкретный тип аппарата выбирается по назначению, характеристикам продукта и доступному охлаждающему теплоносителю.
Основные области применения:
- Нефтепереработка — охлаждение нефтепродуктов и технологических потоков.
- Нефтехимическая промышленность — отвод теплоты от промежуточных продуктов.
- Химическое производство — охлаждение растворов и жидких реагентов.
- Газопереработка — снижение температуры газовых сред.
- Энергетика — охлаждение масел и вспомогательных технологических контуров.
- Машиностроение — отвод тепла от промышленных механизмов.
- Промышленные системы охлаждения — передача теплоты между рабочими контурами.
Подбор охладителя выполняется по расходу продукта, начальной и требуемой температуре, теплофизическим характеристикам среды и параметрам охлаждающего теплоносителя. На основании этих данных определяется тепловая нагрузка и необходимая поверхность теплообмена. Дополнительно рассчитывают гидравлическое сопротивление, скорости движения потоков и влияние возможного загрязнения теплообменной поверхности.
Основные параметры расчёта промышленного охладителя
|
Параметр |
Значение для подбора |
|---|---|
| Расход охлаждаемой среды | Определяет производительность аппарата |
| Температура продукта на входе | Исходное условие теплового расчёта |
| Требуемая температура на выходе | Определяет необходимую степень охлаждения |
| Тип охлаждающего теплоносителя | Вода, воздух или другая рабочая среда |
| Расход охлаждающего потока | Влияет на располагаемую тепловую мощность |
| Рабочее давление | Учитывается при выборе конструкции и материала |
| Тепловая нагрузка | Определяет необходимую поверхность теплообмена |
| Температурный напор | Характеризует условия передачи теплоты |
| Гидравлические потери | Учитываются при выборе схемы движения сред |
| Загрязняемость поверхности | Влияет на запас поверхности и способы обслуживания |
Особенности эксплуатации и очистки охладителей
В процессе работы на теплообменной поверхности могут образовываться отложения, уменьшающие интенсивность теплопередачи. Для водяных контуров необходимо учитывать качество охлаждающей воды, а для масляных и технологических сред — вязкость, загрязнённость и химические свойства продукта. Порядок промывки, осмотра и ремонта определяется конструкцией аппарата и эксплуатационной документацией. При замене деталей необходимо проверять их совместимость с оборудованием.
ГОСТ 31842-2012 для кожухотрубчатых холодильников
ГОСТ 31842-2012 «Нефтяная и газовая промышленность. Теплообменники кожухотрубчатые. Технические требования» распространяется на соответствующие стальные кожухотрубчатые холодильники, предназначенные для нефтяной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, газовой и смежных отраслей. Стандарт предусматривает конструкции с неподвижными трубными решётками, компенсатором и плавающей головкой. Его область применения ограничена установленными параметрами, включая расчётное давление не более 21 МПа. Он не является универсальным нормативом для всех типов промышленных охладителей.
Как выбрать промышленный охладитель для технологической установки
Выбор аппарата начинается с определения типа охлаждаемой среды, её расхода, температуры и необходимой тепловой мощности. Затем уточняют доступный теплоноситель, рабочее давление, допустимые потери давления и требования к материалам. Для кожухотрубчатых холодильников дополнительно выбирают конструкцию трубного пучка, число ходов и способ компенсации температурных расширений. При замене действующего аппарата проверяют габариты и присоединительные размеры.
Исходные данные для технического задания:
- Назначение охладителя и технологическая схема установки.
- Наименование и состав охлаждаемой среды.
- Массовый или объёмный расход продукта.
- Температура продукта на входе.
- Требуемая температура продукта на выходе.
- Тип и характеристики охлаждающего теплоносителя.
- Расход и температура охлаждающей среды.
- Рабочее и расчётное давление каждого контура.
- Необходимая тепловая мощность.
- Требуемая поверхность теплообмена.
- Допустимые гидравлические потери.
- Предпочтительный конструктивный тип.
- Материалы корпуса и теплообменных элементов.
- Требования к коррозионной стойкости.
- Условия загрязнения и технического обслуживания.
- Габаритные ограничения и монтажное положение.
- Расположение и размеры присоединительных патрубков.
- Требования к контролю качества и испытаниям.
Для подбора охлаждающего теплообменного аппарата рекомендуется предоставить техническое задание с характеристиками продукта, параметрами охлаждающей среды, требуемой тепловой нагрузкой и условиями эксплуатации. При согласовании уточняются тип конструкции, материалы изготовления, поверхность теплообмена, схема движения потоков и условия монтажа. Наличие, стоимость, комплектация и окончательные технические характеристики определяются по конкретному исполнению оборудования.
Для покупки обратитесь к нашим менеджерам по номеру телефона +375 (25) 970-17-95 или электронной почте gomel@metatorg.ru
МеталлЭнергоХолдинг - надежный поставщик металлопроката более 12 лет
Экспортные поставки
Успешно сотрудничаем с зарубежными компаниями
Экспортные поставки
Предприятия ВПК
Осуществляем поставки для военно-промышленного комплекса
Предприятия ВПК
Авиакосмос
Снабжение авиационной и космической производственной отрасли
Авиакосмос
Приборостроение
Изготовление сложных деталей и элементов
Приборостроение
Нефтегазодобыча
Оборудование для добычи полезных ископаемых
Нефтегазодобыча
Строительство
Производство и монтаж металлоконструкций, быстровозводимых зданий
Строительство
