Промывка и очистка кожухотрубных теплообменников
Наша организация проводит весь комплекс услуг по промывке и очистке кожухотрубных теплообменников (теплообменных аппаратов, пароводяных подогревателей ПВП, водоводяных подогревателей ВВП (теплообменников)) с использованием высококачественного оборудования. Гарантируем высокое качество очистки теплообменников от нежелательных отложений и эффективность проводимых работ.
Выбор способа очистки теплообменников зависит от типа конструкции теплообменника, его характеристик и степени загрязнения.
Периодическая очистка кожухотрубного теплообменника от накипи и различных отложений является важным условием его бесперебойной работы.
В зависимости от вида теплообменника, свойств накипи и толщины отложений подбирается тот метод очистки, который необходим.
Стоимость промывки или очистки теплообменника зависит от разных факторов: вида теплообменника, количества пластин (для пластинчатых теплообменников), свойств и толщины накипи, способа очистки и удалённости от города Москвы.
В зависимости от объёма работ и технического состояния теплообменников возможно изменение цены.
Оставить заявку на промывку или очистку теплообменных аппаратов можно, позвонив по телефону
+7 (495) 923-5323 или написав сообщение на электронную почту info@stem-com.ru.
Цены и условия обсуждаются.
Работаем не только по г. Москве и Московской области.
Работа в отдаленных областях России рассчитывается индивидуально.
Кожухотрубный теплообменник - устройство, применение, обслуживание
Применение кожухотрубных теплообменников
Кожухотрубные теплообменники, также встречаются названия кожухотрубчатый теплообменник, трубчатый теплообменник, нашли широкое применение во многих отраслях:
В электроэнергетике — это прежде всего конденсаторы турбин, которые служат для создания вакуума в выхлопном тракте турбины и возврата в цикл конденсата пара. Вакуум в конденсаторе создается при конденсации отработавшего в турбине пара, в результате резкого уменьшения удельного объема при превращении пара в конденсат. В современных мощных паротурбинных установках применяются конденсаторы поверхностного типа, в которых охлаждающая вода прокачивается внутри трубных пучков, расположенных в паровом пространстве конденсаторов.
Применяются «кожухотрубники» весьма широко в добыче, транспортировке и переработке нефти и газа. В процессах обессоливания, обезвоживания и сепарации и т.д.
В сферах ЖКХ кожухотрубные теплообменники представлены водоводяными подогревателями ВВП и пароводяными подогревателями ПП.
Водоводяные подогреватели (водоводяные теплообменники) используются в системах горячего водоснабжения и отопительных системах, в которых теплоноситель — горячая вода, поступающая от тепловых магистралей ТЭЦ, соответственно. Трубная система водоводяного подогревателя изготавливается из латунных или нержавеющих трубок. Максимальная температура теплоносителя 150 °С (200°С по ГОСТ 27590-2005).
Пароводяные подогреватели (пароводяные теплообменники) используют пар от котлов низкого давления как греющую среду, соответственно вода является средой нагреваемой. Рабочее давление воды для ПП не более 1,6 Мпа (16 бар), рабочее давление греющего пара не более 0,7 Мпа.
На газоперерабатывающих предприятиях (ГПЗ) применяются только кожухотрубные теплообменники — прямотрубные, «труба в трубе», с U-образным трубным пучком и используются в следующих процессах низкотемпературной конденсации, низкотемпературной ректификации, низкотемпературной сепарации и абсорбции.
В холодильной и криогенной технике кожухотрубный теплообменник выполняет роль испарителя.
Кожухотрубный теплообменник
Сдвоенный кожухотрубный испаритель
Охлаждение жидких сред необходимо в разных технологических процессах. Для этих целей применяют кожухотрубный теплообменник испаритель, внутри корпуса которого есть трубный пучок. Хладагент, движущийся внутри пучка, забирает тепло у воды или иной жидкой среды.
Охлаждение жидкостей до температуры окружающей среды осуществляется с помощью кожухотрубных охладителей, следует отметить, что трубки теплообменного аппарата в таких аппаратах имеют оребрение.
Трубный пучок кожухотрубных охладителей
Кожухотрубный охладитель
Оребрение трубного пучка
В химических производственных процессах также применяются кожухотрубные теплообменники, в этих случаях применяются «экзотические» материалы, обладающие высокой химической стойкостью — графит, титановые сплавы карбид кремния.
Кожухотрубный теплообменник из графита
Кожухотрубный теплообменник из карбида кремния
Виды кожухотрубных теплообменников
Существуют следующие виды теплообменников:
- Теплообменник: жидкости с обеих сторон являются однофазными технологическими жидкостями
- Охладитель: один поток — это технологическая жидкость, другой — более холодный поток, такой как воздух или охлаждающая вода.
- Нагреватель: один поток технологической жидкости, а другой — горячее вспомогательное оборудование, такое как пар или горячее масло.
- Конденсатор: с одной стороны у нас есть двухфазный поток с газом в точке росы. Этот газ конденсируется с помощью холодного теплоносителя с другой стороны, такого как воздух или холодная вода.
- Чиллер: один поток — это технологическая жидкость, конденсируется при температурах ниже атмосферной, а другой — кипящий хладагент или технологический поток.
- Ребойлер: один поток представляет собой кубовый поток из дистилляционной колонны, а другой — горячее вспомогательное оборудование (пар или горячее масло) или технологический поток.
Выбор типа теплообменника
Конструкция кожухотрубного теплообменника определяется на основании ряда факторов, таких как:
- характер технологических жидкостей с обеих сторон
- скорость потока с обеих сторон
- ожидаемый характер операций и обслуживания
- перепад температур с обеих сторон и необходимая площадь теплообмена
Кожухотрубные теплообменные аппараты могут быть подогревателями, холодильниками, конденсаторами и испарителями. Для увеличения скорости движения теплоносителя, а следовательно и повышения коэффициента теплоотдачи трубный пучок может иметь от двух до двенадцати ходов среды.
Варианты исполнения кожухотрубных теплообменников
Теплообменные аппараты кожухотрубчатые (кожухотрубные) - типы и устройство
Кожухотрубные теплообменники наиболее широко используют благодаря простоте конструкции и технологии изготовления.
Изготовляют кожухотрубные теплообменники следующих типов:
ТН – с неподвижными трубными решетками (с жестким кожухом и жестко закрепленными решетками);
ТК – с температурным компенсатором на кожухе;
ТП – с плавающей головкой;
ТУ – с U-образными теплообменными трубками;
ТПК – с плавающей головкой и компенсатором на ней.
Теплообменник типа ТН
1, 12 – крышка (днище); 2 – распределительная камера; 3, 16 – штуцера для ввода и вывода теплоносителя, подаваемого в трубное пространство; 4 – перегородка; 5 – кожух; 6 – трубный пучок; 7 – седловидная опора; 8 – стяжка; 9 – сегментная перегородка;
10, 14 – штуцера для ввода и вывода теплоносителя, подаваемого в межтрубное пространство; 11, 15 – трубная решетка;
13 – отбойник; 17, 18 – фланцы.
Вследствие жесткого скрепления трубных решеток к кожуху и труб к решеткам под действием разности температур и соответственно удлинения труб и кожуха в местах их крепления возникают температурные напряжения.
Для теплообменников типа ТН допускаемая разность температур кожуха и труб 30 … 40 °С в зависимости от диаметра кожуха, давления в теплообменнике и конструкционных материалов.
Теплообменник типа ТК
1 – линзовый компенсатор
Компенсатор служит для компенсации температурных удлинений труб.
При различных температурах трубного пучка и кожуха трубки удлиняются или укорачиваются больше, чем кожух. При этом линза расширяется или сжимается и компенсирует разность удлинений. Вследствие этого температурные напряжения в местах соединения трубных решеток с трубами и кожухом незначительны.
Для теплообменников типа ТК допускается разность температур кожуха и труб, вызывающая разность удлинений ±10 мм (в зависимости от длины их труб).
Теплообменник типа ТП
1 – фланцевая крышка; 2, 17 — штуцера для ввода и вывода теплоносителя, подаваемого в трубное пространство;
3 – распределительная камера; 4 – кожух; 5 – трубный пучок; 6, 15 – штуцера для ввода и вывода теплоносителя, подаваемого в межтрубное пространство; 7 – отбойник; 8 – крышка; 9 – крышка “плавающей головки”; 10 – подвижная трубная решетка;
11 – фланцы; 12 – роликовая опорная платформа; 13 – седловидная опора; 14 – сегментная перегородка;
16 — неподвижная трубная решетка.
При нагревании и удлинении труб плавающая головка свободно перемещается (“плавает”) внутри теплообменника; это обеспечивает свободное изменение длины труб.
Теплообменник типа ТУ
1 – распределительная камера; 2 – кожух; 3 – U-образные трубы; 4 – седловидная опора; 5 – трубная решетка.
Благодаря такой конструкции этот теплообменник является двухходовым по трубному пространству и имеет свободное удлинение труб.
Теплообменник типа ТПК
1 – распределительная камера; 2, 10 – трубная решетка; 3 – кожух; 4 – трубный пучок; 5, 9 – крышка;
6 – температурный компенсатор; 7 – кольцо; 8 – фланец; 11 – седловидная опора; 12 – платформа на роликах.
Теплообменники типа ТПК предназначены для работы при повышенных температуре и давлении. Их применяют для нагрева и охлаждения жидких и газообразных сред.
Конструкция кожухотрубного теплообменника
Корпус теплообменников выполняют в виде цилиндрических обечаек из листовых металлов или изготовляют из труб соответствующего диаметра. Корпуса теплообменников изготавливают с условным диаметром 400; (500); 600; 800; 1000; 1200; 1400; 1600; 1800; 2000; 2200 мм. Толщину стенки корпуса определяют при расчете на прочность.
Трубная решетка теплообменника представляет собой диск, в котором высверлены отверстия под трубки, и служит вместе с трубами для разделения трубного и межтрубного пространств.
Решетки изготовляют из цельных стальных листов и поковок.
Отверстия в трубной решетке располагают:
— по вершинам равносторонних треугольников (рисунок а);
— по вершинам квадратов (рисунок б);
— по концентрическим окружностям (рисунок в).
Отверстия в трубных решетках выполняют:
— гладкими (рисунок а);
— с канавками (рисунок б).
Трубная решетка крепится к кожуху при помощи сварки. Основные способы крепления трубной решетки к кожуху представлены на рисунке:
Трубки. В теплообменниках применяют бесшовные цельнотянутые трубки диаметром 16 1,6; 20 2; 25 2; 25 2,5; 38 2 (38 3); (57 3) длиной 1000, 1500, 2000, 3000, 4000, 6000, 9000 мм. Чаще всего применяют стальные трубки с наружным диаметром 20 и 25 мм. Концы трубок крепят в трубной решетке. Крепление труб в трубных решетках должно обеспечить прочность, герметичность и легкую замену труб.
Способы крепления труб представлены на рисунке:
а – гладкая развальцовка, б – развальцовка с проточкой, в – пайка, г, д – сварка, е – склейка.
Поперечные перегородки устанавливают в межтрубном пространстве; по назначению они подразделяются на опорные, предназначенные для поддержания расстояний между трубами, и ходовые, предназначенные для направления движения потока среды в межтрубном пространстве поперек теплообменных труб.
Наиболее широко применяют сегментные перегородки (см. рисунок).
Диаметр отверстий под трубки в перегородках принимают на 1 мм больше наружного диаметра труб.
Перегородки крепятся в корпусе при помощи стяжек. Стяжки представляют собой тяги из круглого прутка, пропущенные через отверстия перегородок и трубных решеток. В промежутке между перегородками на стяжки надеты обрезки труб. При навинчивании гаек на концевые резьбовые части тяг образуется жесткий каркас.
Распределительные камеры и крышки. Распределительные камеры предназначены для распределения потока рабочей среды по теплообменным трубам. Конструктивно распределительная камера может представлять собой эллиптическое фланцевое днище, присоединяемое к трубной решетке, или короткую обечайку, снабженную по краям фланцами, одним из которых она присоединяется к трубной решетке, а другим – к плоской или эллиптической крышке. Крышка может быть приварена к обечайке распределительной камеры.
Для создания необходимого числа ходов внутри распределительной камеры устанавливают перегородки. Герметизация узла соединения перегородки с трубной решеткой достигается с помощью прокладки, уложенной в паз трубной решетки.
Распределительную камеру и крышки снабжают ушками для удобства выполнения монтажных работ.
Плавающая головка. Основные конструкции плавающих головок представлены на рисунке:
1 – трубная решетка; 2 – эллиптическая крышка; 3 – стяжные полукольца; 4 – стяжной винт; 5 – прокладка;
6 – накидной фланец; 7 – разъемное кольцо; 8 – стяжная шпилька; 9 – фланец.
Компенсатор – весьма ответственный элемент аппарата. Его применяют для компенсации температурных напряжений. Компенсатор должен обладать большой гибкостью, поэтому его делают значительно тоньше кожуха теплообменника.
Основные конструкции компенсаторов:
— Линзовый компенсатор (рисунок а).
— Компенсатор из плоских листов (рисунок б).
— Компенсатор из изогнутых трубок (рисунок в).
— Компенсатор в виде утолщенной части корпуса (рисунок г).
Когда нужна чистка теплообменника
При эксплуатации теплообменных аппаратов требуется регулярная промывка теплообменного оборудования. В теплоносителе содержатся примеси, которые оседают на стенки, снижают теплопроводность, уменьшают проходимость, приводят к образованию очагов коррозии. Согласно отраслевым стандартам регулярно должна проводиться очистка теплообменного аппарата, периодичность которой регламентируется руководящими документами.
По рекомендациям производителей кожухотрубных теплообменников проводить очистку теплообменников необходимо раз в год. Однако эти рекомендации указаны с учетом идеального состояния воды.
Снижение производительности теплообменника по нагреву расходной среды, большой перепад давления между входом и выходом теплоносителя или нагреваемой среды — все это признаки явно указывающие на то, что аппарат нуждается в очистке.
Отсутствие своевременного обслуживания теплообменников ведет к снижению КПД теплообменного оборудования, а в дальнейшем к серьезным поломкам из-за коррозии и износа деталей.
Необходимость очистки теплообменников неизбежно возникает в ходе их эксплуатации, но очистка кожухотрубного теплообменника имеет ряд существенных отличий от очистки пластинчатых теплообменных аппаратов. Эти отличия обусловлены в первую очередь способом организации протока нагреваемой и нагревающей сред, различие этих способов определяет конструкцию самих аппаратов. Очистка кожухотрубного теплообменника должна начинаться с диагностики характера загрязнений.
Кожухотрубный теплообменник – способы и технологии очистки теплообменников
Технология очистки кожухотрубного теплообменника выбирается по результатам диагностики теплообменного аппарата.
Существует три способа очистки теплообменного оборудования. Каждый тип очистки зависит от степени загрязнения агрегата и технических параметров оборудования.
- Механический очистка теплообменника. Используется принцип механического воздействия.
- Химическая промывка теплообменника. Удаление загрязнения осуществляется при помощи химических реагентов.
- Комбинированный способ промывки теплообменников. Теплообменный агрегат разбирается на составные части, далее применяется химический тип промывки.
Вариант очистки трубчатого теплообменника подбирается с учетом технических характеристик теплового аппарата.
Механическая очистка кожухотрубных теплообменников
В большинстве случаев такой способ кавитационной и гидродинамической промывки используется на промышленных предприятиях. Способ имеет дорогостоящий сегмент обработки, поскольку используется специальное теплообменное оборудование, рассчитанное на работу в промышленных целях.
- Ручной метод. Особенность этого цикла заключается в том, что осуществляется полная разборка всех деталей теплообменного аппарата. В качестве инструмента используют специальные приспособления, при помощи которого удаляются загрязнения.
- Для кожухотрубчатого теплообменника предусматривают полную или частичную разборку оборудования. Очистка осуществляется с использованием специализированного оборудования. Для очистки грязи на трубах используют полый стержень в виде сверла, фрезы, или радиальной щетки. Вращательно-поступательным движением очищают грязь, предварительно подавая в место очистки реагент (промывочную жидкость).
- Очистка гидродинамической струей. Под высоким давлением в место накипи направляют струю, при этом можно немного добавлять реагент с использованием абразивного вещества. Для промывки используют специальные аппараты, работающие под высоким давлением и технологические насадки для образования струи под напором.
- Кавитационный способ. Под небольшим давлением в места загрязнения подают жидкость или мелкодисперсные парогазовые пузырьки. При помощи локального направления образуют ударные микроволновые действия. За счет механизма микроволны удается разрушить грязь и принудительно удалить образование.
Химическая промывка кожухотрубных теплообменников
В этом случае нет необходимости разбирать теплообменник. При помощи химического реагента можно удалить образование в виде ржавчины и накипи. Разборка теплообменного аппарата не предусмотрена.
- Отсоединяем теплоагрегата от основного узла питания.
- Присоединяем емкость и промывочный насос, предварительно загружаем в систему химический реагент.
- Запускаем в работу оборудование и в течение 2-8 часов осуществляем промывку.
- Если имеется сложный характер загрязнения, допускается использование до 3-4 типов химического реагента, при этом каждый новый реагент предусматривает удаление из системы старого химического состава с промывкой проточной водой.
- На завершающем этапе промываем систему проточной водой, проверяем на герметичность, тестируем оборудование и запускаем в работу.
Комбинированный способ очистки теплообменного оборудования
Самый трудозатратный способ очистки теплоагрегата.
- Агрегат разбирается на составные части. При сильных загрязнениях, а также при износе трубных пучков теплообменника, трубные пучки необходимо демонтировать и заменить на новые. Это делается при помощи отдельного специального оборудования (экстрактора).
- Под воздействия высокого давления струи воды удаляем загрязнители.
- Осуществляем сборку оборудования в обратном порядке, проверяем герметичность и запускаем систему в работу.
Очистка кожухотрубного пароводяного подогревателя (теплообменника) МВН 500 (из нашей практики)
Как правило образцы отложений кожухотрубного пароводяного подогревателя (теплообменника) берутся непосредственно из самого трубного пучка, по этим образцам ведется подбор реагентных составов. Следует заметить, что накипь и отложения в кожухотрубных теплообменниках могут иметь неоднородный характер, более твердые отложения находятся непосредственно на стенке, толщина этих отложений от 0.5 до 1.5 мм, ближе к центру трубы плотность и твердость отложений уменьшается.
Трубный пучок пароводяного теплообменника МВН-500 до очистки
Рассмотрим порядок действий при очистке пароводяного кожухотрубного теплообменника МВН-500:
- Первичный осмотр теплообменного пучка установил как степень загрязнения, так и характер накипи в кожухотрубном теплообменнике.
- Принято решение использовать комбинированную технологию
А) сверление с подачей воды
Сверление с подачей воды
Б) Гидрохимическая промывка
Выбор комбинированной технологии обусловлен тем, что химический реагент не может пройти по заблокированной отложениями трубке. Сверление с подачей воды при очистке кожухотрубного теплообменника – процедура, требующая от специалиста аккуратности и терпения, поскольку любая небрежность чревата повреждениями теплообменных трубок.
Гидрохимическая очистка теплообменного оборудования должна проводится с соблюдением следующих основных условий:
- Реагент должен эффективно растворять отложения на поверхностях теплообмена. Прим. Как правило отложения состоят из различных минералов и подбор реагентов для очистки требует квалификации и опыта.
- Реагент должен быть безопасен для материала теплообменных трубок (как правило трубки изготавливаются из нержавеющей стали, латуни или меди).
- После проведения промывки кислотный остаток должен быть нейтрализован щелочными реагентами.
Трубный пучок с заглушенными трубками
Опрессовка теплообменника
Опрессовка по завершении работ по очистке кожухотрубного теплообменника – обязательное условие для его успешного ввода в эксплуатацию. Как правило ее проводят со стороны внутритрубного пространства, в собранном виде. Давление опрессовки должно превышать рабочее на 25%. В случае с МВН 500 рабочее давление составляло 0.6 Мпа, опрессовочное 0.75 Мпа. В ходе опрессовки давление падало в среднем на 0.05 Мпа за 10 мин., кожухотрубный теплообменник был разобран, кассета трубного пучка извлечена из кожуха и подвергнута ревизии — каждая из трехсот шестидесяти трубок подвергалась манометрическому обследованию. Утечки были обнаружены, а трубки заглушены.
Таким образом применение двух технологий — механической очистки сверлением с подачей воды и гидрохимической промывки вернули к нормальной работе пароводяной подогреватель сетевой воды.
Гидродинамическая очистка теплообменников
Гидродинамический метод очистки кожухотрубного теплообменника тоже находит широкое применение.
Суть такого способа промывки теплообменника заключается в том, что загрязненные поверхности обрабатывают с помощью АВД (аппарат высокого давления) струей воды под давлением до 500 Бар. В результате этого смывается разного рода отложения и накипь. Такой способ предполагает использование специальных установок, представляющих собой распределители водной струи под высоким давлением. Специалисты нашей компании используют форсунки и насадки различных модификаций, рассчитанные на разные давления и угол его распределения струи. Использование систем сверхвысокого давления увеличивает производительность работ, однако если твердость отложений высока, гидродинамическую очистку следует производить после гидрохимической очистки.
Ультразвуковая очистка теплообменников
Очистка кожухотрубных теплообменников может производится с помощью альтернативного метода – высоковольтного электрического разряда с подачей воды в очищаемую трубную полость. Суть метода состоит в том, что высоковольтный разряд в воде создает ударную волну, которая откалывает отложения с теплообменных трубок.
Очистка теплообменников струей жидкого азота
Очень интересную методику очистки теплообменников под названием NitroLance™ разработали в компании Conco (США). Суть этой методики заключается в воздействии на отложения струей жидкого азота, выходящего из специальной насадки под большим давлением. Механизм очистки базируется на трех принципах воздействия на корку отложений:
- Давление как таковое.
- Резкое охлаждение и разрушение отложений из-за разницы коэффициента термического расширения материала теплообменника (трубки) и слоя отложений.
- Резкое расширение жидкого азота в толще отложений.
Виды и состав отложений в кожухотрубных теплообменниках
Отложения в кожухотрубных теплообменниках могут иметь разнообразный состав и природу происхождения, что обусловлено:
а) составом нагревающей и нагреваемой сред
б) параметрами давления и температуры.
В сетях теплоснабжения, где теплоносителем является вода, как правило наибольший процент в отложениях занимают соли кальция и магния, оксиды железа, сульфаты, и силикаты.
Специалисты нашей компании осуществляют работы по диагностике и очистке кожухотрубных теплообменников различных конструкций и сфер применения — от испарителя чиллера до систем нагрева жидких сред.
Периодическая очистка теплообменника от накипи и различных отложений является важным условием его бесперебойной работы.
Если у Вас на предприятии присутствует теплообменное оборудование, то Вам необходим постоянный подрядчик по его обслуживанию.
Мы предлагаем комплексное и долгосрочное сотрудничество
Если вашей организации нужен постоянный сервисный подрядчик, то наша компания приглашает к плодотворному и взаимовыгодному сотрудничеству.
Регулярное обслуживание сделает производственные процессы выгодными и эффективными, а также избавит от простоя оборудования и техники.