Кожухотрубные теплообменные аппараты: возможна ли альтернатива?

Кожухотрубные теплообменные аппараты известны достаточно давно, первые агрегаты были изобретены еще в начале двадцатого столетия, они отличались невысокой надежностью и громоздкостью. На сегодняшний день, как утверждают производители кожухотрубных систем, многое изменилось. Были внедрены новые высокотехнологичные решения, которые позволили значительно увеличить интервалы между сервисным обслуживанием, повысили производительность и долговечность устройств. Так ли это на самом деле? Давайте попробуем разобраться.

Технологические особенности

Принцип работы кожухотрубного теплообменника достаточно прост. Через корпус агрегата (представляет собой металлический кожух) проходит пучок труб, по которому движется теплоноситель. Нагрев жидкости осуществляется в теплообменной камере, через которую и проходят трубки.

Существуют следующие типы кожухотрубных теплообменников:

• ТН. Неподвижная конструкция с жесткой фиксацией труб и прочным кожухом, которая уязвима перед высокими температурами. Вследствие продолжительной эксплуатации возможна деформация элементов ввиду их перегрева. Если подобная неприятность все-таки произошла, ремонт теплообменника обойдется в достаточно круглую сумму. Устройства типа «ТН» - это самые первые разработки, как следствие, их эффективность невысока.


• ТК. Пучок труб в данных агрегатах также неподвижен, однако они снабжены специализированным компенсатором, который значительно снижает температурные напряжения, возникающие при длительной работе оборудования.


• ТУ. Аппарат имеет неподвижный трубный пучок и дополнительно снабжен U-образным теплообменным трубопроводом. Данные конструкции достаточно габаритны и весьма сложны в эксплуатации, они не получили широкого распространения, встретить их можно достаточно редко.


• ТП. Изделия с плавающей головкой представляют собой один из наиболее прогрессивных типов устройств. Трубковые пучки разделены на два сектора. Первый – жестко закреплен к кожуху, второй – имеет возможность осевого вращения. Подобное решение эффективно в борьбе с температурными деформациями, но обслуживать такой теплообменник крайне неудобно. К данной группе также можно отнести агрегаты типа «ТС», они также имеют плавающую головку, однако дополнительно укомплектованы сальниками, которые позволяют устройству работать под значительным давлением.

Как можно видеть, во всех кожухотрубных аппаратах контакт теплоносителей осуществляется через металлическую стенку трубки, что неминуемо приводит к образованию огромного количества минеральных отложений. Такие включения крайне негативно влияют на эффективность устройства, снижая его КПД на 30, а то и 50%. Забитый теплообменник в скором времени полностью выйдет из строя и превратиться в груду обычного металлолома.

Обслуживание кожухотрубных теплообменных аппаратов

Разумеется, поломку изделия можно предотвратить, для этого необходимо своевременно проводить сервисные работы, направленные на чистку теплообменника. Различают несколько способов удаления инородных включений:

• Механический. Использование специального оборудования с жесткими насадками позволяет измельчить накипь и вывести ее из системы. Зачастую в ходе подобной процедуры снимается значительная часть основного металла, что приводит к истончению стенок рабочей камеры. В случае сильной зашлакованности, элементы, не поддающиеся прочистке, вырезают. Детали теплообменника изготавливаются из высоколегированной стали, поэтому операция по замене тех или иных частей может обойтись достаточно дорого.


• Химический. Для борьбы с минеральными включениями используются высокоактивные кислоты, которые быстро и эффективно удаляют весь налет. Проблема, как и в случае с механической очисткой, может заключаться в повреждении основных элементов устройства.

Вышеперечисленные способы подразумевают использование специализированной, дорогостоящей аппаратуры. Каждая процедура обойдется в достаточно круглую сумму. Хуже всего то, что при работе с низкокачественным теплоносителем (жесткая вода с различными сторонними примесями) чистить теплообменник придется регулярно. За несколько лет использования оборудования, эксплуатирующая организация будет вынуждена затратить суму в 1,5, а то и в 2 раза превышающую стоимость нового устройства.

Стоит ли монтировать подобный теплообменник? Каждая компания должна решать сама.

Современные альтернативы

На что же можно заменить кожухотрубные теплообменники? Наилучшим вариантом станет теплообменник струйного типа, который лишен недостатков устаревших агрегатов. Принцип действия такого устройства заключается в прямом смешивании двух теплоносителей: воды и пара. Теплообменная камера полностью лишена стенок, перегородок, и трубчатых элементов. Таким образом, примесям, которые могут содержаться в воде, попросту негде будет оседать. Система сохраняет свою эффективность в течение всего периода эксплуатации, требуя минимального ухода.

Обслуживать струйный теплообменник в состоянии один человек, при необходимости осуществляется вызов специализированной бригады. Средний срок службы агрегата составляет 43 800 часов. По завершении эксплуатационного срока изделию может потребоваться небольшой ремонт (замена износившихся деталей), затем устройство снова будет готово к эксплуатации.

Весомым плюсом струйных теплообменников (УМПЭУ - Установки с Магистральными ПароЭжекторными Устройствами) является их компактность, они на порядок меньше кожухотрубных теплообменных аппаратов, что значительно снижает требования к свободной площади. Более того, УМПЭУ менее металлоемки, они легче, и дешевле в ремонте. Сопряженная с такими устройствами аппаратура находится в полной безопасности, проходимость системы всегда остается на одном уровне (в случае с кожухотрубными теплообменниками, забитые патрубки могут привести к повышению давления в контуре, выходу из строя насосов и прочих агрегатов).

В заключение необходимо отметить, что струйные аппараты стоят не слишком дорого, позволить себе их установку в состоянии большинство предприятий. Приобретая теплообменник УМПЭУ, покупатель может быть уверен – он отдает предпочтение надежному, прогрессивному устройству, обладающему высокой надежностью и эффективностью. Такое решение не навредит отопительному контуру и поможет значительно сократить эксплуатационные расходы.