Основное предназначение теплообменного оборудования - эффективно передавать тепло от одной среды к другой на протяжении длительного срока службы. При выборе конструктивного исполнения теплообменного оборудования необходимо четко учитывать его основное предназначение и уровень его влияния на стабильность технологического процесса.
Зачем покупать теплообменное оборудование, о котором заранее известно, что оно не может выдавать стабильно регламентные режимы на протяжении длительного срока эксплуатации и требует регулярных затрат, связанных, как с чисткой теплообменной поверхности, так и с периодическим ремонтом по замене теплообменных труб, трубных пучков, пластин, уплотнительных элементов и т.д.? Этот вопрос задают тысячи производственников, подойдя к очередному теплообменнику, который перестал выдавать регламентные режимы, не отработав свой межремонтный пробег.
Эта проблема существует во всем мире, но особенно повезло с ней России. Только в нашей стране есть каталог стандартных кожухотрубных теплообменников, которые за счет своей унификации имеют существенные ограничения в стабильной работе по причине активного зарастания поверхности теплообмена отложениями.
Мы хорошо понимаем механиков, которые стремясь к изменениям, выбирают в альтернативу унифицированным кожухотрубчатым теплообменникам пластинчатые аппараты, которые более эффективны уже только потому, что подбираются индивидуально, под каждую конкретную теплотехническую задачу.
Но что происходит со временем?
Практика показала, что пластинчатые аппараты не всегда работают эффективно и надежно.
В межпластинчатом канале с зонами сложной формы возникает ранее турбулентное движение с образованием «микровихрей» в зонах обратных циркуляций. Возникновение ранней турбулентности в каналах сложной формы влечет за собой разрушение ламинарного подслоя на поверхности теплообмена, что и позволяет добиваться значительных величин теплоотдачи при низких значениях критерия Рейнольдса.
Но обратные циркуляции и малое проходное сечение между пластин, в конечном итоге и приводят к зарастанию поверхности теплообмена отложениями (рисунок справа) и, как следствие, к снижению коэффициента теплопередачи в 2-3 раза.
Отсюда вывод: пластинчатые аппараты эффективны, но предназначены в основном для работы на чистых средах. К тому же, практика эксплуатации пластинчатых теплообменников показала, что по причине наличия напряжений в металле происходит растрескивание пластин в короткий период их эксплуатации. В течение срока службы (15-20 лет) от первоначальной конструкции пластинчатого аппарата остается только рама, а все остальные детали (пластины, уплотняющие элементы) меняются не однократно.
Поставщики пластинчатых аппаратов используют классический маркетинговый ход: сначала продают теплообменники, а потом регулярно продают запасные части к ним и, тем самым, получают дополнительную прибыль, а покупатели получают теплообменники с бесконечным сроком амортизации - новые запчасти и регулярный ремонт увеличивают их балансовую стоимость и не позволяют провести полную амортизацию оборудования. Это, безусловно, кому-то доставляет удовольствие, но не эксплуатирующим службам точно.
Такую работу нельзя называть «нормой»!
На наш взгляд, каждому производственнику хочется иметь стабильную работу теплообменного оборудования на протяжении всего срока службы, а не рваную кривую: «в краткосрочном периоде оборудование работает эффективно» - «со временем эффективность снижается» - «дошли до критической точки» - «остановились на чистку или ремонт» - «после ремонта теплообменники снова работают эффективно». И так по кругу.
Классификация теплообменного оборудования.
Безусловно, каждая конструкция придуманная человеком находит свою нишу применения.
И сегодня в мире выпускается большое количество теплообменного оборудования, в котором теплообмен осуществляется через стенку. Каждый представитель группы теплообменных аппаратов обладает набором свойств, которые определяют его качественные и эксплуатационные характеристики. Но одно качество теплообменников должно неизменно присутствовать в любой конструкции - чистота теплообменной поверхности, которая зависит от направления, скорости и турбулентности движения теплообменивающихся сред.
По законам аэрогидродинамики при работе с любыми средами - от газов и паров до высокоплотных пульп и высоковязких углеводородов - всегда есть тот режим движения среды в замкнутом пространстве, при котором поверхность теплообмена будет оставаться чистой, а значит и эффективной на протяжении длительного срока эксплуатации аппаратов.
Этот гидродинамический режим можно искать, подбирая унифицированные теплообменники из стандартного каталога, как бы «примеряя» их на теплотехническую задачу, что, по сути своей, не может быть рациональным, т. к. стандартные теплообменники имеют ограниченное число ходов по трубному пространству и, как правило, заданные расстояния сегментных перегородок по межтрубному пространству. А технологические процессы имеют тысячи вариаций по расходам сред, температурным режимам, их колебаниям и отклонениям.
Причина не в плохой среде, постоянно забивающей теплообменное оборудование. Именно теплообменники, имеющие нерациональную конструкцию, склонны к зарастанию.
Практика показала, что нерациональные конструкции теплообменников создают источники затрат (цена владения), которые, по своим суммам, часто превышают стоимость самих теплообменных аппаратов.
Для получения стабильной работы теплообменного оборудования и отсутствия затрат на его чистку и ремонт для каждой теплотехнической задачи необходимо проектировать специализированное теплообменное оборудование, которое будет обеспечивать регламентные характеристики на фоне заданных гидродинамических сопротивлений движения сред, как в трубном, так и в межтрубном пространстве аппаратов.
Таким образом, и получается теплообменник, стабильно приносящий прибыли, т.е. стабильно выдающий теплотехнические режимы, и не требующий при этом дополнительных затрат.
Lotus - интенсивный теплообменный аппарат России!
Инжиниринговая компания ЗАО «Лотос» индивидуально проектирует и поставляет своим Заказчикам оригинальные кожухотрубчатые теплообменные аппараты под российской торговой маркой «Lotus», реализуя на практике существенные особенности взаимодействия фундаментальных законов аэрогидродинамики и теплотехники, что позволяет им сохранять чистоту теплообменной поверхности и обеспечивать при этом максимальную эффективность на протяжении длительного срока службы аппаратов.
После сотен успешных внедрений мы посчитали своим долгом рассказать об отечественных научных разработках в области теплотехнике сначала всей России, а потом и всему миру.
С этой целью в 2009 году был зарегистрирован товарный знак Lotus для узнаваемости российского инновационного теплообменного оборудования среди большого количества предложений кожухотрубчатых аппаратов.
Поставляя потребителям современное высокоэффективное теплообменное оборудование, инжиниринговая компания «Лотос» предоставляет два вида гарантии: гарантию качества изготовления оборудования и гарантию обеспечения аппаратами Lotus требуемых теплотехнических характеристик.
Качество и ответственность Lotus.
В нашей практике сотни примеров по замене стандартных кожухотрубчатых теплообменников на интенсивные теплообменные аппараты Lotus. Также есть примеры, когда специализированные аппараты Lotus заменили теплообменники с плоской стенкой по причине их не эффективной работы или быстрого выходы из строя. И нет ни одного прецедента, когда стандартные теплообменники или теплообменники с плоской стенкой заменили бы аппараты Lotus. Высокая интенсивность и малая металлоемкость теплообменников Lotus позволяет нам легко конкурировать по ценам с такими конструкциями как стандартные кожухотрубчатые теплообменники, компоблоки и спиральные аппараты. А пластинчатые разборные теплообменники мы меняем по причине отказа со стороны производственных служб их дальнейшей эксплуатации из-за высоких эксплуатационных затрат (чистки, замены уплотнительных элементов, проблемы с гидроиспытаниями) или эрозионного износа (растрескивание пластин).
Золотое правило производственника: «Купить, чтобы стать эффективней!»
Мы делаем российские разработки, не имеющие аналогов в мире, социально значимыми, как для самой России, так и для мирового сообщества в целом. Для нас важно, чтобы российские перерабатывающие предприятия повышали свою эффективность, и на этом фоне будет расти эффективность нашей страны в целом, что, безусловно, отразиться положительно на каждом из нас - на каждом жителе России.
Александр Шершевский
