EN
Для морского или промышленного применения, требующего решения в области теплового управления, одним из важнейших решений, которое должен принять инженер, является выбор между пластинчатыми теплообменниками с уплотнительными прокладками и паяными пластинчатыми теплообменниками. Обе технологии работают по одинаковым принципам теплопередачи: серия гофрированных металлических пластин, между которыми циркулируют две жидкости в противотоке, обеспечивая передачу тепла между ними. Однако их конструкция, философия проектирования и эксплуатационные ограничения различаются. В компании SME, выполняющей ежегодно более 500 заказов и обслуживающей свыше 1000 судов запасными частями и сервисом, мы неоднократно сталкивались с последствиями некорректного выбора типа ПТЭ. Данный справочник поможет упростить выбор вариантов, чтобы технология соответствовала реальным условиям эксплуатации вашего судна.
Конструкция и физическая целостность
Пластинчатые теплообменники с уплотнительными прокладками: Они состоят из рамы (неподвижных и подвижных торцевых плит), в которой пакет гофрированных пластин сжимается болтами. Каждая пластина оснащена эластомерным уплотнением, разделяющим каналы потока и направляющим жидкости по попеременным проходам. Пластины легко добавляются или удаляются. Пластины и уплотнения фиксируются и нагружаются при помощи высокого крутящего момента.
Паяные пластинчатые теплообменники: Они не имеют рамы, болтов и съёмных уплотнений. Вместо этого серия пластин собирается и вакуумно-паяется с использованием присадочного металла — меди или никеля, который затвердевает в местах контакта пластин. В результате получается монолитный блок без эластомерных уплотнений, плотно и герметично закрытый от внешней атмосферы, что обеспечивает меньшие габариты и массу при заданной мощности по сравнению с конструкцией на уплотнительных прокладках.
Рабочие пределы: давление и температура
Паяные блоки обычно способны выдерживать значительно более высокие давления — от 30 до 45 бар — и температуры 200 °C и выше; в моделях с никелевым паяным соединением отсутствуют эластомерные уплотнения, которые могут выдавливаться или разрушаться, что делает их пригодными для систем, таких как контуры хладагента, гидравлическое масло высокого давления и рекуперация тепла двигателя на новых судах.
Ограничения блоков с прокладками определяются материалом прокладки: наша команда инженеров-экспертов часто использует прокладки из НБР, ЭПДМ и ФКМ, рабочий диапазон температур которых составляет от −15 °C до свыше 150 °C, а максимальное рабочее давление для морских устройств с прокладками достигает примерно 25 бар и выше. Такой показатель вполне подходит для стандартных задач охлаждения морской водой и в большинстве случаев достаточен для стандартных опреснителей и систем смазочного масла на большинстве судов; однако превышать указанное давление в морских устройствах с прокладками недопустимо.
Техническое обслуживание, очистка и ремонтопригодность
Именно здесь два подхода столь резко расходятся друг с другом, и зачастую для судовладельца это главный аргумент.
Пластинчатые теплообменники с прокладками изначально спроектированы как ремонтопригодные. Всякий раз, когда происходит загрязнение (а в морской сфере загрязнение неизбежно — оно возникает при накоплении морской воды, накипи или остатков тяжёлого масла на поверхностях; вопрос не «если», а «когда»), блок разбирается: болты откручиваются, пластины разводятся, а прокладки извлекаются. Отдельные пластины можно очистить механически или химически, после чего прокладки заменяются. Именно поэтому у SME есть собственная мастерская и команда специалистов на месте — чтобы выполнять замену прокладок, очистку пластин и полную модернизацию, позволяющую восстановить рабочие характеристики теплообменника с прокладками до 95 % и более от исходных проектных значений. Кроме того, при изменении эксплуатационных условий или рабочей среды вы можете заменить тип прокладки.
Паяные теплообменники являются одноразовыми. Их нельзя разобрать для очистки каналов между пластинами. Паяные блоки пластинчатых теплообменников (PHE) не подлежат разборке; внутреннюю очистку с применением химических реагентов, циркулирующих по устройству, можно попытаться провести, однако это может оказаться недостаточным для удаления накипи или углеродных отложений. Однако основной недостаток паяных блоков PHE заключается в том, что при засорении устройства накипью или посторонними частицами либо повреждении одного из каналов вследствие циклов теплового расширения или коррозии со временем единственным решением является приобретение нового устройства. Это может быть весьма затратно — особенно при использовании крупногабаритного паяного устройства или в случае длительных сроков поставки нового оборудования, если судно невозможно быстро обслужить.
Риски утечек и перекрестного загрязнения
Для пластинчатые теплообменники с прокладками, любое раннее обнаружение утечки обычно проявляется в виде небольшой подтёки наружу — вы видите капающую жидкость с рамы до того, как два потока смешаются катастрофически. Двухуплотнительная конструкция — ещё один вариант для критических применений, где два рабочих среды должны оставаться полностью разделёнными (масло, морская вода). Следует признать, что для обеспечения функционирования «второй» уплотнительной прокладки не стоит дожидаться полного разрушения первой. При выходе прокладки из строя её можно заменить на месте.
В ряде паяные ПТО внутренняя утечка из одного канала в другой (сквозное коррозионное отверстие или трещина) приводит к загрязнению одного технологического потока другим без заметной утечки на внешней лицевой панели, которую мог бы обнаружить оператор. В масляных или водяных системах один или оба потока могут быть загрязнены практически сразу после ввода установки в эксплуатацию; в холодильных системах это может остаться незамеченным до резкого снижения эффективности. Установку необходимо остановить и заменить.
Соответствие применения и совокупная стоимость жизненного цикла
Выбрать Паяные ПТО для замкнутых контуров чистых жидкостей, таких как хладагенты, гидравлические жидкости и деионизированная вода. Они также подходят для применений с ограниченным пространством, например, для машинных отделений на небольших судах, где монтаж и доступ для обслуживания могут быть затруднены. Имейте в виду, что общий срок службы у них меньше, однако первоначальная стоимость ниже.
Почему следует выбирать Пластинчатые теплообменники с прокладками? Для открытых контуров морской воды, загрязнённых сред, тяжёлых мазутов или других подобных технологических сред, где долговечность и удобство технического обслуживания имеют решающее значение, используйте пластинчатые теплообменники с прокладками. Первоначальная стоимость выше, однако расходы на замену прокладок и пластин в течение срока службы — 15–20 лет — окажутся значительно ниже.
При многочисленных тысячах заходов судов в SME сложилась практика, при которой выбор заказчиком традиционного теплообменника с прокладками всегда оказывался предпочтительным благодаря его прозрачности и простоте технического обслуживания в повседневной эксплуатации на стандартном массовом рынке. Наша 12-месячная гарантия сервисного обслуживания по таким проектам, а также сертифицированные процедуры SME по стандартам ISO 9001, 14001 и 45001 обеспечивают наличие команды из более чем 100 технических специалистов именно там, где они необходимы — для оказания глобальной поддержки верфям при принятии ключевых решений по любым вопросам, связанным с системами охлаждения. Независимо от того, требуется ли вам замена прокладок в Китае или полная техническая экспертиза, мы, опираясь на ресурсы всей команды SME, можем помочь вывести теплообменники за рамки решения текущих задач — обеспечивая, чтобы установленное сегодня решение продолжало надёжно работать и завтра.