Теплообменники электростанции

Типы теплообменников в электростанциях

Теплообменник — это инженерное устройство, которое преобразует тепловую энергию между двумя или более жидкостями. В электростанциях используется несколько типов промышленных теплообменников:

• Трубчатые теплообменники: широко используемые трубные теплообменники. Теплообменник состоит из пучка труб, внешней оболочки, входных/выходных коллекторных коробок и других принадлежностей. Принцип работы трубчатого теплообменника заключается в создании пути теплопередачи между жидкостью в трубе и жидкостью вне трубы через стенку трубы. Это позволяет осуществлять теплопередачу (нагревание или охлаждение) между двумя различными жидкостями. Трубчатые теплообменники обладают следующими преимуществами. Они подходят для переработки большого количества продуктов. Трубчатые теплообменники обычно имеют большую площадь теплопередачи, которая может обрабатывать большой объем жидкости. Трубчатые теплообменники также обладают высокой адаптивностью. Изменяя количество и расположение труб, трубчатые теплообменники можно использовать для противоточного, прямоточного или смешанного потока.
• Трубчатые теплообменники: это компактное устройство для теплообмена. Он состоит из множества труб малого диаметра. Пучки труб собираются в блок, который затем заключен в оболочку. Теплопередача происходит от жидкости, циркулирующей внутри труб, к той, что находится на стороне оболочки (или наоборот). Количество переданного тепла зависит от разности температур между жидкостями и площади поверхности труб.
• Пластинчатые теплообменники: состоят из множества пластин с гофрированной поверхностью. Пластины монтируются между верхней рамой и нижней рамой. Уплотнение в гофрированных канавках, которое затем наносится с помощью двух уплотнительных пластин, которые герметизируют внешнюю часть гофры, создает каналы, по которым проходят жидкости. Затем жидкости передают тепло через пластины. Пластинчатые теплообменники отличаются от других теплообменников своими гофрированными пластинами.
• Воздушный охладитель теплообменника: также известный как ребристый трубный теплообменник, состоит из множества труб, собранных в пучок, с ребрами, прикрепленными к каждой трубе. Соединяя холодный окружающий воздух с горячей жидкостью, протекающей внутри труб, тепло обменивается между ними. Воздушные охладители теплообменников эффективны и экологичны.
• Испаритель теплообменника: это первый компонент рабочего цикла холодильника; он происходит между окружающей атмосферой и хладагентом. Тепло поглощается из окружающей среды хладагентом в испарителе, изменяя состояние хладагента с жидкого на газообразное. Этот процесс охлаждает среду вокруг испарителя.

Характеристики и техническое обслуживание теплообменников электростанции

Характеристики:

• Размер и площадь: Промышленные теплообменники больше, чем те, которые используются для обычных целей. Поэтому их размеры и площади больше, чем у крошечных.
• Материалы: Материалы для промышленных теплообменников электростанций обычно представляют собой прочные металлические сплавы, такие как углеродистая сталь, нержавеющая сталь, титан и т. д. Эти материалы долговечны и выдерживают высокое давление и температуру. Кроме того, они хорошо противостоят коррозии и обеспечивают стабильную и безопасную эксплуатацию на протяжении всего срока службы.
• Схема потока: Общие схемы потока промышленных теплообменников электростанций — противоток, сопряженный поток, поперечный поток и т. д. Выбор схемы потока зависит от функций и потребностей в эффективности теплообменника.
• Эффективность: Тепловая эффективность промышленных теплообменников электростанций обычно высока. Их коэффициенты теплопередачи также очень высоки. Например, кожухотрубные теплообменники имеют общий коэффициент теплопередачи около 1000-5000 Вт/(м2·K) или даже выше. Это показывает, что они могут эффективно использовать энергетические ресурсы, сокращая производственные затраты для предприятий.

Техническое обслуживание:

• Очистка: Регулярно очищайте внешние поверхности и теплопроводящие элементы теплообменника, чтобы предотвратить образование накипи, отложений и грязи. Используйте соответствующие моющие средства и оборудование.
• Проверка на утечки: Периодически проверяйте теплообменник на наличие утечек. Проверьте уплотнения, соединения и соединения, чтобы убедиться в отсутствии утечек, и своевременно производите ремонт, если таковые обнаружены.
• Эксплуатация: Всегда внимательно соблюдайте инструкции по эксплуатации, предоставляемые производителями, во время использования теплообменников. Не перегружайте оборудование и не стремитесь к более высокой эффективности за счет безопасности оборудования.
• Смазка: Если некоторым компонентам требуется смазка для оптимальной работы и более длительного срока службы, применяйте подходящие смазывающие вещества для них в соответствии с требованиями, выдвигаемыми производителями.
• Короче говоря, правильное техническое обслуживание промышленных теплообменников на электростанциях имеет важное значение, если они должны хорошо работать на протяжении десятилетий и в суровых условиях. Только таким образом эти критически важные элементы оборудования могут продолжать обеспечивать эффективное, экономичное и безопасное производство энергии.

Сценарии использования теплообменников на электростанциях

Основное использование теплообменников на электростанциях — это облегчение передачи тепла между двумя жидкостями. Конструкции и применение теплообменников варьируются в зависимости от типа электростанции, на которой они установлены.

• Системы охлаждения воды

  Пресная вода обычно нагревается при прохождении через конденсатор тепловой электростанции. Теплообменник используется для передачи тепла от конденсатора к охлаждающей воде. Затем охлаждающая вода возвращается в реку или озеро. В этом случае теплообменник предотвращает чрезмерный нагрев охлаждающей воды.

• Перегреватели и экономайзеры

  На паровой электростанции теплообменники используются для нагрева пара, поступающего в турбину. Они расположены в котле и называются перегревателями. Перегреватели могут повышать температуру и давление пара на несколько сотен градусов. Экономайзер — это другой тип теплообменника, который встречается на электростанции. Обычно он находится в котле, как перегреватель. Его работа заключается в использовании тепла от дымовых газов для нагрева воды, поступающей в котел.

• Воздушные теплообменники

  В некоторых точках электростанции может потребоваться разделение двух газов. Это может быть необходимо для предотвращения загрязнения или по соображениям безопасности. Примером является теплообменник между дымовыми газами и воздухом для горения. В этом случае тепло передается от дымовых газов к воздуху для горения. Теплообменники можно использовать для рекуперации тепла из дымовых газов и его использования для нагрева поступающего воздуха, используемого для горения.

• Газотурбинные электростанции

  На газотурбинной электростанции теплообменники могут использоваться в комбинированном цикле. В комбинированном цикле энергия сначала генерируется с помощью газовой турбины. Часть тепла, генерируемого газовой турбиной, передается теплообменнику. Затем теплообменник используется для выработки пара для выработки электроэнергии с помощью паровой турбины.

Как выбрать теплообменники для электростанций

Теплообменники играют решающую роль в выработке электроэнергии. Следующие советы могут помочь покупателям выбрать теплообменники, подходящие для их электростанций:

• Оцените свойства среды

  Рассмотрите свойства как горячей, так и холодной жидкости. Обратите внимание на диапазоны давления и температуры, скорость потока и химические свойства (коррозионные, токсичные или опасные) жидкостей. Также учитывайте, являются ли жидкости газами, жидкостями или суспензиями. Затем выберите конструкцию теплообменника, которая может удовлетворить их конкретные требования.

• Учитывайте ограничения по пространству

  Определите физические размеры (длину, ширину и высоту) теплообменника, который поместится на электростанции. Также учитывайте планировку станции. Затем, если есть ограничения по пространству, выберите компактную конструкцию теплообменника, такую как пластинчатые или кожухотрубные модели.

• Оцените требования к техническому обслуживанию

  Выберите теплообменник, который имеет низкие требования к техническому обслуживанию, если местоположение электростанции затрудняет проведение регулярного технического обслуживания. Рассмотрите надежные конструкции, такие как кожухотрубные блоки. Убедитесь, что выбранный теплообменник также имеет доступные компоненты для простого обслуживания и проверок.

• Учитывайте бюджетные ограничения

  При выборе теплообменника для электростанции бюджет является важным фактором. Определите бюджет на приобретение и установку теплообменника. Затем отдайте приоритет расходам на блоки, которые повысят производительность электростанции. Учитывайте долгосрочные затраты (энергетические и эксплуатационные расходы) теплообменника, а не только первоначальную покупную цену.

Q & A

В1. Каковы тенденции на рынке теплообменников?

A1. Согласно рыночным отчетам, мировой объем рынка теплообменников в 2021 году оценивался в 25,92 миллиарда долларов США и, как прогнозируется, достигнет 39,34 миллиарда долларов США к 2031 году, демонстрируя среднегодовой темп роста на уровне 4,5% в период с 2022 по 2031 год. Ключевыми тенденциями являются компактные теплообменники на электростанциях, интеллектуальные теплообменники и экологически чистые теплообменники.

В2. В чем разница между конденсаторами и подогревателями на теплообменниках электростанций?

A2. Конденсатор предназначен для отвода тепла от пара и его преобразования в жидкость. Он также выделяет тепло в охлаждающую среду, обычно в воду или воздух. С другой стороны, подогреватель получает тепло от горячей жидкости, которая обычно поступает из котла. Он передает тепло другой жидкости, которая обычно является водой, используемой для нагрева.

В3. В чем разница между пластинчатыми и трубчатыми теплообменниками?

A3. Пластинчатые теплообменники в основном используются в сантехнических приложениях, а трубчатые теплообменники — в основном в промышленных приложениях. Трубчатые теплообменники также занимают больше места по сравнению с компактными пластинчатыми теплообменниками. Теплообменники можно классифицировать на противоточные, поперечные и кожухотрубные, которые в основном используются в отраслях промышленности электростанций.