Пластины и уплотнения (прокладки) Funke

Пластины Funke

Пластины для теплообменника - это важный элемент эффективности пластинчатого теплообменника. Более тридцати лет немецкая компания Funke специализируется в области разработки и производства пластинчатых теплообменников, а так же теплообменных пластин, которые применяются практически во всех отраслях промышленности, а также в системах отопления, вентиляции, кондиционирования и горячего водоснабжения.

На первый взгляд пластинчатые теплообменники различных производителей кажутся идентичными. Секрет эффективной теплопередачи заключается при этом в пакете пластин. Kроме размера и количества пластин существует целый ряд факторов, влияющих на типoразмер и стоимость аппаратов. Одним из таких факторов является возможность использования пластин с различными углами наклона рельефа.

Острый угол наклона рельефа по отношению к горизонтальной плоскости является характеристикой ”жесткой” пластины и обеспечивает более высокую мощность аппарата при соответственно высоких потерях давления. “Мягкие” пластины с тупым углом наклона рельефа предпочитаются в случаях, когда необходимо сохранить низкие потери давления.

Пластинчатые теплообменники Funke отличаются не только возможностью комбинирования различных типов рельефа пластин, но также профилем пластин “Off-Set”, обеспечивающим асимметричную структуру каналов. Преимущество – площадь поперечного сечения “греющей” и “нагреваемой” сторон ПТО может быть на одну третью соответственно больше или меньше.

Большинство типоразмеров всех серий теплообменных пластин Funke имеют четыре различных профиля: H, L, G, K. Гофрирование на профилях различается шириной канавки и углом наклона шеврона. Пластины имеют асимметричную структуру рельефа, благодаря которой, в отличие от обычных симметричных рельефов, значительно увеличивается количество возможных комбинаций теплообменных каналов, различных по теплопередающим и гидравлическим характеристикам. В этом и состоит суть «Off-Set» принципа, применяемого компанией Funke.

Система “Off-Set” предоставляет заказчикам Funke возможность выбора более экономичного решения. Например, при одинаковом расходе водного теплоносителя масляной охладитель с системой каналов “Off-Set” будет намного компактнее и доступнее по цене по сравнению со стандартным ПТО. Таким образом предоставляется возможность сэкономить необходимую площадь теплообмена примерно на 17% по сравнению со стандартными симметричными пластинами. Расположение пластин в пакете рассчитывается при использовании как асимметричных, так и симметричных каналов с помощью расчетной программы. Основной целью при этом является подбор экономичного решения, отвечающего требованиям заказчика.

Типы пластин Funke

Пластины серии FP – многофункциональные, находящие самое широкое применение в различных областях промышленности, в особенности в сфере коммунальной энергетики: отоплении, вентиляции и горячем водоснабжении. Количество типоразмеров пластин данной серии в 2007 году достигло 26, что позволяет подобрать экономичное решение, отвечающее требованиям заказчика. Пластина представляет собой профилированный стальной лист толщиной 0,4 мм, 0,5 мм или 0,6 мм. Большинство пластин данного ряда имеют асимметричную структуру рельефа. Это, так называемый, принцип «Off-Set», позволяющий компоновать в теплообменниках как симметричные, так и асимметричные каналы. Благодаря этому удается сэкономить необходимую площадь теплообмена примерно на 17% (в зависимости от исполнения) по сравнению с традиционными пластинчатыми теплообменниками с симметричной структурой рельефа. Значительным достоинством новых типоразмеров FP 10, FP 16, FP 22 и FP 205, выпущенных компанией Funke в 2007 году, является клипсовое (бесклеевое) крепление уплотнений, значительно упрощающее процесс их замены, что приводит к снижению трудозатрат при сервисном

Сварные кассеты FPG (попарно сваренные пластины) используются со специальными средами, например, аммиаком в охладительных системах. На “стороне воды” (между кассетами) для герметичности используются стандартные уплотнения. Пластины типа FPG представляют собой две пластины, сваренные при помощи лазерной сварки в «кассету». Между пластинами образован герметичный канал для протекания агрессивной среды. На «стороне воды» (между кассетами) для герметичности используются стандартные уплотнения. Толщина пластин серии FPG составляет 0,6 мм.
Полусварные теплообменники типа FPG предназначены для случаев применения с агрессивными средами и хладогентами. Благодаря полусварной конструкции данные теплообменники способны работать при температурах от -40 °C до 180 °C  и давлении до 25 бар. Такими параметрами работы ранее характеризовались только лишь кожухотрубные и сварные ТО. Аппараты данного типа используются как испарители, конденсаторы, масляные охладители и в случаях несовместимости среды с материалом уплотнения.

Пластины FPSF “свободного потока” используются со средами, содержащими твердые частицы, а также средами с повышенной вязкостью. За счет соответственно большой глубины рельефа создаются в три раза (по сравнению со стандартными пластинами) более широкие каналы, обеспечивающие свободное прохождение сред, содержащих твердые частицы. Это пластины типа «Free-Flow», свободного потока. Предназначены для загрязненных и содержащих твердые частицы сред, также применяются для сред с высокой степенью вязкости. Уникальная особенность такой пластины – специальный дизайн профиля, при котором количество точек соприкосновения пластин, образующих канал, минимизировано. Точки соприкосновения расположены в один ряд. В отличие от обычных пластин серии FP c V-образной волной рельефа, волны пластины «Free-Flow» расположены под углом 90° по отношению к основному потоку. Благодаря этим особенностям и большой глубине рельефа создаются в три раза (по сравнению со стандартными пластинами FP) более широкие каналы, обеспечивающие свободное прохождение сред, содержащих твердые частицы. Глубина канала достигает 5 мм.
Теплообменники типа FPSF часто применяются в пищевой промышленности, для охлаждения смазочного масла в паровых газовых турбинах, на целлюлозно-бумажных комбинатах в рекуперативных теплообменниках.

Пластины с двойной стенкой FPDW предлагают высочайшую степень надежности посредством исключения возможности смешения участвующих в теплообмене сред. Пластины штампуются попарно, после чего отверстия для прохода сред обеих пластин свариваются при помощи лазерной сварки. Данная серия относится к пластинам повышенной безопасности. Каждая пластина состоит из 2-х профилированных пластин толщиной 0,35 мм (2*0,35), которые одновременно штампуются на пресс-формах. Данные пластины свариваются по всему диаметру отверстий для прохода теплообменных сред (лазерная сварка), образуя, таким образом, одну пластину повышенной надежности. Между двумя сваренными пластинами находится, так называемая, полость организованной протечки, небольшой воздушный зазор. При возникновении протечки теплообменника, например, вследствие образования трещины в одной из пластин в процессе эксплуатации, теплообменная среда вытекает через данный проем наружу без смешения с другой средой.
Теплообменники данной серии применяются в промышленности с повышенными требованиями к оборудованию, в котором надо исключить любую возможность смешения сред даже при возникновении аварийной ситуации.

Особенности и преимущетва

• высокоэффективная теплопередача за счет термодинамически оптимальной конструкции
• система ”Off-Set” обеспечивает возможность создания как симметричных так и асимметричных каналов (1)
• специальный рельеф распределительной площадки сред для оптимального распределения теплоносителей (2)
• простое крепление пластин посредством клипсовой системы
• уплотнения со специальными зажимами для оптимального центрирования и фиксации пакета пластин (3)
• дополнительное уплотнение с кантом утечки предотвращает смешение сред в области проходных отверстий (4)
• специальный окантовочный рельеф пластин обеспечивает необходимую жесткость пакета пластин, а также стабильную фиксацию уплотнений при оказании на них давления в процессе эксплуатации теплообменников (5)

Материал пластин
Kак правило теплообменные пластины Funke изготавливаются из нержавеющей стали 1.4401/AISI 316L. По сравнению с нержавеющей сталью 1.4301/AISI 304 данный тип стали обеспечивает более надежную защиту от коррозии и повреждений, вызванных хлоридами. Следующие материалы также могут использоваться для производства пластин:
• 1.4301/AISI 304 (для более экономичного решения при использовании некритических сред)
• 1.4539/AISI 904L (с высоким содержанием никеля; экономичное решение для использования сред с низким содержанием кислот и хлоридов, обеспечивающее надежную защиту от коррозионного растрескивания)
• 1.4529/254 SMO (по сравнению с 1.4401/AISI 316L материал более устойчив к кислотам и хлоридам)
• хастеллой (отличается высокой устойчивостью к кислотам и хлоридам; применяется, например, при использовании концентрированной серной кислоты)
• титан-палладий (самый высококачественный материал; используется для хлоридов при высоких температурах)
макс. расчетное давление 25 бар
макс. расчетная температура 180 °C

Присоединения
Пластинчатые теплообменники Funke предлагаются со всеми стандартными типами присоединений, включая сварные конструкции, для различных сфер применения (коммунальная сфера, химическая и пищевая промышленность). Для производства присоединений могут использоваться различные материалы.

Уплотнения (прокладки) Funke

В качестве уплотнений (прокладок) в разборных пластинчатых теплообменниках используются стандартные материалы:
NBR (нитрил-каучук) – универсальное уплотнение для водных и жирных сред (вода/масло), не применяется для пара. Диапазон рабочих температур от -20С до +140С.
EPDM (этилен-пропилен-каучук) – широкая область применения, для химических соединений, не содержащих жир и минеральные масла. Диапазон рабочих температур от -30 С до +160 С.
VITON (фтор-каучук) – высокая устойчивость к химикалиям, органическим растворяющим веществам, а также серной кислоте и растительным маслам при высоких температурах. Диапазон рабочих температур от -10 С до +180 С.

На приведенных ниже графиках показана зависимость срока службы уплотнений (в годах) от рабочей температуры.

Как видно из этой зависимости, чем меньше значение рабочей температуры по сравнению с максимально допустимым для данного вида уплотнений, тем больше срок службы уплотнения. Несомненно, кроме температуры есть еще ряд факторов, влияющих на состояние уплотнений. Огромное влияние оказывают перепады температур и давлений, т.е. количество остановов и пусков. Конечно же, бесперебойная работа теплообменника всегда предпочтительнее. Отрицательно влияет на эластичность уплотнений сборка-разборка и последующая опрессовка теплообменного аппарата, обычно производимые для очистки поверхностей пластин. С каждым разом эластичность уплотнений уменьшается. Для устранения этого фактора рекомендуется в теплообменники запускать предварительно очищенную воду. И, естественно, уплотнения ПТО в процессе эксплуатации подлежат нормальному процессу старения.

Далее - таблица отоброжающую устойчивость уплотнений пластинчатых теплообменников к различным средам: