Подогреватели ВВПИ сочетают преимущества кожухотрубных и пластинчатых теплообменников.

1. Теплообменники ВВПИ, как и большинство кожухотрубных аппаратов, спроектированы с учетом требований по прочности ГОСТ 14249-89 “Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность”, ГОСТ 25859-83 “Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках”, РД 26-14-88 “Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Элементы теплообменных аппаратов”.

Т.е. подогреватели ВВПИ не подпадая под характеристику “Сосуды высокого давления” тем не менее изготавливаются с учетом требований Госгортехнадзора к сосудам повышенной опасности. Запас по прочности элементов корпуса по отношению к номинальным допускаемым напряжениям по ГОСТ 1429-89 – 350…400%. Запас по прочности трубок – 1000…1500%.

В связи с этим теплообменники ВВПИ не чувствительны к резким скачкам температуры и давления. Трубные пучки выдерживают гидроудары, вибрацию и т.п. В целом это обеспечивает высокую экспуатационную надежность подогревателей ВВПИ в том числе в условиях возможных нарушений режимов эксплуатации.
Подобное категорически неприемлемо при эксплуатации пластинчатых теплообменников. Пластинчатые теплообменники не спроектированы с учетом указанных нормативных документов и обладают гораздо меньшими запасами прочности.

Производители пластинчатых аппаратов всегда указывают ограничения по скорости изменения давления и температуры, отмечают невозможность эксплуатации при наличии гидроударов.

2. Интенсификация теплоотдачи в подогревателях ВВПИ и пластинчатых аппаратов примерно одинакова и составляет 200…250%. Однако, в теплообменниках ВВПИ и пластинчатых подогревателях используются разные принципы интенсификации теплоотдачи.

В пластинчатых аппаратах применяется объемная турбулизация, а в аппаратах ВВПИ – наиболее эффективный из известных принципов, разработанный учёными Московского авиационного института – пристенная турбулизация. Энергетически принцип пристенной турбулизации примерно в 4 раза более выгоден, чем принцип объёмной турбулизации.

На практике это проявляется в том, что сопротивление теплообменников ВВПИ при прочих равных условиях в 2…4 раза ниже, чем у пластинчатых аппаратов. По результатам эксплуатации в среднем сопротивление трубной полости ВВПИ составляет 40…60 кПа; межтрубной полости – 15…25 кПа. Соответственно могут быть уменьшены напоры циркуляционных насосов и их мощность, а так же затраты электроэнергии.

3. Для набора теплообменной поверхности всех подогревателей ВВПИ используется стандартная трубка 12,0х1,0 12Х18Н10Т. Трубка эта не является дефицитной и может всегда находится в ремфонде в небольшом количестве. При необходимости замена трубы или труб может быть произведена в считанные часы.
Таким свойством не обладают пластины пластинчатых аппаратов, которые индивидуализированы и, как правило, на ремонтные пластины производится заказ.

Поскольку толщина трубки 1,0 мм, а пластины 0,5…0,6 мм теплообменники ВВПИ допускают механическую очистку и при прочих равных условиях трубка служит в 2 раза дольше пластины. При разборке с пластинами необходимо обращаться крайне осторожно, поскольку любое нарушение геометрии, царапины и т.п. могут привести к неустранимой течи.

4. Подогреватели ВВПИ как и другие кожухотрубные аппараты имеют минимальное количество уплотнительных прокладок, причём любая из них может быть изготовлена эксплуатирующей службой.
В пластинчатых аппаратах уплотнительных прокладок много ( на одну больше, чем пластин) они имеют сложную конфигурацию в плане и сечении, индивидуализированы. Изготавливаются такие прокладки только в условиях специализированного предприятия. Стоимость комплекта прокладок для теплообменника APV с тепловым потоком 500 кВт, по данным этой фирмы, ≈ 250 долларов США.

Поскольку дорогие прокладки и пластины требуют периодической замены, эксплуатационные затраты при использовании пластинчатых теплообменников велики и сравнимы с начальной стоимостью самого теплообменного аппарата.

Гидравлический диаметр каналов подогревателей ВВПИ 9…10 мм, что в 2 раза больше чем у пластинчатых аппаратов. Благодаря этому обстоятельству в подогревателях ВВПИ не задерживается грязь в виде твердых частиц размером до 10 мм, чем обеспечивается стабильность их работы. Эксплуатирующие службы отмечают быстрое засорение пластинчатых аппаратов в отечественных теплосетях и практическую невозможность их эксплуатации без фильтров-грязевиков.

Практика показывает, что преимущество пластинчатых аппаратов, заключающееся в возможности их разборки, в большей степени декларативно.

Во-первых, сборка-разборка достаточно трудоемкий процесс, требующий высокой квалификации персонала и спец. устройств, и который опасен для пластин.

Во-вторых, разборка в отопительный период пластинчатого аппарата сопровождается снижением мощности котельной на достаточно длительный период. Подогреватели ВВПИ по стороне неподготовленной сетевой воды очищаются как химически так и механически без разборки. Для механической очистки снимается только задняя крышка, что занимает 5…10 минут.

В-третьих, после третьей очистки, как правило, требуется замена прокладок пластинчатых аппаратов, что дорого.

5. При длительной эксплуатации (более одного года) наблюдается более стабильная работа подогревателей ВВПИ в сравнении с пластинчатыми по показателям теплосъема и сопротивления. В одних и тех же условиях эксплуатации по температурам и качеству воды подогреватели ВВПИ требуют очистки в 2-3 раза реже.

6. Сравнение эксплуатационных затрат, связанных с оплатой электроэнергии, пошедшей на прокачку теплоносителей при использовании подогревателей ВВПИ и пластинчатых аппаратов (ALFA-LAVAL) дает следующий результат.

При использовании подогревателей ВВПИ за 20-ти летний срок эксплуатации достигается экономия средств равная начальной стоимости пластинчатых подогревателей, которые могли бы быть установлены на рассматриваемом объекте.

7. При сравнении подогревателей ВВПИ и пластинчатых в равных условиях – начальная стоимость подогревателей ВВПИ составляет 50…70% стоимости пластинчатых аппаратов. Сравнение подогревателей ВВПИ с другими кожухотрубными аппаратами, например, многосекционными типа ПВ по ГОСТ 27590-88Е, имеющими латунные трубные пучки и стальные корпуса, дает следующий результат:

  • масса и габариты подогревателей ВВПИ в сравнении с ПВ в 2…4 раза меньше. На рис.1 показаны габариты трехсекционного аппарата ПВ-325х2-1,0-РГ-3 (а) и аналога по мощности ВВПИ-1500 (б);
  • интенсивность накопления отложений в аппаратах ВВПИ примерно в 2 раза ниже, чем в ПВ;
  • гидравлическое сопротивление ПВ в 1,5…2 раза выше, чем у теплообменника ВВПИ;
  • эксплуатационная надежность, связанная с коррозией корпуса (для условий одинаковой тепловой эффективности) и разгерметизацией труб у теплообменников ПВ значительно ниже, чем у ВВПИ. Типичным эксплуатационным повреждением в подогревателях ПВ является коррозионное растрескивание (обесцинкивания) трубок в местах вальцовки;
  • подогреватели ПВ в отличие от ВВПИ очень плохо переносят щелочные водные режимы с рН>9;
  • капитальные затраты при покупке аппаратов ПВ и ВВПИ на единицу теплопроизводительности близки между собой;
  • стоимость монтажа теплообменных аппаратов ВВПИ ниже, чем ПВ в 2…4 раза;
  • стоимость обслуживания и ремонта аппаратов ВВПИ ниже, чем ПВ.