ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

Применение технологии пластинчатых теплообменников для ЖКХ

Рекомендуемая область пременения

- технология,
- большая энергетика,
- коммунальная энергетика,
- нефтехимия.

Назначение, цели и задачи проекта

Назначение – для передачи теплоты от горячего теплоносителя к холодной (нагреваемой) среде. Теплоносителями могут быть жидкости, пары, газы. В зависимости от назначения теплообменные аппараты используют как нагреватели и как охладители.

Цель - усовершенствование всей системы теплоснабжения, снижение затрат на водоподготовку теплоносителя, повышение качества горячей воды.

Задача – производство пластинчатых теплообменников, позволяющих удовлетворить потребности в передаче тепла для любых потребителей, получение возможности их применения для различных объектов: от небольшого теплового пункта до крупной тепловой или атомной электростанции.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

На тепловом пункте ЖКХ г. В. Поляны Кировской области использовались кожухотрубные теплообменниеи, которые имели ряд недостатков в использовании. Они имели значительные массогабаритные характеристики, что в свою очередь затрудняло их эксплуатацию. Теплообменники забивались, требовали частой чистки и заглушки пучков, что приводило к потери мощности.

Решение подобных проблем стало возможным благодаря установке пластинчатых теплообменников. Теплообменное оборудование было подобрано на одинаковые технические характеристики (тепловая нагрузка, поверхность теплообмена).

В системах теплоснабжения, в основном, применяются поверхностные теплообменные аппараты, в которых теплообмен идет через твердую стенку, разделяющую две среды. Они используются для развязки систем отопления и снижения параметров теплоносителя во втором контуре отопления (давления и температуры). В системах горячего водоснабжения  применение теплообменников позволяет нагревать холодную воду за счет отбора тепла от теплоносителя (закрытая система теплоснабжения).

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Конструктивно пластинчатый теплообменник представляет собой пакет теплообменных пластин и прокладок, установленный в специальную раму и стянутый резьбовыми шпильками до определенного размера. Такая конструкция теплообменника обеспечивает эффективную компоновку поверхности и, соответственно, малые габариты самого аппарата.

При стягивании пакета пластин образуется ряд каналов, по которым протекают жидкости, участвующие в теплообмене.

Технология – в процессе теплообмена жидкости движутся навстречу друг другу (в противотоке), и горячая жидкость передает тепло холодной через пластину. В местах их возможного перетекания находится либо стальная пластина, либо двойное резиновое уплотнение, что исключает смешение жидкостей.

Пластины, стянутые в пакет, обеспечивают взаимную опору в точках контактов, что позволяет сравнительно тонким пластинам стабильно работать при большом давлении.

Пластины могут быть изготовлены в термически жестком или мягком вариантах, что дает возможность, комбинируя варианты, наиболее точно подобрать теплообменник, соответствующий вашему технологическому процессу. Материалы пластин могут быть совершенно любыми, начиная от дешевых нержавеющих сталей и кончая дорогими сплавами для агрессивных химических жидкостей.

Уплотнительные прокладки спроектированы таким образом, что обеспечивают двойное уплотнение между отверстиями. Это предохраняет жидкости от смешивания. Течи, связанные с отклонениями в технологическом процессе (например, при гидравлических ударах) приводят к заполнению жидкостью мертвого пространства, образуемого двойным уплотнением, с последующим вытеканием ее наружу через дренажные каналы, делая тем самым утечку видимой.

Прокладки легко монтируются на пластину клеевым или безклеевым способом посредством специальных зажимов. При стягивании пластин в пакет прокладки самофиксируются и надежно удерживаются в прокладочных канавках, выдерживая давление до 25 кгс/см². Прокладки изготавливаются из различных  эластомеров в зависимости от типа жидкостей, участвующих в теплообмене.

Пластинчатые разборные теплообменники (Ридан, Sondex) имеют следующие технические характеристики:

-    эффективная теплопередающая поверхность пластин от 0,04 до 2,5 м²

-    диапазон расходов от 0,5 до 3500 м³/час

-    коэффициент теплопередачи от 2400 до 11630 Вт/м²°С

-    диапазон температур от -35 до 150 °С

-    рабочее давление до 25 кгс/см²

-    кпд теплопередачи до 97%

Упрощенная схема систем отопления и горячего водоснабжения.

1. Паровой котел на ТЭЦ или котельной.   2. Сетевой теплообменник.

3. Циркуляционный насос.   4. Теплообменник системы горячего водоснабжения.

5. Теплообменник системы отопления.

Система теплоснабжения представляет собой систему транспортировки тепловой энергии (в виде нагретой воды или пара) от источника тепловой энергии к ее потребителю. Система теплоснабжения в основном состоит из трех частей: источник тепла; потребитель тепла; тепловая сеть, служащая для транспортировки тепла от источника к потребителю.

Роль элементов схемы:

• котельный агрегат (источник тепла, передача теплоты сгорания топлива к теплоносителю);
• насосное оборудование (создание циркуляции теплоносителя);
• подающий трубопровод (подача нагретого теплоносителя от источника к потребителю);
• обратный трубопровод (возврат охлажденного теплоносителя на источник от потребителя);
• теплообменное оборудование (преобразование тепловой энергии).

Использование данной технологии повышает надежность системы теплоснабжения. Пластинчатый теплообменник практически исключает смешивание теплоносителей. Гидравлическое разделение контура теплосети и внутриквартального контура снижает утечки теплосетевой воды. Появляется возможность эффективной гидравлической наладки всей системы теплоснабжения, что ведет к экономии электроэнергии при перекачке теплоносителя. Эффективный теплосъем в пластинчатом теплообменнике должен обеспечивать требуемую температуру 'обратки' независимо от условий эксплуатации. Появляется возможность создания новых схем теплоснабжения со сниженным расходом теплоносителя именно за счет более глубокого теплосъема. Это также ведет к повышению КПД источника тепла.

ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ПЛАСТИНЧАТЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ.

1. Передняя неподвижная плита с патрубками для входа и выхода жидкостей

2. Верхняя направляющая штанга

3. Нижняя направляющая штанга

4. Задняя подвижная плита

5. Теплообменная пластина с отверстиями входа и выхода

7. Задняя опора

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Экономический эффект от орелизации проекта составляет 6 598 473 рублей и достигается за счет экономии;

- капиталовложений (1 157 422 руб),

- налога на имущество (127 320 руб/10 лет),

- эксплутационных издержек (1 373 745 руб),

- массогабаритных характеристик.

Таким образом, экономия составляет 3 869 455 руб/10 лет.

Планово-техническое обслуживание заключается в разборке и чистке ПТО химическими реактивами. Периодичность планово-технического обслуживания – 1 раз в год.

Плановый ремонт ПТО в проекте рассчитывается как замена 1 раз в 5 лет полного комплекта уплотнительных прокладок.

Капитальный ремонт ПТО в проекте рассчитывается как замена 1 раз в 10 лет.

Экономия массогабаритных характеристик 10,8м².

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Трудосбережение- при забивании ПТО может быть разобран, промыт и собран двумя низко квалифицированными работниками в течении 4-6 часов. Либо он промывается без разборки – химическим методом в течении 2 часов.

Энергосбережение - создание индивидуальных тепловых пунктов на основе пластинчатых теплообменников существенно упрощает задачу регулирования и автоматизации теплового пункта. Это позволяет потребителю особенно эффективно экономить тепло в весенний и осенний периоды при возможных 'перетопах'.

ПТО соответствуют санитарно-гигиеническим требованиям.

Новые потребительские свойства продукции

- Максимальная эффективность теплообмена,
- компактность,
- низкие затраты на монтаж и обслуживание,
- гибкость (возможность изменения площади теплообмена),
- легкость очистки благодаря разборной конструкции,
- увеличивается срок эксплуатации котлов и трубопроводов,
- отпадает необходимость в прокладке и обслуживании трубопровода горячего во-доснабжения от котельной к потребителю,
- значительно снижаются затраты на водоподготовку теплоносителя.
- повышение качества горячей воды.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Продукция соответствует государственным стандартам.

Стадия и уровень разработки

Сравнение пластинчатых теплообменников и кожухотрубных и вывыявление пре-имущественных свойств.
Испытание в Казани, Дзержинске, Подольске.

Предлагаемые инвестиции

2 млн. руб.

Рынки сбыта

ТЭЦ, ТЭС, ГРЭС России и за рубежом.

Возможность и эффективность импортозамещения

Предлагаемая технология позволяет отказаться от импортных теплообменников.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

96

Дата поступления материала

30.10.2007