Завод долговечной спиральной пластинчатой воздухонагревателя

Когда слышишь про спиральные пластинчатые воздухонагреватели, первое, что приходит в голову — это вечные проблемы с герметичностью спиральных каналов. Многие думают, что главное — это сталь, но на деле всё упирается в геометрию спирали и качество прокатки. У нас на производстве были случаи, когда перепад давления всего в 0.2 атм приводил к деформации пластин — пришлось пересчитывать угол навивки.

Почему спираль — это не просто труба

В 2019 году мы тестировали спиральный пластинчатый воздухонагреватель для сушильной камеры в Красноярске. Заказчик жаловался на низкий КПД, а оказалось, что монтажники установили аппарат под углом 15 градусов — нарушили расчётную схему потоков. Пришлось на месте дорабатывать крепления.

Кстати, про толщину пластин. Бери толще — не значит надежнее. Для газовых сред выше 800°C мы используем сталь 09Г2С толщиной 1.2 мм, но если увеличить до 1.5 мм — начинается перерасход топлива из-за инерционности нагрева. Баланс между долговечностью и экономичностью — это постоянные эксперименты.

Вот пример с сайта ООО Сычуань Чжисянь Новые энергетические технологии — их расчёты по тепловым нагрузкам для спиральных теплообменников как раз учитывают эти нюансы. У них в команде 20 инженеров, которые специализируются на таких задачах.

Ошибки при сборке, которые дорого обходятся

Помню, в Новосибирске собирали воздухонагреватель с пластинами из нержавейки AISI 321. Сварщик перегрел стык — через три месяца пошла трещина по зоне термического влияния. Пришлось демонтировать всю секцию. Теперь всегда контролируем температуру сварки пирометром.

Ещё важный момент — чистота сборки. Однажды в аппарат попала окалина от трубопровода — за год она протерла канал до сквозной дырки. Теперь на входе ставим магнитные уловители, хотя в проекте их не было.

Компания ООО Сычуань Чжисянь как раз предлагает готовые решения с защитными фильтрами — видно, что люди сталкивались с похожими проблемами на практике.

Как мы тестируем долговечность

Циклические испытания — единственный способ проверить реальный ресурс. Запускаем нагрев до 600°C с последующим резким охлаждением до 50°C. После 500 циклов проверяем состояние спиральных каналов. Последняя партия показала, что лазерная сварка выдерживает лучше плазменной.

Интересно, что при работе с дымовыми газами важнее всего оказалась не стойкость к коррозии, а устойчивость к эрозии. Частицы золы за два года могут сточить стенку толщиной 2 мм — сейчас пробуем напыление карбида вольфрама в критичных зонах.

На сайте Чжисянь есть данные по испытаниям их теплообменников — видно, что они используют аналогичные методики, но с акцентом на работу при высоких давлениях.

Почему классическая схема иногда проигрывает

В 2022 году мы разрабатывали пластинчатый воздухонагреватель для цементного завода. По расчётам спиральная конструкция должна была дать выигрыш 15% по теплопередаче, но на практике вышло только 8%. Оказалось, виновата турбулентность от неравномерного потока сырья — пришлось добавлять направляющие лопатки.

Иногда простые решения работают лучше. Для температур до 300°C оказалось выгоднее делать не спиральные, а змеевиковые теплообменники — дешевле в производстве и почти не уступают по эффективности.

У Чжисянь в описании патентов как раз есть гибридные решения — спиральные каналы комбинируются с классическими решётками. Думаю, это следующий шаг в эволюции таких систем.

Что в итоге получает заказчик

Средний срок службы нашего долговечного воздухонагревателя — 12 лет при круглогодичной работе. Но это при условии регулярной очистки раз в полгода. В противном случае соли жёсткости забивают каналы за 2-3 года.

Сейчас работаем над системой автоматической промывки без остановки оборудования — пока тестовые образцы показывают увеличение межсервисного интервала в 1.8 раза.

Если смотреть на опыт ООО Сычуань Чжисянь Новые энергетические технологии, их подход с акцентом на НИОКР подтверждает — без постоянных улучшений в этой области нельзя достичь реальной долговечности. Особенно учитывая их патентный портфель по обработке кромок пластин.