Компания ООО «Энерготехника» (резидент фонда Сколково) приступила к этапу коммерциализации проекта:

«Энергоэффективные энергосберегающие теплообменные аппараты ТА нового поколения. Технология закрутки потока Spin Cell»

Высокий коэффициент теплопередачи, низкая степень солеотложений, стабильный тепло-съём, низкий уровень затрат на эксплуатацию, малый вес и габариты.

Таким образом, ТА Spin Cell превосходят по своим параметрам все существующие на рынке пластинчатые и кожухотрубные теплообменники.

  • Торговая марка Spin-cell — закрутка-соты.
  • Исполнение — нержавеющая сталь, лазерная сварка.
  • Температура жидкостей и газов: от -200 до +500°С.
  • Рабочие давления: 1-100 бар.
  • Мощность: 10 — 10 000 кВт.
  • Основные потребители продукции:
  • нефтегаз и нефтехимпереработка;
  • генерация энергии, большая и малая энергетика;
  • теплоснабжение зданий в ЖКХ.

Проблема энергоэффективности ТА — одна из центральных в энергетике — разрабатывается в мире более ста лет. Большой вклад в её решение внесли отечественные учёные, инженеры и конструкторы, но в таком варианте, как предлагается в проекте, она решена впервые.

Базовый элемент технологии Spin Cell — закрутка в многозаходных спирально-профильных трубах СПТ — исследовался американским учёным проф. Ямпольским (США) внутри многозаход-ной (24 захода) трубы. Ямпольский показал увеличение внутренней теплоотдачи в 2-3 раза по сравнению с гладкой поверхностью. Но его технология изготовления теплообменной поверхности в отличие от нашей была дорогостоящей и, видимо, поэтому не вышла за пределы лаборатории. При этом теплоотдача в пучке труб Ямпольского, судя по публикациям, вообще не исследовалась.

spin-cell

Аналогичные исследования по теплообмену в закрученных потоках для первого контура энергетических ядерных реакторов проводились и в СССР. Ряд российских и зарубежных компаний используют наработки по интенсификации теплообмена, но эти решения основаны на закрутке потока с помощью специальных вставок, перекрывающих проходное сечение каналов. Так в межтрубном пространстве используются перегородки, а внутри теплообменных труб — различные спиральные вставки (см. фото). Всё этов разы увеличивает гидросопротивление и снижает энергоэффективность теплообмена. Широко известная интенсификация на основе поперечной накатки труб или одно-двух-трёх-заходного спирального профилирования не обеспечивает необходимой геометрии закрутки потока и реализует лишь турбулизацию пристенного вязкого слоя потока.

Базовая технология Spin Cell включает элементы, совокупность которых обеспечивает коренное повышение энергоэффективности ТА, что позволяет говорить о ТА нового поколения. Бнешне он похож на кожухотрубный, а теплообменная матрица — на пластинчатый ТА. матрица ТА Spin Cell образована многозаходными теплообменными спирально-профильными трубами (СПТ), соединёнными в сотовую конструкцию без использования традиционной трубной доски (как в пластинчатом ТА).

Схема потока в межтрубной ячейке, теплообменный модуль и сотовое соединение труб СПТ-см. на фото ниже.

хема потока в межтрубной ячейке, теплообменный модуль и сотовое соединение труб СПТ

В конструкции ТА Spin Cell реализованы следующие особенности:

  • закрутка потока внутри трубного пучка, составленного из СПТ;
  • закрутка потока в межтрубных ячейках, образованных полыми спиральными рёбрами смежных СПТ;
  • закрутка потока увеличивает теплоотдачу при приемлемых потерях давления, а макровихри омывают теплообменную поверхность и препятствуют росту солеотложений — эффект «самоочистки»;
  • трубные доски отсутствуют — нет соответствующих местных гидросопротивлений и соле-отложений — входящий пучок на пути встречает только соты наподобие пчелиных толщиной, равной удвоенной толщине стенок СПТ;
  • возможность «зажать» межтрубное пространство в треугольной компоновке СПТ с шагом, равным 1, что снижает соотношение эквивалентных гидравлических диаметров межтрубного и внутритрубного пространства вплоть до величины 1:4. Это позволяет реализовать «чистый противоток» в широком диапазоне соотношения расходов и перепадов температур во встречных каналах для прокачки разных рабочих сред «жидкость-жидкость», «газ-газ» и «жидкость-газ»;
  • «естественная» прочность трубчатых элементов, пружинные свойства СПТ вдоль своей оси, качественные нержавеющие стали и лазерная сварка — всё это обеспечивает прочность конструкции, устойчивость её к гидроударам и термическим расширениям, сохраняет стабильность геометрии теплообменной матрицы.

Сейчас на ряде предприятий проводятся ресурсные испытания нашего оборудования. В сфере теплоснабжения, в частности, в ИТП на объектах МОЭК (Московская объединённая энергетическая компания). Сравнительная характеристика теплообменников отопления для температурного графика 130/70 — 65/95°C теплопроизводительностью 575 кВт приведена в таблице.

Теплообменники на 575 кВт отопление: 130/70 на 65/95°C

Кожухотрубный 1-е поколение

Пластинчатый ТА 2-е поколение

Spin-cell 3-е поколение

Коэффициент теплопередачи, Вт/м2 С

3200

5000

8300

Потери давления max, м.в.с.

1,8

5

2,2

Габариты L1xL2xL3, мм

300x600x2200

300x515x925

90x220x1100

Вес, кг

430

160

45

В сфере нефтегаза на одном из предприятий нефтедобычи идёт пилотный проект по подогревателям нефти на основе технологии Spin Cell, предназначенным для замены подогревателей 1400ТПГ-2,5-М1/20Г-6-Т-4-У-И, расположенных в количестве 64 штук на участке стабилизации нефти. ТА Spin Cell должен существенно повысить качество подогрева сырой нефти и охлаждения товарной нефти, увеличить межремонтный цикл, снизить затраты владения оборудованием, снизить массогабаритные характеристики не менее, чем в 20 раз.

добыча нефти Наши достижения:
  • 1-е место на конкурсе «Энергоэффективность» Фонда Сколково.
  • лауреат конкурса «Гражданские технологии для Оборонного комплекса-2012».
  • участие в Инвестиционном форуме Сочи-2012 (технологии для ЖКХ).
  • участие в выставке ИННОПРОМ, Екатеринбург-2012.
  • участие в выставке «Открытые инновации», Москва-2012.

B настоящее время прорабатываются вопросы размещения производств и сети региональных торговых домов ТД Spin Cell.

Контакты

Александр Лебедев,

Генеральный директор ООО «Энерготехника»

Тел. (495) 972-38-44

e-mail: lebedev@spin-cell.ru

www.spin-cell.ru

Выпуск: Выпуск №9 (2013 год)

Компания: ООО «Энерготехника»

Номер страницы: 111.00