Для чего в основном применяются теплообменники с плавающей головкой

Плавающие головки теплообменников

Плавающие головки теплообменников — это приспособления для подвижного крепления трубных пучков к решеткам в кожухотрубчатых агрегатах. Они используются, когда имеется значительный перепад между температурами сред, участвующих в технологических процессе.

Крепление трубных пучков

В большинстве случаев плавающие головки теплообменников устанавливаются лишь для одной из решеток. С другой стороны пучки фиксируются жестко. Соединение в теплообменниках может осуществляться различными способами.

Фланцевое крепление делает узел более громоздким, однако, оно является надежным и долговечным. Соединительные кольца (скобы) уменьшают габариты конструкции, однако их наличие может усложнить эксплуатацию изделия, в случае, когда в теплообменнике работают сильно загрязненные жидкости или агрессивные вещества. Узел сборки плавающей головки теплообменника со скобой комплектуется также нажимными болтами для уплотнения. С особой тщательностью выбирается материал и соблюдается точность изготовления скобовых плавающих головок, поскольку в этом случае все элементы соединения не только находятся внутри корпуса, но и погружены в одну из рабочих сред (воспринимают ее температуру, а в некоторых случаях и подвергаются химическому воздействию).

Преимущества и сфера применения

Плавающие головки теплообменников способны нивелировать тепловое расширение элементов агрегата и связанное с ним продольное перемещение. Благодаря этому значительно увеличивается износостойкость и срок службы оборудования, работающего в сложных условиях. Благодаря своим особенностям теплообменники с плавающими головками могут применяться на основном производстве и во вспомогательных цехах в различных отраслях промышленности:

В зависимости от особенностей технологического процесса можно выбрать и приобрести теплообменники с плавающими головками, которые оснащены гладкими или оребренными трубами.

Классификация и маркировка агрегатов

Среди агрегатов с плавающими головками различают оборудование различного назначения:

теплообменники, предназначенные для повышения температуры рабочей среды, конденсаторы для обеспечения стабильности температурного режима, холодильники. Наличие в конструкции плавающей головки обозначается при маркировке буквой «П». Кроме того, указывается тип расположения техники: горизонтальный или вертикальный.

Ассортимент и изготовление оборудования

Широкий диапазон типоразмеров теплообменников с плавающими головками позволяет легко подобрать подходящее оборудование в каждом случае с учетом требуемой производительности и других индивидуальных параметров эксплуатации.

Агрегаты производятся на высокотехнологичном современном оборудовании только из отвечающих требованиям прочных сплавов (тип материала выбирается с учетом температуры, химической агрессивности веществ и других параметров). Все изделия проходят тестирование перед тем как отправиться к заказчику. Благодаря этому производитель может с уверенностью гарантировать беспроблемную эксплуатацию оборудования, точное соответствие ее характеристик заявленным в технической документации, а также долгий срок службы, износостойкость и ремонтопригодность любого из изделий.

Заказать плавающие головки теплообменников

Вы можете заказать плавающие головки теплообменников в компании «Феникс», воспользовавшись одним из способов, доступных на странице Контакты, либо заполнив следующую форму.

Источник

Теплообменник с плавающей головкой

Описание теплообменника с плавающей головкой “ТП”

Теплообменник с плавающей головкой является одним из востребованных видов кожухотрубчатых теплообменников и широко используется на НПЗ, а также других различных промышленных предприятиях.

Главной особенностью данного аппарата является наличие температурного компенсатора в виде так называемой “плавающей головки”.

Ниже приведены 2 варианта исполнения “плавающей головки”:

В обоих случаях, наличие плавающей головки, позволяет использовать теплообменник при большой разнице температур между технологическими средами в трубной и межтрубной полости аппарата.

Таким образом, данный вид аппарата более универсален по сравнению с теплообменниками жесткотрубной конструкции и может применяться в широком диапазоне сочетания различных сред с большой разницей температур.
Однако, из-за наличия плав. головки стоимость теплообменника также возрастает. Поэтому использование этого оборудования должно быть технически обосновано.
При указании шифра аппарата используют аббревиатуру “ТП” – теплообменные аппараты с плавающей головкой согласно ТУ 3612-023-00220302-01 ВНИИНефтемаша.

Конструкция

1 – передняя камера; 2 – задняя камера; 3 – внешний фланец головки; 4 – крышка головки; 5 – входной/ выходной патрубок головки; 6 – стационарная трубная доска; 7 – трубы; 8 – кожух; 9 – крышка кожуха; 10 – фланец кожуха со стороны стационарной головки; 11 – фланец кожуха с разборной стороны – или плавающей головки, или трубной доски; 12 – входной/ выходной патрубок кожуха; 13 – фланец крышки кожуха; 14 – компенсатор напряжений; 15 – плавающая трубная доска; 16 – крышка плавающей головки; 17 – фланец крышки плавающей головки; 18 – отдельный кольцевой фланец задней плавающей головки; 19 – отдельный кольцой фланец задней головки; 20 – направляющий поддерживающий фланец; 21 – крышка задней головки; 22 – трубчатая задняя головка (смесительная камера); 23 – сальники; 24 – уплотнение; 25 – фланец задней крышки; 26 – болты; 27 – соединительные тяги и распорки; 28 – поддерживающие перегородки; 29 – пластины растекания; 30 – продольная перегородка; 31 – перегородка-ребро или разделительная пластина в головке; 32 – штуцер смотровой; 33 – штуцер дренажный; 34 – штуцер для измерительных приборов; 35 – крепежные стойки; 36 – рымболт для монтажных работ;

Принцип работы

Принцип работы теплообменника с плавающей головкой – горячая и холодная жидкость поступает в соответствующие полости аппарата. Как правило, горячая жидкость подается в межтрубное пространство, а холодная в трубы, но могут быть и обратные случаи, в зависимости от ряда факторов: рабочее давление, загрезняемость среды и необходимость чистки, класс опасности потоков и некоторые другие.

При нагревании стенок трубы происходит линейное расширение и трубный пучок удлиняется. Устройство плавающей головки позволяет компенсировать это удлинение за счет свободного хода головки в задней камере теплообменника при удлинении или укорочении труб при их нагреве или охлаждении соответственно.
Такая конструкция плавающей головки получила большое распространение на НПЗ за счет надежности и простаты.

Как правило, на заводах данные аппараты, однотипного размера, часто собирают в группы образуя горизонтально расположенные пары – сдвоенные теплообменники. Данная компоновка позволяет сокращать необходимое:

Характеристики теплообменников типа ТП

В таблице ниже приведены основные параметры ТА с плавающей головкой, используемых на НПЗ.

Ремонт теплообменника с плавающей головкой

Теплообменник с плавающей головкой имеет возможность извлечения трубного пучка из корпуса. Для этого необходимо сбросить давление и отсоединить аппарат от обвязки, заглушив патрубки подвода и отвода технологических сред.

Ремонт теплообменника с плавающей головкой состоит из следующих стадий:

Извлечение трубного пучка – одна из наиболее сложных операций и требует наличие тяжелой грузоподъемной техники, как правило, лебедки в сочетании с краном.

Источник

Теплообменник с плавающей головкой.

Теплообменник с плавающей головкой.

Другим часто встречающимся в практике аппаратом, относящимся к группе прочно-плотных конструкций, является теплообменник Теплообменниками называются аппараты, применяемые для нагревания или охлаждения обрабатываемых веществ.

Назначение теплообменника с плавающей головкой.

Частным случаем трубчатых теплообменников может служить теплообменник с плавающей головкой (рис. 1). Аппарат предназначен для подогрева паром, пропускаемым внутри корпуса аппарата жидкости, циркулирующей по трубкам. Аппарат состоит из корпуса 7, трубчатки 8 и двух днищ 2 и 10.

Устройство теплообменника с плавающей головкой.

Рис. 1. Теплообменник с плавающей головкой.

Корпус аппарата, изготовленный из стали марки Ст. 3, представляет собой обечайку 9 диаметром 700 мм и толщиной стенки 20 мм с приваренными фланцами 4. Внутрь корпуса аппарата закладывается трубчатка 8, состоящая из двух трубных решеток 12 и 15 и большого числа прямых труб 6, развальцованных в трубных решетках. Один конец трубчатки присоединяется трубной решеткой 15 к фланцу корпуса на болты, а другой закрывается крышкой 11, кото рая стягивается с кольцом 13 болтами, но не присоединяется к корпусу.

Теплообменник такого типа носит название теплообменника с плавающей головкой.

Второй конец корпуса закрывается крышкой 10, состоящей из фланца, обечайки и сферического днища. К трубной решетке 15 винтами присоединяется крышка 2, состоящая из фланца, обечайки и сферического днища, разделенная на две секции перегородкой 3. К каждой секции днища подходит по два штуцера 1 и 16.

Монтаж теплообменника с плавающей головкой.

Корпус аппарата устанавливается на опоры. Аппарат состоит из межтрубного и трубного пространства. Крышка 2, трубы 6, крышка 11 составляют трубное пространство. В межтрубное пространство входят корпус 7 и крышка 10.

Работа теплообменника с плавающей головкой.

В трубное пространство по штуцеру 1 подается подогреваемая жидкость под давлением 40 ат, с начальной температурой в 20°.

Одновременно через штуцер 14 в межтрубное пространство поступает пар под давлением 20 ат. Пар, омывая трубки с жидкостью, повышает ее температуру до 60°.

Для лучшего нагрева жидкость подается только в половину груб, проходит до крышки 11, возвращается по второй половине труб в крышку 2 и отводится через штуцер 16. Пар выходит через штуцер 5. Кроме основных штуцеров, аппарат имеет ряд штуцеров для присоединения манометра, спуска конденсата и жидкости. Во время работы трубки нагреваются и удлиняются. Плавающая головка обеспечивает перемещение свободного конца трубчатки, не вызывая деформации труб или трубных решеток.

Корпус аппарата и днища свариваются автоматической и ручной сваркой.

Источник

Кожухотрубчатый теплообменник с плавающей головкой: тип П и ПК

В соответствии с производственными стандартами, кожухотрубчатый теплообменник с плавающей головкой маркируется буквой П, с плавающей головкой и компенсатором – буквами ПК.

В кожухотрубчатом теплообменнике этого типа трубные пучки жестко фиксируются только с одного конца. Другой конец трубок закреплена в трубной решетке, которая может свободно перемещаться по оси. Это позволяет застраховаться от температурных деформаций. Когда происходит нагревание, трубки удлиняются и свободно перемещаются внутри кожуха.

Как правило, кожухотрубчатые теплообменники с плавающей головкой являются одноходовыми. Но их можно сделать и многоходовыми, если разместить продольные перегородки в пространстве между трубами.

В целом в кожухотрубчатых агрегатах с плавающей головкой деформации в связи с повышением температуры компенсируются не полностью. Под воздействием температурных колебаний трубные пучки расширяются, и коробится трубная решетка, где они закреплены. Для того, чтобы этого избежать, в некоторых теплообменниках этого типа устанавливается разрезную плавающую головку. Это целесообразно делать в теплообменниках с большим диаметром, превышающим 1000 миллиметров. В теплообменных агрегатах с таким диаметром температуры входа и выхода могут сильно отличаться и достигать ста процентов. Поэтому компенсировать разницу температур действительно необходимо.

Размещение решетки с трубными пучками в крышке: варианты

Еще один важный момент в конструкционных особенностях теплообменника кожухотрубчатого типа П – тип соединения трубной решетки. Здесь важно найти вариант, при котором трубные пучки располагаются с минимальными зазором между ними и кожухом.

При этом важно позаботиться также и о том, чтобы из кожуха можно было с легкостью извлечь трубные пучки. Как правило, простота извлечения достигается за счет увеличения зазора между трубными пучками.

При разных вариантах размещения приходится жертвовать либо плотностью расположения кожуха и трубных пучков, либо простотой демонтажа.

Плавающая головка может быть размещена в крышке, диаметр которой больше или меньше диаметра кожуха. При размещении внутри крышки большего диаметра зазор между трубными пучками и стенкой кожуха становится минимальным. Но демонтаж трубок в этом случае затруднен, поскольку плавающую головку нельзя извлечь из кожуха.

При размещении плавающей головки в крышке меньшего диаметра, чем сам кожух, трубные пучки легко извлекаются, зазор между трубками и кожухом сохраняется минимальным. При таком соединении используются разрезные фланцы, состоящих из двух полуколец.

Помимо крепления разрезными фланцами существуют и другие способы крепления плавающей головки и трубной решетке: разрезным кольцом, разрезной фальцевой скобой, разрезным стяжным кольцом.

При соединении фланцевой скобой соединение происходит за счет охвата полукольцами трубной решетки и фланца крышки.

Выбор варианта крепления трубного пучка в кожухотрубчатом теплообменнике с плавающей головкой зависит от эксплуатационных нагрузок.

Кожухотрубчатые теплообменники с плавающей головкой чаще всего используются в испарителях, поскольку в этих агрегатах диаметр кожуха намного больше диаметра трубного пучка для создания максимально возможной поверхности зеркала испарения.

Кожухотрубчатые теплообменники с компенсатором: тип ПК

В некоторых случаях для компенсации температурных воздействий используется компенсатор. Это гибкий элемент, который устанавливается на плавающую головку кожухотрубчатого теплообменника.

Подобное теплообменное оборудование целесообразно использовать, если давление рабочих сред повышено и составляет от 5 до 10 МПаскалей.

Подобные теплообменники могут быть только одноходовыми. Рабочие среды движутся в них напротив друг другу, то есть такие теплообменники относятся к противоточным.

Важное конструкционное отличие теплообменников этого типа – расположение на крышке штуцера с размещенным внутри него компенсатором. Один конец компенсатора соединен с плавающей головкой, другой – с штуцером, расположенном на крышке кожухотрубчатого теплообменника.

Во всем остальном этот тип теплообменного оборудования повторяет строение теплообменников типа П.

Источник

Теплообменники с плавающей головкой: сфера применения

Для охлаждения или нагрева рабочих жидкостей, сред газообразных, которые используются в различного типа технологических процессах предназначены теплообменники с плавающей головкой кожухотрубного типа.

Подобное специальное оборудование чаще всего используется в технологических процессах на предприятиях, связанных с химическими, металлургическими отраслями, в также в газоперерабатывающей, нефтеперерабатывающей промышленности.

Теплообменники для промышленных предприятий

Теплообменники представляют собой довольно сложное оборудование, которое отвечает целому ряду характеристик, без которых невозможна организация работы технологического процесса. Для максимальной безопасности производственных процессов теплообменники с плавающими головками используются в технологических системах совместно с установкой пара редукционного типа, что позволяет грамотно регулировать давление непосредственно рабочего агента в схеме в режиме автоматического типа.

Классификация по конструктивному изготовлению теплообменников следующая: вертикальные и горизонтальные, одноходовые и многоходовые, сдвоенные и одинарные. Сама конструкция агрегата предполагает реализацию инженерного решения, согласно которому одна из труб непосредственно теплообменника закрепляется жестким креплением, а вторая может делать свободные вращения вокруг оси. Благодаря такому устройству можно равномерно распределять различные температурные нагрузки по корпусу теплообменника и соответственно его трубному пучку. Таким образом продлевается срок эксплуатации данных элементов.

Приобрести теплообменники с плавающей головкой кожухотрубного типа можно, обратившись по телефону: +7 (473) 549-20-05.

Источник