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”:

1. Верхний рисунок – конструкция с возможностью извлечения трубного пучка без демонтажа самой головки, характеризуется пониженной тепловой эффективностью из-за наличия байпасных потоков(обозначение T по TEMA).
2. Нижний рисунок – конструкция, при которой требуется демонтаж головки для извлечиния трубного пучка (обозначение S по TEMA). Наиболее распространена на отечественных НПЗ.

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.

Сдвоенные теплообменники

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

• Место требуемое для установки;
• Количество требуемой обвязки;
• Улучшает доступ для обслуживания.

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:

• Очистка поверхности трубок от наружного и внутреннего загрязнения и коррозии;
• Проверка целостности трубок, развальцовки, замена или заглушка трубок при необходимости;
• Проверка герметичности фланцевых соединений и замена прокладок;
• Гидравлические испытания аппарата;
• Проверка резьбовых соединений.

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

Чертеж теплообменника с плавающей головкой

Чертеж теплообменника с плавающей головкой согласно типоразмерному ряду ТУ.

Теплообменник с плавающей головкой видео