Теплообменник с плавающей головкой представляет собой один из типов теплообменников и обычное химическое оборудование. Чтобы понять его рабочее состояние, необходимо сначала разобраться в его принципе и основных характеристиках оборудования, а затем разобраться в условиях его эксплуатации.

Обзор теплообменного оборудования

Теплообменное оборудование — это устройство, используемое для передачи тепла или энтальпии между двумя или более жидкостями, между одной жидкостью и одним твердым телом, между твердыми частицами или термическим контактом, или между одной и той же жидкостью при разных температурах.

По принципу теплопередачи или методам теплопередачи его можно разделить на прямые теплообменники, регенеративные теплообменники, поверхностные теплообменники и промежуточные теплообменники. Поверхностные теплообменники подразделяются на теплообменники трубчатого типа, теплообменники пластинчатого типа и теплообменники других типов. Теплообменник с плавающей головкой относится к типу кожухотрубных теплообменников.

Теплообменник с плавающей головкой: только один конец трубных решеток на обоих концах прикреплен к корпусу, а другой конец может свободно перемещаться относительно корпуса, что называется плавающей головкой. Поплавковая головка состоит из плавающей трубная решетка, разрезное срезное опорное кольцо и крышку с плавающей головкой, которые представляют собой съемные соединения, а пучок труб можно извлечь из корпуса. Термическая деформация пучка труб и оболочки не ограничивается взаимно, поэтому тепловые напряжения не возникают. Его преимуществом является удобная очистка между трубами и внутри них без возникновения термической нагрузки. Но его конструкция сложна, стоимость выше, чем у теплообменников с фиксированной трубной решеткой, оборудование громоздко, материалоемкость высока, а небольшая крышка на плавающей головке не может быть проверена во время работы, что приводит к высоким требованиям к герметизации. во время изготовления. Подходит для ситуаций, когда разница температур стенок между кожухом и трубным пучком велика или среда на стороне кожуха склонна к образованию накипи.

Конструкция теплообменника с плавающей головкой

Каждый раз, когда жидкость проходит через оболочку, называется стороной оболочки. Каждый проход через пучок называется трубчатой стороной.

1. Сторона корпуса

1.1 Корпус цилиндра

Цилиндр обеспечивает необходимое пространство под давлением для процесса и является одним из основных компонентов давления в сосудах под давлением. Цилиндрический цилиндр является наиболее часто используемой цилиндрической конструкцией в технике. Конструкция оболочки может быть изготовлена из стальных бесшовных труб или прокатана из стальных листов. В реальном производстве более широко используется форма сварки стальных листов катушкой. При обработке следует обращать внимание на то, чтобы избежать пересечения кольцевых и продольных швов.

Для обработки корпусов цилиндров используются различные материалы, среди которых большую долю в производстве составляет низколегированная сталь из-за ее превосходных характеристик. Q345R — это специализированная стальная пластина для сосудов под давлением с пределом текучести 340 МПа. Это наиболее широко используемый и опытный стальной лист в китайской промышленности по производству сосудов высокого давления, в основном используемый при производстве сосудов среднего и низкого давления. Стальная пластина Q345R, используемая в качестве материала для обработки других деталей, таких как цилиндр теплообменника, не только обеспечивает соблюдение структурных требований, но и снижает производственные затраты.

К стенке цилиндра приварен соединительный патрубок для входа и выхода жидкости со стороны корпуса. Чтобы предотвратить прямое воздействие импортируемой жидкости на пучок труб, которое может вызвать эрозию и вибрацию трубы, на входном соединении со стороны корпуса часто устанавливаются противоударные перегородки.

1.2 Крышка корпуса

Крышка корпуса расположена на заднем конце теплообменника, что соответствует заднему каналу. В нем используется плавающая головка для разделения жидкости на стороне трубки и на стороне корпуса. Внешняя часть плавающей головки изменяет направление потока жидкости со стороны корпуса, а внутренняя часть изменяет направление потока жидкости со стороны трубки. Цилиндр кожуха обычно на 100 мм больше внутреннего диаметра цилиндра теплообменника.

Крышка корпуса соединяется с теплообменником посредством фланцевых болтов, но из-за разных внутренних диаметров двух цилиндров стандартный фланец можно использовать только на стороне с большим внутренним диаметром, в то время как соответствующий нестандартный фланец можно использовать. используется с другой стороны. Это необходимо для обеспечения прочности и жесткости соединения.

1.3 Перегородки

Цель установки перегородки Целью является увеличение скорости потока жидкости со стороны корпуса, увеличение турбулентности и обеспечение вертикальной промывки жидкости со стороны корпуса трубным пучком для улучшения теплопередачи, увеличения коэффициента теплопередачи жидкости со стороны корпуса и уменьшения образования накипи. В горизонтальном теплообменнике перегородка служит также опорой для пучка труб. Обычно используемая перегородка делится на две формы: дугообразную и дискообразную. Перегородки обычно располагаются на равном расстоянии друг от друга, а перегородки на обоих концах пучка труб должны располагаться как можно ближе к впускным и выпускным соединениям среды со стороны корпуса.

2. Сторона трубки

2.1 канал

Расположенный на переднем конце теплообменника, он равномерно распределяет жидкость, транспортируемую из трубопровода, в каждую теплообменную трубку, собирает жидкость внутри трубки и отправляет ее из теплообменника. Внутренний диаметр цилиндра переднего главного канала такой же, как и у цилиндра теплообменника, а расчетное давление равно расчетному давлению со стороны трубки. Внутри канала устанавливаются горизонтальные ярусные перегородки.

2.2 Трубная решетка

Один из важнейших компонентов кожухотрубных теплообменников. Используется для организации теплообменные трубки, разделяя жидкость между стороной трубки и стороной корпуса, при этом на нее влияет совокупное давление и температура стороны трубки и стороны корпуса. В теплообменниках с плавающей головкой фиксированная трубная решетка на переднем конце зажимается передним каналом головки и цилиндром и фиксируется болтами. Плавающая трубная решетка сзади зажимается плавающей головкой и разрезным срезным опорным кольцом и фиксируется фланцевыми болтами. Таким образом, когда теплообменная трубка деформируется из-за теплового расширения, одна сторона плавающей трубной решетки может свободно перемещаться внутри заднего канала, не создавая термического напряжения.

2.3 Теплообменные трубы

Перегородка, используемая для разделения жидкостей и теплообмена. Обычно используемые материалы для теплообменных трубок включают углеродистую сталь, низколегированную сталь, нержавеющую сталь, медь, алюминиевый сплав и т. д.

Соединение теплообменных трубок с трубными решетками является одной из наиболее ответственных технологий при проектировании и изготовлении кожухотрубных теплообменников и местом с наибольшей аварийностью. Способ соединения в основном предполагает сочетание компенсатора, сварки, сварки и расширения. (узнайте больше, пожалуйста, нажмите здесь Способ соединения теплообменной трубки и трубной решетки)

2.4 Плавающая головка и разъемное срезное опорное кольцо

Самая отличительная особенность теплообменника с плавающей головкой отражена в плавающей головке. Плавающая головка обеспечивает свободное расширение и сжатие теплообменной трубки, тем самым устраняя термическое напряжение. Плавающая головка сочетается с крышкой плавающей головки и опорным кольцом для «зажима» плавающей трубной решетки и завершения работы.

Крышка с плавающей головкой состоит из фланца с плавающей головкой и головки в форме сферической короны.

Опорное кольцо играет важную роль в обеспечении герметизации плавающей головки и предотвращении утечек между средами. Опорные кольца обычно имеют разъемную конструкцию, требующую надежного уплотнения, простой и компактной конструкции, а также простоты изготовления и разборки.

3. Преимущества теплообменников с плавающей головкой

3.1 Трубку теплообменника с плавающей головкой можно вытащить для удобной и быстрой очистки трубки и корпуса.

3.2. Разница температур между средами теплообменника с плавающей головкой не ограничена.

3.3 Теплообменники с плавающей головкой могут работать при постоянной высокой температуре и сверхвысоком давлении. Как правило, температура окружающей среды должна быть меньше или равна 450 градусам, а рабочее давление должно быть меньше или равно 6,4 МПа.

3.4 Теплообменники с плавающей головкой можно использовать в местах с сильным образованием накипи.

3.5 Теплообменники с плавающей головкой можно использовать в зонах, где трубная сторона подвержена коррозии.