Výměník tepla s plovoucí hlavou je jedním z oblíbených typů plášťových a trubkových výměníků tepla a je široce používán v ropných rafinériích, stejně jako v různých jiných průmyslových závodech.
Hlavním rysem tohoto zařízení je přítomnost teplotního kompenzátoru v podobě tzv “plovoucí hlava”.
Níže jsou uvedeny 2 možnosti “plovoucí hlava”:
- Na horním obrázku je provedení s možností vyjmutí svazku trubek bez demontáže samotné hlavy, vyznačující se sníženou tepelnou účinností v důsledku přítomnosti obtokových toků (označení TEMA).
- Spodní obrázek je provedení, které vyžaduje demontáž hlavy pro odstranění svazku trubek (označení TEMA S). Nejčastěji v tuzemských rafinériích.
V obou případech přítomnost plovoucí hlavy umožňuje použití tepelného výměníku s velkým teplotním rozdílem mezi procesním médiem v potrubí a mezitrubkové dutině zařízení.
Tento typ zařízení je tedy ve srovnání s tepelnými výměníky tuhé trubkové konstrukce univerzálnější a lze jej použít v široké škále kombinací různých médií s velkým teplotním rozdílem.
Nicméně kvůli přítomnosti plovoucích hlavy se také zvyšují náklady na výměník tepla. Proto musí být použití tohoto zařízení technicky odůvodněné.
Při zadávání kódu zařízení použijte zkratku „TP” – výměníky tepla s plovoucí hlavou dle TU 3612-023-00220302-01 VNIINeftemasha.
Obsah
- Výstavba
- Princip činnosti
- Dvojité výměníky tepla
- Charakteristika výměníků tepla typu TP
- Oprava výměníku tepla s plovoucí hlavou
- Výkres výměníku s plovoucí hlavou
- Video výměníku s plovoucí hlavou
Výstavba
1 – přední komora; 2 – zadní kamera; 3 – vnější příruba hlavy; 4 – pokrývka hlavy; 5 – vstupní/výstupní potrubí hlavice; 6 – stacionární trubkovnice; 7 – trubky; 8 – plášť; 9 – kryt pláště; 10 – příruba pláště ze strany stacionární hlavy; 11 – příruba pláště na sklopné straně – buď plovoucí hlava nebo trubkovnice; 12 – vstupní/výstupní potrubí pláště; 13 – příruba krytu pláště; 14 – kompenzátor napětí; 15 – plovoucí trubkovnice; 16 – plovoucí kryt hlavy; 17 – příruba krytu plovoucí hlavy; 18 – samostatná prstencová příruba zadní plovoucí hlavy; 19 – samostatná prstencová příruba zadní hlavy; 20 – vodicí opěrná příruba; 21 – zadní kryt hlavy; 22 – trubková zadní hlava (směšovací komora); 23 – olejová těsnění; 24 – těsnění; 25 – příruba zadního krytu; 26 – šrouby; 27 – ojnice a rozpěrky; 28 – nosné příčky; 29 – roznášecí desky; 30 – podélná přepážka; 31 – přepážka-žebro nebo oddělovací plech v hlavě; 32 – revizní armatura; 33 – drenážní armatura; 34 – armatury pro měřicí přístroje; 35 – montážní sloupky; 36 – šroub s okem pro montážní práce;
Princip činnosti
Princip činnosti výměníku tepla s plovoucí hlavou spočívá v tom, že horká a studená kapalina vstupuje do odpovídajících dutin zařízení. Zpravidla je do mezitrubkového prostoru přiváděna horká kapalina, do trubek studená kapalina, ale mohou nastat i opačné případy v závislosti na řadě faktorů: provozní tlak, znečištění prostředí a potřeba čištění, třída nebezpečnosti toků a některých dalších.
Při zahřívání stěn potrubí dochází k lineární expanzi a svazek trubek se prodlužuje. Zařízení s plovoucí hlavou umožňuje kompenzovat toto prodloužení v důsledku volného pohybu hlavy v zadní komoře výměníku tepla při prodlužování nebo zkracování trubek při jejich ohřevu nebo chlazení.
Tento design plovoucí hlavy se v rafinériích rozšířil díky své spolehlivosti a snadnému použití.
Dvojité výměníky tepla
Zpravidla se v továrnách tato zařízení stejné velikosti často sestavují do skupin, aby vytvořily horizontálně umístěné páry – dvojité výměníky tepla. Toto rozvržení umožňuje snížit potřebné:
- Prostor potřebný pro instalaci;
- Množství požadovaného páskování;
- Zlepšuje přístup pro údržbu.
Charakteristika výměníků tepla typu TP
Níže uvedená tabulka ukazuje hlavní parametry čerpadel s plovoucí hlavou používaných v rafinériích.
Oprava výměníku tepla s plovoucí hlavou
Výměník tepla s plovoucí hlavou má schopnost vyjmout svazek trubek z pouzdra. K tomu je nutné uvolnit tlak a odpojit zařízení od potrubí, ucpat vstupní a výstupní potrubí procesních médií.
Oprava výměníku tepla s plovoucí hlavou se skládá z následujících fází:
- Čištění povrchu trubek od vnější a vnitřní kontaminace a koroze;
- Kontrola neporušenosti trubek, rozšiřování, výměna nebo ucpávání trubek v případě potřeby;
- Kontrola těsnosti přírubových spojů a výměna těsnění;
- Hydraulické testování přístrojů;
- Kontrola závitových spojů.
Vyjmutí svazku trubek je jednou z nejsložitějších operací a vyžaduje těžké zvedací zařízení, obvykle naviják v kombinaci s jeřábem.
Výkres výměníku s plovoucí hlavou
Výkres výměníku tepla s plovoucí hlavou podle standardního rozměrového rozsahu specifikací.
