Schwimmkopfwärmetauscher sind eine Art Wärmetauscher und eine übliche chemische Ausrüstung. Um den Betriebszustand zu verstehen, ist es zunächst erforderlich, das Prinzip und die grundlegenden Eigenschaften des Geräts zu verstehen und dann seine Betriebsbedingungen zu verstehen.

Übersicht über Wärmetauschergeräte

Bei einem Wärmeaustauschgerät handelt es sich um ein Gerät zur Übertragung von Wärme oder Enthalpie zwischen zwei oder mehr Flüssigkeiten, zwischen einer Flüssigkeit und einem Feststoff, zwischen festen Partikeln oder thermischem Kontakt oder zwischen derselben Flüssigkeit bei unterschiedlichen Temperaturen.

Nach dem Prinzip der Wärmeübertragung bzw. der Wärmeübertragungsmethoden kann man in Direktwärmetauscher, regenerative Wärmetauscher, Oberflächenwärmetauscher und Zwischenwärmetauscher einteilen. Oberflächenwärmetauscher werden weiter unterteilt in Röhrenwärmetauscher, Plattenwärmetauscher und andere Formen von Wärmetauschern. Der Schwimmkopfwärmetauscher gehört zu einer Art Rohrbündelwärmetauscher.

Schwimmkopf-Wärmetauscher: Nur ein Ende der Rohrböden an beiden Enden ist am Mantel befestigt, und das andere Ende kann sich relativ zum Mantel frei bewegen, was als Schwimmkopf bezeichnet wird. Der Schwimmerkopf besteht aus einem Schwimmkörper Rohrboden, geteilter Scherstützring und eine schwimmende Kopfabdeckung, bei denen es sich um lösbare Verbindungen handelt, und das Rohrbündel kann aus dem Mantel herausgezogen werden. Die thermische Verformung des Rohrbündels und des Mantels unterliegt keiner gegenseitigen Beschränkung, sodass keine thermische Spannung entsteht. Sein Vorteil ist die bequeme Reinigung zwischen und innerhalb der Rohre, ohne dass thermische Spannungen entstehen. Der Aufbau ist jedoch komplex, die Kosten sind höher als bei Wärmetauschern mit festem Rohrboden, die Ausrüstung ist sperrig, der Materialverbrauch ist hoch und die kleine Abdeckung am schwimmenden Kopfende kann während des Betriebs nicht überprüft werden, was zu hohen Dichtungsanforderungen führt während der Herstellung. Geeignet für Situationen, in denen der Wandtemperaturunterschied zwischen Mantel und Rohrbündel groß ist oder das Medium auf der Mantelseite zu Ablagerungen neigt.

Struktur des Floating-Head-Wärmetauschers

Jedes Mal, wenn die Flüssigkeit die Schale durchquert, spricht man von einer Schalenseite. Jeder Durchgang durch das Bündel wird als Rohrseite bezeichnet.

1. Gehäuseseite

1.1 Zylinderkörper

Der Zylinder stellt den für den Prozess erforderlichen Druckraum zur Verfügung und ist einer der Hauptdruckbestandteile von Druckbehältern. Der zylindrische Zylinder ist die in der Technik am häufigsten verwendete Zylinderkonstruktion. Die Schalenkonstruktion kann aus nahtlosen Stahlrohren oder aus gewalzten Stahlplatten bestehen. In der tatsächlichen Produktion wird häufiger die Form des Stahlblech-Coil-Schweißens verwendet. Bei der Verarbeitung sollte darauf geachtet werden, die Überschneidung von Umfangs- und Längsnähten zu vermeiden.

Für die Verarbeitung von Zylinderkörpern werden verschiedene Materialien verwendet, wobei niedriglegierter Stahl aufgrund seiner hervorragenden Leistung einen großen Anteil in der Produktion ausmacht. Q345R ist eine spezielle Stahlplatte für Druckbehälter mit einer Streckgrenze von 340 MPa. Es ist das am weitesten verbreitete und erfahrenste Stahlblech in der chinesischen Druckbehälterindustrie und wird hauptsächlich bei der Herstellung von Mittel- und Niederdruckbehältern verwendet. Q345R-Stahlblech als Verarbeitungsmaterial für andere Teile wie den Wärmetauscherzylinder gewährleistet nicht nur strukturelle Anforderungen, sondern senkt auch die Herstellungskosten.

Für den Ein- und Auslass der mantelseitigen Flüssigkeit ist an der Zylinderwand ein Verbindungsrohr angeschweißt. Um einen direkten Aufprall der importierten Flüssigkeit auf das Rohrbündel zu verhindern, der zu Erosion und Vibration des Rohrs führen kann, werden am Einlassanschluss der Mantelseite häufig Aufprallschutzbleche installiert.

1.2 Schalenabdeckung

Die Schalenabdeckung befindet sich am hinteren Ende des Wärmetauschers und entspricht einem hinteren Kanal. Es verwendet einen schwimmenden Kopf, um die Flüssigkeit auf der Rohrseite und der Mantelseite zu trennen. Der äußere Teil des Schwimmkopfes ändert die Strömungsrichtung der Flüssigkeit auf der Mantelseite, während der innere Teil die Strömungsrichtung der Flüssigkeit auf der Rohrseite ändert. Der Zylinder des Manteldeckels ist in der Regel 100 mm größer als der Innendurchmesser des Wärmetauscherzylinders.

Der Gehäusedeckel ist über Flanschschrauben mit dem Wärmetauscher verbunden. Aufgrund der unterschiedlichen Innendurchmesser der beiden Zylinder kann ein Standardflansch jedoch nur auf der Seite mit dem größeren Innendurchmesser verwendet werden, während ein passender Nicht-Standard-Flansch möglich ist auf der anderen Seite verwendet. Dadurch soll die Festigkeit und Steifigkeit der Verbindung gewährleistet werden.

1.3 Leitbleche

Der Zweck der Einstellung Prallplatten besteht darin, die Strömungsgeschwindigkeit der mantelseitigen Flüssigkeit zu erhöhen, die Turbulenzen zu erhöhen und dafür zu sorgen, dass die mantelseitige Flüssigkeit das Rohrbündel vertikal spült, um die Wärmeübertragung zu verbessern, den Wärmeübertragungskoeffizienten der mantelseitigen Flüssigkeit zu erhöhen und die Ablagerungen zu verringern. Bei einem horizontalen Wärmetauscher dient die Prallplatte auch als Träger für das Rohrbündel. Die üblicherweise verwendete Schallwand ist in zwei Formen unterteilt: bogenförmig und scheibenförmig. Die Leitbleche sind im Allgemeinen gleichmäßig verteilt und die Leitbleche an beiden Enden des Rohrbündels sollten so nah wie möglich an den Einlass- und Auslassanschlüssen des mantelseitigen Mediums liegen.

2. Rohrseite

2.1 Kanal

Es befindet sich am vorderen Ende des Wärmetauschers und verteilt die von der Rohrleitung transportierte Flüssigkeit gleichmäßig auf jedes Wärmetauscherrohr, sammelt die Flüssigkeit im Rohr und leitet sie aus dem Wärmetauscher. Der Innendurchmesser des vorderen Kopfkanalzylinders ist der gleiche wie der des Wärmetauscherzylinders, und der Auslegungsdruck ist der Auslegungsdruck der Rohrseite. Innerhalb des Kanals sind horizontal geschichtete Trennwände installiert.

2.2 Rohrboden

Eine der wichtigsten Komponenten von Rohrbündelwärmetauschern. Wird zum Ordnen verwendet WärmetauscherrohreDabei wird die Flüssigkeit zwischen der Rohrseite und der Mantelseite getrennt, während der kombinierte Druck und die Temperatur der Rohrseite und der Mantelseite beeinflusst werden. Bei Schwebekopfwärmetauschern wird der feste Rohrboden am vorderen Ende durch den vorderen Kopfkanal und den Zylinder geklemmt und mit Schrauben befestigt. Der schwimmende Rohrboden an der Rückseite wird durch einen schwimmenden Kopf und einen geteilten Scherstützring geklemmt und durch Flanschschrauben befestigt. Wenn sich das Wärmetauscherrohr aufgrund der Wärmeausdehnung verformt, kann sich auf diese Weise eine Seite des schwimmenden Rohrbodens frei im hinteren Kanal bewegen, ohne dass thermische Spannungen entstehen.

2.3 Wärmetauscherrohre

Eine Trennwand zur Trennung von Flüssigkeiten und zum Austausch von Wärme. Zu den am häufigsten verwendeten Materialien für Wärmetauscherrohre gehören Kohlenstoffstahl, niedriglegierter Stahl, Edelstahl, Kupfer, Aluminiumlegierungen usw.

Die Verbindung zwischen Wärmetauscherrohren und Rohrböden ist eine der kritischsten Technologien bei der Konstruktion und Herstellung von Rohrbündelwärmetauschern und der Ort mit der höchsten Unfallrate. Bei der Verbindungsmethode handelt es sich hauptsächlich um eine Kombination aus Dehnungsfuge, Schweißen sowie Schweißen und Streckung. (Weitere Informationen finden Sie hier.) Verbindungsmethode zwischen Wärmetauscherrohr und Rohrboden)

2.4 Schwimmender Kopf und geteilter Scherstützring

Das markanteste Merkmal eines Schwebekopfwärmetauschers spiegelt sich im Schwebekopf wider. Der schwebende Kopf treibt die freie Ausdehnung und Kontraktion des Wärmetauscherrohrs voran und eliminiert dadurch thermische Spannungen. Der schwimmende Kopf ist mit einer schwimmenden Kopfabdeckung und einem Stützring ausgestattet, um den schwimmenden Rohrboden zu „klemmen“ und die Arbeit abzuschließen.

Die schwimmende Kopfabdeckung besteht aus einem schwimmenden Kopfflansch und einem kugelförmigen, kronenförmigen Kopf.

Der Stützring spielt eine wichtige Rolle bei der Gewährleistung der Abdichtung des Schwimmkopfes und der Verhinderung von Leckagen zwischen den Medien. Stützringe haben im Allgemeinen eine geteilte Struktur, die eine zuverlässige Abdichtung, eine einfache und kompakte Struktur sowie eine einfache Herstellung und Demontage erfordert.

3. Vorteile von Schwimmkopfwärmetauschern

3.1 Das Schwimmkopf-Wärmetauscherrohr kann zur bequemen und schnellen Reinigung der Rohr- und Mantelseite herausgezogen werden.

3.2 Der Temperaturunterschied zwischen den Medien des Schwebekopfwärmetauschers ist nicht begrenzt.

3.3 Schwebekopfwärmetauscher können unter kontinuierlich hoher Temperatur und ultrahohem Druck betrieben werden. Im Allgemeinen sollte die Umgebungstemperatur höchstens 450 Grad betragen und der Arbeitsdruck sollte höchstens 6,4 MPa betragen.

3.4 Schwebekopfwärmetauscher können an Orten mit starker Verkalkung eingesetzt werden.

3.5 Schwebekopfwärmetauscher können in Bereichen eingesetzt werden, in denen die Rohrseite korrosionsanfällig ist.