مبادل حراري أنبوبي غلافي API 660
تُستخدم المبادلات الحرارية الأنبوبية الغلافية المصممة وفقًا لمعايير API 660 و TEMA في مصانع التكرير والبتروكيماويات ومعالجة الغاز الطبيعي لتسخين وتبريد وتكثيف وإعادة غليان سوائل العمليات.
تتكون الوحدة من غلاف وحزمة أنابيب وألواح أنابيب وحواجز وقناة. يمر السائل من جانب الأنبوب عبر الأنابيب؛ يعبر السائل من جانب الغلاف الحزمة بتوجيه من الحواجز. تنتقل الحرارة عبر جدار الأنبوب من التيار الأكثر سخونة إلى التيار الأبرد.
ملاحظة حول المعايير: يغطي API 660 المبادلات الحرارية الأنبوبية الغلافية، بينما ينطبق API 661 على المبادلات الحرارية المبردة بالهواء. يختلف الاثنان في آلية انتقال الحرارة والبناء ومدخلات الاختيار، ولا يمكن استبدالهما. حدد نوع المعدات قبل تثبيت إصدار المعيار في استفسار.
أنواع البناء وتصنيف TEMA
تغطي ثلاث تكوينات معظم مهام العمليات، ويتم تحديدها بواسطة تسمية الرأس الخلفي لـ TEMA:
- أنبوب ثابت (BEM / AEM) — ألواح أنابيب ملحومة بالغلاف. مدمجة واقتصادية. مناسبة لفروق درجات الحرارة الصغيرة بين الغلاف والأنبوب والخدمة النظيفة من جانب الغلاف. عندما يكون الفرق كبيرًا، يصبح الإجهاد الحراري في الغلاف كبيرًا ويتطلب وصلة تمدد.
- أنبوب على شكل حرف U (BEU) — لوح أنابيب واحد ثابت، والطرف الآخر حر للتمدد. يمكن سحب الحزمة كوحدة واحدة. مناسبة لفروق درجات الحرارة العالية والتنظيف الميكانيكي من جانب الأنبوب؛ لا يمكن تنظيف قسم الانحناء على شكل حرف U ميكانيكيًا.
- رأس عائم (BET / AES) — يطفو لوح أنابيب واحد، مما يلغي الإجهاد الحراري تمامًا. الحزمة قابلة للإزالة ويمكن تنظيف كلا الجانبين. مناسبة لفروق درجات الحرارة الكبيرة، وخدمة الانسداد، والصيانة المتكررة، بتكلفة أعلى للنفقات الرأسمالية والمزيد من نقاط الختم.
يؤثر تصنيف TEMA بشكل مباشر على سمك لوح الأنابيب، والحد الأدنى لسمك الغلاف، وتغطية الفحص غير الإتلافي. ينطبق التصنيف R على خدمة التكرير الشديدة، والتصنيف C على خدمة تجارية عامة، والتصنيف B على خدمة العمليات الكيميائية.
معايير التصميم والامتثال
| معيار |
النطاق |
ملاحظات |
| API 660 |
مبادلات أنبوبية غلافية لخدمة البترول والبتروكيماويات والغاز الطبيعي |
الإصدار حسب مواصفات المشروع (التاسع / العاشر)؛ يضيف متطلبات على وصلات الأنبوب إلى لوح الأنابيب، وحساب لوح الأنابيب والفحص |
| TEMA |
نوع البناء والحد الأدنى لسمك الجدار |
الفئة R / C / B |
| ASME BPVC القسم الثامن القسم 1 |
التصميم حسب القاعدة والتصنيع |
ختم U متاح |
| GB/T 151 |
المشاريع الصينية المحلية |
عند التطبيق جنبًا إلى جنب مع ASME، يحكم العقد الأسبقية |
| PED 2014/68/EU |
التصدير إلى الاتحاد الأوروبي |
يلزم وضع علامة CE ومشاركة هيئة معتمدة |
| NACE MR0175 / ISO 15156 |
خدمة H2 الرطبةS و Cl⁻)يحد من صلابة المواد وحالة المعالجة الحرارية |
نطاق معلمات التصميم النموذجية |
معلمة
| نطاق |
القطر الاسمي للغلاف |
| DN150 – DN2000 |
حجم الأنبوب |
| Ø19 × 2 مم، Ø25 × 2.5 مم |
طول الأنبوب |
| 1500 – 9000 مم |
ضغط التصميم لجانب الأنبوب |
| فراغ كامل – 10 ميجا باسكال |
ضغط التصميم لجانب الغلاف |
| فراغ كامل – 6.4 ميجا باسكال |
درجة حرارة التصميم |
| -40 – 450 درجة مئوية (فولاذ كربوني) |
مساحة انتقال الحرارة، لكل وحدة |
| 1 – 2000 م² |
يصف الجدول قدرة التصنيع العادية، وليس المواصفات الثابتة لأي نموذج فردي. تتبع القيم النهائية من حزمة العملية، وحساب القوة وفحص انخفاض الضغط. لا ينبغي اقتباس نقاط نهاية النطاق مباشرة كقيم اختيار. |
المواد والعمليات الحرجة
الغلاف والقناة.
فولاذ كربوني وفقًا لـ SA516 Gr.70 أو Q345R. الخدمة المسببة للتآكل تتطلب SA240 304/316L؛ تيارات تحتوي على الكلوريد تتطلب duplex S31803؛ مياه البحر والوسائط العدوانية تتطلب تيتانيوم Gr.2.الأنابيب.
أنبوب سلس وفقًا لـ SA179 / SA192، أنبوب ملحوم وفقًا لـ SA249، فولاذ مقاوم للصدأ وفقًا لـ SA213 TP316L. يجب أن يلبي قطر الأنبوب وسمك الجدار مساحة انتقال الحرارة وبدل التآكل معًا — لا يمكن تحديد أي منهما بشكل مستقل.ألواح الأنابيب.
مسبوكات وفقًا لـ SA266 Gr.2 للبناء من الفولاذ الكربوني أو SA182 F316L للفولاذ المقاوم للصدأ، مع اعتبار السمك أكبر من نتائج TEMA و ASME.وصلات الأنبوب إلى لوح الأنابيب.
يحدد API 660 متطلبات صريحة هنا. الممارسة القياسية هي التمدد بالقوة بالإضافة إلى اللحام الختمي. يتم تمديد الأنابيب ذات الجدران الرقيقة أو التيتانيوم هيدروليكيًا لتجنب تصلب العمل الذي تحدثه الدرفلة الميكانيكية. يتم تأهيل إجراءات اللحام وفقًا لـ ASME Section IX.اللحام والمعالجة الحرارية.
تتلقى اللحامات الطولية والظرفية RT أو UT كما تحددها مواصفات المشروع. تتلقى وحدات الفولاذ الكربوني فوق السمك المحدد معالجة حرارية بعد اللحام.ظروف الخدمة والصناعات
التكرير
- — تبادل التغذية/الخارج، تكثيف علوي وإعادة غليان في تقطير الخام، المعالجة الهيدروجينية وإعادة التشكيل التحفيزيالبتروكيماويات
- — مكثفات ومبخرات في وحدات تكسير الإيثيلين ووحدات العطرياتمعالجة الغاز الطبيعي
- — تبادل المذيبات الخفيف/الغني في معالجة الأمين وتجفيف الجلايكولصناعي عام
- — استعادة الحرارة المهدرة، تبريد الزيت الهيدروليكي وزيت التشحيم، التسخين المسبق لمياه تغذية الغلاياتالمدخلات المطلوبة للاختيار
واجب الحرارة، أو درجات حرارة الدخول والخروج ومعدلات التدفق لكلا التيارين
- هوية السائل، الطور والمكونات المسببة للتآكل (تركيز H
- 2S و Cl⁻)ضغط التصميم، درجة حرارة التصميم، انخفاض الضغط المسموح به
- عامل الانسداد وطريقة التنظيف — كيميائي أو ميكانيكي
- مساحة التركيب، اتجاه الفوهة وإمكانية الوصول للصيانة
- إصدار المعيار ومتطلبات الشهادة (ختم U، PED/CE، NACE)
- بدون كل بند من البنود المذكورة أعلاه، لا يمكن تحديد مساحة انتقال الحرارة ونوع البناء بشكل فريد. يوفر توفير ورقة بيانات العملية مع الاستفسار معظم التفاعل ذهابًا وإيابًا.
اعتبارات الصيانة
تسمح الحزمة القابلة للإزالة بالتنظيف الميكانيكي وتناسب الخدمات ذات الميل الواضح للانسداد. تسمح وحدات الأنابيب الثابتة بالتنظيف من جانب الغلاف فقط؛ يتطلب انسداد جانب الأنبوب التنظيف الكيميائي. تتطلب تصاميم الرأس العائم والأنبوب على شكل حرف U تخصيص مساحة للصيانة في مرحلة التصميم المدني، وليس بعد التركيب.
