Rassemblement de tubes à nageoires à haut rendement pour échangeurs de chaleur refroidis à l'air avec une pression de conception de 10,0 MPa selon TEMA ASME API 661 ISO 13706

Lieu d'origine: Chine
Nom de marque: YUHONG
Certification: TEMA / ASME VIII-1 / API 661 / ISO 13706
Numéro de modèle: Ensemble de tubes à ailettes pour refroidisseur d'air
Quantité de commande min: 1 ensemble
Prix: Négociable
Détails d'emballage: Digne paquet de mer
Délai de livraison: 40 à 150 jours
Conditions de paiement: LC, T/T
Capacité d'approvisionnement: 2000 ensembles/année
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Caractéristiques
Points marquants

Rassemblement de tubes à nageoires à haut rendement

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Rassemblement de tubes d'échangeur de chaleur refroidi à l'air

,

Rassemblement de tubes TEMA ASME API 661

Performance thermique:
Efficacité élevée du transfert de chaleur
CND du condenseur:
HT, RT, UT, PT, MT, PMI
TubesMatériel:
Cuivre, Acier inoxydable, Titane, Inconel
Nombre de passes:
1 à 4 passages
Température de conception:
-40 °C à +450 °C
Pression de conception:
Jusqu'à 10,0 MPa
Matériau du tube:
Cuivre, Acier inoxydable, Titane, Inconel
Nombre de passages:
1 à 4 passages
Hauteur de nageoires:
8mm - 16mm
Pas de nageoire:
7 - 11,5 FPI
Description de produit
Faisceau de tubes à ailettes pour échangeurs de chaleur refroidis par air (ACHE) TEMA / ASME VIII-1 / API 661 / ISO 13706
Faisceau de tubes à ailettes pour échangeurs de chaleur refroidis par air (ACHE) | Température de conception -40°C à +450°C | Pression de conception jusqu'à 10,0 MPa | Selon TEMA / ASME VIII-1 / API 661 / ISO 13706
Présentation - Faisceau de tubes à ailettes dans les échangeurs de chaleur refroidis par air
Un échangeur de chaleur refroidi par air (ACHE) utilise l'air ambiant comme fluide de refroidissement, passant à travers un faisceau de tubes à ailettes pour éliminer la chaleur du fluide de traitement circulant à l'intérieur des tubes. Le faisceau de tubes à ailettes est l’élément central de transfert de chaleur de l’ACHE. Des ailettes sont appliquées à l'extérieur des tubes pour compenser le faible coefficient de transfert de chaleur par convection de l'air (généralement 10-60 W/m²*K) par rapport aux liquides ou aux fluides de condensation à l'intérieur des tubes.
Ce produit est conçu et fabriqué selon TEMA Classe C/B/R, ASME Section VIII Division 1, API 661 (Échangeurs de chaleur refroidis par air pour le service général de raffinerie) et ISO 13706 (Industries du pétrole, de la pétrochimie et du gaz naturel - Échangeurs de chaleur refroidis par air). Toutes les sélections de paramètres ci-dessous sont basées sur les normes de conception et les conditions de processus applicables.

Présentation de la configuration ACHE
Le faisceau de tubes à ailettes dans un ACHE se compose de plusieurs tubes à ailettes disposés en rangées horizontales (généralement de 2 à 8 rangées de profondeur), soutenus par des plaques tubulaires et des supports intermédiaires, avec des collecteurs ou des collecteurs d'entrée/sortie à chaque extrémité. L'air ambiant est forcé ou induit à travers le faisceau par des ventilateurs.
Un faisceau de tubes à ailettes ACHE typique comprend :
  • Tubes à ailettes (droits, avec ailettes appliquées sur la surface externe sur toute la longueur active entre les plaques tubulaires)
  • Plaques tubulaires (avant et arrière) avec trous percés pour accepter les tubes
  • Cadres latéraux et structure de support
  • Boîtes de raccordement (entrée et sortie) avec raccords à brides
  • Cloisons de passage (pour disposition multi-passes)
  • En option : persiennes pour le contrôle du débit d'air, chambre de répartition, anneau de ventilateur et mur anti-vent

Paramètres de transfert de chaleur côté air - Base de conception
Les paramètres suivants sont utilisés dans le dimensionnement thermique des faisceaux de tubes à ailettes refroidis par air selon API 661 et ISO 13706 :
Paramètre Gamme typique Remarques
Vitesse frontale de l'air (approche du paquet) 1,5 - 4,0 m/s Sélectionné en fonction de la limite de puissance du ventilateur et de la géométrie du faisceau. Vitesse inférieure pour une conception à faible bruit.
Vitesse de la masse d'air (à travers le faisceau) 2 - 6 kg/m²*s Basé sur la zone libre du faisceau (espaces entre les tubes et les ailettes).
HTC convectif côté air (équivalent tube nu) 30 - 120 W/m²*K Dépend de la géométrie des ailettes, de la vitesse de l'air et de la conductivité thermique du matériau des ailettes.
Efficacité des ailerons 40% - 90% Calculé selon la méthode Kern ou ESDU. En fonction de la hauteur, de l'épaisseur, du matériau et de la liaison entre l'ailette et le tube.
HTC global (côté air-tube, référencé à la zone du tube nu) 15 - 60 W/m²*K Typique pour les faisceaux à ailettes ACHE en service de traitement.
Chute de pression côté air (à travers le faisceau) 100 - 300 Pa Selon la limite de conception API 661. Des valeurs plus élevées nécessitent une puissance de ventilateur accrue.
Plage de température ambiante de conception -40°C à +55°C Basé sur les données météorologiques du site (maximum d'été et minimum d'hiver pour prendre en compte le démarrage/le décrochage du ventilateur).
Zone du visage 10 à 200 m² par travée Des bundles plus grands avec plusieurs baies en parallèle.

Types d'ailerons - Critères de sélection spécifiques à ACHE
Les types de fixation d’ailerons suivants sont couramment utilisés dans le service ACHE. La sélection est déterminée par la température de service, l'environnement de corrosion et le cycle thermique.
Palme de tension du pied en L (Wrap-On)
  • Bande d'ailettes formée d'un pied en forme de L, enroulée en hélice autour du tube sous tension
  • Surface extérieure du tube en contact avec le pied à ailettes
  • Température de fonctionnement continue maximale (pointe d'ailette / tube métallique) : ≤ 150°C selon HTRI ESG-11
  • Matériaux des ailettes : Aluminium 1100 (le plus courant), Cuivre C1100
  • Matériaux des tubes : Acier au carbone, 304/316L, cuivre
  • Application ACHE : Refroidissement de gaz à basse température, refroidisseurs intermédiaires de compresseur, condenseurs d'hydrocarbures (refroidis par air) où la température côté tube ≤ 120°C
  • Limitation : Des cycles thermiques > 100 cycles à > 120°C dégraderont la liaison mécanique, nécessitant une surface d'ailette supplémentaire par correction de résistance de liaison HTRI.
Pied KL (pied en L moleté)
  • Tube de base moleté avant enroulement ; pied d'aileron verrouillé mécaniquement dans la surface moletée
  • Température maximale de fonctionnement continu : ≤ 320°C
  • Matériaux des ailerons : Aluminium 1100
  • Matériaux des tubes : acier au carbone, acier inoxydable
  • Application ACHE : Refroidissement des gaz de procédé à moyenne température, post-refroidisseurs de compresseurs (température côté tube de 120°C à 280°C), condenseurs aériens de raffinerie
  • Caractéristique de liaison : liaison améliorée par rapport au pied en L standard ; conserve 80 % du contact thermique initial à 250 °C après 1 000 cycles thermiques selon les données de test du fabricant.
LL-Foot (pied en L superposé)
  • Pied d'aileron superposé pour envelopper entièrement la circonférence du tube
  • Fournit une couverture complète de la surface du tube pour une protection contre la corrosion
  • Température maximale de fonctionnement continu : ≤ 177°C
  • Matériaux des ailerons : Aluminium 1100, Cuivre C1100
  • Matériaux des tubes : Acier au carbone, 304/316L
  • Application ACHE : refroidisseurs d'air pour environnement marin, refroidissement de processus côtiers, environnement corrosif atmosphérique où une protection contre la corrosion du diamètre extérieur du tube est requise. Alternative aux ailerons extrudés plus chers.
Tube à ailettes extrudé (bimétallique)
  • Formé à partir d'un tube bimétallique (manchon extérieur en aluminium sur tube de base intérieur). Ailerons extrudés du manchon extérieur par roulage.
  • Liaison intégrale des ailettes au tube – pas d’espace mécanique, pas de résistance de liaison.
  • Température maximale de fonctionnement continu : ≤ 230°C (extérieur en aluminium) - Limite de conception ASME/API 661 pour les ailettes extrudées.
  • Matériaux du tube (intérieur) : Acier au carbone, 304/316L, titane, cuivre-nickel
  • Matériau des ailerons (extérieur) : Aluminium 1100
  • Application ACHE : environnements atmosphériques corrosifs, refroidisseurs d'air marins et offshore, faisceaux à ailettes d'usines chimiques, raffineries côtières. Assure une protection cathodique du tube de base en milieu salin (l'aluminium se corrode préférentiellement).
Tube à ailettes soudées haute fréquence
  • Bande d'ailettes soudée en continu à la surface extérieure du tube par soudage par résistance haute fréquence - liaison métallurgique.
  • Aucune résistance de liaison des ailettes.
  • Température maximale de fonctionnement continu : ≤ 450°C (ailettes en acier au carbone), ≤ 400°C (ailettes en acier inoxydable)
  • Matériaux du tube : Acier au carbone SA-106 Gr.B, 304/316L, acier allié
  • Matériaux des ailerons : Acier au carbone (galvanisé à chaud ou peint), 304/316L
  • Application ACHE : Refroidissement de gaz à haute température, récupération de chaleur perdue, sections de convection de chauffage à feu, refroidisseurs d'air surchauffeur de vapeur, refroidisseurs de gaz de procédé avec une température côté tube > 280 °C.
  • Option d'aileron dentelé (fendu) : fournit un HTC côté air 10 à 15 % plus élevé que l'aileron solide avec la même densité d'aileron, avec une chute de pression légèrement accrue côté air.

Géométrie des ailerons - Gammes standard ACHE (API 661 / ISO 13706)
Paramètre Pied L/KL/LL Extrudé Soudé à haute fréquence
Diamètre extérieur du tube de base 19,05 mm (3/4") - 38,1 mm (1,5") 15,88 mm - 50,8 mm 19,05 mm - 50,8 mm
Épaisseur de paroi du tube 1,65 mm - 3,4 mm 1,65 mm - 3,4 mm 1,65 mm - 5,0 mm
Hauteur des ailerons (à partir du diamètre extérieur du tube) 8mm - 16mm 8mm - 16mm 8mm - 19mm
Pas des ailerons (FPI - ailerons par pouce) 7 - 11,5 7 - 11 2 à 7 (pour un service à haute température et sujet à la suie)
Épaisseur des ailettes 0,25 mm - 0,5 mm Intégral (équivalent 0,4 mm - 0,8 mm) 0,8 mm - 3,2 mm
Rapport de surface aileron/tube (étendu/nu) 10 - 23 (selon la hauteur et l'inclinaison) 10 - 20 6 - 15
Température de fonctionnement maximale (pointe d'aileron) 150°C (L) / 320°C (KL) / 177°C (LL) 230°C 450°C

Construction mécanique du bundle ACHE
Disposition des faisceaux de tubes (configurations courantes)
  • Rangées de tubes : 2, 3, 4, 6 ou 8 rangées (API 661 typique). Le nombre de rangées est déterminé par la zone de transfert de chaleur côté air requise et par la puissance autorisée du ventilateur.
  • Pas de tube (transversal) : Généralement 1,5* à 2,5* diamètre extérieur du tube (centre à centre dans la direction du flux d'air)
  • Pas de tube (longitudinal) : généralement 1,5* à 2,5* diamètre extérieur du tube (dans le sens du flux d'air)
  • Surface frontale du paquet : Déterminée par le débit d'air total requis et la vitesse frontale (1,5 à 4,0 m/s). Les bundles plus gros sont divisés en plusieurs baies.
Types de joints tube à plaque tubulaire (ACHE)
  • Joint expansé : Expansion hydraulique à 160-220 MPa. Résistance à l'arrachement ≥ 20 MPa (selon TEMA RCB-4.3 pour les tubes en acier au carbone). Convient pour un service non toxique et non dangereux.
  • Joint soudé : soudure d'étanchéité (jambe d'angle 1,5-2,0 mm) + pénétration complète pour un service toxique ou haute pression. Procédure de soudage selon ASME Section IX.
  • Combiné (soudure + expansion) : recommandé pour le service de cycles thermiques (> 500 cycles/an) et la pression côté tube > 5,0 MPa.
Collecteurs et collecteurs (distribution côté tube)
  • Collecteurs d'entrée/sortie : rectangulaires ou ronds, avec connexions à brides selon ASME B16.5 ou B16.47.
  • Cloisons de passage (plaques déflectrices à l'intérieur des collecteurs) : utilisées pour configurer le chemin d'écoulement côté tube en un seul passage, deux passages ou quatre passages en fonction de la chute de pression admissible côté tube et du coefficient de transfert de chaleur requis.
  • Pression de conception du collecteur : adaptée à la pression de conception côté tube (typique 0,1 à 10,0 MPa). Selon ASME VIII-1.
Éléments structurels côté air
  • Cadres latéraux et éléments de support : construction de canaux en acier ou de poutres en I pour supporter le poids du paquet et gérer les vibrations induites par le ventilateur.
  • Parois anti-vent : panneaux verticaux en option autour du périmètre du faisceau pour empêcher la recirculation de l'air et assurer une distribution uniforme du flux d'air.
  • Persiennes : réglables manuellement ou automatiquement pour contrôler le débit d'air pendant le démarrage ou le ralentissement par temps froid.

Sélection des matériaux - Faisceaux de tubes à ailettes ACHE
Les combinaisons de matériaux suivantes sont standard selon API 661 pour les services des raffineries et des usines de transformation. La sélection est basée sur la corrosivité du fluide côté tube, la température de fonctionnement et la gravité de la corrosion atmosphérique.
Matériaux des tubes
Matériel Fluides côté tube applicables Plage de température Limite de chlorure Spécifications ASTM/BS
Acier au carbone SA-179 / 106 Gr.B / 20# Eau, huile, gaz non corrosifs, vapeur -20°C à +425°C N/A (pas de risque de piqûre) ASTM A179/A106/GB 8163
Inox 304 / 304L Gaz de procédé propre, eau déminéralisée, hydrocarbures doux -196°C à +600°C (déclassé au-dessus de 425°C selon ASME II-D) ≤ 200 ppm ASTM A213 TP304L
Inox 316 / 316L Fluides de procédé contenant du chlorure, acides organiques, service acide (≤ 200 ppm Cl⁻) -196°C à +500°C ≤ 200 ppm (316 L) ASTM A213 TP316L
Titane Gr.2 / TA2 Eau de mer, saumure, eau de refroidissement riche en chlorure -40°C à +230°C Jusqu'à 20 000 ppm ASTM B338/GB/T 3625
Cuivre-nickel C70600 Refroidissement marin, eau saumâtre -40°C à +200°C < 500 ppm (le CN développe une couche de passivation) ASTM B111
Matériaux des ailerons
Matériau des ailerons Type de fixation des ailerons Limite de température Conductivité thermique (à 20°C) Remarques sur la résistance à la corrosion
Aluminium 1100 / 1050 Pied en L, KL, LL, extrudé 150-320°C (selon le type) ~220 W/m*K Bonne corrosion atmosphérique ; forme un oxyde protecteur. Sacrificiel à l'acier en cas d'exposition marine côtière (protecteur).
Cuivre C1100 / C1220 Pied L, pied LL ≤ 200°C ~390 W/m*K Conductivité thermique élevée ; utilisé là où un transfert de chaleur maximal est requis à basse température ; sensible à l’ammoniac.
Acier au carbone (galvanisé / peint) Soudé à haute fréquence ≤ 450°C ~50 W/m*K Pour service à haute température ; nécessite un revêtement pour résister à la corrosion dans les environnements humides (galvanisation à chaud selon ASTM A153 ou peinture époxy).
Inox 304 / 316L Soudé à haute fréquence ≤ 400°C ~16 W/m*K Pour service corrosif à haute température (par exemple, gaz acide, H₂S) ; aucun revêtement supplémentaire n’est requis.
Finned tube bundle for air-cooled heat exchanger showing tube arrangement and fin structure
Close-up view of finned tube bundle construction showing fin attachment details
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