화열 튜브 코일, 설계 온도 590°C까지, 설계 압력 35 MPa까지, serpentine Helical Single-Pass Multi-Pass 구성

주요 열 전달 표면으로서 튜브 코일

연소 난방 튜브 코일 (fired heater tube coil) 은 연소 난방 튜브 내부의 연소 기체에 의해 가열되면서 공정 유체가 흐르는 연속 튜브 형태의 집합체이다.튜브 코일은 소화 난방기의 주요 열 전달 표면입니다, 화염 방사선 (방광 부문) 및 뜨거운 연소 가스의 공류 (공류 부문) 에서 열 에너지를 흡수합니다.

가열용 난방기는 직접 가열되는 난방 장치로, 공정 액체가 튜브 내부로 흐르면서 연료의 연소는 튜브 외부에서 발생합니다.튜브 코일은 열기열기의 중요한 압력 함유 부품이며 API 560 (일반 정제 서비스용 열기열기) 에 따라 설계 및 제조됩니다., ASME B31.3 (프로세스 파이프링) 및 GB/T 16507 (물관 보일러) 가전용.

화면 난방 부문 √ 위치별로 코일 구성

방사선 세క్షన్ 코일

방사선 부위 (firebox) 는 공정 유체가 직접 화염 방사선으로 대부분의 열량을 받는 곳이다.방사선 섹션의 튜브는 가장 높은 열 흐름과 튜브 금속 온도에 노출됩니다.

• 튜브 배열: 수직 (헬릭스 또는 스펜틴) 또는 수평 (일줄 또는 다줄)

• 튜브 지원: 방사성 튜브 는 튜브 헝거, 가이드 지원, 또는 불소연 한 앵커 로 지원 된다

• 열 흐름: 방사선 열 전달이 주를 이루고, 튜브 금속 온도는 일반적으로 공정 유체 출구 온도보다 50°C~100°C 높습니다.

• 일반적인 구성:

  • 나선형 코일: 소화장 둘레 주위 에 나선형 튜브; 실린더형 난방 에 흔히 사용 된다

  • 스펜틴 코일: 여러 수평 또는 수직 통로로 배치 된 튜브와 인접 튜브를 연결하는 회전 곡선

  • 단일 통로 스핀: 각 파이프는 중간 구부러짐 없이 입구에서 출구로 이어집니다.

  • 멀티 패스 코일: 프로세스 유체는 회전 곡선을 통해 방사선 섹션을 통해 여러 번 통과합니다.

컨벡션 섹션 코일

컨벡션 섹션은 방사선 섹션 위에 위치하며, 열 전달은 주로 뜨거운 연소 기체로부터 강제 컨벡션으로 발생합니다.컨벡션 섹션의 튜브는 낮은 열 흐름과 튜브 금속 온도에서 작동.

• 튜브 배열: 수평 또는 수직 행, 튜브 피치가 계단 또는 직선으로

• 확장 된 표면: 공류 튜브 는 종종 열 전달 면적 을 증가 시키기 위해 지느러미 나 스톱 을 갖는다

• 방패 튜브: 화기 상자에서 발광 열에 노출 된 첫 번째 2 ∼ 3 줄의 환전 튜브는 일반적으로 고온 노출로 인한 핀 손상을 방지하기 위해 벗겨집니다.

• 일반적인 튜브 종류: 맨 튜브, 핀 튜브, 톱니 튜브 (pin tube)

전환/크로스오버 파이프

크로스오버 파이핑은 통류 섹션 출구와 방사선 섹션 입구 (또는 그 반대의 경우) 를 연결하며, 일반적으로 히터 케이스 외부에 위치합니다.크로스오버 파이프는 섹션 사이의 열 확장을 수용해야합니다..

코일 설계 매개 변수 (Coil Design Parameters) API 560 / ASME B31에 따라3

재료 선택 튜브 코일 재료 (API 560 표 5에 따라)

탄소 강철

크롬-몰리브덴 합금 강철

아우스테니틱 스테인레스 스틸

니켈 합금

코일 구성 튜브 지원 및 안내

API 560에 따르면, 튜브 지지대가 튜브 정렬을 유지하고 느슨하거나 진동을 방지하는 것이 필요합니다.

• 방사선 구간: 튜브 헝거 (올라기 튜브), 가이드 서포트 (평면 튜브) 또는 불소연성 앵커

• 컨벡션 섹션: 파이프를 수용하기 위해 구멍을 뚫은 지원판 또는 파이프 잎

• 지원 간격: 튜브 크기, 재료 및 작동 온도 ∼ 일반적으로 1.5m ∼ 3.0m에 의해 결정됩니다.

• 튜브 가이드: 측면 움직임을 제한하면서 축 열 확장을 허용

열 확장 관리

• 가열 된 히터 코일은 시작 및 운영 조건 사이의 온도 차이로 인해 상당한 열 확장을 경험합니다.

• 확장은 다음을 통해 이루어집니다.

  • 회전 굽기: 인접 튜브 사이의 차분 팽창을 흡수하는 U 모양의 부착 장치

  • 팽창 루프: 축적 팽창을 흡수하는 파이프 구성

  • 가이드 지원: 정렬을 유지하면서 튜브가 축적으로 미끄러지는 것을 허용

  • 떠 있는 매니폴드: 팽창을 흡수하기 위해 코일과 함께 움직이는 헤더

확장 표면 ∼ 핀 및 스톱 (공류 부문)

컨벡션 섹션에서 열 전달을 증가시키기 위해, 튜브는 종종 확장 된 표면으로 제공됩니다.

전형적인 지느러미/기둥 매개 변수:

• 지느러미 높이: 12mm 25mm

• 핀 피치: 1인치당 4~12 핀 (FPI)

• 핀 재료: 탄소 강철, 스테인리스 강철 또는 합금 강철

• 스터드 재료: 일반적으로 튜브 재료 또는 호환성 합금과 동일

회전 굽기 쿨링 연결

복귀 곡선으로 인접한 튜브를 복수 통과 코일로 연결하여 흐름 방향을 180° 역전합니다.

• 위치: 방화장 (방광 부문) 안쪽 또는 헤더 박스 안쪽 (방화장 바깥의 고립 부리)

• 설계 압력 및 온도: 방화장 내부의 회전 구부름은 연결 튜브와 동일합니다. 헤더 박스 내부에서는 동일한 설계 압력, 유체 온도는 +30 °C입니다.

• 두께: 적어도 연결 파이프와 같은 두께

• 핑크: 길쭉하게 용접된 핑크는 사용되지 않습니다.

• 표준: SH/T 3065 (석유화학 튜버 히터 반환 곡선), ASME B16.9

회전 구부름 중심-중심 차원 (API 560 표 4에 따라):

헤더 및 다양함

헤더 (입구 및 출구 분포장) 은 튜브 코일 (tube coil) 으로로 및 출구로 프로세스 유체를 배포합니다.

• 플러그 헤더: 튜브 접근을 위한 휴지 플러그; 청정 서비스용

• 커버 플릿 헤더: 전체 파이프 접근을 위한 볼트 커버; 폼링 서비스용

• 파이프 만포드 헤더: 용접된 구조; 고압 서비스용

• 설계 압력: 연결 튜브와 동일합니다.

• 설계 온도: 그 위치에 있는 유체의 온도는 헤더 박스 설치를 위해 +30°C

제조 과정 튜브 코일 조립

1. 튜브 제조: 길이로 잘라낸 튜브; ASME B16.25에 따라 바트 용접을 위해 끝을 굽힌 튜브

2. 회전 굽기 고정: ASME 제9조에 따라 튜브 끝에 용접된 회전 굽기 (GTAW 뿌리 + SMAW 채우기)

3. 핀/스터드 용접: 컨벡션 튜브에 용접된 핀 또는 스터드 (고주파 용접 또는 저항 용접)

4. 코일 조립: 줄로 조립되어 지지대에 고정된 튜브

5. 헤더 장착: 코일 입구/출구에 용접된 헤더

6. PWHT: Cr-Mo 합금 및 두꺼운 벽 탄소 강철 섹션에 요구됩니다 (ASME B31.3 / API 560에 따라)

7. 수정적 시험: 1.5 × 설계 압력 (API 560 / ASME B31.3에 따라)

8. 불투명/열열 용품: 가루 및 튜브 지원에 적용됩니다 (현장 설치)

검사 및 시험 (API 560 / ASME B31.3에 따라)

파괴적이지 않은 검사 (NDE)

수정적 검사

• 시험 압력: 1.5 × 설계 압력 (API 560 / ASME B31.3에 따라)

• 시험 매개체: 부식 억제제로 된 깨끗한 물

• 유지 시간: ≥ 30분

• 용납: 압력 감소가 없거나 용접장치나 장착장치에서 가출이 없습니다.

기압 누출 시험 (특정된 경우)

• 시험 압력: 0.6 MPa 공기 또는 질소

• 누출 감지: 비누 거품 또는 헬륨 질량 분광

• 수용: 거품이 없습니다; 누출률 ≤ 1×10−5 Pa·m3/s

용도 프로파일 열기 유형별 스핀 들 구성

실린더형 난방기 (올림)

• 코일 타입: 나선형 (스피럴) 방사성 코일 + 수평 컨벡션 코일

• 튜브 배열: 동심 원형의 수직 튜브; 위와 아래에서 회전 곡선

• 응용: 중소 및 중소 가공소 난방기; 재열기; 공정 난방기

상자 난방기 (평면)

• 코일 유형: 스펜틴 방사선 코일 (평면 또는 수직 통과) + 수평 컨벡션 코일

• 튜브 배열: 여러 줄의 튜브; 화기 상자 외부 헤더 상자에 반환 구부름

• 응용: 대형 정유 공장 난방기; 원료 난방기; 진공 난방기

이중 화력 / 다세포 난방기

• 코일 유형: 공통 컨벡션 섹션을 공유하는 이중 방사선 섹션

• 파이프 배열: 양쪽에서 발사 된 파이프

• 응용: 고 용량 정제 공장 난방; 리포머 오븐

특수 난방기

• 리포머 오븐: 촉매로 채워진 튜브 (직선형) 와 U 굽기; 고온 합금 물질

• 에틸렌 크래킹 오븐: 특화된 코일 기하학이 있는 고연금 튜브

• 수소 생산 오븐: 촉매가 있는 리포머 튜브; 고압 수소 서비스

운송물별 문서

• 재료 시험 인증서 (EN 10204 3.1 또는 3.2) ∙ 튜브, 피팅, 헤더, 핀/스터드

• API 560 / ASME B31.3 데이터 시트

• 차원 검사 보고서 (튜브 OD, 벽 두께, 피치, 굽기 반지름, 중심)

• NDE 보고서 (이용할 경우 PT/MT/RT/UT/PMI)

• 수정적 시험 보고서 (압 및 시간 기록)

• 기압 누출 시험 보고서 (실행된 경우)

• 용접 절차 사양 (WPS) 및 절차 자격 기록 (PQR)

• PWHT 차트 (시간 온도 기록)

• 튜브 수, 패스 구성, 헤더 크기와 함께 만들어진 코일 도면

• 핀/스터드 용접 절차 및 당기 테스트 기록 (핀/스터드 경우)

선택 체크리스트 ‧ 소화 된 히터 튜브 코일

1. 히터 타입 ∼ 실린더형 / 상자형 / 쌍방향 / 리포머형 / 크래킹

2. 코일 섹션 (Radiant / Convection / 둘 다)

3. 튜브 OD 및 벽 두께 API 560 / ASME B31에 따라3

4. 튜브 소재 등급: CS / Cr-Mo / SS / 합금

5. 설계 압력 및 온도 (API 560/ASME B31에 따라)3

6. 코일 구성 Serpentine / Helical / Single-pass / Multi-pass

7. 패스 수 회전 곡선의 양과 레이아웃을 결정합니다

8. 연장면이 필요합니다. 벗은 / 잎겨드랑이 / 톱니가 있습니다. 잎겨드랑이 / 톱니 매개 변수를 지정하십시오.

9. 회전 곡선 유형 短半径 (2×管 OD) /長半径 (3×管 OD)

10. 헤더 타입 ∙ 플러그 / 커버 플레이트 / 파이프 매니폴드

11. 부식 용량 API 560 7에 따라1.2

12. PWHT 요구 사항 재료 및 두께에 기초

13. NDE 요구 사항 API 560 또는 프로젝트 사양에 따라

14. 정화 방법 ∼ 증기-공기 디코킹 / 기계적 핑징 ∼ 코일 디자인에 영향을 줍니다

설계 제한 선언 ‧ 소화 된 히터 튜브 코일

가열된 히터 튜브 코일은 다음의 제한을 받습니다.

• 그것은 단지 데이터 시트에 명시된 설계 압력과 온도에 적합합니다. 이러한 한계를 벗어나는 작업은 설계를 무효화합니다.

• 튜브 금속 온도는 지정된 설계 압력에서 물질의 최대 허용 용역 온도를 초과해서는 안 됩니다.

• 길쭉하게 용접된 부착장치 (귀환 곡선) 는 API 560 8에 따라 사용되지 않습니다.3.4

• 코일은 열 확장을 위해 설계되어야 합니다. 부적절한 확장 수용은 튜브 왜곡, 지원 손상 또는 용접 실패로 이어집니다.

• 침식 저항성 재료 선택 또는 벽 두께 증가없이 고 고질의 고체 함량 (> 2 무게 %) 가있는 유체에 적합하지 않습니다.

• 컨벡션 구간의 핀/스터드 튜브는 성능을 유지하기 위해 땀을 불거나 청소해야합니다. 오염은 압력 하락을 증가시키고 열 전달을 감소시킵니다.

• 코일 교체 현존하는 히터 기하학 (튜브 피치, 패스 구성, 헤더 차원) 과 신중한 일치가 필요합니다