مبدل حرارتی پوسته و لوله API 660 تجهیزات پتروشیمی و پالایشگاه ASME

API 660 مبادله گرما شیل و لوله ای

API 660 چیست؟

API 660 استاندارد موسسه نفت آمریکا برای مبادلات گرما در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی است که طراحی، مواد، آزمایش،و الزامات بازرسی برای اطمینان از ایمنی و قابلیت اطمینان در فشار بالا، محیط های با دمای بالا و خوردنی. این با ASME BPVC و ISO 16812 مطابقت دارد، ساخت جامد، مواد مقاوم به خوردگی (مانند فولاد ضد زنگ) ،و کنترل کیفیت دقیق (از جمله آزمایش های هیدروستاتیک و NDE) برای کاربردهای حیاتی در پالایشگاه ها، نیروگاه های گاز و سیستم عامل های دریایی. انطباق با API 660 نشان می دهد دوام ثابت شده در صنعت، کاهش زمان توقف و خطرات عملیاتی.

عملکرد اصلی:

برای انتقال گرما بین دو مایع (معمولا مایعات یا گاز / مایع) بدون مخلوط کردن آنها، با استفاده از یک بسته از لوله های محصور در یک پوسته استوانه ای. یک مایع از طریق لوله ها (جانب لوله) جریان می یابد،جریان دیگر در اطراف لوله های داخل پوسته (جانب پوسته).

چرا S&THE بر نفت و گاز تسلط دارد:

1. ظرفیت فشار بالا و دمای بالا:ساخت و ساز محکم شرایط شدید فرآیند O&G را تحمل می کند (چاله های HP / HT ، تصفیه ، فشرده سازی).

2. قابل اعتماد بودن و دوام ثابت شده:طراحی بالغ با سابقه ی طولانی در خدمات حیاتی

3. انعطاف پذیری طراحی:سازگار با مایعات مختلف (خام، گاز، آب، مواد شیمیایی) ، سرعت جریان، دمای، فشار و تمایلات آلودگی از طریق انتخاب پیکربندی.

4. آسان نگهداری:بسته های لوله اغلب می توانند برای تمیز کردن، تعمیر یا تعویض (به ویژه طرح های سر شناور) برداشته شوند.

5. کارایی:می تواند ضریب انتقال گرما بالا را به دست آورد، به ویژه با جریان آشفته و سطوح بهبود یافته.

اجزای کلیدی (API 660 متمرکز):

1. پوسته:ظرف فشار استوانه ای (ASME Sec VIII Div 1/2) انتخاب مواد حیاتی برای خوردگی (CS، SS، Duplex، آلیاژ نیکل، Clad).

2. بسته لوله:عنصر انتقال گرما هسته ای

   • لوله ها:بدون درهم/لحام شده؛ اندازه گیری شده برای کاهش فشار / آلودگی؛ مواد حیاتی.

   • ورق های لوله:صفحه های ضخیم حفاری برای لوله ها؛ اغلب پوشش داده شده؛ برای گسترش تفاوتی حیاتی است.

   • باز کننده ها:لوله های پشتیبان، ایجاد آشفتگی سمت پوسته (قطعی، مارپیچی، میله). فاصله / طراحی بر ارتعاش و عملکرد تأثیر می گذارد.

   • تگ ها و فاصله ها:بازکن ها رو نگه داريد

3. کانال/سرويس (بسته لوله):توزیع مایع در طرف لوله؛ اجازه دسترسی (پوش قابل برداشتن - بولت، هوت) را می دهد.

4. فنجان ها:ورودی / خروجی برای مایعات طرف شیل و لوله. اندازه گیری بر اساس محدودیت سرعت مایعات (API 660/API RP 14E).

5. نوع TEMA:تعریف پیکربندی مکانیکی بر اساس سر جلو، نوع پوسته، سر عقب. انواع رایج O&G: AES، BEM، AEP، AKT (سرهای شناور مشترک برای گسترش حرارتی).

کاربردهای مهم نفت و گاز:

1. تولید:خنک سازی نفت خام، خنک سازی آب تولید شده، خنک سازی گاز (پس از فشرده سازی) ، تخلیه آب گلیکول (reboilers/coolers).

2. پالایش:پیش گرم کننده های مواد غذایی، خنک کننده های محصول، دوباره جوش دهنده ها، تهویه کننده ها در طول تقطیر، هیدروتراکتینگ، واحدهای کاتالیز.

3. پردازش گاز:مبادلات گاز/گاز (بازتولید/برداری) ، خنک کننده های گاز/سیال، خنک کننده های محلول آمین/بازتولید کننده ها، تهویه کننده های خنک کننده/ تبخیر کننده ها.

4. انتقال:خنک کننده هاي روغن، خنک کننده هاي گازي بعد از فشرده سازي

5. خدمات عمومی:سیستم های آب خنک کننده، بازیافت گرما

انطباق با API 660: استاندارد O&G

API 660 استاندارد اجباری برای S&THE در صنایع نفت و گاز طبیعی است.

1. طراحی و ساخت و ساز محکم:حداقل حاشیه طراحی، الزامات مواد، استانداردهای ساخت (لحام، NDE) ، آزمایش فشار.
2. ایمنی و قابلیت اطمینان:خطرات خاص O&G را برطرف می کند (خوردگی تیز، قرار گرفتن در معرض آتش، لرزش).
3. قابل تعویض و سازگاری:ابعاد، بار نوزل، نامگذاری، مستندات را استاندارد می کند.
4. الزامات خاص عملیات و ایمنی:

• شرایط طراحی:فشارها/درجات کار و طراحی به وضوح تعریف شده.
• مواد:الزامات سختگیرانه تر برای خدمات ترش (NACE MR0175/ISO 15156) ، آزمایش ضربه، تخفیف خوردگی.
• ساخت و بازرسی:روش های جوش دقیق (WPQR) ، NDE گسترده (RT، UT، PT، MT بر اساس معیارهای تعریف شده) ، تحمل ابعاد سختگیرانه.
• جفت های لوله به لوله:جوش قدرت + گسترش اغلب مورد نیاز است؛ معیارهای آزمایش نشت مشخص شده است.
• بار نوزل:محدودیت های قابل قبولی خارجی (قوه ها/لحظات) استاندارد برای لوله های رابط.
• تحلیل لرزش:ارزیابی اجباری (اپلاکس N) برای جلوگیری از خرابی لوله به دلیل ارتعاش ناشی از جریان (FIV).
• آزمایش:فشار های آزمایش هیدروستاتیک تعریف شده؛ آزمایش های پنوماتیک/حساس به نشت اختیاری.
• مدارک:گزارش داده های جامع (گزارش داده های سازنده - MDR) شامل گواهی مواد، گزارش های NDE، نتایج آزمایش، نقشه ها.
• ضمیمه ها:جنبه های مهم مانند:

  • ضمیمه F:خدمات دمای پایین

  • ضمیمه G:خدمت کشنده

  • ضمیمه H:بخاری های مستقیم

  • ضمیمه K:مبادلات صفحه و قاب (اگر در آن گنجانده شده باشد).

  • ضمیمه M:مبادلات خنک کننده هوا (اگر در آن گنجانده شده باشد).

  • ضمیمه N:ارتعاش ناشی از جریان

مزایای S&THE مطابق با API 660:

• امنیت بیشتر:خطر نشت/شکست در محیط های خطرناک را کاهش می دهد.
• عملکرد قابل پیش بینی:به الزامات سختگیرانه حرارتی و هیدرولیکی پاسخ می دهد.
• طول عمر بیشتر:تمرکز بر کنترل خوردگی، جلوگیری از لرزش و ساخت با کیفیت
• تدارکات و نگهداری ساده تر:طراحی استاندارد باعث ساده شدن قطعات یدکی و تعمیرات می شود.
• پذیرش قانونی:برای اکثر پروژه های بزرگ در بخش O&G مورد نیاز است.

معایب:

• هزینه های اولیه بالاتر:به خاطر مواد سختگیرانه، ساخت و بازرسی.
• اندازه/وزن:می تواند بزرگ و سنگین باشد و بر تاسیسات ساحلی/پلتفرم تاثیر بگذارد.
• فولینگ:حساس اگر ویژگی های مایع یا سرعت به درستی مدیریت نشود (با انتخاب طراحی کاهش می یابد).
• دمای نزدیک شدن محدود:کمتر از مبادلات صفحه برای نزدیک شدن به دمای نزدیک کارآمد است.