مجموعه لوله‌های خنک‌کننده هوای طراحی شده مطابق با API 660 با راندمان انتقال حرارت بالا و پیکربندی چند پاسه

لوله خنک کننده هوا | کشش اجباری / القایی | قاب A / قاب V / افقی | درپوش / صفحه پوشش / هدر لوله | مواد لوله: CS / SS / Ti / Duplex | دما -40 درجه سانتیگراد تا +450 درجه سانتیگراد | فشار تا 10.0 مگاپاسکال | طبق API 661 / ISO 13706

مرور کلی - بسته لوله خنک کننده هوا به عنوان واحد جایگزین مستقل

بسته لوله خنک کننده هوا هسته انتقال حرارت یک مبدل حرارتی خنک شده با هوا (ACHE) است. این بسته از ردیف هایی از لوله های برهنه یا پره دار تشکیل شده است که در هر دو انتها توسط صفحات لوله محکم شده اند و جعبه های هدر (منیفولد ورودی و خروجی) برای توزیع سیال فرآیند از طریق لوله ها به آن متصل شده اند. بسته در داخل یک دهانه سازه ای نصب می شود و فن های محوری یا گریز از مرکز هوا را از سطح خارجی لوله عبور می دهند یا می کشند.

این محصول مطابق با API 661 (مبدل های حرارتی خنک شده با هوا برای خدمات عمومی پالایشگاه)، ISO 13706 و TEMA کلاس R یا B در صورت لزوم طراحی و ساخته شده است. این بسته به عنوان بسته جایگزین، بسته یدکی یا بسته جدید برای یک دهانه ACHE جدید عرضه می شود.

انواع ACHE - پیکربندی فن و جهت گیری بسته

انواع خنک کننده هوا زیر پیکربندی نصب بسته و چیدمان فن را تعریف می کنند. خود بسته همان مجموعه هسته است، اما جهت گیری، ساختار پشتیبانی و جهت جریان هوا متفاوت است.

ACHE با کشش اجباری

• فن ها در زیر بسته لوله قرار دارند و هوا را به سمت بالا از طریق بسته عبور می دهند

• توزیع هوا: جریان هوای یکنواخت در سراسر سطح بسته به دلیل محفظه فن

• نگهداری: اجزای فن و درایو در سطح زمین یا سکو قابل دسترسی هستند

• جهت گیری بسته: افقی (لوله‌ها افقی، هوا به صورت عمودی به سمت بالا جریان دارد)

• کاربرد معمول: خنک کننده فرآیند عمومی پالایشگاه، خنک کننده های بینابینی کمپرسور

• مزیت: هزینه نصب کمتر، نگهداری آسان تر فن

• محدودیت: خطر گردش مجدد هوای گرم در صورت عدم نصب دیوارهای باد؛ گرمای فن به دمای هوای ورودی اضافه می شود

ACHE با کشش القایی

• فن ها در بالای بسته لوله قرار دارند و هوا را به سمت بالا از طریق بسته می کشند

• توزیع هوا: محفظه بالای بسته مکش یکنواخت را تضمین می کند

• نگهداری: اجزای فن و درایو در سکوی مرتفع قرار دارند - نیاز به سکوی دسترسی دارد

• جهت گیری بسته: افقی (لوله‌ها افقی، هوا به صورت عمودی به سمت بالا جریان دارد)

• کاربرد معمول: کندانسورهای بخار (ACC)، خدمات دمای بالا، واحدهای بزرگ پالایشگاه

• مزیت: توزیع بهتر هوا؛ گردش مجدد کمتر؛ بسته را از بارش محافظت می کند

• محدودیت: هزینه نصب بالاتر؛ دسترسی فن در ارتفاع؛ ارتفاع بیشتر دودکش فن

ACHE قاب A

• بسته شامل دو بسته لوله تخت است که به شکل V معکوس (رأس در بالا) چیده شده اند

• فن ها در زیر رأس قرار دارند و هوا را به سمت بالا از هر دو بسته شیبدار عبور می دهند

• جهت گیری بسته: شیبدار (معمولاً 30 تا 60 درجه از افق)

• کاربرد معمول: کندانسورهای بخار خنک شده با هوا (ACC) در نیروگاه ها، واحدهای بزرگ پتروشیمی

• مزیت: کاهش فضای مورد نیاز برای مناطق بزرگ دهانه؛ زهکشی کندانس با گرانش را فراهم می کند (لوله‌های شیبدار)

• محدودیت: ساختار پشتیبانی پیچیده تر؛ حجم محفظه بزرگتر مورد نیاز است

ACHE قاب V

• بسته شامل دو بسته لوله تخت است که به شکل V (رأس در پایین) چیده شده اند

• فن ها در بالای رأس قرار دارند و هوا را به سمت بالا از هر دو بسته شیبدار می کشند

• جهت گیری بسته: شیبدار (معمولاً 30 تا 60 درجه از افق)

• کاربرد معمول: کندانسورهای بخار که کشش القایی برای محافظت در برابر یخ زدگی ترجیح داده می شود

• مزیت: کاهش فضای مشابه قاب A؛ کندانس به جمع کننده پایین تخلیه می شود

• محدودیت: فن و درایو در ارتفاع؛ لوله کشی هدر پیچیده تر

ACHE افقی (یک بسته در هر دهانه)

• یک بسته لوله تخت به صورت افقی نصب شده است

• فن ها در زیر (کشش اجباری) یا در بالا (کشش القایی)

• جهت گیری بسته: افقی (شیب 0 درجه)

• کاربرد معمول: خنک کننده فرآیند عمومی، خنک کننده گاز، کندانس هیدروکربن

• مزیت: ساده ترین ساختار؛ آسان ترین تعویض بسته و دسترسی نگهداری

• محدودیت: برای وظایف بزرگ (نیاز به دهانه های بیشتر) به فضای بزرگتری نیاز دارد

ساختار بسته - اجزای اصلی

لوله‌ها

• انواع لوله: لوله برهنه (کم رسوب، گاز دمای پایین) یا لوله پره دار (برای HTC سمت هوا کم)

• قطر خارجی لوله (برهنه / پایه): 15.88 میلی متر - 50.8 میلی متر (5/8 اینچ تا 2 اینچ)

• ضخامت دیواره لوله: 1.2 میلی متر - 5.0 میلی متر (بدون درز یا جوش داده شده)

• طول لوله (بین صفحات لوله): 2.0 متر - 12.0 متر طبق استاندارد API 661

• گام لوله (مرکز به مرکز):

  • عرضی (در عرض جریان هوا): 1.5 برابر تا 2.5 برابر قطر خارجی لوله

  • طولی (در طول جریان هوا): 1.5 برابر تا 2.5 برابر قطر خارجی لوله

• چیدمان لوله: ناهمگون (مثلثی) یا خطی (مربعی) - ناهمگون HTC سمت هوا را بالاتر می دهد؛ خطی تمیز کردن آسان تر را امکان پذیر می کند.

صفحات لوله

• محل: انتهای جلو (ورودی) و عقب (خروجی) بسته

• ضخامت: 15 میلی متر - 80 میلی متر (بر اساس فشار سمت لوله و بار اتصال لوله به صفحه لوله انتخاب می شود)

• تلرانس قطر سوراخ: H11 طبق ISO 286 (به عنوان مثال، Ø25.2 میلی متر +0.13/0)

• پرداخت سوراخ: Ra ≤ 1.6 میکرومتر برای اتصالات منبسط شده؛ Ra ≤ 3.2 میکرومتر برای اتصالات فقط جوش داده شده

• جنس: فولاد کربن، فولاد ضد زنگ روکش دار، یا فولاد ضد زنگ جامد - مطابق با خورندگی سیال سمت لوله و فشار عملیاتی

• نگهدارنده لوله: لوله‌ها در صفحات لوله منبسط (هیدرولیک یا غلتکی)، جوش داده شده (جوش آب بندی) یا ترکیبی (جوش + انبساط) می شوند

جعبه های هدر (منیفولد ورودی / خروجی)

• انتخاب نوع (طبق API 661):

  • هدر درپوش - درپوش های قابل جدا شدن رزوه ای یا پیچ دار برای دسترسی به لوله؛ مناسب برای خدمات تمیز و فشار کم

  • هدر صفحه پوشش - صفحه پوشش پیچ دار برای دسترسی کامل به لوله؛ توصیه شده برای خدمات رسوب گذار که نیاز به تمیز کردن لوله دارد

  • هدر منیفولد لوله - اتصالات لوله جوش داده شده؛ برای فشار بالا یا جایی که دسترسی به لوله مورد نیاز نیست استفاده می شود

• ساختار جعبه هدر:

  • مقطع مستطیلی یا گرد

  • اتصالات فلنجی طبق ASME B16.5 یا B16.47 (گردن جوشی یا لغزشی)

  • تقسیم کننده های پاس (بافل های داخلی) برای پیکربندی مسیر جریان سمت لوله (تک، دو یا چهار پاس)

• رتبه بندی فشار طراحی: مطابق با فشار طراحی سمت لوله (0.1 - 10.0 مگاپاسکال)

• اتصالات تخلیه و هواگیری: اتصالات رزوه ای NPT یا جوشی سوکتی در نقاط پایین/بالا

قاب ها و تکیه گاه های جانبی

• قاب سازه ای: ساختار کانال فولادی یا تیرآهن برای تحمل وزن بسته در حین بلند کردن و بهره برداری

• قلاب های بالابر: به قاب های جانبی یا صفحات لوله جوش داده شده اند - با ضریب ایمنی 2.0 برابر وزن بسته رتبه بندی شده اند

• نقاط پشتیبانی: برای به حداقل رساندن افتادگی لوله و حفظ تراز بسته در حد ±3 میلی متر در طول بسته قرار گرفته اند

انواع پره - برای بسته های لوله خنک کننده هوا

انواع اتصال پره زیر برای بسته های لوله خنک کننده هوا موجود است. انتخاب بر اساس دمای سمت لوله، خورندگی اتمسفر و چرخه حرارتی است.

پیکربندی هدر - تأثیر بر تعویض بسته

هنگام سفارش بسته جایگزین، پیکربندی هدر باید با لوله کشی دهانه موجود و الزامات دسترسی به لوله مطابقت داشته باشد.

پیکربندی پاس سمت لوله

تعداد پاس های سمت لوله با افت فشار مجاز سمت لوله و ضریب انتقال حرارت مورد نیاز تعیین می شود:

• تک پاس - کمترین افت فشار سمت لوله؛ مناسب برای خدمات با جریان بالا و افت فشار کم

• دو پاس - افت فشار متوسط؛ سرعت بالاتر سمت لوله را برای انتقال حرارت بهتر فراهم می کند

• چهار پاس - بالاترین افت فشار؛ زمانی استفاده می شود که انتقال حرارت سمت لوله عملکرد کلی را محدود کند و افت فشار در دسترس باشد

تقسیم کننده های پاس در داخل جعبه های هدر جریان را از ورودی به خروجی هدایت می کنند. تعداد ردیف های لوله نیز تحت تأثیر چیدمان پاس قرار می گیرد:

• برای تک پاس: ردیف های لوله = کل لوله ها / تعداد لوله در هر ردیف (توزیع یکنواخت)

• برای چند پاس: تقسیم کننده های پاس بسته لوله را به گروه های مساوی تقسیم می کنند

انتخاب جنس - لوله، صفحه لوله و هدر

گزینه های جنس لوله (طبق API 661)

گزینه های جنس صفحه لوله و هدر

• فولاد کربن SA-516 Gr.70 - خدمات سمت لوله غیر خورنده

• روکش فولاد ضد زنگ (316L یا 304L روی CS) - خدمات خورنده با فشار بالا؛ ضخامت روکش ≥ 3 میلی متر طبق ASME VIII-1 UW-13

• فولاد ضد زنگ جامد 304L / 316L - خدمات کاملاً خورنده، بدون پشتیبان فولاد کربن

• فولاد ضد زنگ جامد / تیتانیوم - برای خدمات شدید کلراید یا وظایف فراساحلی

جنس جعبه هدر معمولاً با جنس صفحه لوله مطابقت داده می شود تا از خوردگی گالوانیکی در اتصالات پیچ دار یا جوش داده شده جلوگیری شود. برای هدرهای فولاد کربن در خدمات خورنده، پوشش داخلی (اپوکسی یا فنولیک) طبق API 661 اعمال می شود.

پارامترهای ساخت - کنترل فرآیند

سوراخکاری صفحه لوله

• اندازه مته: کنترل شده تا تلرانس H11 طبق ISO 286

• پرداخت سوراخ: Ra ≤ 1.6 میکرومتر برای اتصالات منبسط شده؛ Ra ≤ 3.2 میکرومتر برای اتصالات جوش داده شده

• انحراف لیگامنت (وب بین سوراخ ها): ≤ ±0.2 میلی متر از نقشه

• تمیز کردن سوراخ: زباله ها حذف شده و سوراخ ها قبل از ورود لوله برای پلیسه ها و تراشه ها بازرسی می شوند

انبساط لوله (هیدرولیک)

• فشار انبساط: 160 - 220 مگاپاسکال (هیدرولیک) یا انبساط غلتکی (مکانیکی) با غلتک کالیبره شده

• عمق انبساط: حداقل 1.5 برابر قطر خارجی لوله یا 2 برابر ضخامت دیواره لوله در صفحه لوله

• زمان نگه داشتن انبساط: 5 - 8 ثانیه (هیدرولیک)

• بررسی گیج پس از انبساط: 100% لوله ها یک توپ گیج 0.5 میلی متر کوچکتر از شناسه لوله را می پذیرند

• تأیید استحکام کششی: تست کششی اولین قطعه در هر بسته - هدف ≥ 20 مگاپاسکال (CS) / ≥ 25 مگاپاسکال (SS)

جوشکاری لوله به صفحه لوله (در صورت مشخص شدن)

• فرآیند جوشکاری: GTAW (TIG) - خودکار یا دستی

• نوع جوش: جوش فیله (آب بندی) یا جوش نفوذ کامل (برای خدمات سمی / فشار بالا)

• ارتفاع پای فیله: 1.5 میلی متر - 2.0 میلی متر برای جوش آب بندی

• نفوذ کامل: نفوذ ریشه جوش ≥ 0.5 میلی متر در دیواره لوله

• بازرسی: 100% نفوذ مایع (PT) طبق ASME VIII-1 UW-51 - پذیرش: بدون ترک یا تخلخل

• روش جوشکاری: واجد شرایط طبق ASME بخش IX با PQR و WPS

ساخت جعبه هدر

• جعبه هدر (ورودی/خروجی) - ساختار فولادی جوش داده شده با اتصالات فلنجی ASME B16.5

• ابعاد جعبه هدر مطابق با الگوی صفحه لوله بسته (تعداد لوله و چیدمان)

• تقسیم کننده های پاس (بافل های داخلی) به داخل جعبه هدر جوش داده شده اند - جنس و روش جوشکاری مطابق با جنس هدر

• اتصالات تخلیه و هواگیری: اتصالات رزوه ای NPT یا جوشی سوکتی

مونتاژ و بلند کردن بسته

• لوله‌ها از یک انتها وارد شده و در صفحات لوله منبسط/جوش داده می شوند

• بافل ها یا تکیه گاه های لوله (در صورت نیاز) در فواصل مشخص نصب می شوند

• قاب های جانبی و قلاب های بالابر برای تحمل وزن بسته متصل می شوند

• تست بالابر بسته (در صورت نیاز): بسته را با وزن 1.1 برابر وزن بسته بلند کنید - قبل از حمل توسط سازنده تأیید می شود

پارامترهای عملیاتی - رتبه بندی بسته لوله خنک کننده هوا

تست نشتی و تست هیدرواستاتیک

بسته لوله (قبل از نصب هدر)

• اتصالات لوله به صفحه لوله: تست هیدرواستاتیک در 1.3 برابر فشار طراحی سمت لوله (طبق ASME VIII-1 UG-99) - 30 دقیقه نگه داشته شود، افت فشار صفر، بدون نشتی قابل مشاهده

• پس از تست: سمت لوله تخلیه و خشک شده؛ سوراخ های لوله برای نشتی بررسی می شوند

جعبه هدر (مونتاژ شده به بسته)

• تست هیدرواستاتیک نهایی (بسته کامل شامل هدرها): فشار تست طبق UG-99 (فقط سمت لوله - سمت پوسته اتمسفریک است)

• محیط تست: آب تمیز (قابل شرب یا دیونیزه) - با بازدارنده خوردگی برای فولاد کربن

• مدت زمان تست: حداقل 30 دقیقه

• پذیرش: افت فشار صفر؛ بدون نشتی قابل مشاهده از اتصالات لوله، جوش های هدر، اتصالات فلنجی یا درپوش ها

تست نشتی پنوماتیک (در صورت مشخص شدن)

• برای خدمات هیدروژن، سیالات سمی، یا جایی که باقی مانده آب قابل قبول نیست استفاده می شود

• فشار تست: 0.6 مگاپاسکال هوا یا نیتروژن

• تشخیص نشتی: اعمال حباب صابون بر روی تمام اتصالات و جوش ها

• پذیرش: نرخ نشتی ≤ 1×10⁻⁵ Pa·m³/s طبق روش معادل سوراخ ASME Appendix VI

مستندات طبق حمل - بسته جایگزین

• گواهی تست مواد (EN 10204 3.1 یا 3.2) - لوله ها، صفحات لوله، هدرها، فلنج ها و فولاد سازه ای

• برگه داده تکمیل شده API 661 (یا برگه داده ISO 13706)

• گزارش داده ASME U-stamp (در صورت لزوم)

• برگه داده TEMA (کلاس R یا B - در صورت لزوم)

• گزارش بازرسی ابعادی (طول بسته، چیدمان سوراخ صفحه لوله، قطر خارجی لوله، ارتفاع/گام پره در صورت پره دار بودن)

• گزارش تست هیدرواستاتیک (با ثبت نمودار فشار)

• گزارش تست نشتی پنوماتیک (در صورت انجام)

• گزارش های NDE (PT / UT / VT همانطور که انجام شده است)

• مشخصات روش جوشکاری (WPS) و سابقه صلاحیت روش (PQR) - برای جوش های لوله به صفحه لوله و جوش های هدر

• نقشه بسته لوله ساخته شده - با تعداد لوله، چیدمان پاس لوله، ابعاد هدر

• مشخصات نقاشی/پوشش (در صورت اعمال) - ضخامت پوشش اپوکسی/فنولیک و گواهی تست بچ

چک لیست انتخاب - بسته خنک کننده هوا جایگزین

هنگام سفارش بسته جایگزین، موارد زیر را برای اطمینان از تناسب و عملکرد صحیح ارائه دهید:

1. شماره نقشه بسته اصلی (در صورت موجود بودن)

2. شماره دهانه API 661 و موقعیت بسته (بالا، وسط، پایین در صورت چند دهانه بودن)

3. تعداد لوله، قطر خارجی لوله، ضخامت دیواره و طول (بین صفحات لوله)

4. گام لوله (عرضی و طولی) و چیدمان لوله (ناهمگون یا خطی)

5. نوع پره (در صورت پره دار بودن) - پایه L / KL / LL / اکسترود شده / جوش داده شده با فرکانس بالا / لوله برهنه

6. مشخصات پره (ارتفاع، گام/پره در اینچ، جنس)

7. نوع هدر - درپوش (رزوه ای یا پیچ دار) / صفحه پوشش / منیفولد لوله

8. اندازه و رتبه بندی اتصال هدر - رتبه بندی فلنج (ASME کلاس 150 / 300 / 600) یا اتصال جوشی

9. پیکربندی پاس سمت لوله - تک / دو / چهار پاس (با نقشه تقسیم کننده پاس در صورت موجود بودن)

10. جنس و ضخامت صفحه لوله (در صورت نیاز به تطابق دقیق)

11. فشار طراحی و دمای طراحی (سمت لوله)

12. ترکیب سیال - برای تأیید سازگاری مواد

13. مجوز خوردگی مورد نیاز (دیواره لوله و سطح صفحه لوله)

14. مشخصات نقاشی/پوشش - در صورت نیاز به محافظت در برابر خوردگی اتمسفر

15. رتبه بندی و موقعیت قلاب بالابر (برای مطابقت با تجهیزات بالابر موجود)

نقاط بازرسی برای دریافت (سمت خریدار)

پس از تحویل بسته جایگزین، موارد زیر را قبل از نصب تأیید کنید:

• طول کلی بسته (بین صفحات لوله) - در حد ±1.5 میلی متر از نقشه

• الگوی سوراخ صفحه لوله - تعداد لوله و پیکربندی تقسیم کننده پاس (مطابقت با جعبه هدر موجود)

• قطر خارجی لوله، ارتفاع/گام پره (در صورت پره دار بودن) - در حد تلرانس طبق نقشه

• جهت گیری فلنج جعبه هدر و هم ترازی سوراخ پیچ (مطابقت با نازل های موجود)

• بررسی بصری اتصال لوله به صفحه لوله - بدون علائم ترک خوردگی یا نقص جوش

• سوابق تست هیدرواستاتیک - تأیید فشار و زمان نگه داشتن

• قلاب های بالابر - بررسی بصری برای اندازه صحیح و یکپارچگی جوش

• نقاشی/پوشش - تأیید ضخامت (ضخامت فیلم خشک طبق مشخصات)، بدون نقاط برهنه یا سوراخ سوزنی

• بسته بندی بسته - بسته بندی شده یا جعبه شده برای جلوگیری از آسیب در حین حمل و نقل و ذخیره سازی

دستورالعمل های ذخیره سازی و نگهداری

اگر بسته بلافاصله پس از دریافت نصب نشود:

• در داخل یا زیر پوشش ضد آب نگهداری کنید - از باران، برف و نور مستقیم خورشید محافظت کنید

• در موقعیت افقی نگهداری کنید - روی تکیه گاه ها در نقاط بالابر مشخص شده توسط سازنده برای جلوگیری از افتادگی لوله

• برای بسته های فولاد کربن: پوشش موقت بازدارنده خوردگی (کاغذ VCI، فیلم روغن یا رطوبت گیر) اعمال کنید - طبق توصیه سازنده

• انتهای لوله و دهانه های هدر: با درپوش های پلاستیکی یا پوشش های فلنجی مهر و موم شده برای جلوگیری از ورود زباله

• بازرسی قبل از نصب: درپوش ها را بردارید، انتهای لوله و داخل هدر را برای رطوبت یا زباله بازرسی کنید

بیانیه محدودیت طراحی - بسته لوله خنک کننده هوا

بسته لوله خنک کننده هوا به عنوان یک محصول مستقل مشمول محدودیت های زیر است:

• باید در دهانه ای با هندسه مطابق (الگوی سوراخ صفحه لوله، پیکربندی جعبه هدر و ابعاد کلی بسته) نصب شود

• برای فشار داخلی سمت پوسته رتبه بندی نشده است (سمت هوا اتمسفریک است - هیچ محفظه فشاری داخلی ندارد)

• برای محتوای جامدات سمت لوله > 2% وزنی مناسب نیست (خطر فرسایش و نازک شدن دیواره لوله)

• نمی توان با سیالاتی که با جنس لوله ناسازگار هستند استفاده کرد (با جدول انتخاب جنس تأیید کنید)

• برای فشار بسیار بالای سمت لوله (> 10.0 مگاپاسکال)، برای طراحی هدر سفارشی مشورت کنید (منیفولد لوله با جوش های نفوذ کامل و صفحات لوله دیواره ضخیم)