نمای کلی - بسته لوله کولر هوا به عنوان هسته انتقال حرارت
یک بسته لوله خنک کننده هوا مجموعه هسته انتقال حرارت یک مبدل حرارتی خنک شده با هوا (ACHE) است. این شامل ردیفهایی از لولههای لخت یا پرهدار است که در هر انتها توسط صفحات لوله ثابت شده و به جعبههای هدر ورودی و خروجی متصل میشوند. بسته نرم افزاری در یک محفظه ساختاری نصب می شود، جایی که فن های محوری یا گریز از مرکز هوای محیط را در سطح لوله خارجی فشار می دهند یا می کشند تا سیال فرآیندی که در داخل لوله ها جریان دارد خنک شود.
این محصول بر اساس API 661 (مبدل های حرارتی خنک کننده هوا برای خدمات پالایشگاه عمومی)، ISO 13706، و TEMA کلاس R یا B در صورت لزوم طراحی و تولید شده است. این به عنوان یک بسته جایگزین، بسته یدکی یا مونتاژ کامل برای یک محفظه جدید ACHE عرضه می شود.
انواع کولر هوا – جهت بسته و پیکربندی فن
بسته نرم افزاری لوله همان مجموعه هسته در انواع ACHE است. جهت گیری، ساختار پشتیبانی و جهت جریان هوا بر اساس پیکربندی متفاوت است.
پیش نویس اجباری
-
فن هایی که در زیر بسته نرم افزاری قرار دارند و هوا را از طریق ردیف های لوله به سمت بالا فشار می دهند
-
توزیع هوا به دلیل وجود پنکه در زیر یکنواخت است
-
اجزای فن و درایو در سطح زمین یا سکو قابل دسترسی هستند
-
جهت بسته: افقی
-
کاربرد معمولی: خنک کننده فرآیند عمومی پالایشگاه، اینترکولرهای کمپرسور
پیش نویس القایی
-
فن هایی که در بالای بسته نرم افزاری قرار دارند و هوا را از طریق ردیف های لوله به سمت بالا می کشند
-
محفظه پلنوم بالای بسته نرم افزاری مکش یکنواخت را تضمین می کند
-
اجزای فن و درایو به یک پلت فرم دسترسی بالا نیاز دارند
-
جهت بسته: افقی
-
کاربرد معمولی: کندانسورهای بخار، خدمات با دمای بالا، واحدهای بزرگ پالایشگاهی
-
مزیت: توزیع بهتر هوا، گردش مجدد کمتر، بسته نرم افزاری در برابر بارش محافظت می شود
قاب A
-
دو دسته لوله تخت که به شکل V معکوس قرار گرفته اند (راس در بالا)
-
فن هایی که در زیر راس قرار دارند و هوا را از طریق هر دو دسته شیب دار به سمت بالا می دمند
-
جهت دسته: شیب دار، معمولاً 30 تا 60 درجه از افقی
-
کاربرد معمولی: کندانسورهای بخار هوا خنک (ACC) در نیروگاه ها
-
مزیت: مساحت قطعه را برای مناطق بزرگ خلیج کاهش می دهد. میعانات گازی توسط گرانش در امتداد لوله های شیبدار تخلیه می شود
V-Frame
-
دو دسته لوله مسطح که به شکل V قرار گرفته اند (راس در پایین)
-
فن هایی که در بالای راس قرار دارند و هوا را از طریق هر دو دسته شیب دار به سمت بالا می کشند
-
جهت دسته: شیب دار، معمولاً 30 تا 60 درجه از افقی
-
کاربرد معمولی: کندانسورهای بخار که در آن کشش القایی برای محافظت در برابر یخ زدگی ترجیح داده می شود
-
مزیت: کاهش ردپا شبیه به قاب A. میعانات به یک کلکتور پایینی تخلیه می شود
بسته نرم افزاری افقی
-
بسته نرم افزاری لوله تخت به صورت افقی نصب شده است
-
فنهای پایین (طرح اجباری) یا بالاتر (طرح القایی)
-
جهت بسته: افقی، شیب 0 درجه
-
کاربرد معمولی: خنک کننده فرآیند عمومی، خنک کننده گاز، متراکم هیدروکربنی
-
مزیت: ساده ترین ساخت و ساز. ساده ترین تعویض بسته نرم افزاری و دسترسی به تعمیر و نگهداری
ساخت بسته نرم افزاری - اجزای اصلی
لوله ها
ورق لوله
جعبه های سرصفحه (منیفولدهای ورودی / خروجی)
ساخت جعبه سربرگ:
-
مقطع مستطیلی یا گرد
-
اتصالات فلنجی در ASME B16.5 یا B16.47
-
پارتیشن ها را برای پاس های تک، دو یا چهار لوله ای عبور دهید
-
اتصالات را در نقاط پایین و بالا تخلیه و تخلیه کنید
قاب های جانبی و لنگه های بالابر
-
قاب ساختاری: کانال فولادی یا I-beam
-
تیغه های بالابر: جوش داده شده به قاب های جانبی یا ورق های لوله، با وزن بسته 2×
-
نقاط پشتیبانی برای به حداقل رساندن افتادگی لوله و حفظ سطح در عرض 3± میلی متر در طول بسته قرار دارند
انواع باله - انتخاب بر اساس دما و محیط
هندسه باله (معمولی)
مقاومت باند باله
برای انواع باله های کششی (L-foot، KL-foot، LL-foot)، پیوند مکانیکی بین باله و لوله مقاومت تماس حرارتی را معرفی می کند:
-
برای دماهای بالای 120 درجه سانتی گراد، مقدار رسانایی پیوند بین 2000 تا 5000 W/m²·K معمولاً برای بستههای جدید اعمال میشود.
-
بستههای در حال خدمت ممکن است به دلیل چرخه حرارتی رسانایی پیوند را کاهش دهند. مساحت سطح اضافی 3٪ - 30٪ اغلب در طراحی بسته به دمای عملیاتی و نوع اتصال گنجانده می شود.
-
پره های اکسترود شده و جوشی با فرکانس بالا هیچ مقاومتی برای اتصال ندارند، زیرا باله یکپارچه یا به صورت متالورژیکی به هم چسبیده است.
پارامترهای حرارتی و هیدرولیک سمت هوا
انتخاب مواد - لوله ها، صفحات لوله و سربرگ ها
مواد لوله
ورق لوله و مواد سربرگ
-
فولاد کربن SA-516 Gr.70 برای سرویس غیر خورنده در سمت لوله
-
روکش ضد زنگ روی فولاد کربنی برای خدمات خورنده با فشار بالا. ضخامت روکش حداقل 3 میلی متر در هر ASME VIII-1 UW-13
-
ضد زنگ جامد 304L / 316L برای خدمات کاملاً خورنده
-
دوبلکس جامد یا تیتانیوم برای خدمات کلرید شدید یا وظایف دریایی
مواد جعبه سربرگ معمولاً با مواد ورق لوله مطابقت داده می شود تا از خوردگی گالوانیکی در اتصالات پیچ یا جوش شده جلوگیری شود. برای هدرهای فولاد کربنی در خدمات خورنده، پوشش داخلی (اپوکسی یا فنولی) بر اساس API 661 اعمال می شود.
فرآیند ساخت - کنترل های کلیدی
حفاری ورق لوله
-
اندازه مته با تحمل H11 در ISO 286 کنترل می شود
-
پایان سوراخ: Ra ≤ 1.6 میکرومتر برای اتصالات منبسط شده؛ Ra ≤ 3.2 میکرومتر برای اتصالات جوشی
-
انحراف رباط ≤ ± 0.2 میلی متر از کشش
-
تمام سوراخ ها قبل از قرار دادن لوله جدا شده و تمیز می شوند
گسترش لوله
-
فشار انبساط هیدرولیک: 160 - 220 مگاپاسکال. زمان نگه داشتن 5 تا 8 ثانیه
-
عمق انبساط: حداقل 1.5 × لوله OD یا 2 × ضخامت دیواره لوله در ورق لوله
-
بررسی گیج پس از انبساط: 100٪ لوله ها یک توپ گیج 0.5 میلی متری کوچکتر از ID لوله را می پذیرند.
-
تأیید قدرت خروج: آزمایش مقاله اول در هر بسته، هدف ≥ 20 MPa برای فولاد کربنی و ≥ 25 MPa برای فولاد ضد زنگ
جوش لوله به لوله (در صورت مشخص شدن)
-
فرآیند GTAW (TIG)، خودکار یا دستی
-
ارتفاع پایه فیله 1.5 - 2.0 میلی متر برای جوش آب بندی
-
نفوذ کامل ریشه جوش ≥ 0.5 میلی متر در دیواره لوله
-
آزمایش 100٪ نفوذ مایع در ASME VIII-1 UW-51
-
روش جوش مطابق با بخش IX ASME
ساخت جعبه سربرگ
-
سازه فولادی جوشی با اتصالات فلنجی ASME B16.5 یا B16.47
-
ابعاد سربرگ با الگوی سوراخ ورق لوله مطابقت دارد
-
پاس پارتیشن های جوش داده شده به قسمت داخلی هدر، مواد و روش جوشکاری مطابق با مواد هدر
-
اتصالات تخلیه و هواکش: اتصالات رزوه ای یا جوشی NPT
مونتاژ و بلند کردن باندل
-
لوله ها وارد شده و منبسط شده یا به ورق های لوله جوش داده می شوند
-
بافل ها یا ساپورت های لوله در فواصل مشخص نصب شده اند
-
قاب های جانبی و گیره های بالابر متصل شده است
-
تست بلند کردن در صورت مشخص شدن با وزن 1.1 × باندل انجام شد
بازرسی و آزمایش در هر بسته
بازرسی ابعادی
معاینه غیر مخرب
تست هیدرواستاتیک (سمت لوله)
-
فشار تست: 1.3 × فشار طراحی در هر ASME VIII-1 UG-99
-
محیط آزمایش: آب تمیز با بازدارنده خوردگی. کلرید ≤ 50 ppm برای فولاد ضد زنگ
-
زمان نگهداری: ≥ 30 دقیقه
-
پذیرش: افت فشار صفر; بدون نشتی قابل مشاهده از اتصالات لوله، هدرها یا شاخه ها
تست نشت پنوماتیک (در صورت مشخص شدن)
-
فشار تست: 0.6 مگاپاسکال هوا یا نیتروژن
-
تشخیص نشت: استفاده از حباب صابون بر روی تمام اتصالات و جوش ها
-
پذیرش: بدون حباب. نرخ نشت ≤ 1×10-5 Pa·m³/s
پروفایل های برنامه – بر اساس نوع سرویس
کمپرسور اینترکولر و افترکولر
-
سیال سمت لوله: هوای فشرده یا گاز طبیعی
-
دمای سمت لوله: ورودی 120-180 درجه سانتی گراد، خروجی 40-60 درجه سانتی گراد
-
فشار سمت لوله: 0.5 - 10.0 مگاپاسکال
-
مواد لوله: فولاد کربن برای هوا؛ 304 لیتر برای گاز طبیعی حاوی CO2 یا آب
-
نوع باله: L-foot اگر دمای سمت لوله ≤ 150 درجه سانتیگراد باشد. KL-foot اگر 150 درجه سانتیگراد تا 180 درجه سانتیگراد باشد
-
هندسه باله: OD 25.4 میلی متر × 2.0 میلی متر دیوار. ارتفاع باله 12.5 میلی متر; 10 FPI
-
ردیف های بسته: 4 تا 6
-
سرعت هوا: 2.5 – 3.5 m/s
-
افت فشار سمت هوا: ≤ 200 Pa
کندانسور سربار پالایشگاه
-
سیال سمت لوله: بخار هیدروکربن با بخار
-
دمای سمت لوله: ورودی 100 درجه سانتی گراد - 150 درجه سانتی گراد متراکم، خروجی 40 درجه سانتی گراد - 60 درجه سانتی گراد
-
فشار سمت لوله: 0.1 - 0.5 مگاپاسکال
-
مواد لوله: فولاد کربن برای خدمات غیر خورنده. 316 لیتر برای سرویس ترش
-
نوع باله: L-foot یا KL-foot برای سرویس استاندارد؛ اکسترود شده با لوله 316L برای سرویس H2S
-
هندسه باله: OD 25.4 mm × 2.0 mm; ارتفاع باله 12.5 میلی متر; 10 FPI
-
ردیف های بسته: 4
-
ویژگی خاص: بسته نرم افزاری شیب 1:50 به سمت سربرگ خروجی برای تخلیه مایعات دارد
کولر گازی طبیعی پس از کم آبی یا فشرده سازی
-
سیال سمت لوله: گاز طبیعی تصفیه شده
-
دمای سمت لوله: ورودی 60-100 درجه سانتی گراد، خروجی 30-45 درجه سانتی گراد
-
فشار سمت لوله: 4.0 - 10.0 MPa
-
مواد لوله: 316L یا Duplex 2205 در صورت وجود کلرید
-
نوع باله: اکسترود شده با آلومینیوم 1100 خارجی برای محافظت در برابر خوردگی دریایی و ساحلی
-
هندسه باله: OD 19.05 mm × 2.0 mm; ارتفاع باله 12.5 میلی متر; 10 FPI
-
ردیف های بسته: 2 تا 3
-
سرعت هوا: 2.0 - 2.5 متر بر ثانیه
-
افت فشار سمت هوا: ≤ 150 Pa
کندانسور بخار هوا خنک (ACC) برای نیروگاه ها
-
سیال سمت لوله: بخار در خلاء به آب تبدیل می شود
-
دمای سمت لوله: ورودی 60-100 درجه سانتی گراد، خروجی 35-45 درجه سانتی گراد
-
فشار سمت لوله: خلاء، 10 تا 50 کیلو پاسکال مطلق
-
مواد لوله: فولاد کربن گالوانیزه یا پوشش داده شده. فولاد ضد زنگ اگر بخار حاوی آمونیاک یا کلرید باشد
-
نوع باله: جوش داده شده با فرکانس بالا با پیوند متالورژیکی. پره های فولادی کربنی گالوانیزه گرم
-
هندسه لوله: لوله های بیضی یا بیضی مسطح با باله های صفحه ای یا باله های مارپیچ جوش داده شده
-
جهت بسته: قاب A یا V، متمایل به 60 درجه به سمت افقی
-
جریان هوا: کشش القایی
-
ویژگی خاص: بستهها شیب 1:80 به سمت سربرگ جمعآوری میعانات داشتند. محافظت در برابر یخ زدگی از طریق ردیابی بخار یا گرمایش الکتریکی برای عملیات زمستانی زیر 0 درجه سانتیگراد
نظافت و نگهداری
رسوب هوا از گرد و غبار، گرده یا رسوبات شیمیایی باعث افزایش افت فشار و کاهش انتقال حرارت می شود. تمیز کردن زمانی توصیه می شود که:
روش های تمیز کردن:
-
شستشو با آب: اسپری کم فشار ≤ 1.0 مگاپاسکال برای رسوبات محلول در آب
-
دمش هوا: هوای فشرده ≤ 0.6 مگاپاسکال برای گرد و غبار سست خشک
-
تمیز کردن شیمیایی: شوینده قلیایی یا اسیدی که برای باله های آلومینیومی تایید شده است. از محلول های قلیایی بالا اجتناب کنید
تمیز کردن سمت لوله از نظر مکانیکی در یک بسته ثابت امکان پذیر نیست. تمیز کردن شیمیایی یا پیگینگ آنلاین مورد نیاز است.
اسناد در هر محموله
-
گواهینامه های آزمایش مواد مطابق EN 10204 3.1 یا 3.2 برای لوله ها، باله ها، ورق های لوله، سربرگ ها و فولاد ساختاری
-
API 661 datasheet تکمیل شده یا ISO 13706 datasheet
-
برگه داده TEMA در صورت وجود
-
در صورت وجود، گزارش دادههای U-stamp ASME
-
گزارش بازرسی ابعادی شامل طول بسته نرم افزاری، طرح سوراخ ورق لوله، هندسه باله، و لوله OD
-
پارامترهای فرآیند اتصال باله شامل کشش سیم پیچ، فشار اکستروژن و جریان جوشکاری
-
گزارش تست هیدرواستاتیک با ثبت نمودار فشار
-
گزارش تست نشت پنوماتیک در صورت انجام
-
NDE برای PT، UT، و RT همانطور که انجام شد گزارش می دهد
-
مشخصات روش جوش و سابقه صلاحیت روش برای جوش های لوله به لوله و هدر
-
طراحی بستهبندی لوله با شمارش لوله، پیکربندی پاس، ابعاد سرصفحه، و مکانهای بالابر
-
مشخصات رنگ آمیزی و پوشش با گزارش تایید ضخامت
چک لیست انتخاب – بسته لوله کولر هوا
-
نوع ACHE: پیش نویس اجباری، پیش نویس القایی، قاب A، قاب V یا افقی
-
جهت دسته: افقی یا شیب دار با زاویه
-
جنس و اندازه لوله (OD و ضخامت دیواره)
-
نوع باله: L-foot، KL، LL، اکسترود شده، جوشی با فرکانس بالا، یا لخت
-
مواد و هندسه باله (ارتفاع، گام یا FPI، ضخامت)
-
فشار و دما طراحی سمت لوله
-
ترکیب سیال سمت لوله شامل خورندگی، کلریدها و H2S
-
افت فشار مجاز سمت لوله
-
دمای ورودی هوا برای طراحی تابستانی
-
سرعت هوا یا جریان کل هوا
-
افت فشار مجاز سمت هوا، معمولاً 100 تا 300 Pa
-
نوع هدر: منیفولد پلاگ، صفحه پوششی یا لوله
-
تعداد پاس های سمت لوله: تک، دو یا چهار
-
تعداد لوله و طرح بندی در هر خلیج موجود یا جدید
-
الزامات حفاظت در برابر خوردگی از جمله پوشش، گالوانیزه کردن، یا مواد باله و لوله خاص
-
محافظت در برابر یخ زدگی برای سرویس ACC از جمله ردیابی بخار، گرمایش الکتریکی یا گردش مجدد
-
محدودیت های بلند کردن و حمل و نقل از جمله حداکثر وزن و ابعاد
-
استانداردهای قابل اجرا: API 661، ISO 13706، TEMA یا مشخصات مشتری
بیانیه محدودیت طراحی - بسته لوله کولر هوا
بسته لوله کولر هوا مشمول محدودیتهای زیر است:
-
این فقط برای فشار و دمای سمت لوله مشخص شده طراحی شده است. عملیات خارج از این محدودیت ها طرح را باطل می کند.
-
عملکرد سمت هوا به دمای هوای محیط و رسوب بستگی دارد. ظرفیت خنک کننده با افزایش دمای محیط کاهش می یابد.
-
تمیز کردن سمت لوله از نظر مکانیکی در یک بسته ثابت امکان پذیر نیست. تمیز کردن شیمیایی یا پیگینگ آنلاین برای خدمات رسوب گیری مورد نیاز است.
-
رسوب هوا باعث افزایش افت فشار و کاهش انتقال حرارت می شود. برنامه تمیز کردن منظم باید حفظ شود.
-
برای خدمات تراکم در شرایط یخبندان، حفاظت یخ زدگی از طریق شیب، زهکشی و گرمایش باید ارائه شود.
-
حداکثر دمای نوک باله نباید از محدودیتهای خاص ماده تجاوز کند: L-foot ≤ 150 درجه سانتی گراد، اکسترود ≤ 230 درجه سانتی گراد، جوش فرکانس بالا ≤ 450 درجه سانتی گراد.
-
برای خدمات دوچرخهسواری حرارتی بالای 500 سیکل در سال، انواع بالههای کششی مانند L-foot، KL-foot و LL-foot توصیه نمیشوند. از پره های جوشی اکسترود شده یا با فرکانس بالا استفاده کنید.
-
بسته نرم افزاری باید بر روی یک ساختار پشتیبانی سطح نصب شود. ناهماهنگی بیش از حد باعث اعوجاج ورق لوله و نشت مفصل می شود.
-
برای فشار سمت لوله بالاتر از 10.0 مگاپاسکال یا خلاء شدید، برای طراحی هدر و ورق لوله سفارشی مشورت کنید.