Wymienniki ciepła typu płaszczowo-rurowego zbudowane zgodnie z API 660 i TEMA są stosowane w zakładach rafineryjnych, petrochemicznych i gazowniczych do ogrzewania, chłodzenia, kondensacji i ponownego wrzenia płynów procesowych.
Urządzenie składa się z płaszcza, pakietu rur, płyt sitowych, przegród i kolektora. Płyn po stronie rur przepływa przez rury; płyn po stronie płaszcza przepływa przez pakiet pod kierunkiem przegród. Ciepło przenosi się przez ściankę rury z gorącego strumienia do zimniejszego.
Uwaga dotycząca norm: API 660 dotyczy wymienników ciepła typu płaszczowo-rurowego, podczas gdy API 661 dotyczy wymienników ciepła chłodzonych powietrzem. Różnią się one mechanizmem wymiany ciepła, konstrukcją i danymi wejściowymi do wyboru i nie są wymienne. Należy określić typ urządzenia przed ustaleniem wydania normy w zapytaniu ofertowym.
Trzy konfiguracje obejmują większość zastosowań procesowych, identyfikowane przez oznaczenie tylnego kolektora TEMA:
Klasa TEMA bezpośrednio wpływa na grubość płyt sitowych, minimalną grubość płaszcza i zakres badań nieniszczących. Klasa R dotyczy ciężkich zastosowań rafineryjnych, Klasa C zastosowań handlowych ogólnych, Klasa B zastosowań procesów chemicznych.
| Norma | Zakres | Uwagi |
|---|---|---|
| API 660 | Wymienniki płaszczowo-rurowe do zastosowań w przemyśle naftowym, petrochemicznym i gazowniczym | Wydanie zgodnie ze specyfikacją projektu (9. / 10.); dodaje wymagania dotyczące połączeń rur z płytami sitowymi, obliczeń płyt sitowych i inspekcji |
| TEMA | Typ konstrukcji i minimalna grubość ścianki | Klasa R / C / B |
| ASME BPVC Sekcja VIII Dział 1 | Projektowanie według zasad i wykonanie | Dostępny znak U |
| GB/T 151 | Krajowe projekty chińskie | Gdzie stosowane obok ASME, umowa określa pierwszeństwo |
| PED 2014/68/UE | Eksport do Unii Europejskiej | Wymagane oznakowanie CE i udział jednostki notyfikowanej |
| NACE MR0175 / ISO 15156 | Wilgotny H2S zastosowanie | Ogranicza twardość materiału i stan obróbki cieplnej |
| Parametr | Zakres |
|---|---|
| Nominalna średnica płaszcza | DN150 – DN2000 |
| Rozmiar rury | Ø19 × 2 mm, Ø25 × 2,5 mm |
| Długość rury | 1500 – 9000 mm |
| Ciśnienie projektowe po stronie rur | Pełna próżnia – 10 MPa |
| Ciśnienie projektowe po stronie płaszcza | Pełna próżnia – 6,4 MPa |
| Temperatura projektowa | -40 – 450 °C (stal węglowa) |
| Powierzchnia wymiany ciepła, na jednostkę | 1 – 2000 m² |
Tabela opisuje normalne możliwości produkcyjne, a nie stałą specyfikację żadnego pojedynczego modelu. Ostateczne wartości wynikają z pakietu procesowego, obliczeń wytrzymałościowych i sprawdzenia spadku ciśnienia. Końcowe punkty zakresu nie powinny być cytowane bezpośrednio jako wartości wyboru.
Płaszcz i kolektor.Stal węglowa wg SA516 Gr.70 lub Q345R. Zastosowania korozyjne wymagają SA240 304/316L; strumienie zawierające chlorki S31803; woda morska i agresywne media tytan Gr.2.
Rury.Rury bez szwu wg SA179 / SA192, rury spawane wg SA249, stal nierdzewna wg SA213 TP316L. Średnica i grubość ścianki rury muszą uwzględniać powierzchnię wymiany ciepła i zapas korozyjny – żaden z nich nie może być ustalony niezależnie.
Płyty sitowe.Odkuwki wg SA266 Gr.2 dla konstrukcji ze stali węglowej lub SA182 F316L dla stali nierdzewnej, o grubości równej większej z wyników TEMA i ASME.
Połączenia rur z płytami sitowymi.API 660 określa tutaj jasne wymagania. Standardową praktyką jest rozszerzanie siłowe plus spawanie uszczelniające. Rury cienkościenne lub tytanowe są rozszerzane hydraulicznie, aby uniknąć zgniotu, który wprowadza walcowanie mechaniczne. Procedury spawania są kwalifikowane zgodnie z ASME Sekcja IX.
Spawanie i obróbka cieplna.Spoiny wzdłużne i obwodowe podlegają badaniom RT lub UT zgodnie ze specyfikacją projektu. Jednostki ze stali węglowej o grubości powyżej określonej podlegają obróbce cieplnej po spawaniu.
Bez każdego z powyższych elementów, powierzchnia wymiany ciepła i typ konstrukcji nie mogą być jednoznacznie określone. Dostarczenie karty danych procesowych wraz z zapytaniem ofertowym eliminuje większość wymiany informacji.
Wyjmowany pakiet umożliwia czyszczenie mechaniczne i nadaje się do zastosowań z wyraźną tendencją do osadzania się zanieczyszczeń. Urządzenia z płytami sitowymi stałymi pozwalają na czyszczenie tylko po stronie płaszcza; osadzanie się zanieczyszczeń po stronie rur wymaga czyszczenia chemicznego. Konstrukcje z głowicą pływającą i rurami U wymagają zarezerwowania przestrzeni konserwacyjnej na etapie projektowania cywilnego, a nie po instalacji.
