Стержень труб с плавниками является основным компонентом теплопередачи воздушно-охлаждаемого теплообменника (ACHE). Он состоит из нескольких рядов труб с внешними плавниками, прикрепленными к внешней поверхности,на каждом конце скрепленные трубчатыми листами, и соединены с впускными и выпускными коробками заголовков.удаление тепла из процессной жидкости, протекающей внутри труб.
Этот продукт разработан и изготовлен в соответствии с API 661 (воздушно-охлажденные теплообменники для общего обслуживания нефтеперерабатывающих заводов), ISO 13706 и TEMA класса R или B, где это применимо.Сборка поставляется в виде полной сборки, включая трубки, плавники, листовые трубки, коробки заголовков, боковые рамы и подъемные лопатки, готовые к установке в существующую или новую отсек ACHE.
Сборка труб с плавниками сконфигурирована в соответствии с требованиями ACHE к типу и месту:
Горизонтальный пучок: трубы горизонтальные; воздух течет вертикально вверх (вынужденный поток) или вниз (индуцированный поток).
Сборник с A-рамой: два плоских пучка, наклонные в виде перевернутой буквы V (верхушка); вентиляторы ниже вдыхают воздух вверх через обе наклонные поверхности.
В-каркасная пучка: два плоских пучка, наклоненные в виде V (вершина внизу); вентиляторы сверху тянут воздух вверх.
Устройство воздушного потока:
Принудительный проект: вентиляторы ниже пучка проталкивают воздух через трубы. легкий доступ к обслуживанию; более низкая стоимость установки.
Индуцированный спрос: Вентиляторы над пучком тянут воздух через трубы. Лучшее распределение воздуха; меньше рециркуляции; защищает пучок от дождя и снега.
Трубки
ОД трубы (база): 15,88 мм 50,8 мм (5/8" до 2")
Толщина стенки труб: 1,2 мм ∼ 5,0 мм (без швов или сварные, по ASTM или эквивалентным)
Длина трубы (между листьями труб): 2,0 м ∙ 12,0 м (по стандарту API 661)
Протяженность трубы (от центра к центру):
Поперечный (поперечный поток воздуха): 1,5 * до 2,5 * трубки OD
Продольный (вдоль воздушного потока): 1,5 * до 2,5 * трубки OD
Устройство труб: сгруппированные (треугольные) или в линейке (квадратные).
Материалы труб (в зависимости от условий эксплуатации)
| Материал | Спецификация | Температурный диапазон | Предельный уровень хлорида | Применение |
|---|---|---|---|---|
| Углеродистая сталь SA-179 / SA-106 Gr.B | ASTM A179 / A106 | -20°C до +425°C | Не применяется | Вода, нефть, чистые углеводороды, пар |
| Нержавеющая 304L / 316L | ASTM A213 TP304L/316L | от -196°C до +600°C | ≤ 200 ppm | Коррозионные жидкости, чистый пар, продукты питания/фармация |
| Дуплекс 2205 | ASTM A789 S32205 | от -40°C до +280°C | ≤ 300 ppm при 80°C | Углеводороды, содержащие хлорид, морские |
| Титан 2 (TA2) | ASTM B338 | -40°C до +230°C | До 20 000 ppm | Морская вода, соленая вода, высокохлоридное охлаждение |
| Медь-никель C70600 | ASTM B111 | от -40°C до +200°C | < 500 ppm | Морское охлаждение, соленая вода |
Плитки ∙ Типы и параметры креплений
Существуют следующие методы крепления с помощью крыльев на трубку, выбранные на основе температуры работы, коррозионной среды и теплового цикла:
| Тип плавников | Способ прикрепления | Максимальная рабочая температура | Материалы для лопаток | Типичное применение |
|---|---|---|---|---|
| Л-стопа (натяжная рана) | Л-образная рана ноги под напряжением | ≤ 150°C | Алюминий 1100, медь C1100 | Газовое охлаждение низкой температуры, межохладители |
| KL-фут (в скрученном L) | Площадь трубки + механически сцепленная нога | ≤ 320°C | Алюминий 1100 | Среднетемпературный процессный газ, послеохладители |
| LL-футы (наложенные L) | Наложенная нога полностью покрывает трубку OD | ≤ 177°C | Алюминий 1100, медь C1100 | Прибрежная/морская атмосфера, защита от коррозии |
| Экструдированные (биметаллические) | Внешний алюминиевый рукав, экструдированный в плавники | ≤ 230°C | Алюминий 1100 (внешний) | Оффшорная, морская, высококоррозионная среда |
| Сварные высокочастотные | Сварные ленты с устойчивостью к трубе (металлургическая связь) | ≤ 450°C | Углеродистая сталь, нержавеющая сталь | Охлаждение высокотемпературным газом, восстановление отработанного тепла |
| Голые (без плавников) | — | До 600°C | В виде материала труб | Высокотемпературный чистый газ, пар, низкий уровень загрязнения |
Геометрия плавников (типичная по API 661)
| Параметр | L-фут / KL / LL | Прочие изделия | Сварные высокочастотные |
|---|---|---|---|
| Высота плавника (выше OD трубы) | 8 мм 16 мм | 8 мм 16 мм | 8 мм ️ 19 мм |
| Протяженность крыльев (крыльев на дюйм FPI) | 7 11.5 | 7 ¢ 11 | 2 ¢ 7 |
| Толщина плавника | 00,25 мм 0,5 мм | Интегральный (0,4 ± 0,8 мм эквивалент) | 00,8 мм 3,2 мм |
| Соотношение площади поверхности (расширенная / обнаженная) | 10 23 | 10 20 | 6 ¢ 15 |
Рассмотрение сопротивления финиковой связи
Для типов плавников с напряжением (L-foot, KL-foot, LL-foot) механическая связь между плавником и трубкой вводит термоконтактное сопротивление.
Для температур на стороне труб выше 120 °C для новых пучков обычно применяется величина проводимости связи 2000 5 000 Вт/м2 К.
Находящиеся в эксплуатации пучки могут иметь уменьшенную проводимость связей из-за теплового цикла; дополнительная площадь поверхности 3% - 30% часто включается в конструкцию (в зависимости от температуры работы и типа связей).
Экструдированные и высокочастотные сварные плавники не имеют сопротивления к сцеплению. Плитка является интегральной или металлургически скрепленной, обеспечивая полный тепловой контакт.
Листы трубные
Расположение: передние (входные) и задние (выходные) концы пучка
Толщина: 15 мм ≈ 80 мм, по ASME VIII-1 / TEMA RCB-4.3
Материал: углеродистая сталь, нержавеющая сталь или пластина
Допустимость диаметра отверстия: H11 по ISO 286 (например, Ø25,2 мм +0,13/0)
Окончание отверстия: Ra ≤ 1,6 μm для расширенных соединений; Ra ≤ 3,2 μm для сварных соединений
Задержка труб: трубы расширяются, сварятся или объединяются (сварка + расширение) в листовые трубы
Заголовочные ящики (входные / выходные манифолды)
Типы по API 661:
Застежки (с нитями или болтами) для труб; низкое или среднее давление
Заголовок крышки
Заголовок трубного коллектора сварная конструкция; высокое давление, без доступа к трубе
Конструкция: прямоугольное или круглое поперечное сечение; фланцевые соединения по ASME B16.5 / B16.47
Перегородки прохода: Внутренние баффлы для настройки одиночных, двух или четырех проходов со стороны труб
Дизайнерское давление: 0,1 10,0 МПа (по желанию более высокое)
Соединения для отвода и вентиляции: фитинги с натяжкой NPT или сварными сокетами в низких/высоких точках
Боковые рамы и подъемные ложки
Структурный каркас: стальной канал или I-свет, предназначенный для поддержки веса пучка во время подъема, транспортировки и эксплуатации
Подъемные лопатки: сварные к боковым рамам или листам труб ∙ с номинальной массой 2* (фактор безопасности)
Точки опоры: расположены для минимизации опускания трубы и поддержания ровности пучка в пределах ±3 мм по всей длине
| Параметр | Типичный диапазон | Примечания |
|---|---|---|
| Скорость воздушного покрытия (приближение) | 1.5 4,0 м/с | Выбранные на основе мощности вентилятора и предельных уровней шума |
| Скорость массы воздуха (через пучок) | 2 6 кг/м2·с | На основе свободной площади между трубками и плавниками |
| Конвективный HTC на воздушной стороне (эквивалент голых труб) | 30 120 Вт/м2·К | Зависит от геометрии, скорости и материала. |
| Эффективность плавника | 40% ∼ 90% | Вычисляется по стандартным методам (Kern / ESDU) |
| Общий показатель HTC (воздух в трубку, ссылаясь на общую площадь) | 15 60 Вт/м2·К | Типичный для ACHE-прядистых пучков |
| Падение давления на воздушной стороне (по всей группе) | 100 300 Pa | В соответствии с API 661 проектные ограничения; вентилятор выбран соответственно |
| Конструкционная температура окружающей среды | -40°C до +55°C | На основании метеорологических данных |
| Площадь поверхности пакета на единицу | 10 200 м2 | Один отсек; большие пошлины используют несколько отсеков |
Подготовка труб: трубы разрезаны по длине, концы забиты (если сварные), проверены OD и толщина стенки.
Нанесение лопаток: Плитки, прикрепленные к трубам по определенному типу (намотка, экструдирование или сварка)
Сверление трубных листов: CNC бурение листов труб до допустимого уровня H11; очистка отверстий.
Вставка труб: трубы, вставленные через передние и задние прокладки труб.
Соединение труб с листовыми трубами: расширенные (гидравлические или роликовые), сварные или комбинированные по типу соединения. Испытание вытягивания выполнено на первом изделии.
Приложение к коробке заголовка: Заваренные или застекленные к трубным листам головки; установлены перегородки.
Боковая рама: Структурные опоры и подъемные подъемники.
Гидростатические испытания: Полный пакет испытан при 1,3 * конструкторском давлении на стороне трубки по ASME VIII-1 UG-99.
Окраска и покрытие: Внешние поверхности (каркасы и головки из углеродистой стали), высыпанные песком до Sa2.5, наполненный богатым цинком эпоксидом, и завершен полиуретановым покрытием с минимальной толщиной сухой пленки 250 мкм.
Размерная инспекция
| Положение | Толерантность | Метод |
|---|---|---|
| Слишком большая доза в трубке | ±0,11 мм | Микрометр (образец) |
| Высота плавника | ±0,5 мм | Калибр / шаблон |
| Плечевой пик | ±0,2 мм на 100 мм длины | Образец / оптический |
| Общая длина пакета | ±1,5 мм | Измерительная лента / лазер |
| Образец отверстий в листовой трубе | На чертеж | CMM / оптический сравнитель |
| Ориентация фланца головки | Согласно ASME B16.5 | Образец / протектор |
Неразрушительная экспертиза (NDE)
| Проверка | Метод | Сфера применения | Принятие |
|---|---|---|---|
| Сварки труб и листовых труб | ПТ (проникающее жидкость) | 100% (при сварке) | Без трещин, пористость ≤ 0,8 мм |
| Сварки с крыльями (сварные на HF) | Визуальное + ПТ (образец) | 100% визуально; 5% PT | Ни трещин, ни свободных плавников. |
| Сварки с головкой | RT или UT | Согласно ASME VIII-1 UW-51 / UW-52 | Каждый код |
| Состояние внутри трубы | Борескоп | 5% труб (случайно) | Никаких царапин > 0,1 мм, никаких засорений |
Гидростатическое испытание (сторона трубки)
Испытательное давление: 1,3 * проектное давление * (S при испытательной температуре / S при проектной температуре) по ASME VIII-1 UG-99
Испытательная среда: чистая вода с ингибитором коррозии (хлорид ≤ 50 ppm для нержавеющей стали)
Время ожидания: ≥ 30 минут
Приемлемость: нулевое падение давления; отсутствует видимая утечка от соединений труб, голов или розетки
Испытание пневматической утечки (если указано)
Испытательное давление: 0,6 МПа воздуха или азота
Выявление утечек: нанесение мыльного пузыря на все соединения и сварки
Приемлемость: отсутствие пузырей; скорость утечки ≤ 1*10−5 Pa·m3/s на эквивалентный метод отверстий
Компрессорный межохладитель / послеохладитель
Жидкость со стороны труб: сжатый воздух или природный газ (после сжатия)
Температура на стороне трубы: вход 120°C ∼ 180°C, выход 40°C ∼ 60°C
Давление: 0,5 - 10,0 МПа
Материал труб: углеродистая сталь (воздух) / 304L (природный газ с CO2/H2O)
Тип плавника: L-foot (≤ 150°C) или KL-foot (150~180°C)
Геометрия плавника: ОД 25,4 мм * 2,0 мм стенки; высота плавника 12,5 мм; 10 FPI
Строки пакета: 4 6 строки
Скорость воздушного покрытия: 2,5 ∼ 3,5 м/с
ΔP на воздушной стороне: ≤ 200 Pa
Конденсатор для нефтеперерабатывающих предприятий
Жидкость на стороне трубы: пары углеводородов + пар (высокие расходы на дистилляцию)
Температура на стороне трубы: вход 100°C ∼ 150°C (конденсация), выход 40°C ∼ 60°C
Давление: 0,1 - 0,5 МПа (от вакуума до околоатмосферного)
Материал труб: углеродистая сталь (не коррозионная) или 316L (кислый)
Тип лопаток: L-foot или KL-foot (Al 1100) для H2S, экструдированный трубкой 316L
Геометрия плавника: OD 25,4 мм * 2,0 мм; высота плавника 12,5 мм; 10 FPI
Строки пакета: 4 ряда; наклон 1:50 к выходу для слива жидкости
Охладитель на природном газе (после обезвоживания или сжатия)
Жидкость со стороны труб: обработанный природный газ
Температура на стороне трубы: вход 60°C ∼ 100°C, выход 30°C ∼ 45°C
Давление: 4,0 10,0 МПа
Материал труб: 316L или Duplex 2205 (если присутствуют хлориды)
Тип лопаток: экструдированный (Al 1100 внешний) для защиты от коррозии на морском/прибрежном побережье
Геометрия плавника: OD 19,05 мм * 2,0 мм; высота плавника 12,5 мм; 10 FPI
Ряд пакетов: 2 3 ряда (низкое понижение давления)
Скорость воздушного покрытия: 2,0 m/s
ΔP на воздушной стороне: ≤ 150 Pa
Воздушно-охлаждаемый паровой конденсатор (ВКК)
Жидкость со стороны трубы: пар (выхлопные газы турбин) конденсируется в воду, вакуумное состояние
Температура на стороне трубы: вход 60°C ≈ 100°C, выход 35°C ≈ 45°C
Давление: вакуум (10 50 кПа абсолютный) конструкция внешнего давления по ASME VIII-1 UG-28
Материал труб: углеродистая сталь (поцинкована или покрыта) или нержавеющая сталь (в случае аммиака/хлоридов)
Тип плавников: высокочастотная сварка (металлургическая связь)
Геометрия труб: эллиптические или плоские овальные трубы (уменьшение ΔP на воздушной стороне) с пластинчатыми плавниками или спирально сварными плавниками
Ориентация узла: A-кадр или V-кадр (наклоненный на 60° к горизонтали)
Поток воздуха: индуцированный проект (вентыляторы выше)
Особые особенности: наклон пакетов 1:80 к заголовку сбора конденсата; защита от заморозки (отслеживание пара или электрическое отопление для зимней работы ниже 0 °C)
Опухоль в воздухе (пыль, пыльца, химические отложения) увеличивает падение давления и уменьшает теплопередачу.
ΔP на воздушной стороне превышает проектную ΔP на 30% (по API 661)
Увеличение ΔP на воздушной стороне достигает 50 Pa над началом запуска (в зависимости от того, что произойдет раньше)
Способы очистки:
Промывка водой: низкое давление (≤ 1,0 МПа) для водорастворимых отложений
Взрыв воздуха: сжатый воздух (≤ 0,6 МПа) для сухой свободной пыли
Химическая очистка: детергент на основе щелочей или кислоты (утвержден для алюминиевых плавников; избегайте высокощелочных растворов)
Уборка по сторонам труб: механически невозможна в фиксированном пакете (трубы не могут быть отдельно сняты).или использование линейных систем сцепления (для труб большого диаметра с гладкими изгибами).
Сертификаты испытаний материалов (EN 10204 3.1 или 3.2) √ трубы, плавники, листы труб, головки, конструктивная сталь
Заполненный лист данных API 661 (или лист данных ISO 13706)
Лист данных TEMA (класс R/B, если применимо)
Отчет о данных ASME U-штамп (при необходимости)
Доклад о измерениях (длина узла, расположение отверстий в листе трубы, геометрия плавника, OD трубы)
Параметры процесса прикрепления плавника (напряжение обмотки, давление экструзии, ток сварки)
Отчет о гидростатическом испытании (с записью диаграммы давления)
Отчет об испытании на пневматическую утечку (если выполнен)
Отчеты о НЭП PT, UT, RT, выполненные
Спецификация процедуры сварки (WPS) и запись квалификации (PQR) ?? для сварки трубки-трубки и заголовков
Начертание трубной группы в соответствии с конструкцией с количеством труб, конфигурацией пропускания, размерами заголовка и расположением подъемного ведра
Спецификация окраски/покрытия и отчет о проверке толщины
Инструкции по очистке и техническому обслуживанию (при необходимости)
Тип ACHE Принудительное тягание / Индуцированное тягание / А-рамка / V-рамка / Горизонтальное
Ориентация пучка горизонтальный / наклонный (угол)
Материал трубы и размер (OD, толщина стенки)
Тип лопастей L-foot / KL / LL / Extruded / HF-welded / Bare
Материал и геометрия плавников (высота, откос/FPI, толщина)
Дизайнерское давление и температура на стороне труб
Состав жидкости на стороне труб (коррозивность, хлориды, H2S)
Допустимое падение давления на стороне трубы
Температура ввода воздуха (летняя конструкция)
Скорость воздушного потока или общий поток воздуха
Допустимое падение давления на воздушной стороне (обычно 100 300 Pa)
Тип заголовка Проводка / крышка / трубный коллектор
Количество проходов на стороне трубы
Количество труб и расположение труб (на существующий или новый отсек)
Требования к защите от коррозии (покрытие, оцинкование или специальные материалы для плавников/труб)
Защита от замораживания (для службы ACC)
Ограничения по подъему и транспортировке (максимальный вес и габариты)
Применимые стандарты API 661 / ISO 13706 / TEMA / Спецификация клиента
Сборник труб с плавниками подлежит следующим ограничениям:
Он предназначен только для указанного давления и температуры на стороне трубки; работа за пределами этих пределов аннулирует конструкцию.
Производительность на воздушной стороне зависит от температуры окружающего воздуха и загрязнения; охлаждающая способность уменьшается с увеличением температуры окружающей среды.
Уборка трубной стороны механически невозможна в фиксированном пакете, для обслуживания загрязнения требуется химическая чистка или набор свиней.
Загрязнение на воздушной стороне увеличивает падение давления и уменьшает теплопередачу; необходимо соблюдать регулярные графики очистки.
Для финных пучков, работающих в условиях замораживания, должна быть обеспечена надлежащая защита от замораживания (наклон, дренаж и нагрев) для конденсационных услуг.
Максимальная температура наконечника плавника не должна превышать предельные значения, установленные для конкретного материала (например, L-foot ≤ 150°C; экструдированный ≤ 230°C; HF-сварный ≤ 450°C).
Для тепловых циклов (> 500 циклов в год) не рекомендуется использовать типы натяжных плавников (L, KL, LL).
Сборка должна быть установлена на плоской опорной конструкции; чрезмерное неправильное выравнивание приводит к искажению прокладки трубы и утечке соединения.
Для очень высокого давления на стороне трубы (> 10,0 МПа) или экстремального вакуума, обратитесь за индивидуальным дизайном заголовка и листа трубы.
