Intercambiador de calor de carcasa y tubos API 660

Los intercambiadores de calor de carcasa y tubos construidos según API 660 y TEMA se utilizan en plantas de refinación, petroquímica y procesamiento de gas natural para calentar, enfriar, condensar y recalentar fluidos de proceso.

La unidad consta de una carcasa, un haz de tubos, placas tubulares, deflectores y un canal. El fluido del lado del tubo pasa a través de los tubos; el fluido del lado de la carcasa cruza el haz guiado por los deflectores. El calor se transfiere a través de la pared del tubo del flujo más caliente al más frío.

Una nota sobre los estándares: API 660 cubre los intercambiadores de calor de carcasa y tubos, mientras que API 661 se aplica a los intercambiadores de calor enfriados por aire. Los dos difieren en el mecanismo de transferencia de calor, la construcción y los datos de entrada para la selección, y no son intercambiables. Especifique el tipo de equipo antes de fijar la edición estándar en una consulta.

Tipos de construcción y clasificación TEMA

Tres configuraciones cubren la mayoría de las tareas de proceso, identificadas por la designación del cabezal trasero TEMA:

• Placa tubular fija (BEM / AEM)— Placas tubulares soldadas a la carcasa. Compacto y económico. Adecuado para pequeños diferenciales de temperatura entre carcasa y tubo y servicio de lado de carcasa limpio. Donde el diferencial es grande, el estrés térmico en la carcasa se vuelve significativo y se requiere una junta de expansión.
• Tubo en U (BEU)— una placa tubular fija, el otro extremo libre para expandirse. El haz se puede retirar como una unidad. Adecuado para altos diferenciales de temperatura y limpieza mecánica en el lado del tubo; la sección de curva en U no se puede limpiar mecánicamente.
• Cabezal flotante (BET / AES)— una placa tubular flota, eliminando completamente el estrés térmico. El haz es extraíble y ambos lados se pueden limpiar. Adecuado para grandes diferenciales de temperatura, servicio de ensuciamiento y mantenimiento frecuente, a costa de un mayor desembolso de capital y más puntos de sellado.

La clase TEMA afecta directamente el espesor de la placa tubular, el espesor mínimo de la carcasa y la cobertura del examen no destructivo. La Clase R se aplica al servicio severo de refinería, la Clase C al servicio comercial general, la Clase B al servicio de proceso químico.

Estándares de diseño y cumplimiento

Parámetro

Materiales y procesos críticos

Carcasa y canal.

Acero al carbono según SA516 Gr.70 o Q345R. El servicio corrosivo requiere SA240 304/316L; corrientes que contienen cloruro para dúplex S31803; agua de mar y medios agresivos para titanio Gr.2.Tubos.

Tubo sin costura según SA179 / SA192, tubo soldado según SA249, acero inoxidable según SA213 TP316L. El diámetro y el espesor de la pared del tubo deben satisfacer el área de transferencia de calor y la tolerancia a la corrosión juntas; ninguno puede fijarse de forma independiente.Placas tubulares.

Piezas forjadas según SA266 Gr.2 para construcción de acero al carbono o SA182 F316L para acero inoxidable, con un espesor mayor que los resultados de TEMA y ASME.Juntas tubo-placa tubular.

API 660 establece requisitos explícitos aquí. La práctica estándar es la expansión por resistencia más soldadura de sellado. Los tubos de pared delgada o de titanio se expanden hidráulicamente para evitar el endurecimiento por trabajo que introduce el laminado mecánico. Los procedimientos de soldadura están calificados según ASME Sección IX.Soldadura y tratamiento térmico.

Las costuras longitudinales y circunferenciales reciben RT o UT según lo especifique el proyecto. Las unidades de acero al carbono por encima del espesor especificado reciben tratamiento térmico posterior a la soldadura.Condiciones de servicio e industrias

Refinación

• — intercambio de alimentación/efluente, condensación y recalentamiento en destilación de crudo, hidrotatamiento y reformado catalíticoPetroquímica
• — condensadores y recalentadores en unidades de craqueo de etileno y aromáticosProcesamiento de gas natural
• — intercambio de solvente pobre/rico en tratamiento de aminas y deshidratación de glicolIndustrial general
• — recuperación de calor residual, enfriamiento de aceite hidráulico y lubricante, precalentamiento de agua de alimentación de calderasEntradas requeridas para la selección

Carga térmica, o temperaturas de entrada y salida y caudales para ambas corrientes

1. Identidad del fluido, fase y constituyentes corrosivos (concentración de H
2. 2_{S y Cl⁻)}Presión de diseño, temperatura de diseño, caída de presión admisible
3. Factor de ensuciamiento y método de limpieza — químico o mecánico
4. Envolvente de instalación, orientación de boquillas y acceso de mantenimiento
5. Edición estándar y requisitos de certificación (sello U, PED/CE, NACE)
6. Sin cada elemento anterior, el área de transferencia de calor y el tipo de construcción no se pueden determinar de forma única. Suministrar la hoja de datos del proceso con la consulta elimina la mayor parte de la comunicación de ida y vuelta.

Consideraciones de mantenimiento

Un haz extraíble permite la limpieza mecánica y se adapta a servicios con una clara tendencia al ensuciamiento. Las unidades de placa tubular fija permiten la limpieza solo en el lado de la carcasa; el ensuciamiento del lado del tubo requiere limpieza química. Los diseños de cabezal flotante y tubo en U necesitan espacio de mantenimiento reservado en la etapa de diseño civil, no después de la instalación.