TEMA Tube Bundle for Shell and Tube Heat Exchangers
ไส้ท่อเป็นแกนกลางของการถ่ายเทความร้อนของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ: การประกอบท่อ แผ่นท่อ แผ่นกั้น แกนยึด และตัวเว้นระยะภายในเปลือก สร้างขึ้นตามกฎการก่อสร้าง TEMA — คลาส R, C หรือ B — ไส้ท่อเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพเชิงความร้อนและเป็นส่วนที่สึกหรอ เกิดการอุดตัน และสุดท้ายก็ต้องเปลี่ยน
ไส้ท่อมีจำหน่ายทั้งเป็นส่วนประกอบสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนใหม่ที่สร้างตาม API 660 และเป็นหน่วยทดแทนสำหรับเปลือกที่มีอยู่ สำหรับงานเปลี่ยน ไส้ท่อต้องมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายในเปลือกเดิม ความยาวหน้าไส้ท่อ และตำแหน่งหัวฉีดตรงกัน รูปแบบท่อ ระยะห่าง และวัสดุเป็นไปตามสภาวะการใช้งานของหน่วยที่ติดตั้ง
TEMA และ API 660 ครอบคลุมในระดับที่แตกต่างกัน TEMA กำหนดรายละเอียดการก่อสร้าง — ความหนาขั้นต่ำของแผ่นท่อ ข้อกำหนดแผ่นกั้นและแกนยึด ค่าความคลาดเคลื่อน — ในขณะที่ API 660 เพิ่มข้อกำหนดการออกแบบ การตรวจสอบ และเอกสารเพิ่มเติม ไส้ท่อทดแทนที่เสนอราคา "ตาม TEMA" ควรระบุคลาส (R, C หรือ B) อย่างชัดเจน เนื่องจากคลาสเป็นตัวกำหนดความหนาผนังและการครอบคลุมการตรวจสอบ
การกำหนดค่าไส้ท่อ
การกำหนดค่าสี่แบบครอบคลุมการใช้งานส่วนใหญ่ ระบุด้วยตัวอักษรหัวท้าย TEMA:
- แผ่นท่อแบบยึดตายตัว (หัวท้าย L, M, N)— แผ่นท่อเชื่อมติดกับเปลือก ไส้ท่อไม่สามารถถอดออกได้ การทำความสะอาดจำกัดเฉพาะด้านท่อหรือการทำความสะอาดด้านเปลือกด้วยสารเคมี ต้นทุนต่ำสุด เหมาะสำหรับบริการที่สะอาดซึ่งมีความแตกต่างของอุณหภูมิปานกลาง
- ท่อรูปตัวยู (U)— แผ่นท่อหนึ่งแผ่น ท่อโค้ง 180 องศา การขยายตัวทางความร้อนอย่างอิสระและการถอดไส้ท่อออกเต็มที่ การทำความสะอาดด้านท่อด้วยเครื่องมือทำได้ยากที่ส่วนโค้ง เหมาะสำหรับของไหลด้านท่อที่สะอาดและมีความแตกต่างของอุณหภูมิสูง
- หัวท้ายแบบลอยตัวแบบแยกวงแหวน (S)— แผ่นท่อแบบลอยตัวยึดด้วยวงแหวนรองรับแบบแยก ส่วนกวาดล้างไส้ท่อกับเปลือกมีขนาดเล็กช่วยให้ประสิทธิภาพด้านเปลือกสูง ไส้ท่อสามารถถอดออกได้และทำความสะอาดได้ทั้งสองด้าน
- หัวท้ายแบบลอยตัวแบบดึงผ่าน (T)— แผ่นท่อแบบลอยตัวผ่านเปลือก ส่วนกวาดล้างที่ใหญ่ขึ้นทำให้สูญเสียพื้นที่การถ่ายเทความร้อน แต่ช่วยให้สามารถถอดไส้ท่อและตรวจสอบหัวได้โดยไม่ต้องเปิดข้อต่อเปลือก เหมาะสำหรับบริการที่มีการอุดตันและต้องการการบำรุงรักษาบ่อยครั้ง
สำหรับโครงการเปลี่ยน ไส้ท่อประเภทหัวท้ายเดิมจะเป็นตัวกำหนดการก่อสร้างไส้ท่อ ไม่สามารถเปลี่ยนไส้ท่อแบบแยกวงแหวนเป็นแบบดึงผ่านได้โดยตรงโดยไม่ต้องปรับเปลี่ยนฝาครอบเปลือกและรูปทรงปะเก็น
ส่วนประกอบและการก่อสร้างไส้ท่อ
ท่อ— เหล็กกล้าคาร์บอนไร้ตะเข็บตาม SA179, SA192 หรือ SA210 Gr.A1; สแตนเลสแบบมีตะเข็บและไร้ตะเข็บตาม SA249 / SA213; ดูเพล็กซ์และไทเทเนียมสำหรับบริการที่มีการกัดกร่อน เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 19.05 มม. (¾ นิ้ว) และ 25.4 มม. (1 นิ้ว) ครอบคลุมรูปแบบส่วนใหญ่
แผ่นท่อ— แผ่นเหล็กขึ้นรูปตาม SA266 Gr.2 หรือ SA182 หรือแผ่นเหล็กคาร์บอนพร้อมการเคลือบผิวด้วยการเชื่อมป้องกันการกัดกร่อน (316L, Alloy 625) ในกรณีที่ด้านกระบวนการต้องการ ความหนาจะคำนวณจากค่าที่มากกว่าระหว่างผลการคำนวณ TEMA และ ASME
แผ่นกั้นและแผ่นรองรับ— แผ่นกั้นแบบส่วน (Segmental baffles) ที่มีการตัดทั่วไป 20-25% และระยะห่างที่คำนวณตามความเร็วและความดันตกคร่อมด้านเปลือก รูปแบบแผ่นกั้นแบบส่วนคู่ (Double-segmental), แบบจานและโดนัท (Disc-and-doughnut) และแบบแกน (Rod baffle) ใช้ในกรณีที่การสั่นสะเทือนหรือการอุดตันเป็นปัจจัยสำคัญ ในคอนเดนเซอร์ แผ่นรองรับจะใช้แทนแผ่นกั้นในกรณีที่ความดันตกคร่อมเป็นข้อจำกัด
แกนยึดและตัวเว้นระยะ— จำนวนและเส้นผ่านศูนย์กลางเป็นไปตามตาราง TEMA เทียบกับเส้นผ่านศูนย์กลางเปลือก ใช้ยึดตำแหน่งแผ่นกั้นและทำให้ไส้ท่อแข็งแรงระหว่างการขนย้าย
การป้องกันการปะทะ— มีแผ่นปะทะ (Impingement plate) หรือการจัดเรียงท่อจำลอง (Dummy tube arrangement) ในกรณีที่สภาวะทางเข้าด้านเปลือกเกินขีดจำกัด TEMA หรือเมื่อของไหลมีการกัดกร่อนหรือเป็นสองเฟส
รูปแบบท่อและระยะห่าง— รูปแบบสามเหลี่ยม 30° สามารถบรรจุพื้นที่ได้มากขึ้นในเปลือกที่กำหนด รูปแบบสี่เหลี่ยม 90° เปิดช่องทำความสะอาดอย่างน้อย 6 มม. สำหรับการทำความสะอาดด้านเปลือกด้วยเครื่องมือ การเลือกขึ้นอยู่กับแนวโน้มการอุดตันของของไหลด้านเปลือก
ข้อต่อท่อกับแผ่นท่อ
ข้อต่อเป็นจุดที่ไส้ท่อเสียหาย และ TEMA/API 660 จัดการกับมันตามนั้น มีระดับการเชื่อมต่อสามระดับ ซึ่งมักจะรวมกัน:
- การขยายตัวเท่านั้น— การขยายตัวด้วยเครื่องมือหรือไฮดรอลิกเข้าไปในรูแผ่นท่อที่มีร่อง ใช้สำหรับแรงดันและอุณหภูมิปานกลาง
- การขยายตัวพร้อมการเชื่อมซีล— การเชื่อมป้องกันการรั่ว การขยายตัวรับภาระ เป็นมาตรฐานสำหรับบริการโรงกลั่นคลาส R
- การเชื่อมเพื่อความแข็งแรง— การเชื่อมเพียงอย่างเดียวรับภาระ ใช้สำหรับบริการที่รุนแรงหรือเมื่อการขยายตัวไม่สามารถทำได้ (ผนังบาง, ไทเทเนียม)
การขยายตัวด้วยไฮดรอลิกเป็นที่นิยมสำหรับท่อผนังบางและโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก: ช่วยหลีกเลี่ยงการแข็งตัวจากการทำงานและความเค้นตกค้างที่เกิดจากการรีดด้วยเครื่องมือ ซึ่งมีความสำคัญในบริการคลอไรด์และ H2 เปียก ขั้นตอนการเชื่อมได้รับการรับรองตาม ASME Section IXช่วงส่วนประกอบ
วัสดุทั่วไป
| ท่อ |
SA179 / SA192 / SA210 Gr.A1 · SA213 TP304/TP316L · SA249 · ดูเพล็กซ์ S31803 · ไทเทเนียม SB338 Gr.2 |
| แผ่นท่อ |
SA266 Gr.2 · SA182 F304L / F316L · เหล็กคาร์บอนพร้อมการเคลือบ 316L หรือ Alloy 625 |
| แผ่นกั้น / แผ่นรองรับ |
SA285 Gr.C · SA516 Gr.70 · SA240 304/316L |
| แกนยึด / ตัวเว้นระยะ |
เข้าคู่กับวัสดุแผ่นกั้นตาม TEMA |
| แผ่นปะทะ |
เข้าคู่กับความเข้ากันได้ของของไหลด้านเปลือก |
| การเลือกวัสดุเป็นไปตามด้านกระบวนการ: ความเข้มข้นของคลอไรด์เป็นตัวกำหนดการใช้ดูเพล็กซ์หรือไทเทเนียม H2 เปียกต้องการการปฏิบัติตาม NACE MR0175 / ISO 15156 และบริการด่างหรือน้ำทะเลจะเปลี่ยนการตัดสินใจในการเคลือบ ไส้ท่อเป็นส่วนประกอบที่สัมผัสกับของไหลมากที่สุด — การลดต้นทุนวัสดุที่นี่จะปรากฏเป็นการรั่วไหลของท่อภายในรอบการหมุนเวียนครั้งแรก |
ช่วงการผลิตทั่วไป |
พารามิเตอร์ช่วงเส้นผ่านศูนย์กลางไส้ท่อ (ID เปลือก)
DN150 – DN2000
| เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกท่อ |
Ø19.05 มม., Ø25.4 มม. มาตรฐาน; อื่นๆ ตามคำขอ |
| ความยาวท่อ |
1500 – 12000 มม. |
| ระยะห่างท่อ |
สามเหลี่ยม 30° · สี่เหลี่ยม 90° · 45° / 60° ตามคำขอ |
| พื้นที่การถ่ายเทความร้อน, ต่อไส้ท่อ |
1 – 2000 ตร.ม. |
| คลาส TEMA |
R · C · B |
| ตารางนี้อธิบายถึงความสามารถในการผลิตตามปกติ ไม่ใช่ข้อกำหนดของไส้ท่อเดี่ยวๆ รูปทรงของไส้ท่อทดแทนถูกกำหนดโดยเปลือกที่ต้องใส่เข้าไป — ขนาดสุดท้ายมาจากแบบวาดรูปแบบท่อเดิมหรือการวัดภาคสนาม ไม่ใช่จากตารางช่วง |
ไส้ท่อทดแทนและการเปลี่ยนท่อ |
| ในกรณีที่เปลือกยังคงสภาพดี แต่ไส้ท่อเกิดการอุดตัน การกัดกร่อน หรือประสิทธิภาพเชิงความร้อนต่ำ การเปลี่ยนไส้ท่อจะคืนสภาพเครื่องโดยไม่ต้องเปลี่ยนขอบเขตแรงดัน มีสองเส้นทางการจัดหา: |
ตามแบบ |
— แบบวาดรูปแบบท่อเดิม เมื่อมีให้ จะกำหนดจำนวนท่อ ระยะห่าง แผ่นกั้น และค่าความคลาดเคลื่อน นี่เป็นเส้นทางที่ต้องการ การเบี่ยงเบนของมิติจะจำกัดอยู่ที่ค่าความคลาดเคลื่อน TEMA ที่ระบุไว้
ตามการวัด
— ในกรณีที่แบบสูญหาย จะมีการวัดภาคสนามไส้ท่อหรือเปลือก: ID เปลือก ความยาวหน้าไส้ท่อ จำนวนท่อ OD และระยะห่างท่อ จำนวนและระยะห่างแผ่นกั้น ตำแหน่งหัวฉีด รูปแบบที่สร้างขึ้นใหม่จะได้รับการยืนยันกับผู้ซื้อก่อนการผลิต
- สำหรับการเปลี่ยนไส้ท่อโดยใช้แผ่นท่อเดิม สภาพรูท่อและประเภทข้อต่อต้องได้รับการตรวจสอบก่อนที่จะม้วนหรือเชื่อมท่อใหม่เข้าไปข้อมูลที่ต้องการสำหรับการเสนอราคาไส้ท่อ
- เส้นผ่านศูนย์กลางภายในเปลือกและความยาวหน้าไส้ท่อประเภทหัวท้าย (ยึดตายตัว, ท่อรูปตัวยู, S หรือ T) และคลาส TEMA
จำนวนท่อ เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก ระยะห่าง และมุมรูปแบบ — หรือแบบวาดเดิม
วัสดุสำหรับท่อ แผ่นท่อ และแผ่นกั้น รวมถึงข้อกำหนดการเคลือบผิวหรือ NACE
- ประเภทข้อต่อ: การขยายตัว, การเชื่อมซีล หรือการเชื่อมเพื่อความแข็งแรง
- ข้อมูลการใช้งาน — ของไหล อุณหภูมิ ความดันออกแบบ — เมื่อต้องยืนยันประสิทธิภาพเชิงความร้อน ไม่ใช่แค่รูปทรง
- การเสนอราคาเปลี่ยนตามรูปทรงเท่านั้นสามารถตอบได้จากรายการที่ 1-5 ในกรณีที่ผู้ซื้อคาดหวังว่าการเปลี่ยนจะแก้ไขปัญหาประสิทธิภาพเชิงความร้อนที่บกพร่องได้ จำเป็นต้องมีรายการที่ 6 — ไส้ท่อที่มีขนาดตรงกับของเดิมจะให้ประสิทธิภาพที่จำกัดเท่าเดิม
- ข้อควรพิจารณาในการบำรุงรักษา
- ไส้ท่อที่ถอดออกได้ (ประเภท U, S และ T) ช่วยให้สามารถทำความสะอาดด้านเปลือกด้วยเครื่องมือได้ รูปแบบระยะห่างแบบสี่เหลี่ยมจะรักษาช่องทำความสะอาดให้เปิดอยู่ ไส้ท่อแบบยึดตายตัวจำกัดการทำความสะอาดเฉพาะวิธีทางเคมีที่ด้านเปลือก หลังจากการถอดแต่ละครั้ง ควรตรวจสอบการรั่วของข้อต่อท่อกับแผ่นท่อก่อนการบรรจุใหม่ — ข้อต่อที่ผ่านการทดสอบแรงดันไฮโดรสแตติกบนแท่นทดสอบอาจคลายตัวระหว่างการใช้งานเมื่อเปลือกและไส้ท่อมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ
