API 660 Bộ trao đổi nhiệt loại vỏ và ống ASME Thiết bị hóa dầu và lọc dầu

Bộ Trao Đổi Nhiệt Dạng Ống và Vỏ API 660 | Thiết Bị Hóa Dầu & Lọc Dầu ASME

API 660 là gì?

API 660 là tiêu chuẩn của Viện Dầu khí Hoa Kỳ dành cho bộ trao đổi nhiệt dạng ống và vỏ trong ngành dầu khí và hóa dầu, quy định các yêu cầu về thiết kế, vật liệu, thử nghiệm và kiểm tra để đảm bảo an toàn và độ tin cậy trong môi trường áp suất cao, nhiệt độ cao và ăn mòn. Nó phù hợp với ASME BPVC và ISO 16812, yêu cầu xây dựng chắc chắn, vật liệu chống ăn mòn (như thép không gỉ) và kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt (bao gồm thử nghiệm thủy tĩnh và NDE) cho các ứng dụng quan trọng trong các nhà máy lọc dầu, nhà máy khí và giàn khoan ngoài khơi. Việc tuân thủ API 660 cho thấy độ bền đã được chứng minh trong ngành, giảm thời gian ngừng hoạt động và rủi ro vận hành.

Chức năng cốt lõi:

Để truyền nhiệt giữa hai chất lỏng (thường là chất lỏng hoặc khí/lỏng) mà không trộn chúng, bằng cách sử dụng một bó ống được bao bọc bên trong một vỏ hình trụ. Một chất lỏng chảy qua các ống (phía ống), chất lỏng còn lại chảy xung quanh các ống bên trong vỏ (phía vỏ).

Tại sao S&THE chiếm ưu thế trong ngành Dầu khí:

1. Khả năng chịu áp suất & nhiệt độ cao:Kết cấu chắc chắn xử lý các điều kiện quy trình O&G khắc nghiệt (giếng HP/HT, tinh chế, nén).

2. Độ tin cậy & Độ bền đã được chứng minh:Thiết kế trưởng thành với lịch sử hoạt động lâu dài trong dịch vụ quan trọng.

3. Tính linh hoạt trong thiết kế:Có thể thích ứng với nhiều loại chất lỏng khác nhau (dầu thô, khí, nước, hóa chất), tốc độ dòng chảy, nhiệt độ, áp suất và xu hướng bám bẩn thông qua các lựa chọn cấu hình.

4. Dễ bảo trì:Các bó ống thường có thể được tháo ra để làm sạch, sửa chữa hoặc thay thế (đặc biệt là các thiết kế đầu nổi).

5. Hiệu quả:Có thể đạt được hệ số truyền nhiệt cao, đặc biệt là với dòng chảy rối và bề mặt tăng cường.

Các thành phần chính (Tập trung vào API 660):

1. Vỏ:Bình chịu áp hình trụ (ASME Sec VIII Div 1/2). Lựa chọn vật liệu rất quan trọng đối với sự ăn mòn (CS, SS, Duplex, hợp kim Niken, Clad).

2. Bó ống:Yếu tố truyền nhiệt cốt lõi.

   • Ống:Không mối nối/hàn; kích thước theo độ sụt áp/bám bẩn; vật liệu quan trọng.

   • Tấm ống:Tấm dày khoan cho ống; thường được bọc; quan trọng đối với sự giãn nở khác biệt.

   • Vách ngăn:Hỗ trợ ống, tạo ra sự nhiễu loạn phía vỏ (phân đoạn, xoắn ốc, thanh). Khoảng cách/thiết kế ảnh hưởng đến độ rung & hiệu suất.

   • Thanh giằng & Vòng đệm:Cố định vách ngăn.

3. Kênh/Đầu (Phía ống):Phân phối chất lỏng phía ống; cho phép truy cập (nắp có thể tháo rời - bắt vít, mui xe).

4. Đầu phun:Đầu vào/Đầu ra cho chất lỏng phía vỏ & ống. Kích thước theo giới hạn vận tốc chất lỏng (API 660/API RP 14E).

5. Loại TEMA:Xác định cấu hình cơ học dựa trên đầu trước, loại vỏ, đầu sau. Các loại O&G phổ biến: AES, BEM, AEP, AKT (Đầu nổi phổ biến cho sự giãn nở nhiệt).

Các ứng dụng quan trọng trong ngành Dầu khí:

1. Sản xuất:Làm mát dầu thô, làm mát nước sản xuất, làm mát khí (sau khi nén), khử nước glycol (bình đun/bộ làm mát).

2. Lọc dầu:Bộ gia nhiệt trước nguyên liệu, bộ làm mát sản phẩm, bình đun, bộ ngưng tụ trong suốt quá trình chưng cất, xử lý hydro, các đơn vị xúc tác.

3. Chế biến khí:Bộ trao đổi khí/khí (tái tạo/làm mát), bộ làm mát khí/lỏng, bộ làm mát/bình đun dung dịch amin, bộ ngưng tụ/bộ bay hơi chất làm lạnh.

4. Truyền tải:Bộ làm mát dầu bôi trơn, làm mát khí sau khi nén.

5. Tiện ích:Hệ thống nước làm mát, thu hồi nhiệt.

Tuân thủ API 660: Tiêu chuẩn O&G

API 660 là tiêu chuẩn bắt buộc đối với S&THE trong ngành dầu khí. Việc tuân thủ đảm bảo:

1. Thiết kế & Xây dựng chắc chắn:Quy định các lề thiết kế tối thiểu, yêu cầu vật liệu, tiêu chuẩn chế tạo (hàn, NDE), thử nghiệm áp suất.
2. An toàn & Độ tin cậy:Giải quyết các mối nguy hiểm cụ thể của O&G (dịch vụ chua, tiếp xúc với lửa, rung động).
3. Khả năng thay thế & Tính nhất quán:Tiêu chuẩn hóa kích thước, tải trọng đầu phun, đặt tên, tài liệu.
4. Các yêu cầu cụ thể của O&G:

• Điều kiện thiết kế:Áp suất/nhiệt độ vận hành & thiết kế được xác định rõ ràng.
• Vật liệu:Các yêu cầu nghiêm ngặt hơn đối với dịch vụ chua (NACE MR0175/ISO 15156), thử nghiệm va đập, cho phép ăn mòn.
• Chế tạo & Kiểm tra:Quy trình hàn nghiêm ngặt (WPQR), NDE mở rộng (RT, UT, PT, MT theo các tiêu chí đã xác định), dung sai kích thước nghiêm ngặt.
• Mối nối ống-tấm ống:Hàn cường độ + giãn nở thường được yêu cầu; tiêu chí thử nghiệm rò rỉ được chỉ định.
• Tải trọng đầu phun:Giới hạn tải trọng bên ngoài có thể chấp nhận được tiêu chuẩn hóa (lực/mô-men) cho đường ống giao diện.
• Phân tích rung:Đánh giá bắt buộc (Phụ lục N) để ngăn ngừa hỏng ống do rung do dòng chảy (FIV).
• Thử nghiệm:Áp suất thử nghiệm thủy tĩnh được xác định; thử nghiệm rò rỉ bằng khí nén/nhạy cảm tùy chọn.
• Tài liệu:Báo cáo dữ liệu toàn diện (Báo cáo dữ liệu của nhà sản xuất - MDR) bao gồm chứng chỉ vật liệu, báo cáo NDE, kết quả thử nghiệm, bản vẽ.
• Phụ lục:Giải quyết các khía cạnh quan trọng như:

  • Phụ lục F:Dịch vụ nhiệt độ thấp.

  • Phụ lục G:Dịch vụ gây chết người.

  • Phụ lục H:Bộ gia nhiệt đốt trực tiếp.

  • Phụ lục K:Bộ trao đổi dạng tấm (nếu có).

  • Phụ lục M:Bộ trao đổi làm mát bằng không khí (nếu có).

  • Phụ lục N:Rung do dòng chảy.

Ưu điểm của S&THE tuân thủ API 660:

• An toàn nâng cao:Giảm nguy cơ rò rỉ/hỏng hóc trong môi trường nguy hiểm.
• Hiệu suất có thể dự đoán được:Đáp ứng các yêu cầu nhiệt và thủy lực nghiêm ngặt.
• Tuổi thọ dài hơn:Tập trung vào kiểm soát ăn mòn, ngăn ngừa rung động và chế tạo chất lượng.
• Mua sắm & Bảo trì dễ dàng hơn:Thiết kế tiêu chuẩn hóa đơn giản hóa việc thay thế và sửa chữa.
• Chấp nhận theo quy định:Bắt buộc đối với hầu hết các dự án lớn trong lĩnh vực O&G.

Nhược điểm:

• Chi phí ban đầu cao hơn:Do các yêu cầu nghiêm ngặt về vật liệu, chế tạo và kiểm tra.
• Kích thước/Trọng lượng:Có thể cồng kềnh và nặng nề, ảnh hưởng đến việc lắp đặt ngoài khơi/trên nền tảng.
• Bám bẩn:Dễ bị ảnh hưởng nếu đặc tính hoặc vận tốc chất lỏng không được quản lý đúng cách (được giảm thiểu bằng các lựa chọn thiết kế).
• Nhiệt độ tiếp cận hạn chế:Ít hiệu quả hơn so với bộ trao đổi dạng tấm đối với các phương pháp tiếp cận nhiệt độ gần.