TEMA/ASME Máy trao đổi nhiệt tóc
Máy trao đổi nhiệt chân tóc là một cấu hình loại vỏ và ống bao gồm một gói ống hình U được bao bọc trong vỏ bao gồm vỏ cong quay ở một đầu.Các chất lỏng bên vỏ được nhập tại đầu phía trước, chảy dọc theo chân thẳng đến đường cong trở lại, đảo chiều hướng, và ra khỏi đầu phía trước.và trở lại thông qua cùng một tấm ốngSự sắp xếp này tạo ra một dòng điện ngược đơn đi giữa các chất lỏng bên ống và bên vỏ.
Sản phẩm này được thiết kế và sản xuất theo TEMA (Hạng C, B hoặc R) và ASME Phần VIII Phần 1 hoặc Phần 2, với các vật liệu áp dụng được lựa chọn theo Phần II của ASME.
Các loại xây dựng
Đinh tóc ống đôi (đường ống duy nhất)
- Bơm: Bơm đơn không may hoặc hàn (OD 20mm đến 114mm), đồng tâm trong một ống vỏ lớn hơn
- Vỏ: ống duy nhất (DN50 đến DN200) phục vụ như ranh giới áp suất bên ngoài
- Ứng dụng: Khu vực làm việc nhỏ (1 đến 20 m2), dịch vụ áp suất cao (phía ống lên đến 35 MPa), chất lỏng sạch ở cả hai bên
- Kiểm tra: Truy cập đầy đủ đến bề mặt ống bên trong từ tấm ống phía trước; mặt vỏ có thể được kiểm tra thông qua nắp cong quay có thể tháo rời
Multitube Hairpin (Nhiều ống trong vỏ)
- Bộ ống: Nhiều ống (4 đến 200+) được sắp xếp theo chiều vuông hoặc hình tam giác trong vỏ hình trụ
- Vỏ: DN80 đến DN600, với một nhà quay cong ở đầu cuối
- Ứng dụng: Trung bình đến công suất lớn (20 đến 500 m2), áp suất vừa phải (bên vỏ lên đến 10 MPa, bên ống lên đến 20 MPa)
- Hỗ trợ ống: Bảng phao hoặc lưới hỗ trợ đầy đủ theo TEMA RCB-4.2 (chiều dài ống không hỗ trợ tối đa: cho thép carbon ≤ 36* ống OD; cho thép không gỉ ≤ 30* ống OD)
Các thông số hình học (Phạm vi tiêu chuẩn)
| Parameter |
Loại ống đôi |
Loại đa ống |
| Chiều kính danh nghĩa của vỏ (DN) |
DN50 đến DN200 |
DN80 đến DN600 |
| Tiêu thụ quá mức ống |
20mm đến 114mm |
12mm đến 38mm |
| Độ dày tường ống |
2.0mm đến 8.0mm (không may) |
1.5mm đến 3,0mm (không may hoặc hàn) |
| Chiều dài chân thẳng (mỗi chân) |
2.0m đến 10.0m |
2.0m đến 12.0m |
| Khoảng u của u-bend (đường trung tâm) |
R ≥ 2* OD ống (tối thiểu để làm sạch) |
R ≥ 2* ống OD |
| Số ống mỗi gói |
1 |
4 đến 200+ |
| Loại vỏ TEMA |
N/A (đường ống đôi) |
Vòng tóc (vỏ cong quay trở lại) |
Chọn vật liệu (theo điều kiện dịch vụ)
Tùy chọn vật liệu ống
- Thép carbon (SA-106 Gr.B / SA-210 Gr.A1 / 20#): Nước, dầu, khí không ăn mòn; nhiệt độ từ -20 °C đến +425 °C
- Thép không gỉ 304/304L (SA-213 TP304L): Các chất lỏng quá trình ăn mòn nhẹ, hơi nước sạch; clorua ≤ 200ppm; nhiệt độ -196 °C đến +600 °C (được giảm trên 425 °C theo ASME II-D)
- Thép không gỉ 316/316L (SA-213 TP316L): axit hữu cơ, dung dịch muối (chloride ≤ 200ppm cho 316L); nhiệt độ -196°C đến +500°C
- Titanium Gr.2 (SB-338): Nước biển, nước muối, dung dịch clorua lên đến 20,000ppm; nhiệt độ ≤ 230°C
- Duplex 2205 (SA-789 UNS S32205): Các hydrocarbon có chứa clo, nước biển; clo lên đến 300ppm ở 80°C; nhiệt độ từ -40°C đến +280°C
Tùy chọn vật liệu vỏ
- Thép carbon (SA-516 Gr.70): Không ăn mòn hoặc ăn mòn nhẹ ở phía vỏ; nhiệt độ thiết kế từ -20 °C đến +425 °C
- Thép không gỉ 304L / 316L: môi trường ăn mòn bên vỏ hoặc yêu cầu độ tinh khiết cao
- Titanium (đối với mặt vỏ nước biển, trong đó chất lỏng bên vỏ là nước biển)
Vật liệu đệm (theo phạm vi nhiệt độ)
- Không amiăng / sợi nén: -40 °C đến + 250 °C, áp suất ≤ 4,0 MPa
- Vòng xoắn ốc (SS 304/316 + graphite): -196 °C đến +450 °C, áp suất ≤ 25 MPa (vòng sườn ống kép)
- Dây đệm vỏ PTFE: -40 °C đến +200 °C, cho các dịch vụ dược phẩm hoặc ăn mòn, nơi ô nhiễm bị hạn chế
Phạm vi hoạt động (không quá mức)
| Parameter |
Loại ống đôi |
Loại đa ống |
| Áp suất thiết kế (phía ống) |
Tối đa 35 MPa (ASME VIII-2) |
Tối đa 20 MPa |
| Áp suất thiết kế (phía vỏ) |
Tối đa 10 MPa |
Tối đa 10 MPa (tiêu chuẩn); cao hơn theo thiết kế đặc biệt |
| Nhiệt độ thiết kế (phía ống) |
-40 °C đến +500 °C (tùy thuộc vào vật liệu) |
-196°C đến +500°C (tùy thuộc vào vật liệu) |
| Nhiệt độ thiết kế (phía vỏ) |
-40 °C đến +450 °C (tùy thuộc vào vật liệu) |
-40 °C đến +450 °C (tùy thuộc vào vật liệu) |
| ΔT tối thiểu được phép (đường vào ống/vỏ) |
Không giới hạn cố định (kết nối U-bundle cuối miễn phí) |
Không giới hạn cố định (kết nối U-bundle cuối miễn phí) |
| Tốc độ phía ống tối đa (nước) |
3.0 m/s (thép carbon), 4,5 m/s (titanium) |
2.5 m/s (thép carbon), 4.0 m/s (titanium) |
| Tốc độ mặt vỏ tối đa |
1.5 m/s (bộ ăn mòn), 3,0 m/s (sạch) |
1.0 m/s (bộ ăn mòn), 2,5 m/s (sạch) |
Các thông số thiết kế dòng chảy và nhiệt
Dòng chảy bên ống
- Đường đi duy nhất (tất cả các ống chia sẻ cùng một lối vào và lối ra ở mặt trước của ống)
- Phạm vi vận tốc khối lượng bên ống: 300 đến 2.500 kg/m2*s (đối với nước); thấp hơn đối với chất lỏng nhớt
- Mục tiêu số Reynolds: ≥ 10.000 (bất ổn) cho dịch vụ sạch; ≥ 4.000 cho chất lỏng nhớt
Dòng chảy bên vỏ
- Một lần đi qua (đưa vào đầu trước, đi qua chân thẳng, lùi lại ở góc quay trở lại, đi qua chân thứ hai, đi ra đầu trước)
- Phạm vi vận tốc khối lượng bên vỏ: 50 đến 500 kg/m2*s (khí), 200 đến 1,500 kg/m2*s (nước lỏng)
- Tỷ lệ cắt baffle (baffle phân đoạn, nếu được sử dụng): 20% đến 30% đường kính vỏ
- Khoảng cách phao: Được xác định theo TEMA RCB-4.2 - chiều dài ống không hỗ trợ tối đa không vượt quá 36 * ống OD cho thép cacbon; khoảng cách được chọn để duy trì tốc độ dòng chảy chéo và ngăn ngừa rung của ống.Phạm vi khoảng cách điển hình: 0.2 * ID vỏ đến 0.5 * ID vỏ.
Nhân tố điều chỉnh LMTD
Đối với cấu hình một đường đi ngược dòng thực sự, F = 1,0 theo tiêu chuẩn TEMA (không có giới hạn chéo nhiệt độ).
Nhiệt độ tiếp cận
Phương pháp thực tế tối thiểu: 3°C đến 5°C (bị giới hạn bởi diện tích bề mặt có sẵn và NTU; giá trị thực tế đạt được phụ thuộc vào giảm áp suất và tính chất của chất lỏng,không được đảm bảo nếu không có mô phỏng quy trình).
Các thông số sản xuất và hàn
Khớp ống với ống
- Khớp mở rộng: Phương pháp mở rộng thủy lực ở 160-220 MPa, giữ 5-8 giây. Yêu cầu thử nghiệm kéo ra (theo TEMA RCB-4.3): ≥ 20 MPa cho ống thép cacbon; ≥ 25 MPa cho thép không gỉ.
- Khối hàn: hàn niêm phong (chân filet 1.5-2.0mm) cộng với thâm nhập đầy đủ (đối với dịch vụ độc hại / áp suất cao).
- Kết hợp (đào + mở rộng): Được sử dụng cho dịch vụ nhiệt độ chu kỳ (chu kỳ nhiệt > 100 chu kỳ) và áp suất cao (bên ống > 10 MPa).
Vụ hàn lăn quay trở lại
- Nắp lắp lắp lắp lắp lắp lắp lắp lắp lắp lắp lắp lắp lắp lắp lắp lắp lắp lắp lắp
- Các dây hàn bên trong: kiểm tra trực quan 100% (VT) + thử nghiệm thâm nhập (PT) trên các dây hàn filet quan trọng (theo ASME VIII-1 UW-50).
Điều trị nhiệt sau hàn (PWHT)
Yêu cầu theo ASME VIII-1 UCS-56 khi:
- Độ dày vỏ thép carbon > 38 mm (P-No.1, nhóm 1/2) cho các bộ phận áp suất hàn
- Độ dày vật liệu ống > 19mm (đối với thép không gỉ, chỉ định lò sưởi dung dịch sau khi hàn thay vì PWHT)
- Dịch chứa H2S ướt (theo NACE MR0175 / ISO 15156) - PWHT ở 620 ± 10 °C trong 1 giờ mỗi 25 mm độ dày, tối thiểu 1 giờ.
Kiểm tra và kiểm tra (mỗi đơn vị)
Kiểm tra kích thước
- Độ khoan dung chiều dài chân tổng thể: ±3mm (đối với chân thẳng) cho mỗi TEMA RCB-8
- Độ khoan dung bán kính đường trung tâm U-bend: ± 1,5 mm đối với R ≤ 500 mm; ± 3 mm đối với R > 500 mm
- Khoảng cách giữa tấm chắn / tấm hỗ trợ: ± 1,5 mm
- Sự lệch của dây chằng lỗ ống: ≤ ± 0,2 mm so với bản vẽ
Kiểm tra không phá hoại
- Các khớp ống với tấm ống: 100% chất thâm nhập lỏng (PT) cho hàn niêm phong (theo ASME VIII-1 UW-51)
- Các lớp vỏ theo chiều dọc và đường viền: X-quang điểm (RT) theo ASME VIII-1 UW-52 (hoặc X-quang đầy đủ nếu được chỉ định)
- Lò hàn lăn quay trở lại: hạt nam châm 100% (MT) cho thép carbon / PT cho thép không gỉ
- Kiểm tra bên trong ống: Kiểm tra trực tiếp và thông qua bằng ống (không có ống bị chặn) - vượt qua nếu 100% ống chấp nhận một quả bóng gauge nhỏ hơn 0,5mm so với ống ID.
Kiểm tra áp suất
- Thử nghiệm thủy tĩnh (nước): Áp suất thử nghiệm = 1,3 * áp suất thiết kế * (năng lực tối thiểu được phép ở nhiệt độ thử nghiệm / ở nhiệt độ thiết kế), theo ASME VIII-1 UG-99.Không rò rỉ rõ ràng và không giảm áp suất.
- Kiểm tra khí nén (tùy chọn, cho dịch vụ khô hoặc khí): áp suất thử nghiệm = 1,1 * áp suất thiết kế. Không khí nén hoặc nitơ. Kiểm tra bong bóng xà phòng trên tất cả các khớp nối.Tỷ lệ rò rỉ không vượt quá 1*10−5 Pa*m3/s cho mỗi phương pháp lỗ tương đương (theo Phụ lục VI của ASME).
Truy cập vệ sinh và bảo trì
Làm sạch bên ống
- Làm sạch cơ học: Máy lau ống hoặc bàn chải đi qua toàn bộ chiều dài ống thông qua U-bend.8* ống ID được khuyến cáo.
Làm sạch bên vỏ
- Làm sạch bằng hóa chất chỉ cho nẹp tóc liên kết cố định (mở nắp cúi trở lại có thể tháo ra nhưng không kéo nắp).Nội thất cong quay không thể truy cập bằng máy cạo cơ khí.
- Nếu yếu tố bẩn bên vỏ > 0,0005 m2 * K / W (theo bảng TEMA), một đầu nổi kéo qua hoặc bộ trao đổi vỏ thẳng ống U được khuyến cáo thay vì nẹp tóc.tần số chu kỳ làm sạch hóa học dựa trên sự gia tăng giảm áp suất: sạch khi ΔP bên vỏ vượt quá ΔP thiết kế 30% hoặc khi sự gia tăng ΔP đạt 50 kPa (tùy theo điều xảy ra trước).
Tài liệu được cung cấp cho mỗi lô hàng
- Báo cáo dữ liệu dấu U của ASME (nếu có)
- Chứng chỉ thử nghiệm vật liệu (EN 10204 3.1 hoặc 3.2)
- Thông số kỹ thuật quy trình hàn (WPS) và hồ sơ trình độ quy trình hàn (PQR)
- Báo cáo thử nghiệm áp suất với ghi lại biểu đồ
- Báo cáo kiểm tra kích thước
- Hình vẽ gói ống (như được xây dựng)
- Báo cáo NDE (PT/MT/RT/UT nếu có)
Tuyên bố giới hạn thiết kế
Máy trao đổi kẹp tóc không áp dụng cho:
- Các chất lỏng bên vỏ có hàm lượng chất rắn > 5% trọng lượng,hoặc bẩn sợi đòi hỏi phải chiết xuất cụm cơ học để làm sạch - bởi vì cụm kẹp tóc được cố định và không thể kéo qua vỏ cong trở lại.
- Shell-side mass flow rates exceeding the equivalent of 500 kg/s through DN600 shell - due to single shell pass causing pressure drop exceeding the typical 50-80 kPa design limit (per TEMA allowable pressure drop guideline).
- Dịch vụ chân không phía vỏ rất cao (< 1 kPa tuyệt đối) - vỏ cong quay có thể yêu cầu các vòng cứng bổ sung theo ASME VIII-1 UG-29 để ngăn chặn sự sụp đổ dưới áp lực bên ngoài;tư vấn thiết kế.
Nhập kích thước cần thiết cho báo giá
Để cung cấp một thiết kế nhiệt và cơ học sơ bộ, hãy cung cấp các dữ liệu quy trình sau:
- Tên và thành phần của chất lỏng bên ống (nếu là hỗn hợp)
- Tên và thành phần của chất lỏng bên vỏ
- Nhiệt độ đầu vào / đầu ra bên ống
- Nhiệt độ đầu vào / đầu ra bên vỏ
- Giảm áp suất bên ống được phép
- Giảm áp suất bên vỏ được phép
- Áp suất hoạt động bên ống
- Áp suất hoạt động bên vỏ
- Dấu chân tối đa có sẵn (chiều dài chân thẳng, không gian đầu)
- Các yếu tố bẩn (bên ống và bên vỏ), nếu được biết; nếu không sẽ áp dụng các giá trị TEMA tiêu chuẩn
Đánh giá chung
Ảnh chụp nhanh về xếp hạng
Sau đây là phân phối của tất cả các xếp hạngTất cả các đánh giá