تصميم التجميع الصدرية ومبادل الحرارة الأنابيب ASME TEMA

مصنع مبادلة الحرارة وتجميع وتصميم مبادلة الحرارة للقشرة والأنابيب وفقًا لـ ASME و TEMA

ما هو مُبادل الحرارة للقشرة والأنابيب (STHE) ؟

المبادل الحراري للقشرة والأنابيب (STHE) هو النوع الأكثر استخدامًا من المبادل الحراري في التطبيقات الصناعية بسبب صلابته وتنوعهوالقدرة على التعامل مع الضغوط العالية ودرجات الحرارةيتكون من قذيفة (وعاء ضغط كبير) مع مجموعة من الأنابيب في الداخل. يتدفق أحد السوائل من خلال الأنابيب (جانب الأنابيب) ، والآخر يتدفق خارج الأنابيب داخل القذيفة (جانب القذيفة).يتم نقل الحرارة بين السوائل اثنين من خلال جدران الأنبوب.

تُخضع مؤسسات التنمية العلمية والاجتماعية لمعايير رئيسية:

1.قانون ASME للدبابات والأوعية الضغطية (BPVC) ، القسم الثامن، القسم 1: يضمن سلامة الأوعية الضغطية.

2معايير TEMA (جمعية مصنعي المبادلات الأنبوبية): تحدد التصميم الميكانيكي والتسامحات وممارسات التصنيع.

التفاصيل التقنية الرئيسية وفقًا لـ ASME و TEMA

1معايير التصميم

قسم ASME BPVC الثامن، القسم 1:

- يغطي تصميم حدود الضغط (القشرة، أوراق الأنابيب، القنوات).

-تتطلب حسابات للسمك الأدنى، تعزيز الفوهة، واختبار الهيدروستاتيكي.

معايير TEMA (الفئات R و C و B):

- الفئة R: تطبيقات المصافي والعمليات الشديدة (الضغوط/درجات الحرارة العالية).

- الفئة ج: الخدمة التجارية والصناعية العامة.

الفئة ب: خدمة العمليات الكيميائية (بيئات تآكل).

2مكونات وتكوين

مثال تعيين TEMA:

أيه إس:

-A: الرأس الأمامي (غطاء محكّم).

قذيفة واحدة

-S: الرأس الخلفي العائم (حزمة السحب).

3التصميم الحراري

الجهد الحراري (Q):Q=U⋅A⋅ΔTLMTD- نعم

-أو: معامل نقل الحرارة الإجمالي (W/m2·K).

-أ: مساحة نقل الحرارة (OD أنبوب × طول × عدد الأنابيب).

-ΔTLMTD- نعم: لوغ متوسط اختلاف درجة الحرارة (المعدل لترتيب التدفق).

ترتيبات التدفق:

- التدفق المضاد: أعلى كفاءة حرارية

- التدفق المتوازي: أبسط ولكن أقل كفاءة.

- التدفق العابر: شائع في المكثفات.

طريقة الفعالية-NTU:
تستخدم في ترتيبات تدفق معقدة أو خصائص السوائل المتغيرة.

4التصميم الميكانيكي

أبعاد القشرة والأنابيب:

- Shell ID: يتم تحديدها من خلال تخطيط حزمة الأنبوب (مثلث، مربع، مربع مدور).

مساحة الأنبوب: 1.25 × الأنبوب OD على الأقل (لتسهيل التنظيف).

تصميم المكافحة:

- المكافحة القطاعية (20~50% قطع) مع المسافة لكل TEMA (دقيقة 1/5 ID قذيفة أو 2").

لا توجد أنابيب في النافذة (NTIW): يزيل المناطق الميتة.

انخفاض الضغط:

-جانب القذيفة: تم تحسينه عن طريق المسافة / القطع

جانب الأنبوب: وظيفة سرعة السائل وطول الأنبوب.

5اختيار المواد

6الامتثال و الاختبار

الاختبار الهيدروستاتيكي:

-1.5 × ضغط التصميم (ASME VIII-1 UG-99).

-فحص كلا الجانبين من القذيفة والأنبوب بشكل منفصل

الاختبار الهوائي:

-1.1 × ضغط التصميم (إذا كان الاختبار الهيدروستاتيكي غير عملي).

متطلبات NDT:

- RT (اختبار الأشعة) لللحام.

-PT (المراتب الخارق) أو MT (الجسيمات المغناطيسية) لشقوق السطح.

7التطبيقات الشائعة

النفط والغاز: أجهزة التسخين المسبق، المبردات، المكثفات.

محطات توليد الكهرباء: مكثفات البخار، سخانات المياه

الصناعة الكيميائية: تبريد المفاعلات، التقطير.

مكيفات التبريد، التدفئة

المزايا والقيود