Limpeza de pacotes: o guia completo para manutenção de pacotes de tubos

Limpeza de pacotes: métodos, cronogramas de manutenção e melhores práticas do setor

Um pacote de tubos sujos simplesmente não avisa com alarmes ou luzes de campainha Ele avisa através de contas de energia mais altas, aumento de desligamento não planejado que custam dezenas de milhares por hora e redução dramática do rendimento, levando a prazos perdidos e receitas perdidas O pacote de limpeza é o procedimento de manutenção mais eficaz para recuperar a eficácia da transferência de calor do casco e do tubo (no entanto, muitas refinarias e fábricas de produtos químicos ainda tempo limpando ou cair muito cedo, desperdiçando tempo e dinheiro de desenvolvimento, ou tarde demais, depois que a eficiência caiu por muito tempo para dentro de um por cento ou dois das perdas de linha.

Este guia percorre as técnicas específicas, seleções de janelas de pressão, gatilhos de intervalo e detalhes de custos necessários para agendar a limpeza do feixe corretamente, seja mantendo um trem de pré-aquecimento bruto da refinaria, um resfriador de efluentes de reator petroquímico ou um condensador de usina.

O que é limpeza de pacotes em trocadores de calor industriais?

A limpeza do pacote é a remoção de depósitos incrustantes de incrustações, coque, ferrugem biológica, ferrugem e sujeira dos feixes de tubos internos (lado do tubo) e externos (lado do casco) em trocadores de calor de casco e tubo, restaurando o desempenho de transferência de calor no nível do projeto.

Todos os trocadores de calor casco e tubo possuem um feixe de tubos: um grupo de tubos com folhas tubulares mantendo-os em posição e tubos suportados por defletores. Os depósitos de incrustações ocorrem nas superfícies dos tubos, bem como nas superfícies dos reservatórios, como resultado do arrastamento e das características de incrustação dos fluidos (Polasek, 1972).A incrustação que se segue e que ocorre nas superfícies dos tubos é referida coletivamente como incrustação.

Atua como um isolador para transferência de calor entre as correntes quente e fria. Operacionalmente, o efeito da incrustação significa que o operador terá que aumentar as vazões, as temperaturas das correntes de entrada ou aceitar a redução da produção.

Os custos são imensos Usando o Compêndio de Eficiência Energética Ipieca para Trocadores de Calor (2022), uma refinaria de 100.000 bbl/dia pode ver perda de calor devido à incrustação de cerca de $31,17 milhões por ano Um feixes sujos geralmente experimentam uma redução de 20-301TP3 T na eficiência térmica 12-18 meses após serem colocados em serviço, dependendo do serviço e das propriedades do fluido.

A limpeza anual de feixes, realizada nos intervalos certos com o método certo, não é opcional (é essencial para a gestão de ativos de trocadores de calor. Os sistemas de limpeza fizeram grandes avanços nos últimos 20 anos, desde a haste manual até os modernos jatos de água de alta pressão, controlados por computador, que podem retornar um pacote ao desempenho térmico quase original.

TEMA (Associação de Fabricantes de Trocadores Tubulares) Os padrões especificam as considerações de projeto mecânico, incluindo material do tubo, espessura da parede e arranjos de defletores que determinam onde e quando os feixes devem ser limpos.

Tipos comuns de incrustações que exigem limpeza de pacotes

Diferentes tipos de incrustação existem Cada tipo de depósito fornece um procedimento de limpeza específico, e a pressão na qual ele tem que ser executado, bem como o custo associado Estes são os cinco tipos de incrustação de trocadores de calor industriais:

A instalação adequada do filtro nas linhas de entrada e a contrapressão zero durante o teste são requisitos antes de qualquer tentativa de limpeza Esteja ciente de que as usinas de água de resfriamento de circuito aberto experimentam regularmente incrustações biológicas, aumento do acúmulo de partículas e depósitos frouxamente aderentes, enquanto os trocadores de pré-calor brutos geralmente desenvolvem depósitos densos de asfalteno e produtos de corrosão. A maioria petroquímica os cenários de manutenção envolvem incrustações por reação química (coqueificação, polimerização) que exigem o tratamento de limpeza mais agressivo.

Métodos de limpeza de pacotes comparados entre técnicas de identificação e DO

Os métodos de limpeza de pacotes são divididos em duas categorias com base em qual superfície está sendo limpa A limpeza de ID (lado do tubo) concentra-se no interior dos tubos por onde passa o fluido do processo; A limpeza de DO tem como alvo a parte externa das superfícies do tubo e os espaços do lado do casco entre os tubos A limpeza combinada de ID e OD é comum na manutenção de turnaround.

O jato de água tem um custo de limpeza associado por tubo de US0,50-2 para jato de água, versus um custo geral de limpeza química de US5-15, uma melhoria de 30-501TP3 T em relação ao produto químico sozinho quando o jato de água é possível A limpeza química não pode ser substituída pelo jato de água na remoção de certos tipos de incrustações, como a escala apertada de CaCO3 em tubos de pequeno calibre com ID de 12 mm.

Investimento de capital para equipamento automatizado de limpeza de pacotes varia de € 50.000 a € 200.000, dependendo da capacidade da bomba, do nível de automação e se o sistema é montado em reboque para serviço de campo ou fixado em uma oficina de limpeza.

Processo de limpeza passo a passo do pacote

A sequência padrão para limpeza de pacotes, dentro ou fora do local, envolve uma série de etapas, ignorando qualquer uma das quais pode levar a erros dispendiosos.

1. Isolamento e lock-out-a etapa antes da limpeza; despressurizar enquanto remove as pressões através do bloqueio de válvulas de entrada e saída abertas; segregar fluidos residuais; verificar a condição de energia zero usando procedimentos de bloqueio/tagout (LOTO) de acordo com os procedimentos operacionais das plantas Confirmar que não existe pressão residual entre as válvulas de isolamento.
2. Remoção de pacotes - Qualquer um dos principais tipos de extratores de feixes hidráulicos, com capacidade de 5 a 25 + toneladas de força de tração pode ser usado Equipamento para serviços pesados está disponível para localizar e puxar feixes de até 78″ de diâmetro por 26 pés de comprimento Locais maiores são combinados com extrator de pacote movido a diesel equipamento que gera força suficiente sem fonte de energia externa.
3. Inspeção de pré-limpeza-Documente todas as anomalias do tubo com fotografias, para localizar plugues ou marcadores de corrosão; registrar medições de parede UT do tubo em um mínimo de três pontos por tubo; identificar depósitos incrustantes, anotando quaisquer tubos perfurados ou gravemente corroídos.
4. Limpeza do lado do tubo (ID) - Insira lanças de alta pressão (mais de 1.000 bar) ou bicos rotativos da face da folha do tubo. Trabalhe o feixe sistematicamente de cima para baixo em fileiras sequenciais, limpando tubo por tubo, para evitar que detritos se reassentem em superfícies já limpas.
5. Limpeza do lado da casca (OD) Posição do feixe em uma baía de lavagem ou em uma cremalheira de limpeza Use jacto externo a 500-1.500 bar, trabalhando de uma extremidade do feixe de tubos para a outra Concentre-se em áreas de corte defletor conhecidas por acumular mais depósitos.
6. Inspeção pós-limpeza e teste hidrostático do tubo Realize uma inspeção visual e UT das superfícies do tubo onde foi detectado afinamento da parede. Realize um teste hidrostático de acordo com ASME Seção VIII Div. 1 (pressão de teste = 1,3 × pressão de projeto).Detete quaisquer tubos com vazamento e tampe-os.
7. Reinstalação do pacote (Bundle re-installation) Use trilhos guia ou suportes de rolo para alinhar o feixe com o furo do invólucro Aplique um composto anti-apreensão nas superfícies da junta, encaixe novas juntas e parafusos de flange de torque de acordo com as especificações do fabricante usando uma chave de torque calibrada em um padrão de estrela.

Lista de verificação de inspeção pré-limpeza

• ✔Verifique o estado de energia zero (LOTO completo)
• ✔Registre as temperaturas e pressões de entrada/saída antes do desligamento
• Conduza UT das paredes do tubo pelo menos 3+ locais pelo tubo (linha de base inicial da espessura da parede)
• ✔Fotografe padrões de incrustação antes de limpar
• Especifique o volume de água de maquiagem e a pressão do abastecimento de água de limpeza.
• Revise o material do tubo e a pressão máxima de limpeza permitida.

Frequência de limpeza de pacotes e planejamento de manutenção

Com que frequência os feixes de tubos devem ser limpos? nenhuma resposta única cabe em cada planta. A frequência da limpeza é influenciada pelos indicadores de serviço, características do fluido, configuração do trocador de calor e (frequência mais importante).

De acordo com os princípios do cronograma de manutenção do Apêndice E da TEMA, limpe o pacote quando o OHTC cair 15-251TP3 T abaixo do nível de projeto ou quando o custo da perda de energia superar o custo de um desligamento de manutenção Este modelo de decisão baseado em custos garante que você evite eventos de limpeza prematuros e excessivamente tardios.

Trocadores brutos de trem de pré-aquecimento em refinarias petróleo apresentar desafios extremos de incrustação A incrustação baseada em asfalteno tende a acelerar ao longo do tempo não linearmente 201TP3 T da eficiência termodinâmica inicial disponível pode ser perdida em apenas um terço do tempo de operação que levou para perder o primeiro 201TP3 T. Rastreamento de temperatura abordagem semanal e tendência OHTC mensal dá planejamento de manutenção um ano de prazo de execução para incluir o evento de limpeza em horários de retorno existentes, em vez de agrupá-lo com desligamentos de emergência.

Ansioso para colocar um valor em dólares sobre a diferença entre esperar muito tempo e limpar muito cedo? acesse nosso calculadora de custos de tempo de inatividade de turnaround e compare-o com o dreno de energia da operação contínua suja Para recomendações de equipamentos, consulte soluções de limpeza de pacotes dimensionado para sua operação.

Escolhendo entre limpeza de pacotes in-situ e ex-situ

Escolher se deve limpar in situ ou ex situ é uma das primeiras grandes decisões em um trabalho de limpeza de pacotes Há vantagens e desvantagens para ambos.

Limpeza In-Situ

Limpeza Ex-Situ

As designações do tipo TEMA determinam as opções que você tem Os tipos de cabeça flutuante (AES, AET, AEP) permitem a remoção completa do feixe para limpeza ex-situ A tampa da cabeça flutuante e a tampa do casco são removidas e o feixe desliza sobre trilhos ou é estirado com um extrator Os tipos de folhas de tubos fixas (AEL, AEM, AEN) têm seus tubos soldados permanentemente a ambas as folhas de tubo e não apresentam oportunidade de remover o feixe. Somente a limpeza in-situ do lado do tubo é viável.

Decida entre abordagens equilibrando a gravidade da incrustação com as despesas de resposta. A incrustação leve de partículas no lado do tubo pode ser eliminada em um único dia com um trabalho de jato de água in-situ. Os depósitos pesados de carbono nas superfícies ID e OD garantem a abordagem ex-situ de 3 a 5 dias porque a limpeza apenas do lado do tubo deixará os depósitos do lado do casco sem controle.

Se você não possui um equipamento extrator, você pode escolher opções de aluguer de equipamento para atender aos requisitos do seu projeto Para instalações permanentes ou ciclos de retorno frequentes, a extrator de feixes autopropelido corta a necessidade de guindastes e pode realizar a limpeza até 401TP3 T mais rápido do que os métodos de tração manual.

Perguntas frequentes sobre limpeza de pacotes