data sheet heat exchangermedcom.ft.ugm.ac.id/wp-content/uploads/sites/1068/... · 4 4...
Post on 01-Jan-2020
16 Views
Preview:
TRANSCRIPT
1
DATA SHEET HEAT EXCHANGER
DOCUMENT NUMBER : MDC19-DS-HE-01
B 07-09-2019 ISSUED FOR COMPETITION
A 07-08-2019 ISSUED FOR REVIEW
Rev Date Description
2
DAFTAR ISI
DATA SHEET HEAT EXCHANGER 1
DAFTAR ISI 2
1. Introduction 3
2. Objective and Scope Work 3
3. Reference Documents 3
4. Data Sheet of Heat Exchanger 5
5. Petunjuk Pengerjaan Lomba 8
6. Note 9
3
1. Introduction
Saudara bekerja sebagai engineer di suatu perusahaan yang bergerak di bidang
engineering and construction. Saat ini perusahaan Saudara mendapatkan project dari
client yang bergerak di bidang industri oil and gas yaitu industri LNG (Liquefied
Natural Gas) untuk merancang sebuah heat exchanger. Perusahaan Saudara
memberikan kepercayaan dan meminta Saudara untuk merancang heat exchanger
tersebut sesuai dengan permintaan client. Acuan dan dasar dalam perancangan heat
exchanger tersebut merujuk pada TEMA, ASME B31.3, dan ASME BPVC Section
VIII Division 1.
2. Objective and Scope Work
Saudara diminta untuk melakukan perancangan heat exchanger yang merupakan
ammonia condenser untuk memenuhi kebutuhan user. Perancangan dilakukan dengan
mengacu pada data sheet yang diberikan. Adapun bagian heat exchanger yang perlu
dirancang meliputi: Tube, shell, front head, rear head, nozzle, and non-pressurized
part.
Condenser yang Saudara rancang berfungsi untuk merubah ammonia vapor menjadi
ammonia liquid dengan memanfaatkan water sebagai fluida pendingin. Desain yang
Saudara buat akan merujuk pada standar TEMA (Heat exchanger), ASME B31.3
(Shell), ASME BPVC Section VIII Div 1 (front head, rear head), ASME B16.5
(flange), dan dokumen terlampir lainnya.
3. Reference Documents
Berikut ini adalah dokumen referensi untuk menggunakan data sheet:
No Nomor Dokumen Deskripsi
1 MDC19-DS-HE-01 Heat Exchanger Data Sheet
2 MDC19-ALL-TEM-01 Turbular Exchanger Manufacturer Association
3 MDC19-MCH-ASM-01 Code ASME B31.3
4
4 MDC19-MCH-ASM-02 Code ASME BPVC Section VIII Division 1
5 MDC19-MCH-ASM-03 Code ASME BPVC Section II Part D
6 MDC19-MCH-ASM-04 Pressure Vessel Handbook
7 MDC19-THM-KAK-01 Heat Exchanger Selection, Rating, and Thermal
Design
8 MDC19-THM-SIN-01 Chemical Engineering Design
9 MDC19-PS-ASM-01 Standar ASME B16.5
10 MDC19-PS-ASM-02 Standar ASME B16.20
11 MDC19-PS-ASM-03 Standar ASME B36.10M
12 MDC19-PS-AST-01 Standar ASTM A 36
13 MDC19-PS-AST-02 Standar ASTM A 213
14 MDC19-PS-AST-03 Standar ASTM A 53
15 MDC19-PS-AST-04 Standar ASTM A 193
16 MDC19-PS-AST-05 Standar ASTM A 194
17 MDC19-PS-AST-06 Standar ASTM A 105
18 MDC19-PS-AST-07 Standar ASTM A 516
5
4. Data Sheet of Heat Exchanger
HEAT EXCHANGER SPECIFICATION SHEET
Job No. MDC 19
Customer MEDCOM Reference No.
Address Proposal No.
Plant Location Yogyakarta Date Rev
Service of Unit Ammonia Condenser Item No. 1
Size Type AEW Horz. Connected In 1 Parallel 1 Series
Surf/Unit (Gross/Eff) Shell/Unit 1 Surf/Shell (Gross/Eff)
Fluid Allocation
Fluid Name
Fluid Quantity. Total kg/hr
Vapor (In/Out) kg/hr
Liquid kg/hr
Steam kg/hr
Water kg/hr
Noncondensables kg/hr
Temperature (In/Out) °C
Specific Gravity
Viscosity cP
Specific Heat kJ/kg°C
Thermal Conductivity W/m°C
Latent Heat kJ/kg
Inlet Pressure kPa
Velocity m/s
Pressure Drop. Allow/Calc kPa
Fouling Resistance (Min.) Sq m °C / W 0.000176 0.000352
Heat Exchanged MTD (Corrected)
Transfer Rate, Service Actual
Design/Test Pressure kPag
Design Temperature °C
No Passes per Shell
Corrosion Allowance mm
Connections In
Size & Out
Rating
Tube No. OD 19.05 mm Thk(Avg) 1.829 mm Length 2400 mm Pitch 23.813 mm Layout 45 Deg.
Tube Type Plain Material SA 213 TP304
Tubesheet-Stationary A 36 Tubesheet-Floating A 36
Floating Head Cover - Impingement Plate None
Baffles-Cross Type Single Segmental %Cut (Diam) 25 Spacing (center) 400 Inlet 600 mm
Baffles-Long -
Expansion Joint - Type
Code Requirements ASME B31.3 + ASME BPVC VIII Div 1 + ASME B16.5 TEMA Class R
Weight/Shel Filled with Water Bundle kg
0.11550.01121 0.9465
0.57130.0138
45 45 20 25
0.996
Ammonia
Shell Side Tube Side
Water
1933.92 99360
1933.92
1933.92 99360 99360
2100.8 / 3151.2 623.3 / 934.95
56.25
1 2
4.181
0.60250.43480.03049
1782 600
1075
CONSTRUCTION OF ONE SHELL Sketch (Bundle/Nozzle Orientation)
Tube SideShell Side
31.25
2" Flange RFWN ….#
2" Flange RFWN ….# 4" Flange RFWN ….#
PERFORMANCE OF ONE UNIT
3,175 3,175
4" Flange RFWN ….#
6
Front Head Shell Rear Head
Surface Preparation
Radioghrapy Spot Spot Spot
Joint Efficiency 0.85 0.85 0.8
Weld Joint Strength Reduction Factor 1 1 1
Insulation Material No No No
Insulation Thickness mm - -
Ratio - - 2 : 1
Straight Flange mm 50.8
Code Requirements
Blind Flange
Welding Neck Flange
Gasket
Pipe
Bolt & Nut
Stud Bolt Material
Pass Partition Plate
Ellipsoidal Head
Tie Rod
Service
Flange
Service
Pipe
Flange
Stud Bolt
Nut
Saddle A 36 Rib Material A 36 Wear Plate Material A-516-70
Saddle Contact Angle 120° Wear Plate Contact Angle 130°
Lifting Lug A 36
Remarks: To be determined
Not to be determined
-
MECHANICAL DATA
Drain
4" Flange RFWN ….#
Sch. 120 A 105 Gr. B
A 516 Gr. 70
A 36
Material
Nozzle 5
Spiral-Wound Metal.
with nonmetallic filler
Spiral-Wound Metal.
with nonmetallic filler
Spiral-Wound Metal.
with nonmetallic filler
Not Necessary to be
Determined
Not Necessary to be
Determined
Not Necessary to be
Determined
-
2" Blind Flange RF ….#
A 105 Gr. B
2" Flange RFWN ….# Sch.80
A 105 Gr. B
-
Welding Neck Flange
Blind Flange
ASME BPVC VIII Div 1ASME B31.3ASME B31.3
2" Pipe Sch. 80 A 53 Gr. B
Nut Material
Material
Material
Material
Welding Neck Flange
- -
Pipe
Material A 53 Gr. B
A 193 B7
A 194 2H
A 53 Gr. B
A 193 B7
A 194 2H
4" Flange RFWN ….#
Sch. 120 A 105 Gr. B
2" Flange RFWN ….#
Sch. 80 A 105 Gr. B
2" Flange RFWN ….# Sch.80
A 105 Gr. B
…." Flange RFWN ….#
Sch. …. A 105 Gr. B
…." Blind Flange RF
….# A 105 Gr.B - -
…." Flange RFWN ….#
Sch. …. A 105 Gr. B
…." Flange RFWN ….#
Sch. ... A 105 Gr. B
A 193 B7
A 194 2H
A 36
Cold Fluid Inlet
Non-Pressurized Part
Gasket
Nozzle 4
Cold Fluid Outlet
2" Pipe Sch. 80 A 53 Gr. B
- -
- -
Nozzle 1 Nozzle 3Nozzle 2
Hot Fluid Inlet
4" Pipe Sch. 120
A 53 Gr. B
4" Pipe Sch. 120
A 53 Gr. B
Hot Fluid Outlet
2" Pipe Sch. 80
A 53 Gr. B
-
-
Spiral-Wound Metal. with
nonmetallic filler
A 193 B7
A 194 2H
7
NO SPECIFICATION VALUE UNIT
1 SA 213 TP304 8 g/cm³
2 A 36 7.8 g/cm³
3 A 193-B7 7.83 g/cm³
4 A 194-2H 7.81 g/cm³
5 A 105 Gr B 7.86 g/cm³
6 A 516 Gr 70 7.7 g/cm³
7 A 53 Gr B 7.58 g/cm³
LIST OF MATERIAL DENSITY
8
5. Petunjuk Pengerjaan Lomba
NOTE :
1. Jumlah tube ditentukan dengan batasan panjang, diameter dalam, dan tebal tube.
NO DESCRIPTION OUTPUT
1 Membaca Data Sheet
- Menentukan Heat Transfer Rate,
- Menghitung Logarithmic Mean Temperature Difference (LMTD),
- Menghitung Area transfer kalor awal, A
- Menghitung Area selimut luar per tube ,
- Menentukan Jumlah tube , [NOTE 1]
- Menentukan Diameter dalam Shell ,
- Menentukan koefisien transfer kalor pada sisi tube,
- Menghitung koefisien transfer kalor pada sisi shell,
- Menghitung koefisien transfer kalor total,
- Menghitung ketebalan nominal t nom (shell, front head & rear head)
- Menentukan schedule yang digunakan pada shell dan front head
- Menentukan tebal plat pada rear head
- Menghitung Maximum Allowable Working Pressure (MAWP) shell
- Menghitung Maximum Allowable Working Pressure (MAWP) front head
- Menghitung Maximum Allowable Working Pressure (MAWP) rear head
- Menghitung ketebalan minimal yang dibutuhkan branch, t branch
- Menentukan perlu atau tidaknya reinforcement pad
- Menentukan luas reinforcement pad (jika diperlukan)
- Menentukan berat total dari heat exchanger, m
- Menentukan dimensi saddle dan lifting lug
- Menentukan dimensi blind flange
- Menentukan dimensi spiral wound gasket
- Menentukan dimensi weldneck flange
- Menentukan dimensi pipa
- Menentukan dimensi stud bolt
- Menentukan dimensi nut
- Menentukan dimensi pass partition plate
- Menentukan dimensi tube
- Menentukan dimensi fixed tubesheet
- Menentukan dimensi floating tubesheet
- Menentukan diameter, dimensi, dan jumlah tie rod
- Menentukan dimensi reinforcement pad pada nozzle
- Menentukan dimensi saddle
- Menentukan dimensi lifting lug
PETUNJUK PENGISIAN
Perhitungan Termal2
Perhitungan Mekanikal3
Part Specification4
9
6. Note
Peserta diminta untuk mencermati dan memahami keseluruhan data yang
diberikan oleh panitia lomba, berikut adalah catatan yang wajib dipahami oleh
seluruh peserta :
1. Panjang tube efektif ( yang mengalami kontak langsung dengan 2 fluida ) sebesar 2400
mm.
2. Tubesheet yang digunakan terdiri dari fixed tubesheet dan floating tubesheet ( TEMA
tipe AEW ).
3. Penggunaan reinforcement pad didasarkan sesuai dengan kebutuhan hasil dari
perhitungan sekiranya membutuhkan atau tidak
4. Data yang belum tercantum di data sheet bisa dilihat di Participant Data Report.
Gambar Teknik
1. Jumlah baut pada Gambar Teknik ini tidak merepresentasikan jumlah yang sebenarnya.
2. Jumlah tube pada gambar teknik ini tidak merepresentasikan jumlah yang sebenarnya.
3. … dihitung dan dirancang oleh peserta.
4. Dalam pemodelan 3D menggunakan software Autodesk Inventor, pemilihan
bahan/material setiap komponen heat exchanger menggunakan fitur Autodesk Material
Library merujuk standar ASTM.
5. Pemodelan welding neck flange, gasket, blind flange, stud bolt, dan nut menggunakan
fitur content center yang tersedia pada Autodesk Inventor.
A
C
B
A
C
B
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
8
8
A A
B B
C C
D D
E E
F F
HEAT EXCHANGER
Sheet
1 / 3
mmUnit
DTMI FT-UGM
Digambar Oleh :
UGMREVISION HISTORY
REV DATE DESCRIPTIONA 8/7/2019 IFRB 9/7/2019 IFC
300
0°
90°
180°
270°
0,7L
0,5L
9.3
0,875L
0,046L
0,3L
0,120L
0,3L
0,7L
300
300
300
300
Note 1Jumlah baut pada gambar teknik ini tidak mempresentasikan jumlah sebenarnyaNote 2... dihitung dan ditentukan oleh peserta
Note 19.1
2.3
2.1
1.3
3.1
1.1
1.2
1.5
1.6
2.4
2.5
3.9
3.10
PARTS LISTITEM QTY PART NAME DESCRIPTION MATERIAL1 1 Front Head 1.1 1 Pipe ..." NPS - SCH. … A 53 Gr B1.2 2 Flange ..." FLANGE - …# - RFWN - SCH … A 105 Gr B1.3 1 Blind Flange ..." FLANGE - …# - BLIND. RF Forgings A 105 Gr. B
1.4 2 Gasket ..." SPIRAL WOUND - …# Spiral-wound metal, with nonmetalic filler
1.5 … Stud Bolt A 193 B71.6 … Nut A 194 2H2 1 Rear Head 2.1 1 Flange ..." FLANGE - ...# - RFWN - SCH A 105 Gr B
2.2 1 Gasket ..." SPIRAL WOUND - ...# Spiral-wound metal, with nonmetalic filler
2.3 1 Elipsoidal A 516 Gr 702.4 … Stud Bolt A 193 B72.5 … Nut A 194 2H3 1 Shell 3.1 1 Pipe ..." NPS - SCH. ... A 53 Gr B3.2 2 Flange ..." FLANGE - ...# - RFWN - SCH … A 105 Gr B
3.3 1 Gasket ..." SPIRAL WOUND - ...#Spiral-wound metal, with nonmetalic filler
3.9 … Stud Bolt A 193 B73.10 … Nut A 194 2H9 Non-Pressurized Part 9.1 2 Lifting Lug A 36
9.2 1 Fixed Saddle Penentuan saddle ditentukan oleh perhitungan Rib : A 36 Wear Plate : A 516-70
9.3 1 Sliding Saddle Penentuan saddle ditentukan oleh perhitungan Rib : A 36 Wear Plate : A 516-70
1.4
2.2
1.4 3.3
Note 2
Note 2
Note 2
Note 2
Note 2
Note 2
Note 2
Note 2
Note 2
2377
0,092L
9.2
D-D
D D
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
8
8
A A
B B
C C
D D
E E
F F
HEAT EXCHANGER
Sheet
2 / 3
mmUnit
DTMI FT-UGM
Digambar Oleh :
UGMREVISION HISTORY
REV DATE DESCRIPTIONA 8/7/2019 IFRB 9/7/2019 IFC
7.2
7.1
6.2
6.1 5.1
5.28.1
8.2
8.3
8.4
8.5
8.6
0,25L 0,167L
L Note 3
4.2
4.1
N1
N5N2N3
N4
3.8
3.53.4
1.7
3.7
3.6
PARTS LISTITEM QTY PART NAME DESCRIPTION MATERIAL1 1 Front Head
1.7 1Pass Partition Plate A 36
3 1 Shell
3.4 1Fixed Tubesheet A 36
3.5 1Floating Tubesheet A 36
3.6 … Tube SA 213 TP 3043.7 … Tie Rod A 363.8 4 Baffle A 364 1 N1 HOT FLUID INLET 4.1 1 Pipe 4" PIPE NPS - SCH. 120 A 53 Gr B4.2 1 Flange 4" FLANGE - …# - RFWN - SCH 120 A 105 Gr B5 1 N2 HOT FLUID OUTLET 5.1 1 Pipe 4" PIPE NPS - SCH. 120 A 53 Gr B5.2 1 Flange 4" FLANGE - …# - RFWN - SCH 120 A 105 Gr B6 1 N3 COLD FLUID INLET 6.1 1 Pipe 2" PIPE NPS - SCH. 80 A 53 Gr B6.2 1 Flange 2" FLANGE - …# - RFWN - SCH 80 A 105 Gr B7 1 N4 COLD FLUID OUTLET 7.1 1 Pipe 2" PIPE NPS - SCH. 80 A 53 Gr B7.2 1 Flange 2" FLANGE - …# - RFWN - SCH 80 A 105 Gr B8 1 N5 DRAIN 8.1 1 Pipe 2" PIPE NPS - SCH. 80 A 53 Gr B8.2 1 Flange 2" FLANGE - …# - RFWN - SCH 80 A 105 Gr B
8.3 1 Gasket 2" SPIRAL WOUND - …# Spiral-wound metal, with nonmetalic filler
8.4 1 Blind Flange 2" FLANGE - …#- BLIND. RF Forgings A 105 Gr. B8.5 ... Stud Bolt A 193 B78.6 ... Nut A 194 2H
Note 2
Note 2
Note 2
Note 2
Note 2
Note 2
Note 2... dihitung dan ditentukan oleh pesertaNote 3L adalah panjang tube efektif Heat Exchanger (2,4 m)
Note 2
F-F
E-E
F
F
E
E
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
8
8
A A
B B
C C
D D
E E
F F
HEAT EXCHANGER
Sheet
3 / 3
mmUnit
DTMI FT-UGM
Digambar Oleh :
UGMREVISION HISTORY
REV DATE DESCRIPTIONA 8/7/2019 IFRB 9/7/2019 IFC
h50,8
2 : 1 Ellipsoidal Head
Fixed Tubesheet
H
1"
R
T
D
Lifting Lug
Fixed Saddle Sliding Saddle
Floating Tubesheet
PARTS LISTITEM QTY PART NAME DESCRIPTION MATERIAL2.3 1 Elipsoidal A 516 Gr 703.4 1 Fixed Tubesheet A 363.5 1 Floating Tubesheet A 369.1 2 Lifting Lug A 36
9.2 1 Fixed Saddle Penentuan saddle ditentukan oleh perhitungan Rib : SA SA-36 Wear Plate : SA-516-70
9.3 1 Sliding Saddle Penentuan saddle ditentukan oleh perhitungan Rib : SA SA-36 Wear Plate : SA-516-71
23,813
Note 4
26,580
26,5
9.1
3.4 3.5
2.3
Note 4Jumlah tube pada gambar teknik (Part Fixed Tubesheet dan Floating Tubesheet) ini tidak mempresentasikan jumlah sebenarnya (Contoh Tube Arrangement)
Note 4
E E
C2C1
1000
130°
H
G
HA
C
D1" MIN
9.2
E E
C2
C1
130°
1000
AH H
G
C
1" MIN D
9.3
Same as Rear Head Plate ThicknessSame as Rear Head Plate Thickness
top related