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-PÚBLICO- N-1671 REV. F 04 / 2015 PROPRIEDADE DA PETROBRAS 1 página CONTEC Comissão de Normalização Técnica SC-08 Fornos Projeto e Fabricação de Forno 2a Emenda Esta é a 2a Emenda da PETROBRAS N-1671 REV. F, que incorpora a 1a emenda, e se destina a modificar o seu texto nas partes indicadas a seguir: NOTA 1 As novas páginas com as alterações efetuadas estão colocadas nas posições correspondentes. NOTA 2 As páginas emendadas, com a indicação da data da emenda, estão colocadas no final da norma, em ordem cronológica, e não devem ser utilizadas. CONTEÚDO DA 1ª EMENDA - 04/2014 - Seção 2: Exclusão da ABNT NBR 10700 e NBR 10701. Inclusão da BSI BS EN 15259. - Subseção 7.2: Alteração do texto. CONTEÚDO DA 2ª EMENDA - 04/2015 - Seção 2: Exclusão da ISO 13705. Exclusão da Nota. - Subseção 3.1: Alteração do texto. - Subseção 6.2: Alteração do texto. -PÚBLICO- N-1671 REV. F 07 / 2012 PROPRIEDADE DA PETROBRAS 16 páginas, Índice de Revisões e GT Projeto e Fabricação de Forno Procedimento Esta Norma substitui e cancela a sua revisão anterior. Cabe à CONTEC - Subcomissão Autora, a orientação quanto à interpretação do texto desta Norma. A Unidade da PETROBRAS usuária desta Norma é a responsável pela adoção e aplicação das suas seções, subseções e enumerações. CONTEC Comissão de Normalização Técnica Requisito Técnico: Prescrição estabelecida como a mais adequada e que deve ser utilizada estritamente em conformidade com esta Norma. Uma eventual resolução de não segui-la (“não-conformidade” com esta Norma) deve ter fundamentos técnico-gerenciais e deve ser aprovada e registrada pela Unidade da PETROBRAS usuária desta Norma. É caracterizada por verbos de caráter impositivo. Prática Recomendada: Prescrição que pode ser utilizada nas condições previstas por esta Norma, mas que admite (e adverte sobre) a possibilidade de alternativa (não escrita nesta Norma) mais adequada à aplicação específica. A alternativa adotada deve ser aprovada e registrada pela Unidade da PETROBRAS usuária desta Norma. É caracterizada por verbos de caráter não-impositivo. É indicada pela expressão: [Prática Recomendada]. SC - 08 Cópias dos registros das “não-conformidades” com esta Norma, que possam contribuir para o seu aprimoramento, devem ser enviadas para a CONTEC - Subcomissão Autora. As propostas para revisão desta Norma devem ser enviadas à CONTEC - Subcomissão Autora, indicando a sua identificação alfanumérica e revisão, a seção, subseção e enumeração a ser revisada, a proposta de redação e a justificativa técnico-econômica. As propostas são apreciadas durante os trabalhos para alteração desta Norma. Fornos “A presente Norma é titularidade exclusiva da PETRÓLEO BRASILEIRO S.A. - PETROBRAS, de uso interno na PETROBRAS, e qualquer reprodução para utilização ou divulgação externa, sem a prévia e expressa autorização da titular, importa em ato ilícito nos termos da legislação pertinente, através da qual serão imputadas as responsabilidades cabíveis. A circulação externa será regulada mediante cláusula própria de Sigilo e Confidencialidade, nos termos do direito intelectual e propriedade industrial.” Apresentação As Normas Técnicas PETROBRAS são elaboradas por Grupos de Trabalho - GT (formados por Técnicos Colaboradores especialistas da Companhia e de suas Subsidiárias), são comentadas pelas Unidades da Companhia e por suas Subsidiárias, são aprovadas pelas Subcomissões Autoras - SC (formadas por técnicos de uma mesma especialidade, representando as Unidades da Companhia e as Subsidiárias) e homologadas pelo Núcleo Executivo (formado pelos representantes das Unidades da Companhia e das Subsidiárias). Uma Norma Técnica PETROBRAS está sujeita a revisão em qualquer tempo pela sua Subcomissão Autora e deve ser reanalisada a cada 5 anos para ser revalidada, revisada ou cancelada. As Normas Técnicas PETROBRAS são elaboradas em conformidade com a Norma Técnica PETROBRAS N-1. Para informações completas sobre as Normas Técnicas PETROBRAS, ver Catálogo de Normas Técnicas PETROBRAS. ../link.asp?cod=N-0001 -PÚBLICO - N-1671 REV. F 07 / 2012 2 Sumário 1 Escopo................................................................................................................................................. 4 2 Referências Normativas ...................................................................................................................... 4 3 Norma de Projeto e Fabricação .......................................................................................................... 4 4 Requisitos de Projeto .......................................................................................................................... 5 4.1 Projeto Térmico ...................................................................................................................... 5 4.2 Projeto Mecânico.................................................................................................................... 5 5 Tubos................................................................................................................................................... 5 6 Suportes dos Tubos ............................................................................................................................ 5 7 Chaminés, Dutos e Coifas................................................................................................................... 6 8 Portas de Alívio de Pressão ................................................................................................................ 6 9 Janela de Observação......................................................................................................................... 7 10 Conexões Auxiliares e para Instrumentos......................................................................................... 7 11 Equipamentos Auxiliares .................................................................................................................... 7 11.1 Queimadores........................................................................................................................ 7 11.2 Sopradores de Fuligem........................................................................................................ 8 11.3 Ventiladores e Acionadores ................................................................................................. 9 11.4 Plataformas e Escadas ...................................................................................................... 10 12 Revestimento Refratário/Isolante .................................................................................................... 10 13 Fabricação....................................................................................................................................... 10 Anexo A - Figuras e Tabela................................................................................................................... 11 Anexo B - Figura.................................................................................................................................... 16 Figuras Figura A.1 - Bocal para Vapor de Abafamento ..................................................................................... 11 Figura A.2 - Bocal para Vapor de Abafamento em Caixa de Cabeçotes e Câmara Plena................... 11 Figura A.3 - Bocal para Teste e/ou Amostragem.................................................................................. 12 Figura A.4 - Bocal para Instrumento de Pressão .................................................................................. 12 Figura A.5 - Bocal para Instrumento de Temperatura........................................................................... 13 Figura A.6 - Bocal para Termoparde Parede de Tubo......................................................................... 13 -PÚBLICO - N-1671 REV. F 07 / 2012 3 Figura A.7 - Bocal para Analisador de O2 ............................................................................................. 14 Figura B.1 - Desenho Esquemático (em Corte) da Janela ................................................................... 16 Tabela Tabela A.1 - Descrição das Conexões.................................................................................................. 15 -PÚBLICO- N-1671 REV. F 07 / 2012 4 1 Escopo 1.1 Esta Norma fixa as condições exigíveis para o projeto, materiais, fabricação, inspeção, teste e preparação para transporte de forno tubular sujeito a chama e equipamentos auxiliares utilizado em refinaria de petróleo em geral. 1.2 As descrições e terminologia do forno tubular sujeito a chama são dadas pela ABNT NBR 10778. 1.3 Esta Norma se aplica a projetos iniciados a partir da data de sua edição. 1.4 Esta Norma contém Requisitos Técnicos e Práticas Recomendadas. 2 Referências Normativas Os documentos relacionados a seguir são indispensáveis à aplicação deste documento. Para referências datadas, aplicam-se somente as edições citadas. Para referências não datadas, aplicam-se as edições mais recentes dos referidos documentos. ABNT NBR 6123 - Forças Devidas ao Vento em Edificações; ABNT NBR 10778 - Forno Tubular Sujeito à Chama; ABNT NBR ISO 2768-1 - Tolerâncias Gerais - Parte 1: Tolerâncias para Dimensões Lineares e Angulares sem Indicação de Tolerância Individual; API STD 560 - Fired Heaters for General Refinery Service; API STD 614 - Lubrication, Shaft-Sealing and Oil-Control Systems and Auxiliaries; API STD 670 - Machinery Protection Systems; API STD 673:2002 - Centrifugal Fans for Petroleum, Chemical and Gas for Industry Services; ASME STS-1 - Steel Stacks; BSI BS EN 15259 - Air Quality - Measurement Of Stationary Source Emissions - Requirements For Measurement Sections And Sites And For The Measurement Objective, Plan And Report. NOTA CANCELADA - EMENDA 04/2015. 3 Norma de Projeto e Fabricação 3.1 O projeto e a fabricação do forno devem seguir a API STD 560, complementada e/ou modificada por esta Norma. -PÚBLICO- N-1671 REV. F 07 / 2012 5 3.2 Para tolerâncias lineares e angulares sem indicação direta nos documentos de projeto deve ser seguida a ABNT NBR ISO 2768-1. 4 Requisitos de Projeto 4.1 Projeto Térmico 4.1.1 Recomenda-se que os distribuidores/coletores (“manifolds”) de fornos com multipasses, em escoamento monofásico, sejam dimensionados de tal maneira que a diferença máxima entre as vazões seja inferior a 10 %. [Prática Recomendada] 4.1.2 Não é recomendado o uso de distribuidor onde o escoamento é bifásico. [Prática Recomendada] 4.2 Projeto Mecânico 4.2.1 As estruturas e seus componentes devem ser projetados para todas as condições de carga esperadas durante o transporte, montagem, operação e manutenção. Isto inclui o apoio de equipamentos, máquinas e andaimes, fora e dentro do forno. 4.2.2 Os fornos com previsão de descoqueamento por “pig” devem ter espaços e facilidades suficientes para a instalação dos lançadores de “pig” nos bocais de entrada e de saída da serpentina. 4.2.3 Para fornos reformadores, os elementos Al, Ti, Zn (inclusive em componentes galvanizados), Pb e Cd não devem ser utilizados em componentes, acessórios, revestimentos ou pintura localizados acima do teto da radiação. 5 Tubos 5.1 Para serpentina de tubos em aço inoxidável austenítico, somente podem ser utilizados pinos ou aletas de aço inoxidável 18 Cr-8 Ni ou 25 Cr-20 Ni. 5.2 Os aços inoxidáveis tipo 321 e 347 devem ser fornecidos na condição de solubilizados e estabilizados. 5.3 As juntas circunferenciais dos tubos devem ser posicionadas de forma a não interferirem com os suportes e guias após a dilatação térmica. 6 Suportes dos Tubos 6.1 A deflexão calculada do tubo, devida à taxa de fluência de longo período (“long term creep rate”), deve ser no máximo igual a um diâmetro nominal para a máxima condição de projeto. 6.2 No caso de se utilizar um material que não conste nos gráficos de tensões admissíveis da API STD 560, o projetista deve especificar a fonte (fabricante) adotada na determinação da tensão admissível dos suportes dos tubos. -PÚBLICO- N-1671 REV. F 07 / 2012 6 6.3 É proibida a utilização do material ASTM A 217 Gr. C5. 6.4 Em serpentinas verticais suportadas no topo da radiação, não devem ser utilizadas guias soldadas às curvas inferiores. 6.5 Os suportes da convecção devem ser verificados para a condição de teste hidrostático da serpentina. Nesta condição, as tensões calculadas não devem ultrapassar 90 % da tensão de escoamento especificada do material utilizado. 6.6 Deve-se evitar o uso de partes desmontáveis no suporte dos tubos. Caso contrário, os pinos de ligação devem ser travados por meio de arruela soldada. 6.7 Não devem ser utilizados suportes extremos soldados à estrutura metálica do módulo da convecção. 7 Chaminés, Tetos, Dutos e Coifas 7.1 O projeto mecânico da chaminé deve estar de acordo com o ASME STS-1 e as cargas mínimas de vento de acordo com a ABNT NBR 6123. 7.2 Devem ser previstas plataformas, bocais de amostragem e outras facilidades de acordo como a BSI BS EN 15259. 7.3 Os fornos cilíndricos com tubos helicoidais devem ter o topo da radiação totalmente removível, de modo a permitir a substituição integral da serpentina. 7.4 Em fornos cilíndricos verticais, a porta de remoção de tubos pelo teto deve ter dimensões suficientes para a passagem de, no mínimo, um “grampo” – conjunto formado por dois tubos e uma curva soldados." 8 Portas de Alívio de Pressão 8.1 Devem ser providas portas de alívio de pressão cuja área mínima deve ser calculada pela expressão: 273TxMx10x5,1A g 7 Onde: A é a área total de porta (m2); M é a vazão máxima de gases de combustão (kg/h); Tg é a temperatura dos gases no local da porta (°C). NOTA Bases para projeto: a) pressão de abertura = 1 245 Pa (127 mm de coluna d’água); b) perda de pressão através da porta = 2,8 x altura de velocidade (“velocity head”); c) recomenda-se que a área máxima da porta de explosão não ultrapasse a 0,4 m2. [Prática Recomendada] -PÚBLICO - N-1671 REV. F 07 / 2012 7 8.2 A localização das portas de explosão deve garantir que seu acionamento não resulte em acidente com danos pessoal ou material. 9 Janela de Observação 9.1 A área efetiva de visualização através do vidro deve garantir a visualização dos queimadores, pilotos e serpentinas em toda sua extensão. As dimensões mínimas do vidro e o chanfro do refratário estão indicadas na Figura B.1. Nos casos de fornos “double-fired” com tubos horizontais as janelas devem permitir, também, a visualização e termografia dos suportes da radiação. 9.2 O sistema de fixação deve permitir a retirada do conjunto completo da janela, para manutenção ou substituição. 9.3 O material do vidro deve ser temperado, transparente e incolor, com espessura mínima de 10 mm. 9.4 O vidro deve ser instalado em uma janela pivotada, permitindo a sua abertura lateral total, de forma segura, possibilitando a sua limpeza, a substituição do vidro e acesso para termografia. 9.5 O sistema de proteção do vidro deve ser dotado de portinhola interna e garantir a temperatura do vidro de no máximo 60 °C, em operação normal. 9.6 A portinhola deve ter um dispositivo que a mantenha travada na posição aberta. 10 Conexões Auxiliares e para Instrumentos Os detalhes construtivos das conexões instaladas na carcaça de forno tubular sujeito à chama, chaminé e duto revestido internamente, descritos abaixo, estão padronizadasconforme as Figuras A.1 a A.7 e Tabela A.1, no Anexo A. a) Figura A.1 - Bocal para Vapor de Abafamento; b) Figura A.2 - Bocal para Vapor de Abafamento em Caixa de Cabeçotes e Câmara Plena; c) Figura A.3 - Bocal para Teste e/ou Amostragem; d) Figura A.4 - Bocal para Instrumento de Pressão; e) Figura A.5 - Bocal para Instrumento de Temperatura; f) Figura A.6 - Bocal para Termopar de Parede de Tubo; g) Figura A.7 - Bocal para Analisador de O2; h) Tabela A.1 - Descrição das Conexões. 11 Equipamentos Auxiliares 11.1 Queimadores 11.1.1 O sistema de interligação entre o queimador principal e piloto e seus respectivos anéis (gás, óleo e vapor) deve utilizar mangote flexível. Para os casos de óleo e vapor deve ser previsto isolamento térmico externo ao mangote. 11.1.2 Teste de performance deve ser realizado na planta de teste do Fornecedor para queimadores ainda não utilizados no sistema PETROBRAS ou instalados em fornos com mais de quinze queimadores. -PÚBLICO - N-1671 REV. F 07 / 2012 8 11.1.3 Recomenda-se que o usuário avalie a necessidade de teste de performance do queimador em conjunto com o responsável pelo Projeto Básico nos casos não cobertos pela 11.1.2. [Prática recomendada] 11.1.4 O Fornecedor do queimador deve emitir, no mínimo, os seguintes documentos: a) arranjo geral do queimador indicando as tolerâncias admissíveis, incluindo câmara plena com o supressor de ruído, quando aplicável, espaço necessário para remoção do piloto e detalhes gerais de fabricação e montagem; b) detalhes de fixação do queimador; c) bocais de tubulação, incluindo locação, dimensão, classe de pressão e tipo de face de todas as conexões; d) detalhes dos blocos de refratário, incluindo suportação; e) curvas de performance para todos os combustíveis indicados na Folha de Dados do Queimador. f) curva de perda de carga do ar x liberação de calor; g) manuais de instalação, de operação e de manutenção. 11.1.5 Quando a temperatura do ar preaquecido for igual ou superior a 350 °C, o corpo do queimador deve ser fornecido em aço inox austenítico série 300. 11.1.6 A placa frontal (“front-plate”) do queimador deve ser fornecida com espessura mínima de 9 mm. 11.1.7 Não são aceitos dispositivos reguladores de ar do tipo cilindros concêntricos rotativos ou deslizantes. 11.1.8 Recomenda-se a concepção de projeto de caixa de ar individual por queimador ou uma por par de queimadores. [Prática Recomendada] 11.1.9 Não deve ser utilizada barra de ionização (“flame rod”) para o monitoramento de chama em queimadores a óleo. 11.1.10 O atomizador e o orifício de restrição (“spud”) não podem ser fornecidos em latão e devem ser fornecidos com materiais diferentes entre si. 11.1.11 A elevação da placa frontal (“front-plate”) deve permitir a fácil manutenção e operação do queimador sem o uso de escadas ou plataforma de acesso. A localização e comprimento do piloto devem ser tais que não resultem na alteração da elevação da placa frontal (“front-plate”) do queimador. 11.2 Sopradores de Fuligem 11.2.1 Sopradores de fuligem retráteis devem permitir o retorno manual da lança quando da falha do seu acionador, durante a operação de sopragem. -PÚBLICO - N-1671 REV. F 07 / 2012 9 11.2.2 O Fornecedor deve prover painel de campo para operação com saída de sinais para o Sistema Digital de Controle Distribuído (SDCD). 11.2.3 O sistema do soprador de fuligem deve ser sequencial e totalmente automático. 11.3 Ventiladores e Acionadores 11.3.1 O fabricante deve fornecer preenchida uma folha de dados em conformidade com a disposta no anexo da API STD 673:2002 e as curvas de desempenho do ventilador durante a fase de proposta. A documentação conforme construído (“as built”) deve fazer parte do manual final. 11.3.2 O ventilador deve ser projetado preferencialmente conforme arranjo da API STD 673:2002 apêndice B, figuras B-1 ou B-2. O arranjo preferencial é o 3 com pedestais independentes. O arranjo tipo 7, quando não for possível especificar o tipo 3, deve ser submetido para aprovação. Outros arranjos devem ser evitados. 11.3.3 Os mancais devem ser de rolamento ou de deslizamento. Todas as caixas de mancais dos ventiladores e seus acionadores devem ser fornecidas com provisão para instalação de lubrificação por névoa (“oil mist”). As caixas de mancais devem ser seladas por selos isoladores substituíveis. Ventiladores em serviços críticos (sem reserva) e com mancais com lubrificação forçada, devem possuir sistema de óleo conforme API STD 614 (ou ISO correspondente), em seu capítulo para serviços especiais. 11.3.4 As caixas de mancais dos ventiladores e seus acionadores devem possuir provisões para instalação de acelerômetros para medição de vibração em conformidade com a API STD 670 (ou ISO equivalente). 11.3.5 O controle de capacidade dos ventiladores deve ser feito preferencialmente por variação de rotação, através de inversor de frequência para motores elétricos ou governadores de velocidade para turbinas a vapor. Projetos alternativos devem ser submetidos para aprovação. 11.3.6 Ventilador com rotação nominal de operação inferior a 1 800 RPM e acionado por turbina a vapor deve possuir caixa redutora de velocidade da turbina, para que sua eficiência não seja baixa. 11.3.7 Ventiladores de tiragem forçada devem possuir pás com perfil de aerofólio para obtenção de maior eficiência. 11.3.8 Os ventiladores de tiragem forçada devem possuir uma tela protetora instalada no duto de admissão, para evitar entrada de corpos estranhos. Sua perda de carga deve ser considerada no cálculo do sistema. 11.3.9 O material da carcaça do ventilador deve ser em ASTM A 242 no mínimo. 11.3.10 Os acoplamentos devem ser de elementos flexíveis em aço inoxidável. A guarda do acoplamento deve ser rígida, fixa à base do conjunto e em material não centelhante. 11.3.11 Ventiladores cuja temperatura de operação ultrapasse 60 °C devem possuir uma jaqueta ou manta de proteção térmica removível e reutilizável, resistente a instalação sem cobertura, ao tempo. -PÚBLICO - N-1671 REV. F 07 / 2012 10 11.3.12 Ventiladores com duas pontas de eixo e dois acionadores devem possuir embreagem para acoplamento e desacoplamento de cada acionador, para facilidades de manutenção. O acoplamento deve ser automático e o desacoplamento deve ser automático/manual. 11.4 Plataformas e Escadas No piso das escadas e plataformas é recomendada a utilização de grades galvanizadas, exceto nas situações previstas no 4.2.3. O uso de chapa xadrez deve ser evitado. [Prática Recomendada] 12 Revestimento Refratário/Isolante 12.1 A temperatura externa da chapa da chaminé, até uma elevação de 2 m acima da plataforma de amostragem, não deve exceder 82 °C, considerando uma temperatura ambiente de 27 °C com velocidade de vento zero. 12.2 O uso de membrana para cura hidráulica do concreto isolante/refratário só é admitido se a membrana for a base de parafina. 13 Fabricação 13.1 Fornecimento de materiais, fabricação, inspeção, testes e preparação para transporte do forno e equipamentos auxiliares são considerados como etapas da fabricação. 13.2 Durante o transporte e armazenamento, os componentes fabricados em aço inoxidável austenítico devem ser protegidos do contato com atmosfera salina e/ou água salgada. 13.3 O forno deve ser pré-fabricado e pré-montado nas maiores dimensões possíveis. Devem ser respeitados os seguintes limites a serem acordados entre o fabricante e a PETROBRAS: a) largura máxima admissível; b) altura máxima admissível; c) comprimento máximo admissível; d) peso máximo admissível. 13.4 O número de juntas soldadas no campo deve ser minimizado. 13.5 A convecção deve ser pré-fabricada em módulos completamente montados (estruturas, caixa de cabeçote, espelhos, serpentinas,refratários, bocais etc.). 13.6 O fabricante deve fornecer todos os reforços e dispositivos de movimentação necessários para o transporte e montagem. As dimensões, pesos, centro de gravidade e todos os reforços e dispositivos devem ser claramente indicados nos documentos de montagem. -PÚBLICO - N-1671 REV. F 07 / 2012 15 Tabela A.1 - Descrição das Conexões Item Descrição Material Dimensões Observações 1 Tubo Aço inox - 18 % Cr 8 % Ni 1 1/2” - Sch 80 Ver Nota 5 2 Flange Aço inox - 18 % Cr 8 % Ni 1 1/2” WN - 150# RF 3 Flange cego Aço inox - 18 % Cr 8 % Ni 4” - 150# RF 4 Tê forjado Aço-carbono 1 1/2” - 3 000# Rosca-NPT 5 Bujão Aço-carbono 1 1/2” - 3 000# Rosca-NPT 6 Luva Aço-carbono 3/4” - 3 000# Rosca-NPT 7 Tubo Aço inox - 18 % Cr 8 % Ni 3/4” - Sch 40 Ver Nota 5 8 Tubo Aço inox - 18 % Cr 8 % Ni P/fabricante Ver Nota 5 9 Flange Aço inox - 18 % Cr 8 % Ni P/fabricante - WN 10 - Papelão “craft” ou fibra cerâmica Espessura de 3/16” Ver Nota 4 11 Tubo Aço inox - 18 % Cr 8 % Ni 1” - Sch 80 Ver Nota 5 12 Tubo Aço inox - 18 % Cr 8 % Ni 4 - Sch 80 Ver Nota 5 13 Flange Aço inox - 18 % Cr 8 % Ni 1” - WN - 150# RF 14 Flange Aço inox - 18 % Cr 8 % Ni 4” - WN - 150# RF NOTA 1 Todas as dimensões são em mm, salvo indicação diferente. NOTA 2 As espessuras dos refratários devem ser obtidas nos desenhos do forno. NOTA 3 Para espessuras de refratários menores que 30 mm, ou mesmo ausência de refratários, os tubos devem se estender até as linhas mostradas nas figuras. NOTA 4 Usado somente quando o isolamento for concreto refratário. NOTA 5 Para temperaturas de câmara acima de 1 000 ºC, usar aço AISI 310. -PÚBLICO - N-1671 REV. F 07 / 2012 IR 1/1 ÍNDICE DE REVISÕES REV. A e B Não existe índice de revisões. REV. C Partes Atingidas Descrição da Alteração Todas Revisadas REV. D Partes Atingidas Descrição da Alteração Revalidação REV. E Partes Atingidas Descrição da Alteração Todas Revisadas REV. F Partes Atingidas Descrição da Alteração 4.2.1 Revisado 9.1 Revisado 10 Revisado 12 Revisado Figura B.1 Revisado -PÚBLICO- N-1671 REV. F 07 / 2012 4 1 Escopo 1.1 Esta Norma fixa as condições exigíveis para o projeto, materiais, fabricação, inspeção, teste e preparação para transporte de forno tubular sujeito a chama e equipamentos auxiliares utilizado em refinaria de petróleo em geral. 1.2 As descrições e terminologia do forno tubular sujeito a chama são dadas pela ABNT NBR 10778. 1.3 Esta Norma se aplica a projetos iniciados a partir da data de sua edição. 1.4 Esta Norma contém Requisitos Técnicos e Práticas Recomendadas. 2 Referências Normativas Os documentos relacionados a seguir são indispensáveis à aplicação deste documento. Para referências datadas, aplicam-se somente as edições citadas. Para referências não datadas, aplicam-se as edições mais recentes dos referidos documentos. ABNT NBR 6123 - Forças Devidas ao Vento em Edificações; ABNT NBR 10778 - Forno Tubular Sujeito à Chama; ABNT NBR ISO 2768-1 - Tolerâncias Gerais - Parte 1: Tolerâncias para Dimensões Lineares e Angulares sem Indicação de Tolerância Individual; ISO 13705 - Petroleum, Petrochemical and Natural Gas Industries Fired Heaters for General Refinery Service; API STD 560 - Fired Heaters for General Refinery Service; API STD 614 - Lubrication, Shaft-Sealing and Oil-Control Systems and Auxiliaries; API STD 670 - Machinery Protection Systems; API STD 673:2002 - Centrifugal Fans for Petroleum, Chemical and Gas for Industry Services; ASME STS-1 - Steel Stacks; BSI BS EN 15259 - Air Quality - Measurement Of Stationary Source Emissions - Requirements For Measurement Sections And Sites And For The Measurement Objective, Plan And Report. NOTA A ISO 13705 tem seu conteúdo idêntico ao do API STD 560 - Fired Heaters for General Refinery Service. 3 Norma de Projeto e Fabricação 3.1 O projeto e a fabricação do forno devem seguir a ISO 13705, complementada e/ou modificada por esta Norma. EELR 04-ABR_2015 -PÚBLICO - N-1671 REV. F 07 / 2012 5 3.2 Para tolerâncias lineares e angulares sem indicação direta nos documentos de projeto deve ser seguida a ABNT NBR ISO 2768-1. 4 Requisitos de Projeto 4.1 Projeto Térmico 4.1.1 Recomenda-se que os distribuidores/coletores (“manifolds”) de fornos com multipasses, em escoamento monofásico, sejam dimensionados de tal maneira que a diferença máxima entre as vazões seja inferior a 10 %. [Prática Recomendada] 4.1.2 Não é recomendado o uso de distribuidor onde o escoamento é bifásico. [Prática Recomendada] 4.2 Projeto Mecânico 4.2.1 As estruturas e seus componentes devem ser projetados para todas as condições de carga esperadas durante o transporte, montagem, operação e manutenção. Isto inclui o apoio de equipamentos, máquinas e andaimes, fora e dentro do forno. 4.2.2 Os fornos com previsão de descoqueamento por “pig” devem ter espaços e facilidades suficientes para a instalação dos lançadores de “pig” nos bocais de entrada e de saída da serpentina. 4.2.3 Para fornos reformadores, os elementos Al, Ti, Zn (inclusive em componentes galvanizados), Pb e Cd não devem ser utilizados em componentes, acessórios, revestimentos ou pintura localizados acima do teto da radiação. 5 Tubos 5.1 Para serpentina de tubos em aço inoxidável austenítico, somente podem ser utilizados pinos ou aletas de aço inoxidável 18 Cr-8 Ni ou 25 Cr-20 Ni. 5.2 Os aços inoxidáveis tipo 321 e 347 devem ser fornecidos na condição de solubilizados e estabilizados. 5.3 As juntas circunferenciais dos tubos devem ser posicionadas de forma a não interferirem com os suportes e guias após a dilatação térmica. 6 Suportes dos Tubos 6.1 A deflexão calculada do tubo, devida à taxa de fluência de longo período (“long term creep rate”), deve ser no máximo igual a um diâmetro nominal para a máxima condição de projeto. 6.2 No caso de se utilizar um material que não conste nos gráficos de tensões admissíveis da ISO 13705, o projetista deve especificar a fonte (fabricante) adotada na determinação da tensão admissível dos suportes dos tubos. EELR 04-ABR_2015 -PÚBLICO - N-1671 REV. F 07 / 2012 4 1 Escopo 1.1 Esta Norma fixa as condições exigíveis para o projeto, materiais, fabricação, inspeção, teste e preparação para transporte de forno tubular sujeito a chama e equipamentos auxiliares utilizado em refinaria de petróleo em geral. 1.2 As descrições e terminologia do forno tubular sujeito a chama são dadas pela ABNT NBR 10778. 1.3 Esta Norma se aplica a projetos iniciados a partir da data de sua edição. 1.4 Esta Norma contém Requisitos Técnicos e Práticas Recomendadas. 2 Referências Normativas Os documentos relacionados a seguir são indispensáveis à aplicação deste documento. Para referências datadas, aplicam-se somente as edições citadas. Para referências não datadas, aplicam-se as edições mais recentes dos referidos documentos. ABNT NBR 6123 - Forças Devidas ao Vento em Edificações; ABNT NBR 10700 - Planejamento de Amostragem em Dutos e Chaminés de Fontes Estacionárias; ABNT NBR 10701 - Determinação de Pontos de Amostragem em Dutos e Chaminés de Fontes Estacionárias; ABNT NBR 10778 - Forno Tubular Sujeito à Chama; ABNT NBR ISO 2768-1 - Tolerâncias Gerais - Parte 1: Tolerâncias para Dimensões Lineares e Angulares sem Indicação de Tolerância Individual; ISO 13705 - Petroleum, Petrochemical and Natural Gas Industries Fired Heaters for General Refinery Service; API STD 560 - Fired Heaters for General Refinery Service; API STD 614 - Lubrication, Shaft-Sealing and Oil-Control Systems and Auxiliaries; API STD 670 - Machinery ProtectionSystems; API STD 673:2002 - Centrifugal Fans for Petroleum, Chemical and Gas for Industry Services; ASME STS-1 - Steel Stacks. NOTA A ISO 13705 tem seu conteúdo idêntico ao do API STD 560 - Fired Heaters for General Refinery Service. 3 Norma de Projeto e Fabricação 3.1 O projeto e a fabricação do forno devem seguir a ISO 13705, complementada e/ou modificada por esta Norma. erct P-04/2014 -PÚBLICO - N-1671 REV. F 07 / 2012 6 6.3 É proibida a utilização do material ASTM A 217 Gr. C5. 6.4 Em serpentinas verticais suportadas no topo da radiação, não devem ser utilizadas guias soldadas às curvas inferiores. 6.5 Os suportes da convecção devem ser verificados para a condição de teste hidrostático da serpentina. Nesta condição, as tensões calculadas não devem ultrapassar 90 % da tensão de escoamento especificada do material utilizado. 6.6 Deve-se evitar o uso de partes desmontáveis no suporte dos tubos. Caso contrário, os pinos de ligação devem ser travados por meio de arruela soldada. 6.7 Não devem ser utilizados suportes extremos soldados à estrutura metálica do módulo da convecção. 7 Chaminés, Tetos, Dutos e Coifas 7.1 O projeto mecânico da chaminé deve estar de acordo com o ASME STS-1 e as cargas mínimas de vento de acordo com a ABNT NBR 6123. 7.2 Devem ser previstas plataformas, bocais de amostragem e outras facilidades de acordo como as ABNT NBR 10700 e NBR 10701. 7.3 Os fornos cilíndricos com tubos helicoidais devem ter o topo da radiação totalmente removível, de modo a permitir a substituição integral da serpentina. 7.4 Em fornos cilíndricos verticais, a porta de remoção de tubos pelo teto deve ter dimensões suficientes para a passagem de, no mínimo, um “grampo” – conjunto formado por dois tubos e uma curva soldados." 8 Portas de Alívio de Pressão 8.1 Devem ser providas portas de alívio de pressão cuja área mínima deve ser calculada pela expressão: 273TxMx10x5,1A g 7 Onde: A é a área total de porta (m2); M é a vazão máxima de gases de combustão (kg/h); Tg é a temperatura dos gases no local da porta (°C). NOTA Bases para projeto: a) pressão de abertura = 1 245 Pa (127 mm de coluna d’água); b) perda de pressão através da porta = 2,8 x altura de velocidade (“velocity head”); c) recomenda-se que a área máxima da porta de explosão não ultrapasse a 0,4 m2. [Prática Recomendada] erct P-04/2014