आवेदन प्रगति र ऊर्जा-पेट्रोकेमिकल उद्योगमा हीट एक्सचेन्जरहरूको बचत अनुसन्धान

सार

आधुनिक औद्योगिकीकरणको विकाससँगै, न्यून- कार्बन उद्योग अपरिहार्य प्रवृत्ति भएको छ। विभिन्न औद्योगिक क्षेत्रहरूमा, परम्परागत ताप विनिमय उपकरणहरू प्रतिस्थापन गर्न उच्च-दक्षता र ऊर्जा-बचत गर्ने ताप एक्सचेंजरहरू विकास गरिएका छन्। यद्यपि, ताप एक्सचेन्जरहरूको कार्यसम्पादनमा सुधारले मात्र सम्पूर्ण उत्पादन प्रणालीको लागि इष्टतम ऊर्जा{5}}बचत प्रभाव प्राप्त गर्न सक्दैन।

पेट्रोकेमिकल उद्योगमा वास्तविक परिचालन अवस्थाहरूमा आधारित, यस पेपरले विभिन्न प्रकारका ताप एक्सचेन्जरहरूको अनुप्रयोग वातावरण, ऊर्जा{0}} बचत गर्ने प्रविधिहरूको विकास, साथै गल्ती हटाउने र दोष उपचारमा अनुसन्धान प्रगतिको समीक्षा गर्दछ। नयाँ अनुसन्धान निर्देशनहरू पनि प्रस्तावित छन्।

ताप एक्सचेन्जर, थर्मल एक्सचेन्जरको रूपमा पनि चिनिन्छ, मुख्यतया विभिन्न तरल पदार्थहरू बीच तातो स्थानान्तरण प्राप्त गर्न प्रयोग गरिने उपकरण हो। पेट्रोकेमिकल उत्पादन को समयमा, प्रक्रिया मिडिया अक्सर तताउन वा चिसो गर्न आवश्यक छ। विभिन्न अपरेटिङ सर्तहरू र उत्पादन आवश्यकताहरू अनुसार, विभिन्न प्रकारका ताप एक्सचेंजरहरू चयन गर्न सकिन्छ कि प्रक्रिया तरल पदार्थ आवश्यक तापक्रम स्तरहरूमा पुग्छ र रासायनिक प्रतिक्रिया प्रक्रियाहरूको आवश्यकताहरू पूरा गर्दछ।

यसको सञ्चालन सिद्धान्त र कार्यहरूको कारणले गर्दा, ताप एक्सचेंजरहरूले सम्पूर्ण परिष्करण प्रक्रियामा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छन्। तिनीहरू प्रक्रिया तरल पदार्थको उचित तापक्रम नियन्त्रण सुनिश्चित गर्न, परिष्कृत प्रणालीहरूको स्थिर सञ्चालन कायम राख्न, र ऊर्जा संरक्षणको लागि अपशिष्ट ताप पुन: प्राप्ति गर्नका लागि मुख्य उपकरणहरू हुन्। थप रूपमा, किनभने ताप विनिमय उपकरणहरू पेट्रोकेमिकल उद्योगमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ, यसले उपकरण लगानी लागतको महत्त्वपूर्ण अनुपात प्रतिनिधित्व गर्दछ। सम्बन्धित ऊर्जा खपत र धातु हानि पनि ध्यान आवश्यक प्रमुख कारक हुन्।

1. पेट्रोकेमिकल उद्योग मा हीट एक्सचेंजर्स को आवेदन प्रगति

1.1 अपशिष्ट ताप रिकभरी मा ताप पाइप ताप एक्सचेंजर को आवेदन

ताप पाइप ताप एक्सचेन्जरहरू पेट्रोलियम उद्योगमा कठोर अपशिष्ट ताप रिकभरी अवस्थाहरूमा सफलतापूर्वक लागू गरिएको छ, विशेष गरी उच्च सल्फर इन्धनहरू समावेश गर्ने प्रक्रियाहरूमा।

पेट्रोकेमिकल उत्पादन प्रक्रियाहरूमा, उच्च तापमान तताउने र क्र्याकिंग उपकरणहरू आवश्यक हुन्छन्। उदाहरणका लागि, हल्का ओलेफिनको उत्पादनमा, उच्च-तापमानका पेट्रोलियम नेफ्था क्र्याकिंग फर्नेसहरू सामान्यतया प्रयोग गरिन्छ। यी भट्टीहरूबाट निस्कने ग्यासको तापक्रम २००–४०० डिग्रीसम्म पुग्न सक्छ। गम्भीर परिचालन वातावरणको कारण, उत्पन्न फोहोर ग्यास सीधा वायुमण्डलमा छोड्न सकिँदैन।

एयर प्रिहिटिंग तातो पाइप ताप एक्सचेन्जरहरूले निकास ग्यासहरूबाट अवशिष्ट तापलाई दहन हावा पूर्व तताउन प्रयोग गर्न सक्छन्, ऊर्जा दक्षता सुधार गर्दै वातावरणीय प्रदूषण कम गर्दछ।

हालका वर्षहरूमा, राम्रो ऊर्जा बचत र अपशिष्ट ताप रिकभरी कार्यसम्पादन प्राप्त गर्नका लागि ट्युबुलर ताप एक्सचेन्जरहरूको विभिन्न संयोजनहरू व्यापक रूपमा घरेलू र अन्तर्राष्ट्रिय रूपमा अपनाइएका छन्। मुख्य उत्पादन प्रक्रिया चित्र 1 मा देखाइएको छ।

1.2 शीतलन र तातो विनिमय प्रक्रियाहरूमा हेलिकल ब्याफल हीट एक्सचेन्जरहरूको प्रयोग

हेलिकल बाफल हीट एक्सचेन्जर नयाँ प्रकारको उच्च-दक्षता ताप विनिमय उपकरण हो। यसको अवधारणा सन् १९३० मा स्विडेनको रोजेनब्ल्यान्ड कम्पनीले प्रस्ताव गरेको सर्पिल प्लेट हीट एक्सचेन्जर संरचनाबाट आएको हो, जसलाई पछि पेटेन्ट गरिएको थियो। पछि, संयुक्त अधिराज्य, संयुक्त राज्य अमेरिका, जर्मनी र पूर्व सोभियत संघ लगायतका देशहरूले समान उपकरणहरू विकास र निर्माण गरे।

चीनले सन् १९५० को दशकमा रासायनिक उद्योगमा यो प्रविधिको परिचय र प्रयोग गर्न थाल्यो। 1960 को मध्यमा, घरेलु उत्पादकहरूले रोलिङ प्रक्रियाहरू मार्फत ठूलो उत्पादन हासिल गरेका थिए। सन् १९७३ मा चीनले संकलन गरेको थियोसर्पिल प्लेट हीट एक्सचेंजर रेखाचित्रका लागि चयन पुस्तिका। नवीनतम मानक, JB/T4751सर्पिल प्लेट हीट एक्सचेंजर(2003 संस्करण), चीन मा सर्पिल प्लेट गर्मी एक्सचेंजर प्रविधि को विकास स्तर प्रतिनिधित्व गर्दछ।

परम्परागत ताप एक्सचेंजरहरूको तुलनामा, सर्पिल प्लेट ताप एक्सचेन्जरहरूमा उच्च ताप स्थानान्तरण गुणांक र तरल पदार्थको टर्ब्युलेन्सको कारणले हुने स्वयम्-सफाई क्षमता सहितका फाइदाहरू छन्, जसले तलछट जम्मा हुनबाट रोक्न मद्दत गर्दछ।

तसर्थ, पेट्रोकेमिकल उद्योगमा, सर्पिल प्लेट ताप एक्सचेन्जरहरू मुख्यतया पेट्रोल, डिजेल इन्धन, अमोनिया पानी, क्लोरीन पानी, नमकीन, बलियो एसिड, बलियो क्षार, र नाइट्रोजन-हाइड्रोजन-अमोनिया मिश्रित ग्यासहरू समावेश गर्ने तताउने र शीतलन प्रक्रियाहरूको लागि प्रयोग गरिन्छ।

तिनीहरू तताउने, शीतलन, संक्षेपण, र अल्कोहल, रेजिन, यूरिया, साना आणविक मोनोमरहरू, पोलिमराइज्ड ओलेफिनहरू, र सम्बन्धित मध्यवर्ती उत्पादनहरूका लागि रिबोइलिंग प्रणालीहरूमा पनि व्यापक रूपमा लागू हुन्छन्।

Hao Zhenliang et al। शेल-साइड प्रेसर ड्रप र प्रवाह दर, रेनोल्ड्स नम्बर (Re) र Nusselt नम्बर (Nu) सँग शेल-साइड कन्भेक्टिव ताप स्थानान्तरण प्रदर्शनको भिन्नता, र हेलिकल बाफल र सेगमेन्टल तातो एक्सचेन्ज बीका लागि एकाइ दबाव ड्रप अवस्थाहरूमा शेल-साइड गर्मी स्थानान्तरण गुणांक बीचको सम्बन्धको प्रयोगात्मक रूपमा अध्ययन गरियो।

तिनीहरूको अनुसन्धानले विभिन्न अपरेटिङ सर्तहरूमा उपकरण चयनको लागि मार्गदर्शन प्रदान गर्यो। मुख्य निष्कर्ष निम्नानुसार छन्:

(१) उही रेनोल्ड्स नम्बर सर्तहरू अन्तर्गत, सेगमेन्टल बाफल ताप एक्सचेन्जरहरूको शेल-साइड कन्भेक्टिभ तातो स्थानान्तरण गुणांक हेलिकल बाफल ताप एक्सचेन्जरहरूको भन्दा बढी हुन्छ।

(२) एउटै खोल व्यास र प्रवाह दर अवस्थाहरू अन्तर्गत, हेलिकल बाफल ताप एक्सचेन्जरहरूको शेल-साइड प्रेशर ड्रप हेलिकल कोणसँग नकारात्मक रूपमा सम्बन्धित हुन्छ। यद्यपि, चयन गरिएको हेलिकल कोणलाई ध्यान नदिई, दबाव ड्रप सेगमेन्टल बाफल ताप एक्सचेंजरहरूको भन्दा कम रहन्छ।

(३) माथिका दुई निष्कर्षहरू भन्दा फरक, प्रति एकाइ दबाव ड्रपको ताप स्थानान्तरण कार्यसम्पादनलाई विचार गर्दा, हेलिकल बफल ताप एक्सचेन्जरहरूको शेल-साइड कन्भेक्टिभ गर्मी स्थानान्तरण गुणांक उच्च हुन्छ। जब हेलिकल कोण लगभग 40 डिग्री हुन्छ, संवहनी ताप स्थानान्तरण गुणांक यसको अधिकतम मानमा पुग्छ, परिणामस्वरूप उच्चतम समग्र ताप स्थानान्तरण प्रदर्शन।

1.3 ऊर्जा-उच्च तेल प्रशोधनमा उच्च क्षमताको प्लेट हीट एक्सचेन्जरहरूको बचत अनुप्रयोग

मध्यम र ठूला - स्केल तेल रिफाइनरीहरूमा, त्यहाँ विभिन्न प्रकारका लगभग 400 वटा ताप एक्सचेंजरहरू हुन सक्छन्। यी प्रणालीहरू प्रायः उच्च दबाव र उच्च तापमान अवस्थाहरूमा काम गर्छन्। अन्तर्राष्ट्रिय रूपमा, शेल-र-ट्यूब ताप एक्सचेंजरहरू 8.4 MPa दबाब र 1500 डिग्री तापक्रमको सञ्चालन स्तरमा पुगेका छन्, ताप स्थानान्तरण क्षेत्रहरू 6,700 m² सम्म पुगेका छन्।

अपतटीय तेल प्लेटफार्महरूको उच्च निर्माण लागतको कारण, वेल्डेड प्लेट ताप एक्सचेंजरहरू तिनीहरूको कम्प्याक्ट संरचना, हल्का डिजाइन, उत्कृष्ट ताप स्थानान्तरण प्रदर्शन, र कम लागतको कारणले अपतटीय तेल उत्पादनमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको छ।

तिनीहरूको मुख्य अनुप्रयोगहरूमा चिसो मेकानिकल लुब्रिकेटिङ तेल र ताजा पानी (जस्तै इन्जिन ज्याकेट कूलिङ पानी) समावेश छ। तेल क्षेत्रहरूमा, तिनीहरू कच्चा तेल तताउने र अन्य प्रक्रियाहरूको लागि पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ।

मुख्य चुनौती प्रक्रिया प्रणालीको डिजाइन र गणनामा छ। वास्तविक उत्पादनमा, ऊर्जा हानि प्रायः अनुचित प्रक्रिया डिजाइनको कारणले हुन्छ।

चेन जियानवेई र अन्य। पेट्रोकेमिकल अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग हुने शीतलन प्लेट ताप एक्सचेंजरहरूको दबाब ड्रप गणनामा सैद्धान्तिक अनुसन्धान गरियो। ताप एक्सचेन्जरहरू र ताप स्थानान्तरण सिद्धान्तहरूको विशेषताहरूको आधारमा, तिनीहरूले प्रवाह च्यानलको तरल चरण रैखिक रूपमा बढ्छ र प्रवाह च्यानल लम्बाइ, वास्तविक जन वाष्प गुणस्तर, र भोल्युमेट्रिक वाष्प गुणस्तर बीचको सम्बन्ध स्थापित गर्दछ भन्ने धारणा राखे। गणना परिणामहरू व्यावहारिक परिचालन डेटा संग संगत थिए।

मुख्य निष्कर्ष निम्नानुसार छन्:

(१) चरण-परिवर्तन अवस्था अन्तर्गत, तरल पदार्थको दबाब घट्ने हिसाब गर्दा, तरल पदार्थलाई दुई-फेज वा मल्टिफेज फ्लोको रूपमा लिइन्छ। एकल-चरण प्रवाह वा समरूप प्रवाह मोडेलहरू बहु-चरण प्रवाह गणनाहरूको विकल्पको रूपमा प्रयोग गर्नु हुँदैन। एक अलग प्रवाह मोडेल लागू गर्नुपर्छ।

(२) पेट्रोकेमिकल उद्योगमा शीतलन प्रक्रियाहरूमा, आंशिक संक्षेपण हुन सक्छ, जसको परिणामस्वरूप तातो स्थानान्तरण सतहहरूमा तरल फिल्महरू बन्न सक्छन्। त्यसकारण, प्लेट-फिन ताप एक्सचेन्जरहरू जस्ता कम्प्याक्ट ताप एक्सचेंजरहरू चयन गर्दा, उचित र किफायती डिजाइन प्राप्त गर्न संरचनात्मक मापदण्डहरू विचार गर्न आवश्यक छ। केवल ताप स्थानान्तरण क्षेत्र बढाएर र सुरक्षा मार्जिनहरू थपेर पर्याप्त छैन।

1.4 एकाग्रता र सुख्खा प्रक्रियाहरूमा पातलो फिल्म बाष्पीकरणकर्ताहरूको प्रयोग

पातलो फिल्म बाष्पीकरणहरू सामान्यतया पेट्रोकेमिकल प्रक्रियाहरूमा प्रयोग गरिन्छ जस्तै कास्टिक सोडा एकाग्रता, सोडियम सल्फाइड वाष्पीकरण, राल सुकाउने, र रबर सुकाउने। तिनीहरूले महत्त्वपूर्ण आर्थिक लाभ प्रदान गर्छन्।

कास्ट आइरन वाष्पीकरण प्यान जस्ता परम्परागत उपकरणहरूको तुलनामा, थर्मल तेल भट्टीहरू द्वारा तताइएको पातलो फिल्म वाष्पीकरण ताप एक्सचेन्जरहरूको निम्न फाइदाहरू छन्:

(1) उपकरण फुटप्रिन्ट लगभग 6% ले घटाउन सकिन्छ। प्रक्रियाले यान्त्रिक वाष्पीकरणलाई सक्षम बनाउँछ, सञ्चालनलाई सरल बनाउँछ, र अन्तरिम उत्पादनलाई निरन्तर उत्पादनमा रूपान्तरण गर्छ, जसले गर्दा औद्योगिक दक्षतामा सुधार हुन्छ।

(2) घुमाउने स्क्र्यापर द्वारा संचालित, गर्मी स्थानान्तरण प्रदर्शन उल्लेखनीय रूपमा सुधारिएको छ। सतहमा वाष्पीकरण समय एक मिनेट भन्दा कममा घटाउन सकिन्छ, स्केलिंग र कार्बन डिपोजिसन कम गर्दै। उत्पादनको विघटन हुने सम्भावना कम हुन्छ र ताप-संवेदनशील सामग्रीका लागि उपयुक्त हुन्छ। एकै समयमा, तलछट गठन कम हुन्छ, जसको परिणामस्वरूप सजिलो मर्मत र सफाई हुन्छ।

(३) कास्ट आइरन वाष्पीकरण प्यानसँग तुलना गर्दा, समर्थन गर्ने थर्मल तेल भट्टीले कोइलाको खपत लगभग 50% घटाउन सक्छ। यसले 300 डिग्री सम्मको तापक्रममा काम गर्न सक्छ र गैर-दबावरहित अवस्थामा सुरक्षित सञ्चालन कायम राख्छ।

(४) उपकरण प्रक्रिया स्केलको लागि सुविधाजनक छ-अप डिजाइन र परम्परागत केटल-प्रकारका ड्रायरहरू बदल्न सक्छ। ठूला-उत्पादन विस्तारको समयमा, मापन अप गर्दा हुने विचलन अपेक्षाकृत सानो हुन्छ।

यद्यपि, केही प्राविधिक चुनौतीहरू अझै पनि व्यावहारिक अनुप्रयोगहरूमा अवस्थित छन्।

For example, scraper grooves are usually made of polytetrafluoroethylene (PTFE), which has excellent corrosion resistance but limited high-temperature resistance. One possible solution is to use materials such as graphite that provide both corrosion resistance and high-temperature resistance (>280 डिग्री)।

प्रक्रिया पाइपलाइनहरू सामान्यतया सिमलेस पाइपहरूबाट बनेका हुन्छन्, जसलाई लगभग हरेक 30 दिनमा प्रतिस्थापन आवश्यक पर्दछ। सम्भावित सुधार भनेको स्टेनलेस स्टील पाइप वा पाइपहरू प्रयोग गर्नु हो जसमा क्षरण-प्रतिरोधी आन्तरिक अस्तरहरू, जस्तै फ्लोरोप्लास्टिक-लाइन गरिएको ताप एक्सचेन्जर ट्यूबहरू।

थप रूपमा, परिसंचरण पम्पहरूसँग सम्बन्धित जंग समस्याहरू पनि थप समाधान चाहिन्छ।

2. पेट्रोकेमिकल उद्योगमा तातो एक्सचेन्ज उपकरणहरूको लागि फोउलिंग हटाउने र प्रतिरोधी उपायहरू

Steinhagen et al. का अनुसार, न्यूजील्याण्डमा 3,000 विभिन्न प्रकारका हीट एक्सचेन्जरहरूको सर्वेक्षणले देखाएको छ कि 90% भन्दा बढी हीट एक्सचेन्जरहरूले फोउलिंग समस्याहरू अनुभव गरे। विभिन्न प्रकारका ताप एक्सचेन्जरहरू बीचको फोउलिंग अवस्थाहरूको तुलना चित्र 2 मा देखाइएको छ।

घरेलु र अन्तर्राष्ट्रिय अध्ययनहरूले पेट्रोलियम रिफाइनिङ र रासायनिक उद्योगहरूमा फोउलिंग उपचारसँग सम्बन्धित वार्षिक लागत लगभग 15.6 मिलियन पुग्छ, जसको परिणामस्वरूप महत्त्वपूर्ण आर्थिक क्षति र स्रोत खपत हुन्छ।

पेट्रोकेमिकल उद्योगमा वास्तविक अपरेटिङ सर्तहरू अन्तर्गत, फोउलिंगको गठन संयन्त्र र वर्गीकरणलाई मुख्य रूपमा निम्न कोटिहरूमा विभाजन गर्न सकिन्छ:

जंग फोउलिंग मोडेलहरू

ठोसीकरण फोउलिंग मोडेलहरू

सतह सामग्री-प्रेरित फोउलिंग मोडेलहरू

ग्यास-फेज फोउलिंग मोडेलहरू

रासायनिक प्रतिक्रिया फोउलिंग मोडेलहरू

व्यावहारिक सञ्चालन भविष्यवाणी र विश्लेषण को समयमा, fouling यी संयन्त्र अनुसार वर्गीकृत गर्न सकिन्छ। विभिन्न सञ्चालन अवस्थाहरू अनुसार उपयुक्त ताप एक्सचेंजर प्रकारहरू चयन गरेर र इष्टतम सफाई अन्तरालहरू गणना गरेर, आर्थिक घाटा कम गर्न सकिन्छ।

यसबाहेक, पेट्रोकेमिकल अनुप्रयोगहरूमा उच्च-तापमान र उच्च-दबाव सञ्चालन गर्ने वातावरणलाई विचार गर्दै, मुख्य उपचार विधिहरू समावेश छन्:

गर्मी स्थानान्तरण वृद्धि

मेकानिकल सफाई विधिहरू

रासायनिक सफाई विधिहरू

अनलाइन निगरानी र वास्तविक समय सफाई प्रविधिहरू

3. पेट्रोकेमिकल उद्योगमा हीट एक्सचेन्जरहरूको विफलता विश्लेषण र रखरखाव

3.1 हीट एक्सचेन्जरहरूमा क्षरण र पहिरनको रोकथाम

पेट्रोकेमिकल उद्योगमा ताप एक्सचेंजरहरूको सञ्चालनको क्रममा, जंग चुहावट दुर्घटनाहरू प्रायः हुन्छन्। यी विफलताहरूले स्थिर उत्पादनलाई अवरोध गर्न सक्छ र पेट्रोकेमिकल प्रणालीहरूमा प्रमुख उपकरण समस्याहरू मध्ये एक मानिन्छ।

त्यस्ता चुहावट समस्याहरूलाई मुख्यतया इरोसन लिकेज र क्षरण चुहावटमा वर्गीकृत गरिन्छ। वर्तमान समाधानहरू मुख्यतया विफलताहरू पछि क्षतिग्रस्त उपकरणहरू मर्मत गर्न, विफलताहरू रोक्न उत्पादन प्रक्रियाहरू सुधार गर्न, र गर्मी एक्सचेन्जर सामग्री र प्रकारहरूको उचित चयन मार्फत उपकरणको गिरावट कम गर्नमा केन्द्रित छन्।

3.1.1 हीट एक्सचेन्जरहरूमा क्षरण र पहिरनको कारणहरू

कच्चा माल को परिप्रेक्ष्य देखि विश्लेषण

पेट्रोकेमिकल उत्पादनमा प्रयोग हुने कच्चा पदार्थ, विशेष गरी कच्चा तेलमा जटिल रासायनिक घटकहरू हुन्छन्। थप रूपमा, कच्चा तेलमा सामान्यतया उच्च चिपचिपापन हुन्छ र अनियमित आकारको ठोस कणहरू हुन्छन्।

नतिजाको रूपमा, ताप एक्सचेंजर सतहहरूसँग सम्पर्कमा काम गर्ने माध्यम अत्यन्त जटिल छ। उपकरणहरू प्रायः भौतिक घर्षण र गम्भीर रासायनिक क्षरणको कारण दुवै यांत्रिक क्षतिको अधीनमा छन्।

रासायनिक प्रक्रियाहरूको परिप्रेक्ष्यबाट विश्लेषण

The entire petrochemical production chain often involves high-temperature (>1000 डिग्री) र उच्च-दबाव सञ्चालन अवस्थाहरू। क्षरणका विभिन्न रूपहरू एकैसाथ हुन सक्छन् र एक अर्कासँग अन्तरक्रिया गर्न सक्छन्।

उदाहरण को लागी, उत्पादन प्रक्रियाहरु को समयमा आवश्यक उच्च प्रवाह वेग क्षरण क्षरण को एक प्रत्यक्ष कारण हो, जबकि अवस्थित क्षरण चुहावट समस्या को गति।

तसर्थ, ताप एक्सचेन्जर विफलताहरूमा, चुहावट र जंग सामान्यतया नजिकबाट सम्बन्धित हुन्छन् र एक सिनेर्जस्टिक प्रभाव सिर्जना गर्न सक्छ जसले उपकरण बिग्रन्छ।

३.१.२ पेट्रोकेमिकल उद्योगमा हीट एक्सचेन्जर क्षरण र पहिरन र प्रतिरोधी उपायहरूको वर्गीकरण

(१) सतह क्षरण र गर्मी एक्सचेन्जरहरूको पहिरन

सतह क्षरण गर्मी एक्सचेंजर ट्यूब चुहावट को सबै भन्दा सामान्य कारण हो, लगभग 90% मामिलाहरु को लागी लेखांकन।

पेट्रोकेमिकल उत्पादनमा प्रयोग हुने प्रक्रिया मिडियामा प्रायः चिपचिपापन र आसंजनको निश्चित स्तरहरू हुन्छन्। ठोस कणहरू र बुलबुलेहरू भएको उच्च गतिको तरल पदार्थले तातो स्थानान्तरण सतहहरूलाई निरन्तर प्रभाव पार्छ, 10 MPa सम्मको स्थानीय सतहको दबाब उत्पन्न गर्छ, जसले थकान क्षरण र धातुको सतहलाई क्षति पुर्‍याउन सक्छ।

त्यसकारण, प्रक्रिया आवश्यकताहरूले प्राय: मध्यम प्रवाह वेग 2 m/s भन्दा बढी हुनुपर्छ भनेर निर्दिष्ट गर्दछ।

(2) सतह निक्षेप को कारण इलेक्ट्रोकेमिकल जंग

पेट्रोलियम रिफाइनिङ प्रक्रियाहरूमा, प्रक्रिया मिडियामा सामान्यतया उच्च चिपचिपापन हुन्छ र निश्चित परिस्थितिहरूमा दृढता अनुभव गर्न सक्छ। यसले ताप एक्सचेन्जर सतहहरूमा सामग्री जम्मा गर्न र जम्मा गर्न सक्छ।

यी निक्षेपहरूको अस्थिर, निरन्तर र असमान विशेषताहरूले दरार र खाली ठाउँहरू निम्त्याउन सक्छ। यी अन्तरहरू भित्र र बाहिरको बीचमा अक्सिजन एकाग्रतामा भिन्नताले इलेक्ट्रोकेमिकल जंग ट्रिगर गर्न सक्छ।

सम्बन्धित जंग प्रतिक्रियाहरू मुख्य रूपमा समावेश छन्:

धातु विघटन प्रतिक्रिया, अर्थात् एनोडिक ऑक्सीकरण;

क्याथोडिक कमी प्रतिक्रियाहरू;

इलेक्ट्रोकेमिकल असंतुलनको कारणले गर्दा क्षरणको प्रगतिशील विस्तार।

(3) तातो एक्सचेन्जर ट्यूबहरूको पानी साइड सतहमा जंग

तातो आदानप्रदान प्रणालीहरूमा, पानीलाई प्राय: तातो स्थानान्तरण माध्यमको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, जसले पानी-साइड क्षरणलाई सामान्य समस्या बनाउँछ।

मुख्य जंग संयन्त्रहरू समावेश छन्:

पीएच मान को कमी;

पानी वाष्प प्रवेश;

घुलनशील ओक्सीजनको कारणले आक्रमण;

क्लोराइड आयन (Cl⁻) जंग;

सल्फाइड आयन (S²⁻) क्षरण।

यी प्रतिक्रियाहरू सामान्यतया रासायनिक क्षरण र इलेक्ट्रोकेमिकल जंगमा विभाजन गर्न सकिन्छ।

ताप एक्सचेन्जर ट्युबहरूको पानीको छेउमा क्षरण प्रतिरोधी सामग्रीहरू-का लागि आवश्यकताहरू समावेश छन्:

राम्रो थर्मल चालकता र बलियो सतह आसंजन;

तापमान भिन्नता र पर्याप्त कठोरताको लागि उत्कृष्ट प्रतिरोध;

आयन जंग को बलियो प्रतिरोध;

राम्रो एन्टि- स्केलिंग प्रदर्शन;

पानी वाष्प प्रवेश को लागि उत्कृष्ट प्रतिरोध।

3.1.3 हीट एक्सचेन्जरहरूको लागि क्षरण संरक्षण विधिहरू

हाल, पेट्रोकेमिकल उद्योगमा ताप एक्सचेंजरहरूको लागि जंग संरक्षण विधिहरू मुख्य रूपमा समावेश छन्:

(1) बलिदान एनोड संरक्षण

यस विधिले मुख्य उपकरणको क्षरण रोक्नको लागि बलिदान एनोडको रूपमा बढी सक्रिय धातु प्रयोग गरेर ताप एक्सचेन्जर सामग्रीहरूको सुरक्षा गर्दछ।

(२) एन्टी क्षरण कोटिंग्सको विकास र प्रयोग-

एन्टी-जंग कोटिंग्स व्यापक रूपमा ताप एक्सचेंजर सुरक्षामा प्रयोग गरिन्छ। सम्पर्क सतहमा अत्यन्तै पातलो धातुको कोटिंग वा अकार्बनिक कोटिंग लागू गरेर, हानिकारक पदार्थहरू र फोउलिंग निक्षेपहरूलाई प्रभावकारी रूपमा अलग गर्न सकिन्छ।

सामान्यतया प्रयोग हुने कोटिंग CH-784 epoxy एमिनो एन्टी-कोरोसन कोटिंग प्रणाली हो।

(3) ताप एक्सचेंजर सामग्रीको सुधार

पानीको गुणस्तर र आक्रामक मिडियाको कारणले क्षरण रोक्न, सुधारिएको सामग्री चयन गर्न सकिन्छ।

स्टेनलेस स्टील, तामा मिश्र र टाइटेनियम मिश्रबाट बनेको ताप एक्सचेंजरहरूले सामान्यतया उत्कृष्ट जंग प्रतिरोध प्रदान गर्दछ। यद्यपि, तिनीहरूको उच्च सामग्री लागतहरूले केही उद्योगहरूमा तिनीहरूको आवेदन सीमित गर्दछ।

3.2 हीट एक्सचेन्जर फ्ल्यान्ज क्र्याक मर्मतका लागि वेल्डिङ प्रविधि

वर्तमानमा, चिसो फ्यूजन वेल्डिंग मरम्मत प्रविधि व्यापक रूपमा औद्योगिक क्षेत्र मर्मतका लागि प्रयोग गरिन्छ।

कोल्ड फ्युजन वेल्डिङ टेक्नोलोजी ग्यास-शिल्डेड वेल्डिङ प्रविधिमा आधारित एक नयाँ मर्मत प्रविधि हो। यो प्रायः पेट्रोकेमिकल उद्योगमा क्षतिग्रस्त ताप एक्सचेंजरहरूको मर्मत र रखरखावमा लागू हुन्छ।

यसको मुख्य विशेषताहरू समावेश छन्:

(1) कम गर्मी इनपुट र छोटो वेल्डिंग समय

वेल्डिङको समयमा उत्पन्न गर्मी अत्यन्त कम छ। वेल्डिङ प्रक्रियाले धेरै दशौं मिलिसेकेन्ड मात्र लिन्छ, एनेलिङ विकृति जस्ता समस्याहरूलाई बेवास्ता गर्दै।

(२) सानो वेल्डिङ पोखरी र उत्कृष्ट मर्मत गुणस्तर

वेल्डिङ पूल भोल्युम 2 mm³ भन्दा कम छ। तनाव वितरण फैलिएको छ, मर्मत गरिएको घटकमा केन्द्रित तनाव कम गर्दै।

प्रक्रियाले क्र्याकिंग वा विकृतिको कारण गर्दैन। थप रूपमा, अक्रिय ग्यास सुरक्षाले छिद्र र बुलबुलेको गठनलाई रोक्छ, परिणामस्वरूप चिल्लो र सफा मर्मत गरिएको सतह हुन्छ।

(३) कम्प्याक्ट उपकरण र साइट मर्मतका लागि उपयुक्तता-

वेल्डिङ उपकरण सानो र वास्तविक समय क्षेत्र मर्मतको लागि उपयुक्त छ।

विभिन्न सामग्रीबाट बनेको ताप एक्सचेन्जरहरूको मर्मत गर्न अनुमति दिँदै, वेल्डिङ तारहरूको विस्तृत दायरा चयन गर्न सकिन्छ।

4. भविष्य विकास दृष्टिकोण

यो ध्यान दिन लायक छ कि विभिन्न प्रक्रिया आवश्यकताहरु लाई विभिन्न प्रकार को गर्मी एक्सचेंजर को आवश्यकता छ। थप रूपमा, गर्मी एक्सचेन्जरहरूको समानान्तर वा श्रृंखला व्यवस्थाले सम्पूर्ण प्रक्रिया प्रणालीको सञ्चालन प्रदर्शनमा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पार्छ।

कम्पोनेन्टहरूको छनोट र मिलान पनि महत्त्वपूर्ण कारकहरू हुन्। विश्वसनीयता-उन्मुख डिजाइनका लागि कम्पोनेन्टहरूसँग विभिन्न अपरेटिङ अवस्थाहरू, अनियमित लोड परिवर्तनहरू, र पेट्रोकेमिकल उद्योगमा सामान्यतया सामना हुने तनाव भिन्नताहरू सामना गर्न पर्याप्त अनुकूलन क्षमता हुनु आवश्यक छ। यस डिजाइन अवधारणाले परम्परागत डिजाइन विधिहरूको सीमितताहरूमा सुधारहरू प्रदान गर्दछ।

ऊर्जा संरक्षण र उत्सर्जन घटाउने सन्दर्भमा, भविष्यको विकासले तातो एक्सचेंजर संरचनाहरू सुधार गर्न मात्र होइन तर उन्नत ताप एक्सचेंजर सामग्रीको विकासमा पनि बढी ध्यान दिनुपर्छ।

यी अनुसन्धान क्षेत्रहरू मध्ये, गर्मी एक्सचेंजर सतह कोटिंग टेक्नोलोजी महत्त्वपूर्ण क्षमता छ। कोटिंग विकासको भविष्यको दिशामा समावेश छ:

हल्का डिजाइन;

उच्च-तापमान र उच्च-दबाव प्रतिरोध;

उत्कृष्ट जंग प्रतिरोध;

कम उत्पादन लागत;

अधिक आर्थिक सञ्चालन र रखरखाव।

वर्तमानमा, सिमुलेशन टेक्नोलोजी र इन्जिनियरिङ् सफ्टवेयरको विकास पनि एक महत्त्वपूर्ण अनुसन्धान दिशा बनिरहेको छ। यी प्रविधिहरूले फाउलिंग भविष्यवाणी, सफाई चक्र अप्टिमाइजेसन, र परिचालन कार्यसम्पादन मूल्याङ्कनका लागि प्रभावकारी मार्गदर्शन प्रदान गर्न सक्छन्।