Đối với máy sưởi dạng bó ống titan dạng lỏng-Đối với-hơi nước, Độ dày thành ống tối ưu để tránh ngưng tụ-gây ra vết rỗ ở phía hơi nước là bao nhiêu?
Để lại lời nhắn
Trong bộ trao đổi nhiệt dạng vỏ-và-ống hoặc bộ gia nhiệt dạng bó ngâm trong đó hơi nước ngưng tụ ở bên ngoài ống titan, lớp ngưng tụ có thể trở thành nguồn ăn mòn cục bộ. Rỗ bên hơi-thường do tạp chất tập trung trong màng ngưng tụ-oxy, clorua hoặc axit hữu cơ-phân tử{6}}có trọng lượng thấp do nhiễm bẩn hệ thống hơi nước. Không giống như phía chất lỏng (chất lỏng xử lý), phía hơi trải qua các chu kỳ ngưng tụ và bay hơi liên tục, tập trung các chất tích cực ở bề mặt ống. Lựa chọn độ dày của tường ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian ống chống lại sự xâm nhập của hố. Tuy nhiên, việc tăng độ dày vượt quá giá trị tối ưu sẽ mang lại hiệu quả giảm dần trong khi tăng chi phí vật liệu và khả năng chịu nhiệt. Độ dày thành tối ưu giúp cân bằng khả năng ngăn chặn sự hình thành hố (tường dày hơn có khả năng chống xuyên qua{11}}tường lâu hơn) với các hạn chế về thiết kế thực tế.
Cơ chế ngưng tụ-Cảm ứng rỗ trên Titan
Khi hơi nước tinh khiết ngưng tụ trên ống titan ở nhiệt độ 120–160 độ, nước ngưng ban đầu là nước cất có độ dẫn điện rất thấp. Tuy nhiên, hệ thống hơi nước thường chứa chất cặn từ quá trình xử lý nước nồi hơi-natri photphat, amin hoặc vết clorua. Khi quá trình ngưng tụ xảy ra, các tạp chất-không bay hơi sẽ tích tụ trong màng ngưng tụ mỏng. Oxy được hấp thụ từ sự rò rỉ-làm tăng tốc hơn nữa các phản ứng catốt. Màng thụ động titan vẫn ổn định trong nước ngưng tinh khiết. Nhưng khi nồng độ clorua trong màng vượt quá 100–200 ppm và độ pH cục bộ giảm xuống (do quá trình thủy phân các ion titan hoặc do tạp chất tạo thành axit), hiện tượng rỗ bắt đầu. Mỗi hố lan truyền với tốc độ được xác định bởi hóa học cục bộ và nhiệt độ ống. Khi hố xuyên qua tường, hơi nước sẽ rò rỉ vào phía chất lỏng, gây ra ô nhiễm trong quá trình và hỏng bộ sưởi.
Mối quan hệ định lượng giữa độ dày của tường và thời gian xuyên hố
Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm mô phỏng hơi nước-ngưng tụ bên với 50 ppm Cl⁻, 100 ppb oxy hòa tan, ở nhiệt độ bề mặt ống 130 độ, đã thiết lập tốc độ lan truyền hố sau đây cho titan Loại 2:
Độ dày thành 0,7 mm: Thời gian bắt đầu hoạt động của hố là 500–800 giờ. Tốc độ lan truyền hố là 0,03 mm mỗi giờ sau khi bắt đầu. Tổng thời gian thâm nhập là 700–1.100 giờ (1–1,5 tháng). Không thích hợp cho dịch vụ hơi nước liên tục.
Độ dày thành 1,0 mm: Thời gian bắt đầu hoạt động của hố là 800–1.200 giờ. Tốc độ lan truyền 0,025 mm mỗi giờ. Tổng thời gian thâm nhập là 1.200–1.600 giờ (2–2,5 tháng). Biên cho hoạt động theo mùa.
Độ dày thành 1,2 mm (tiêu chuẩn công nghiệp): Thời gian bắt đầu hoạt động của hố là 1.000–1.500 giờ. Tốc độ lan truyền 0,020 mm mỗi giờ. Tổng thời gian thâm nhập là 1.600–2.100 giờ (2,5–3 tháng). Có thể chấp nhận cho hơi nước sạch được kiểm tra hàng quý.
Độ dày thành 1,5 mm: Thời gian bắt đầu hoạt động của hố là 1.200–1.800 giờ. Tốc độ lan truyền 0,018 mm mỗi giờ. Tổng thời gian thâm nhập là 2.500–3.200 giờ (4–5 tháng). Ưu tiên cho hoạt động liên tục.
Độ dày thành 2,0 mm: Thời gian bắt đầu hoạt động của hố là 1.500–2.200 giờ. Tốc độ lan truyền 0,015 mm mỗi giờ. Tổng thời gian thâm nhập 4.000–5.000 giờ (6–8 tháng). Kéo dài tuổi thọ nhưng tăng chi phí và khả năng chịu nhiệt.
Hướng dẫn lựa chọn độ dày tường tối ưu
Bảng sau đây cung cấp khung quyết định để chọn độ dày thành ống titan-của hơi nước dựa trên chất lượng hơi nước, hóa chất ngưng tụ và khoảng thời gian bảo dưỡng mong muốn:
| Chất lượng hơi nước & tình trạng ngưng tụ | Độ dày tường khuyến nghị (mm) | Thời gian dự kiến cho lần thâm nhập đầu tiên | Giao dịch-Tắt và lý do |
|---|---|---|---|
| Hơi nước có độ tinh khiết cao-(nồi hơi có nguồn cấp dữ liệu đã khử khoáng, không có chất mang sang),<10 ppm Cl⁻ in condensate | 1,0 mm | 3.000–4.000 giờ | Tường mỏng hơn giúp giảm chi phí vật liệu và cải thiện khả năng truyền nhiệt. Rủi ro rỗ thấp chứng tỏ máy đo mỏng hơn. |
| Hơi nước công nghiệp tiêu chuẩn, thỉnh thoảng nhiễm từ nồi hơi, 20–50 ppm Cl⁻ | 1,2 mm | 2.000–2.500 giờ | Độ dày tiêu chuẩn công nghiệp. Có thể chấp nhận vận hành liên tục trong 1 năm với hệ thống kiểm soát nước lò hơi. |
| Chất lượng hơi kém, thường xuyên mang theo, 50–100 ppm Cl⁻, độ pH thấp (5–6) từ axit hữu cơ | 1,5 mm | 3.000–3.500 giờ | Độ dày thêm cung cấp biên độ an toàn. Chấp nhận truyền nhiệt thấp hơn (tăng diện tích bề mặt lên 10–15%). |
| Aggressive condensate (cooling tower contamination, >100 trang/phút Cl⁻), hoạt động 24/7 | 2,0 mm | 5.000–6.000 giờ | Khả năng chống hố tối đa. Yêu cầu chi phí cao hơn và dung lượng gói lớn hơn. |
| Dịch vụ xông hơi không liên tục (chu kỳ nhiệt hàng ngày, thời gian sấy khô) | 1,5 mm | 2.000–2.500 giờ (chu kỳ tăng tốc độ phát triển của hố) | Đạp xe tập trung tạp chất nhanh hơn. Nên sử dụng tường dày hơn mặc dù sử dụng không liên tục. |
Kỹ thuật vượt quá độ dày của tường
Độ dày của thành không ngăn cản việc hình thành hố; nó chỉ làm trì hoãn sự thâm nhập. Để giảm tần suất bắt đầu, kiểm soát chất lượng hơi nước: duy trì hàm lượng clorua trong nước lò hơi dưới 5 ppm, sử dụng bộ tách hơi hiệu quả và theo dõi độ dẫn của nước ngưng. Loại vật liệu ống cũng quan trọng: Titan loại 7 (0,15% Pd) tăng nồng độ clorua tới hạn khi bắt đầu hố từ 100 ppm lên 500 ppm, cho phép các thành mỏng hơn (1,0 mm) đạt được tuổi thọ tương tự như loại 1,5 mm Loại 2. Hướng ống ảnh hưởng đến khả năng thoát nước ngưng tụ; ống thẳng đứng thoát nước ngưng nhanh hơn, giảm độ dày màng và nồng độ tạp chất so với ống nằm ngang. Cuối cùng, làm sạch bên{11}}bằng hơi nước định kỳ (xả bằng nước hoặc rửa bằng axit nhẹ) sẽ loại bỏ các tạp chất tích tụ và kéo dài tuổi thọ{12}}không có cặn lên hệ số 2–3.
Thực hiện một đặc điểm kỹ thuật có hiểu biết
Khi chỉ định bộ gia nhiệt bó ống titan từ hơi nước-đến-lỏng, hãy yêu cầu phân tích độ tinh khiết của hơi nước bao gồm clorua, oxy và độ pH. Đối với mức clorua dưới 10 ppm, hãy chỉ định titan Loại 2 có độ dày thành 1,0–1,2 mm. Đối với mức clorua 20–50 ppm, chỉ định 1,5 mm Cấp 2 hoặc 1,0 mm Cấp 7. Đối với mức clorua trên 50 ppm, chỉ định Cấp 7 với độ dày thành 1,2 mm hoặc xem xét hệ thống lọc hơi nước ngược dòng. Bao gồm trong thông số kỹ thuật mua sắm một yêu cầu rằng các ống không bị nhiễm bẩn sắt trên bề mặt (thử nghiệm theo tiêu chuẩn ASTM A380) vì các hạt sắt nhúng vào đóng vai trò là vị trí bắt đầu rỗ. Trong quá trình vận hành, lắp đặt thiết bị theo dõi độ dẫn nước ngưng tụ trên cửa thoát hơi; mức tăng trên 2 µS/cm cho thấy tạp chất mang theo cần phải điều chỉnh nồi hơi. Bằng cách chọn độ dày thành tối ưu dựa trên thành phần hóa học ngưng tụ thay vì cho rằng dày hơn luôn tốt hơn, kỹ sư sẽ cân bằng giữa chi phí, hiệu suất nhiệt và khả năng chống rỗ bề mặt do hơi nước.
