थर्मल साइक्लिंग लागत चालक
एक रासायनिक रिएक्टर हीटिंग सिस्टम 25 डिग्री से 150 डिग्री तक चक्र करता है और प्रतिदिन दो बार वापस आता है - प्रति वर्ष 730 पूर्ण तापीय चक्र। प्रत्येक चक्र गर्मी हस्तांतरण सतह और संरचनात्मक सब्सट्रेट के बीच अंतर थर्मल विस्तार के माध्यम से हीट एक्सचेंजर सामग्रियों पर जोर देता है।
ग्लास {{0}लाइन्ड स्टील हीट एक्सचेंजर्स का निर्माण बोरोसिलिकेट ग्लास परत को लगभग 850 डिग्री पर स्टील शेल में फ्यूज करके किया जाता है। ग्लास और स्टील में अलग-अलग थर्मल विस्तार गुणांक होते हैं: ग्लास 3 - 6 × 10⁻⁶/ डिग्री पर, स्टील 12-15 × 10⁻⁶/ डिग्री पर। 2-4× अंतर का मतलब है कि प्रत्येक तापीय चक्र के दौरान, कांच और स्टील अलग-अलग दरों पर फैलते और सिकुड़ते हैं। ग्लास-स्टील इंटरफ़ेस पर कतरनी तनाव विकसित होता है।
PTFE हीट एक्सचेंजर्स का कोई इंटरफ़ेस नहीं है। ट्यूब की दीवार सजातीय फ्लोरोपॉलीमर है। थर्मल विस्तार को पूरी दीवार की मोटाई के लोचदार विरूपण द्वारा समायोजित किया जाता है। कोई विभेदक तनाव विकसित नहीं होता. इस मूलभूत अंतर का रखरखाव लागत निहितार्थ दशकों में मापे गए उपकरण जीवनकाल पर पर्याप्त है।
ग्लास स्पैलिंग विफलता मोड
बार-बार थर्मल साइक्लिंग के तहत, ग्लास -स्टील इंटरफ़ेस पर संचयी कतरनी तनाव प्रगतिशील क्षति का कारण बनता है। सूक्ष्म दरारें कांच में बुलबुले, समावेशन या मूल निर्माण के पतले धब्बों में सूक्ष्म दोषों से शुरू होती हैं। प्रत्येक थर्मल चक्र दरारों को थोड़ा बढ़ाता है।
अंततः, दरारें जुड़ जाती हैं और कांच का एक टुकड़ा स्टील सब्सट्रेट से अलग हो जाता है। यह स्पॉलिंग है. बिखरा हुआ क्षेत्र नंगे स्टील को प्रक्रिया रसायन के संपर्क में लाता है। एसिड सर्विस में स्टील का तेजी से संक्षारण होता है। संक्षारण उत्पाद प्रक्रिया को दूषित कर सकते हैं। जैसे-जैसे रसायन निकटवर्ती कांच को कमजोर करता है, उजागर क्षेत्र बढ़ता जाता है। रीग्लासिंग के लिए हीट एक्सचेंजर को सेवा से बाहर किया जाना चाहिए।
रीग्लासिंग कोई फ़ील्ड मरम्मत नहीं है. पूरे एक्सचेंजर को हटा दिया जाना चाहिए, एक विशेष सुविधा में भेज दिया जाना चाहिए, शेष ग्लास को हटा दिया जाना चाहिए, फिर से ग्लास किया जाना चाहिए, निकाल दिया जाना चाहिए, परीक्षण किया जाना चाहिए और वापस आ जाना चाहिए। इस प्रक्रिया में 4-8 सप्ताह लगते हैं। जब तक कोई अतिरिक्त एक्सचेंजर उपलब्ध नहीं होता, उस अवधि के लिए उत्पादन नष्ट हो जाता है। खरीदे गए, संग्रहीत और रखरखाव किए गए अतिरिक्त सामान की लागत को जीवनचक्र लागत में शामिल किया जाना चाहिए।
तालिका 1: 10 वर्षों में रखरखाव लागत की तुलना (730 थर्मल चक्र/वर्ष, 25-150 डिग्री)
| रखरखाव लागत तत्व | ग्लास-लाइन्ड स्टील | पीटीएफई |
|---|---|---|
| थर्मल साइक्लिंग के तहत अपेक्षित ग्लास लाइनिंग जीवन (वर्ष) | 3-6 | एन/ए (कोई अस्तर नहीं) |
| 10 वर्षों से अधिक की घटनाओं को पुनः संयोजित करना | 1-3 | 0 |
| प्रति इवेंट रीग्लासिंग लागत (नए उपकरण का%) | 50-80% | N/A |
| प्रति रीग्लासिंग इवेंट के लिए डाउनटाइम (सप्ताह) | 4-8 | N/A |
| अतिरिक्त एक्सचेंजर की आवश्यकता है | हाँ (रीग्लासिंग के दौरान उत्पादन बनाए रखने के लिए) | नहीं |
| वार्षिक निरीक्षण लागत | मध्यम (ग्लास दोषों के लिए चिंगारी परीक्षण) | कम (दृश्य + अल्ट्रासोनिक मोटाई) |
| फ़ील्ड मरम्मत क्षमता | कोई नहीं (किसी भी कांच की क्षति=फ़ैक्टरी मरम्मत) | हाँ (ट्यूब प्लगिंग या प्रतिस्थापन) |
| मामूली क्षति के लिए डाउनटाइम में मरम्मत करें | सप्ताह (फ़ैक्टरी रीग्लास) | घंटे (क्षेत्र मरम्मत) |
| कुल 10-वर्षीय रखरखाव लागत (सापेक्ष) | 2-4× प्रारंभिक उपकरण लागत | 0.1-0.3× प्रारंभिक उपकरण लागत |
फ़ील्ड मरम्मत लाभ
जब PTFE हीट एक्सचेंजर ट्यूब में रिसाव विकसित होता है, तो {{0}आम तौर पर क्रीप थिनिंग से कई वर्षों की सेवा के बाद, {{1}मरम्मत क्षेत्र में की जाती है। क्षतिग्रस्त ट्यूब की पहचान दबाव परीक्षण द्वारा की जाती है। इसे पीटीएफई प्लग के साथ दोनों हेडर पर प्लग किया गया है। एक्सचेंजर थोड़ी कम क्षमता पर काम करते हुए कुछ ही घंटों में सेवा पर लौट आता है।
यदि प्लगिंग से क्षमता में कमी अस्वीकार्य है, तो क्षतिग्रस्त ट्यूब या ट्यूब बंडल अनुभाग को अगले निर्धारित रखरखाव शटडाउन के दौरान बदला जा सकता है। प्रतिस्थापन यांत्रिक है: संपीड़न फिटिंग को खोलें, क्षतिग्रस्त ट्यूब को हटा दें, एक नई ट्यूब डालें, फिटिंग को पुनः टॉर्क करें। किसी विशेष सुविधा की आवश्यकता नहीं है. मरम्मत संयंत्र रखरखाव कर्मियों द्वारा मानक उपकरणों का उपयोग करके पूरी की जाती है।
इस क्षेत्र की मरम्मत योग्यता एक अतिरिक्त एक्सचेंजर की आवश्यकता को समाप्त कर देती है। यह फ़ैक्टरी रीग्लासिंग के लिए 4-8 सप्ताह के उत्पादन अवरोध को समाप्त करता है। यह कांच की विफलता की घटनाओं से निर्धारित होने के बजाय रखरखाव को निर्धारित और नियंत्रित करने की अनुमति देता है।
निरीक्षण सरलता कंट्रास्ट
ग्लास {{0}लाइन्ड स्टील को ग्लास दोषों का पता लगाने के लिए समय-समय पर स्पार्क परीक्षण की आवश्यकता होती है। कांच की सतह पर एक उच्च वोल्टेज जांच को पारित किया जाता है; एक चिंगारी एक दोष को इंगित करती है जो स्टील में प्रवेश करती है। परीक्षण के लिए एक्सचेंजर का खाली और सूखा होना आवश्यक है। इसमें बहुत समय लगता है{{5}और यह केवल पहले से मौजूद दोषों का ही पता लगाता है{{6}यह भविष्यवाणी नहीं कर सकता कि अगला दोष कब बनेगा।
पीटीएफई हीट एक्सचेंजर्स का निरीक्षण अल्ट्रासोनिक दीवार मोटाई माप द्वारा त्वरित, गैर-विनाशकारी और एक्सचेंजर को सेवा से हटाए बिना किया जाता है। माप क्रीप थिनिंग की धीमी, अनुमानित प्रगति को ट्रैक करते हैं। भविष्य की दीवार की मोटाई का अनुमान वर्तमान माप से लगाया जा सकता है, जिससे वर्षों पहले ही प्रतिस्थापन की योजना बनाई जा सकेगी।
सारांश
पीटीएफई हीट एक्सचेंजर थर्मल चक्रित सेवा में ग्लास {0}लाइन वाले स्टील की तुलना में काफी कम रखरखाव लागत प्रदान करते हैं क्योंकि पीटीएफई में फैलने के लिए कोई अस्तर नहीं है, थकान के लिए कोई असमान सामग्री इंटरफ़ेस नहीं है, और फ़ील्ड {{1} मरम्मत योग्य निर्माण है जो फैक्ट्री रीग्लासिंग और स्पेयर एक्सचेंजर्स की आवश्यकता को समाप्त करता है। 10{6}}वर्ष की अवधि में, पीटीएफई रखरखाव लागत प्रारंभिक उपकरण लागत का 0.1-0.3 गुना है, जबकि ग्लास-लाइन वाले स्टील के लिए 2-4 गुना है।
ग्लास रीग्लासिंग के लिए आवश्यक हफ्तों की तुलना में घंटों के भीतर क्षेत्र में पीटीएफई एक्सचेंजर्स की मरम्मत करने की क्षमता, उत्पादन उपलब्धता लाभ प्रदान करती है जो अक्सर प्रत्यक्ष रखरखाव लागत बचत से अधिक होती है।
थर्मली चक्रित हीट एक्सचेंजर सामग्री चयन के लिए इंजीनियरिंग विश्लेषण ऑपरेटिंग तापमान रेंज, चक्र आवृत्ति, प्रक्रिया रसायन विज्ञान, वर्तमान रखरखाव लागत रिकॉर्ड और उत्पादन डाउनटाइम लागत डेटा प्रस्तुत करने पर उपलब्ध है।
