1. अनुप्रयोग स्थिति: एक फाउलिंग-प्रतिरोधी ताप अंतरण तत्व

रिफाइनरी CDU/VDU, कोकिंग और रिफॉर्मिंग इकाइयों के ट्यूबुलर फायर हीटरों में, भट्टी को एक रेडिएंट सेक्शन और एक कन्वेक्शन सेक्शन में विभाजित किया गया है। रेडिएंट सेक्शन मुख्य रूप से विकिरण द्वारा गर्मी स्थानांतरित करता है, इसकी ट्यूब बैंक लौ का सामना करती हैं, जबकि कन्वेक्शन सेक्शन ऊपर स्थित होता है और रेडिएंट चैंबर से निकलने वाली उच्च-तापमान फ्लू गैस (आमतौर पर 1500-1700 °F, लगभग 815-925 °C) से गर्मी पुनः प्राप्त करता है। ASME A106 Gr.B स्टडेड ट्यूब कन्वेक्शन सेक्शन का मुख्य ताप अंतरण तत्व हैं।

एक स्टडेड ट्यूब एक बेयर कार्बन स्टील ट्यूब होती है जिसमें बाहरी सतह पर घने धातु के स्टड वेल्डेड होते हैं, जो बाहरी क्षेत्र को बेयर ट्यूब के 2-3 गुना तक बढ़ाते हैं। इसका लक्ष्य अत्यधिक दक्षता नहीं है, बल्कि धूल भरे, फाउलिंग-प्रवण फ्लू गैस के लिए एक विश्वसनीय, सफाई-सहिष्णु समाधान है जिसे यांत्रिक कालिख ब्लोअर की आवश्यकता होती है।

2. कन्वेक्शन सेक्शन को स्टडेड ट्यूब की आवश्यकता क्यों है, न कि सामान्य फिन्ड ट्यूब की

फ्लू गैस ईंधन दहन से आती है; अपूर्ण दहन या भारी ईंधनों के साथ, यह बिना जले कार्बन, राख और सल्फाइड कणों को ले जाती है जो ट्यूब की सतहों पर जमा हो जाते हैं।

सामान्य फिन्ड ट्यूब (एल्यूमीनियम या स्टील फिन) में संकीर्ण रिक्ति होती है, इसलिए जमाव फिन की जड़ों पर पुल बनाते हैं और कठोर हो जाते हैं और अंततः फिन के बीच के चैनलों को अवरुद्ध कर देते हैं। प्रवाह क्षेत्र तब सिकुड़ जाता है, प्रतिरोध बढ़ जाता है, और ताप अंतरण दक्षता तेजी से गिर जाती है। जब बाहरी फाउलिंग लगभग 7 मिमी से अधिक हो जाती है, तो फाउलिंग थर्मल प्रतिरोध डिजाइन मूल्य से पांच गुना से अधिक बढ़ सकता है।

स्टडेड ट्यूब इसे हल करती हैं: स्टड अलग-अलग होते हैं जिनके बीच खुला स्थान होता है, इसलिए कण शायद ही कभी निरंतर पुल बनाते हैं। फाउलिंग मुख्य रूप से स्टड की सतहों और जड़ों से चिपक जाती है और भाप या सोनिक कालिख ब्लोअर, या पानी/ड्राई-आइस सफाई से आसानी से हट जाती है - यह संरचनात्मक लाभ है जो स्टडेड ट्यूब को गंदे-ड्यूटी हीटरों में अपरिहार्य बनाता है।

3. सामग्री चयन तर्क: ASME A106 Gr.B की भूमिका

ASME A106 Gr.B उच्च-तापमान सेवा के लिए सीमलेस कार्बन स्टील पाइप के लिए मानक ग्रेड है। कार्बन, मैंगनीज और सिलिकॉन पर आधारित, बिना क्रोमियम या निकल के, इसमें कमरे के तापमान पर कम से कम 240 MPa की उपज शक्ति और 425 डिग्री सेल्सियस से नीचे अच्छी शक्ति प्रतिधारण होती है।

A106 Gr.B मध्यम और निम्न-तापमान फ्लू गैस क्षेत्र के लिए उपयुक्त है। जैसे-जैसे फ्लू गैस रेडिएंट आउटलेट से पंक्ति दर पंक्ति लगभग 815-925 डिग्री सेल्सियस से ठंडी होती है, कन्वेक्शन बैंक सेवा तापमान ऊपर से नीचे तक गिरता है। कार्बन स्टील स्टडेड ट्यूब को निम्न-तापमान क्षेत्र (लगभग 400-500 डिग्री सेल्सियस से नीचे) में रखा जाता है, जहां ऑक्सीकरण नियंत्रणीय होता है और प्रक्रिया-साइड तापमान मध्यम होता है। उच्च-तापमान ऊपरी पंक्तियों के लिए, जहां फ्लू गैस कार्बन स्टील की सुरक्षित दीर्घकालिक सीमा से अधिक हो सकती है, 5Cr-1Mo या 9Cr-1Mo निम्न-अलॉय स्टील - या गंभीर ड्यूटी में स्टेनलेस स्टील - का उपयोग किया जाता है। इस प्रकार A106 Gr.B स्टडेड ट्यूब को मध्यम फ्लू गैस तापमान, कम संक्षारकता, और यांत्रिक विश्वसनीयता और अर्थव्यवस्था वाले कन्वेक्शन बैंकों के लिए स्थित किया गया है।

4. मुख्य मूल्य: ऊर्जा बचत और संरचनात्मक विश्वसनीयता को संतुलित करना

जगह बचाता है।बेयर ट्यूब के 2-3 गुना बाहरी क्षेत्र के साथ, स्टडेड ट्यूब समान ताप ड्यूटी के लिए ट्यूब पंक्तियों और बंडल की मात्रा को कम करते हैं, जिससे कन्वेक्शन सेक्शन अधिक कॉम्पैक्ट हो जाता है और भट्टी की ऊंचाई और स्टील का उपयोग कम हो जाता है। एक 45 मिलियन किलोकैलोरी/घंटा वायुमंडलीय-वैक्यूम इकाई में, स्टडेड ट्यूब और अन्य उपायों पर स्विच करने से थर्मल दक्षता 75% से 86% तक बढ़ गई, जिससे लगभग 4 मिलियन किलोकैलोरी/घंटा की बचत हुई।

कठोर परिस्थितियों का सामना करता है।A106 Gr.B कार्बन स्टील स्टडेड ट्यूब की तापमान सीमा लगभग 425 डिग्री सेल्सियस है - एल्यूमीनियम फिन्ड ट्यूब की 280-300 डिग्री सेल्सियस सीमा से ऊपर - और बहुत अधिक यांत्रिक शक्ति। स्टड को प्रतिरोध या स्वचालित वेल्डिंग द्वारा पूर्ण- या गहरी-प्रवेश नियंत्रण के साथ वेल्डेड किया जाता है, इसलिए वे भाप कालिख ब्लोअर और सफाई के चक्रीय प्रभाव का सामना करते हैं। इसके विपरीत, एक्सट्रूडेड एल्यूमीनियम फिन्ड ट्यूब भाप कालिख ब्लोइंग के बार-बार थर्मल शॉक और यांत्रिक बलों के तहत आधार ट्यूब से झुकने या ढीले होने की प्रवृत्ति रखते हैं।

5. विशिष्ट चयन पैरामीटर

विशिष्ट पैरामीटर ईंधन के प्रकार, फ्लू गैस धूल सामग्री, प्रक्रिया-साइड माध्यम और सफाई विधि पर निर्भर करते हैं।

6. रखरखाव आवश्यक

नियमित कालिख हटाना केंद्रीय है। तरल-ईंधन से चलने वाली भट्टियों में आमतौर पर भाप कालिख ब्लोअर होते हैं जिन्हें शेड्यूल पर चलाना चाहिए। यदि फाउलिंग कठोर हो गई है, तो उच्च दबाव वाला पानी स्टड वेल्ड को नुकसान पहुंचा सकता है, इसलिए यांत्रिक सहायता के साथ कम दबाव वाले पर्जिंग या गैर-संपर्क ड्राई-आइस सफाई की सिफारिश की जाती है।

स्टड वेल्ड अखंडता एक प्रमुख संकेतक है कि क्या ट्यूब बैंक को बदलने की आवश्यकता है: टूटे हुए वेल्ड या गिरे हुए स्टड स्थानीय ताप अंतरण क्षेत्र को कम करते हैं और आधार ट्यूब को त्वरित स्थानीयकृत संक्षारण के संपर्क में लाते हैं। हर निरीक्षण पर स्टड वेल्ड की स्पॉट-चेक करें।