فلو گیس ڈیسلفرائزیشن یونٹ ری ہیٹر میں، مکھی کی راکھ کے ذرات کی موجودگی ترجیحی طور پر ٹائٹینیم ٹیوب کے اوپر والے حصے کو موڑتے وقت کیوں ختم کرتی ہے؟
ایک پیغام چھوڑیں۔
کوئلے سے چلنے والے پاور پلانٹس میں فلو گیس ڈیسلفرائزیشن (FGD) یونٹس اسٹیک میں داخل ہونے سے پہلے صاف شدہ فلو گیس کا درجہ حرارت بڑھانے کے لیے ری ہیٹر کا استعمال کرتے ہیں۔ ٹائٹینیم تیزابیت، کلورائد- سے بھرپور ماحول میں سنکنرن مزاحمت کی وجہ سے پسند کا مواد ہے۔ تاہم، FGD فلو گیس میں فلائی ایش کے ذرات-کونی، سخت (بنیادی طور پر سلیکا اور ایلومینا) ہوتے ہیں، جس کے سائز 1 سے 100 µm تک ہوتے ہیں۔ یہ ذرات گیس کے ساتھ 15-25 میٹر فی سیکنڈ کی رفتار سے سفر کرتے ہیں۔ جب گیس کی ندی ٹائٹینیم ٹیوب میں موڑ کا سامنا کرتی ہے، تو بھاری ذرات گیس کی طرح تیزی سے سمت نہیں بدل سکتے۔ وہ موڑ کے بیرونی رداس میں ٹیوب کی دیوار کو متاثر کرتے ہوئے اپنے اصل رفتار کے ساتھ ساتھ جاری رہتے ہیں۔ یہ ذرہ اثر کٹاؤ کا سبب بنتا ہے، ترجیحی طور پر موڑ کے اوپر کی طرف سے مواد کو ہٹاتا ہے۔ وقت گزرنے کے ساتھ، دیوار کا پتلا ہونا سوراخ اور فلو گیس یا کنڈینسیٹ کے اخراج کا باعث بنتا ہے۔
ٹیوب موڑ پر فلائی ایش کے کٹاؤ کا طریقہ کار
کٹاؤ کا طریقہ کار اثر پہننے اور کاٹنے کا ایک مجموعہ ہے۔ فلائی ایش کے ذرات ٹائٹینیم کی سطح کو زاویوں پر عام طور پر 20-50 ڈگری کے مماس کی نسبت سے مارتے ہیں۔ ٹائٹینیم، سخت ہونے کے باوجود، سلیکا (تقریباً 1,200 HV) کے مقابلے نسبتاً کم سختی (گریڈ 2 کے لیے 180–220 HV) رکھتا ہے۔ ہر ذرہ اثر 20 میٹر فی سیکنڈ کی رفتار سے 20 µm ذرہ کے لیے 1–10 µm³ کے آرڈر پر ٹائٹینیم کے ایک چھوٹے حجم کو ہٹاتا ہے۔ کٹاؤ کی شرح طاقت کے قانون کی پیروی کرتی ہے: کٹاؤ ∝ (V)^n × (d)^m × (ذرہ کا ارتکاز)، جہاں V رفتار ہے، d ذرہ قطر ہے، n ٹائٹینیم کے لیے تقریباً 2.3 ہے، اور m تقریباً 2.0 ہے۔ موڑ پر، منحنی خطوط کے ارد گرد ذرات کی سرعت کی وجہ سے مؤثر اثر کی رفتار بلک گیس کی رفتار سے زیادہ ہوتی ہے۔ ٹیوب کے اوپر والے حصے کو اثرات کی کثافت سب سے زیادہ حاصل ہوتی ہے کیونکہ ذرات ابھی تک پچھلے تصادم سے نہیں ہٹے ہیں۔
مختلف موڑ والے مقامات پر مقداری کٹاؤ کی شرح
فیلڈ کی پیمائش اور لیبارٹری ٹیسٹنگ (20 m/s گیس کی رفتار، 50 mg/m³ فلائی ایش، 20 µm مطلب پارٹیکل سائز) نے گریڈ 2 ٹائٹینیم کے لیے درج ذیل کٹاؤ کی شرحیں قائم کی ہیں:
سیدھا ٹیوب سیکشن، یکساں بہاؤ: کٹاؤ کی شرح 0.05–0.10 ملی میٹر فی سال۔ مواد کو ہٹانا فریم کے ارد گرد نسبتا یکساں ہے. 1.5 ملی میٹر دیوار کی موٹائی کے ساتھ 10-15 سال کی زندگی کے لیے قابل قبول۔
بیرونی رداس موڑیں، 90 ڈگری کہنی، اوپر کی طرف: کٹاؤ کی شرح 0.6–1.2 ملی میٹر فی سال۔ زیادہ سے زیادہ دیوار کا نقصان اس مقام پر ہوتا ہے جہاں ذرہ کی رفتار پہلے ٹیوب سے رابطہ کرتی ہے۔ مقامی طور پر پتلا ہونا 1-2 سال کے اندر 1.5 ملی میٹر دیوار کو سوراخ کر سکتا ہے۔
بیرونی رداس موڑیں، نیچے کی طرف (اثر کے بعد): کٹاؤ کی شرح 0.2–0.4 ملی میٹر فی سال۔ ذرات ابتدائی اثر کے بعد حرکی توانائی کھو چکے ہیں۔ ثانوی کٹاؤ اب بھی اہم ہے۔
موڑ اندرونی رداس (انٹراڈو): کٹاؤ کی شرح 0.02–0.05 ملی میٹر فی سال۔ کم ذرہ اثر کثافت. عام طور پر گیس باؤنڈری پرت سے محفوظ ہوتا ہے۔
سیریز میں ایک سے زیادہ موڑ (مثال کے طور پر، سرپینٹائن ری ہیٹر): ہر آنے والے موڑ پر کٹاؤ کی شرح میں 20-50% اضافہ ہوتا ہے کیونکہ ابتدائی اثرات کے بعد ذرات زیادہ کونیی اور جارحانہ ہو جاتے ہیں۔
کٹاؤ کم کرنے اور ڈیزائن سلیکشن گائیڈ
مندرجہ ذیل جدول پارٹیکل لوڈنگ اور گیس کی رفتار کی بنیاد پر ٹائٹینیم ٹیوب موڑ پر فلائی ایش کے کٹاؤ کے انتظام کے لیے فیصلہ سازی کا فریم ورک فراہم کرتا ہے:
| FGD ریہیٹر کی حالت | تجویز کردہ کٹاؤ تحفظ | بینڈ پر متوقع کٹاؤ کی شرح | دیوار کی موٹائی کی سفارش |
|---|---|---|---|
| کم راکھ لوڈنگ (<20 mg/m³), low velocity (<15 m/s) | معیاری گریڈ 2، کوئی تحفظ نہیں۔ | 0.2–0.4 ملی میٹر/سال | 1.5 ملی میٹر |
| اعتدال پسند راکھ (20–50 mg/m³)، رفتار 15–20 m/s | بڑے موڑ کا رداس (3D سے بڑا یا اس کے برابر)، گریڈ 7 ٹائٹینیم | 0.3–0.5 ملی میٹر/سال | 2.0 ملی میٹر |
| زیادہ راکھ (50–100 mg/m³)، رفتار 20–25 m/s | ٹنگسٹن کاربائیڈ اوورلے (0.5 ملی میٹر) اپ اسٹریم موڑ کی سطح پر | <0.05 mm/year (coated) | کوٹنگ کے ساتھ 1.5 ملی میٹر |
| Severe ash (>100 mg/m³)، کھرچنے والی فلائی ایش (ہائی سلکا) | موڑ پر بدلنے کے قابل پہننے والی پلیٹیں یا آستینیں۔ | N/A (پہننے والا حصہ بدل دیا گیا) | 2 ملی میٹر پہننے والی پلیٹ کے ساتھ 1.2 ملی میٹر ٹیوب |
| معلوم موڑ کے کٹاؤ کے ساتھ موجودہ FGD | موڑ کے اوپر کی طرف موڑنے والی وینز انسٹال کریں۔ | کٹاؤ کو 60-80٪ تک کم کرتا ہے | N/A |
کٹاؤ مزاحمت سے پرے انجینئرنگ
ٹائٹینیم کھوٹ گریڈ کٹاؤ مزاحمت کو متاثر کرتا ہے۔ گریڈ 7 (پیلیڈیم-مستحکم) میں سختی (180–220 HV) اور کٹاؤ کی شرح گریڈ 2 کے برابر ہے۔ گریڈ 12 (مولیبڈینم-نکل) قدرے سخت ہے (200–240 HV) اور کٹاؤ کو 15–20٪ کم کرتا ہے۔ سطح کا علاج کٹاؤ کے خلاف مزاحمت کو بہتر بنا سکتا ہے: نائٹرائڈنگ ایک TiN سطح کی تہہ (500–800 HV) پیدا کرتی ہے جو کٹاؤ کو 70-80٪ تک کم کرتی ہے لیکن لاگت میں اضافہ کرتی ہے۔ موڑ پر ٹیوب کی دیوار کی موٹائی سیدھے حصے کی ضرورت سے بڑھ کر ہونی چاہیے۔ ایک عام ڈیزائن میں سیدھے حصوں کے لیے 1.5 ملی میٹر دیوار اور موڑنے والے بیرونی ریڈیائی کے لیے 2.5 ملی میٹر دیوار استعمال ہوتی ہے۔ موڑ جیومیٹری اہم ہے: لمبا-رداس موڑ (R=5D) معیاری-رداس موڑ (R=1.5D) سے 50% کم کٹاؤ کا تجربہ کرتا ہے۔ گیس کے بہاؤ کے پیٹرن کو موڑ کے اوپر کی طرف موڑ کر ذرات کو بیرونی رداس سے دور کرنے کے لیے تبدیل کیا جا سکتا ہے۔
ایک باخبر تفصیلات بنانا
فلائی ایش کے ساتھ FGD سروس کے لیے ٹائٹینیم ری ہیٹر ٹیوب کی وضاحت کرتے وقت، گیس کے راستے میں تمام موڑ کی نشاندہی کریں۔ ہر موڑ کے لیے، بیرونی رداس پر دیوار کی بڑھتی ہوئی موٹائی (2.0–2.5 ملی میٹر) کی وضاحت کریں، یا تو موٹی دیوار کے ساتھ ہموار مڑی ہوئی ٹیوب کا استعمال کرتے ہوئے یا اوپر کی طرف ٹائٹینیم یا ٹنگسٹن کاربائیڈ کا ویلڈ اوورلے لگا کر۔ کمپیوٹیشنل فلوڈ ڈائنامکس (CFD) ری ہیٹر کے ذریعے ذرات کی رفتار کی ماڈلنگ کی درخواست کریں تاکہ ہائی- کٹاؤ والے علاقوں کی نشاندہی کی جا سکے۔ آپریشن کے دوران، الٹراسونک موٹائی کی جانچ سالانہ موڑ بیرونی ریڈی پر انجام دیں۔ دیوار کی موٹائی کی ایک اہم حد (مثلاً 0.8 ملی میٹر باقی) قائم کریں جس پر ٹیوب کو تبدیل یا مرمت کیا جائے۔ نئی تنصیبات کے لیے، کم از کم موڑ کا رداس 3D (تین بار ٹیوب بیرونی قطر) کی وضاحت کریں۔ اگر جگہ کی رکاوٹوں کے لیے تنگ موڑ (R=1.5D) کی ضرورت ہوتی ہے، تو ٹنگسٹن کاربائیڈ کوٹنگ یا پہننے کے قابل آستین کی ضرورت ہوتی ہے۔ موڑ پر ترجیحی کٹاؤ کو ایک الگ ڈیزائن پر غور کرتے ہوئے، انجینئر ٹائٹینیم FGD ری ہیٹرز کی سروس لائف کو 1-2 سال سے بڑھا کر 10-15 سال تک فلائی-ایش-سے لدے فلو گیس اسٹریمز میں بڑھا دیتا ہے۔
