पॉवरजेन इंटरनॅशनल कॉल फॉर कंटेंट आता खुला आहे! आम्ही युटिलिटीज आणि पॉवर जनरेशन उद्योगांमधील स्पीकर्स शोधत आहोत. पारंपारिक आणि अक्षय वीज निर्मिती, पॉवर प्लांट्सचे डिजिटल ट्रान्सफॉर्मेशन, एनर्जी स्टोरेज, मायक्रोग्रिड्स, प्लांट ऑप्टिमायझेशन, ऑन-साइट पॉवर आणि बरेच काही या विषयांमध्ये समाविष्ट आहे.
लेखकांनी वेळोवेळी नवीन पॉवर प्रोजेक्ट स्पेसिफिकेशनचा आढावा घेतला आहे, ज्यामध्ये प्लांट डिझायनर्स सामान्यतः कंडेन्सर आणि सहाय्यक उष्णता एक्सचेंजर ट्यूबिंगसाठी 304 किंवा 316 स्टेनलेस स्टील निवडतात. अनेकांसाठी, स्टेनलेस स्टील हा शब्द अजिंक्य गंजची आभा निर्माण करतो, जेव्हा खरं तर, स्टेनलेस स्टील कधीकधी सर्वात वाईट पर्याय असू शकतात कारण ते स्थानिक गंजण्यास संवेदनशील असतात. आणि, थंड पाण्याच्या मेक-अपसाठी गोड्या पाण्याची कमी उपलब्धता असलेल्या या युगात, उच्च सांद्रता चक्रांवर कार्यरत असलेल्या कूलिंग टॉवर्ससह, संभाव्य स्टेनलेस स्टील बिघाड यंत्रणा वाढवल्या जातात. काही अनुप्रयोगांमध्ये, 300 मालिका स्टेनलेस स्टील केवळ महिने टिकेल, कधीकधी फक्त आठवडे, अपयशी होण्यापूर्वी. हा लेख जल उपचार दृष्टिकोनातून कंडेन्सर ट्यूब मटेरियल निवडताना विचारात घेतलेल्या किमान मुद्द्यांवर लक्ष केंद्रित करतो. या पेपरमध्ये चर्चा न केलेले परंतु सामग्री निवडीमध्ये भूमिका बजावणारे इतर घटक म्हणजे सामग्रीची ताकद, उष्णता हस्तांतरण गुणधर्म आणि थकवा आणि क्षरण गंज यासह यांत्रिक शक्तींना प्रतिकार.
स्टीलमध्ये १२% किंवा त्याहून अधिक क्रोमियम जोडल्याने मिश्रधातूमध्ये सतत ऑक्साईड थर तयार होतो जो खालील बेस मेटलचे संरक्षण करतो. म्हणूनच स्टेनलेस स्टील हा शब्द वापरला जातो. इतर मिश्रधातूंच्या (विशेषतः निकेल) अनुपस्थितीत, कार्बन स्टील फेराइट गटाचा भाग आहे आणि त्याच्या युनिट सेलमध्ये शरीर-केंद्रित घन (BCC) रचना असते.
जेव्हा निकेल मिश्रधातूच्या मिश्रणात ८% किंवा त्याहून अधिक एकाग्रतेवर जोडले जाते, अगदी सभोवतालच्या तापमानातही, पेशी ऑस्टेनाइट नावाच्या फेस-सेंट्र्ड क्यूबिक (FCC) रचनेत अस्तित्वात असेल.
तक्ता १ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, ३०० मालिकेतील स्टेनलेस स्टील्स आणि इतर स्टेनलेस स्टील्समध्ये निकेलचे प्रमाण असते जे ऑस्टेनिटिक रचना निर्माण करते.
ऑस्टेनिटिक स्टील्स अनेक अनुप्रयोगांमध्ये खूप मौल्यवान असल्याचे सिद्ध झाले आहे, ज्यामध्ये पॉवर बॉयलरमध्ये उच्च तापमानाच्या सुपरहीटर आणि रीहीटर ट्यूबसाठी साहित्य म्हणून देखील समाविष्ट आहे. विशेषतः 300 मालिका बहुतेकदा कमी तापमानाच्या उष्णता एक्सचेंजर ट्यूबसाठी साहित्य म्हणून वापरली जाते, ज्यामध्ये स्टीम पृष्ठभाग कंडेन्सरचा समावेश आहे. तथापि, या अनुप्रयोगांमध्येच अनेकजण संभाव्य अपयश यंत्रणेकडे दुर्लक्ष करतात.
स्टेनलेस स्टीलची, विशेषतः लोकप्रिय ३०४ आणि ३१६ मटेरियलची मुख्य अडचण अशी आहे की, थंड पाण्यातील अशुद्धतेमुळे आणि अशुद्धता एकाग्र करण्यास मदत करणाऱ्या भेगा आणि साठ्यांमुळे संरक्षक ऑक्साईड थर अनेकदा नष्ट होतो. याव्यतिरिक्त, बंद स्थितीत, पाणी उभे राहिल्याने सूक्ष्मजीवांची वाढ होऊ शकते, ज्याचे चयापचय उपउत्पादने धातूंसाठी अत्यंत हानिकारक असू शकतात.
थंड पाण्यातील एक सामान्य अशुद्धता, आणि आर्थिकदृष्ट्या काढून टाकणे सर्वात कठीण, क्लोराइड आहे. या आयनमुळे स्टीम जनरेटरमध्ये अनेक समस्या उद्भवू शकतात, परंतु कंडेन्सर आणि सहाय्यक उष्णता एक्सचेंजर्समध्ये, मुख्य अडचण अशी आहे की पुरेशा प्रमाणात क्लोराइड स्टेनलेस स्टीलवरील संरक्षणात्मक ऑक्साईड थरात प्रवेश करू शकतात आणि नष्ट करू शकतात, ज्यामुळे स्थानिक गंज निर्माण होतो, म्हणजेच खड्डे.
खड्डे पडणे हा गंजण्याच्या सर्वात कपटी प्रकारांपैकी एक आहे कारण त्यामुळे भिंतींमध्ये प्रवेश होऊ शकतो आणि धातूचे थोडे नुकसान होऊन उपकरणे बिघडू शकतात.
३०४ आणि ३१६ स्टेनलेस स्टीलमध्ये खड्ड्यांमुळे गंज निर्माण होण्यासाठी क्लोराइडचे प्रमाण खूप जास्त असण्याची गरज नाही आणि कोणत्याही साठ्या किंवा भेगा नसलेल्या स्वच्छ पृष्ठभागांसाठी, शिफारस केलेले कमाल क्लोराइड सांद्रता आता खालीलप्रमाणे मानले जाते:
अनेक घटक सहजपणे क्लोराइड सांद्रता निर्माण करू शकतात जे सर्वसाधारणपणे आणि स्थानिक ठिकाणी या मार्गदर्शक तत्त्वांपेक्षा जास्त असू शकतात. नवीन पॉवर प्लांटसाठी प्रथम एकदा-थ्रू कूलिंगचा विचार करणे खूपच दुर्मिळ झाले आहे. बहुतेक कूलिंग टॉवर्स किंवा काही प्रकरणांमध्ये, एअर-कूल्ड कंडेन्सर (ACC) सह बांधलेले असतात. कूलिंग टॉवर्स असलेल्यांसाठी, सौंदर्यप्रसाधनांमध्ये अशुद्धतेचे प्रमाण "सायकल अप" होऊ शकते. उदाहरणार्थ, 50 mg/l च्या मेक-अप वॉटर क्लोराइड एकाग्रतेसह एक स्तंभ पाच एकाग्रता चक्रांसह कार्य करतो आणि फिरणाऱ्या पाण्यातील क्लोराइड सामग्री 250 mg/l आहे. सामान्यतः यामुळे 304 SS वगळले पाहिजे. याव्यतिरिक्त, नवीन आणि विद्यमान प्लांटमध्ये, प्लांट रिचार्जसाठी ताजे पाणी बदलण्याची वाढती गरज आहे. एक सामान्य पर्याय म्हणजे महानगरपालिका सांडपाणी. टेबल 2 चार गोड्या पाण्याच्या पुरवठ्यांचे विश्लेषण चार सांडपाणी पुरवठ्यांसह तुलना करते.
क्लोराइडच्या वाढत्या पातळीकडे लक्ष ठेवा (आणि इतर अशुद्धता, जसे की नायट्रोजन आणि फॉस्फरस, ज्यामुळे शीतकरण प्रणालींमध्ये सूक्ष्मजीव दूषितता मोठ्या प्रमाणात वाढू शकते). मूलतः सर्व राखाडी पाण्यासाठी, कूलिंग टॉवरमधील कोणतेही अभिसरण 316 SS ने शिफारस केलेल्या क्लोराइड मर्यादेपेक्षा जास्त असेल.
मागील चर्चा सामान्य धातूच्या पृष्ठभागांच्या गंज क्षमतेवर आधारित आहे. फ्रॅक्चर आणि गाळ हे कथा नाटकीयरित्या बदलतात, कारण दोन्ही ठिकाणी अशुद्धता केंद्रित होऊ शकते. कंडेन्सर आणि तत्सम उष्णता एक्सचेंजर्समध्ये यांत्रिक क्रॅकसाठी एक सामान्य स्थान ट्यूब-टू-ट्यूब शीट जंक्शनवर आहे. ट्यूबमधील गाळ गाळाच्या सीमेवर क्रॅक निर्माण करू शकतो आणि गाळ स्वतः दूषित होण्याचे ठिकाण म्हणून काम करू शकतो. शिवाय, स्टेनलेस स्टील संरक्षणासाठी सतत ऑक्साईड थरावर अवलंबून असल्याने, साठे ऑक्सिजन-कमी जागा तयार करू शकतात ज्यामुळे उर्वरित स्टील पृष्ठभाग एनोडमध्ये बदलतो.
वरील चर्चेत अशा मुद्द्यांची रूपरेषा दिली आहे जी नवीन प्रकल्पांसाठी कंडेन्सर आणि सहाय्यक उष्णता एक्सचेंजर ट्यूब मटेरियल निर्दिष्ट करताना वनस्पती डिझाइनर सामान्यतः विचारात घेत नाहीत. 304 आणि 316 SS बद्दलची मानसिकता कधीकधी अशा कृतींच्या परिणामांचा विचार न करता "आम्ही नेहमीच तेच केले आहे" असे दिसते. अनेक वनस्पती आता ज्या कठोर थंड पाण्याच्या परिस्थितीचा सामना करतात त्यांना हाताळण्यासाठी पर्यायी साहित्य उपलब्ध आहे.
पर्यायी धातूंबद्दल चर्चा करण्यापूर्वी, आणखी एक मुद्दा थोडक्यात सांगितला पाहिजे. बऱ्याच प्रकरणांमध्ये, सामान्य ऑपरेशन दरम्यान 316 SS किंवा अगदी 304 SS चांगले काम करते, परंतु वीज खंडित होण्याच्या वेळी ते अयशस्वी होते. बहुतेक प्रकरणांमध्ये, कंडेन्सर किंवा हीट एक्सचेंजरच्या खराब ड्रेनेजमुळे बिघाड होतो ज्यामुळे नळ्यांमध्ये पाणी साचते. हे वातावरण सूक्ष्मजीवांच्या वाढीसाठी आदर्श परिस्थिती प्रदान करते. सूक्ष्मजीव वसाहती यामधून संक्षारक संयुगे तयार करतात जे नळीच्या धातूला थेट गंजतात.
मायक्रोबियली प्रेरित गंज (MIC) म्हणून ओळखली जाणारी ही यंत्रणा स्टेनलेस स्टील पाईप्स आणि इतर धातू काही आठवड्यांत नष्ट करण्यास ज्ञात आहे. जर उष्णता एक्सचेंजरमधून पाणी काढून टाकता येत नसेल, तर वेळोवेळी उष्णता एक्सचेंजरमधून पाणी फिरवण्याचा आणि प्रक्रियेदरम्यान बायोसाइड जोडण्याचा गांभीर्याने विचार केला पाहिजे. (योग्य लेअप प्रक्रियेबद्दल अधिक तपशीलांसाठी, डी. जानिकोव्स्की, "लेअरिंग अप कंडेन्सर अँड बीओपी एक्सचेंजर्स - विचार" पहा; ४-६ जून २०१९ रोजी चॅम्पेन, आयएल येथे ३९ व्या इलेक्ट्रिक युटिलिटी केमिस्ट्री संगोष्ठीत सादर.)
वर उल्लेख केलेल्या कठोर वातावरणासाठी, तसेच खाऱ्या पाण्याच्या किंवा समुद्राच्या पाण्यासारख्या कठोर वातावरणासाठी, अशुद्धता दूर करण्यासाठी पर्यायी धातूंचा वापर केला जाऊ शकतो. तीन मिश्रधातू गट यशस्वी झाले आहेत, व्यावसायिकदृष्ट्या शुद्ध टायटॅनियम, 6% मॉलिब्डेनम ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील आणि सुपरफेरिटिक स्टेनलेस स्टील. हे मिश्रधातू देखील MIC प्रतिरोधक आहेत. जरी टायटॅनियम गंजण्यास खूप प्रतिरोधक मानले जाते, तरी त्याची षटकोनी जवळची क्रिस्टल रचना आणि अत्यंत कमी लवचिक मापांक ते यांत्रिक नुकसानास संवेदनशील बनवतात. मजबूत ट्यूब सपोर्ट स्ट्रक्चर्स असलेल्या नवीन स्थापनेसाठी हे मिश्रधातू सर्वात योग्य आहे. एक उत्कृष्ट पर्याय म्हणजे सुपर फेरिटिक स्टेनलेस स्टील सी-क्युअर®. या सामग्रीची रचना खाली दर्शविली आहे.
या स्टीलमध्ये क्रोमियमचे प्रमाण जास्त असते परंतु निकेलचे प्रमाण कमी असते, म्हणून ते ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टीलऐवजी फेरिटिक स्टेनलेस स्टील आहे. कमी निकेल सामग्रीमुळे, त्याची किंमत इतर मिश्रधातूंपेक्षा खूपच कमी आहे. सी-क्युअरची उच्च ताकद आणि लवचिक मापांक इतर पदार्थांपेक्षा पातळ भिंतींना परवानगी देतो, परिणामी उष्णता हस्तांतरण सुधारते.
या धातूंचे वाढलेले गुणधर्म "पिटिंग रेझिस्टन्स इक्विव्हॅलेंट नंबर" चार्टवर दाखवले आहेत, जे नावाप्रमाणेच, विविध धातूंचा पिटिंग गंज प्रतिरोध निश्चित करण्यासाठी वापरला जाणारा एक चाचणी प्रक्रिया आहे.
सर्वात सामान्य प्रश्नांपैकी एक म्हणजे "स्टेनलेस स्टीलचा विशिष्ट दर्जा जास्तीत जास्त क्लोराइड किती सहन करू शकतो?" उत्तरे खूप भिन्न असतात. घटकांमध्ये pH, तापमान, फ्रॅक्चरची उपस्थिती आणि प्रकार आणि सक्रिय जैविक प्रजातींची क्षमता यांचा समावेश आहे. या निर्णयात मदत करण्यासाठी आकृती 5 च्या उजव्या अक्षावर एक साधन जोडले गेले आहे. ते तटस्थ pH, 35°C वाहते पाणी जे सामान्यतः अनेक BOP आणि संक्षेपण अनुप्रयोगांमध्ये आढळते (ठेव तयार होणे आणि क्रॅक तयार होणे टाळण्यासाठी). एकदा विशिष्ट रासायनिक रचना असलेले मिश्रधातू निवडले की, PREn निश्चित केले जाऊ शकते आणि नंतर योग्य स्लॅशने छेदले जाऊ शकते. शिफारस केलेले कमाल क्लोराइड पातळी नंतर उजव्या अक्षावर क्षैतिज रेषा काढून निश्चित केले जाऊ शकते. सर्वसाधारणपणे, जर खाऱ्या किंवा समुद्राच्या पाण्याच्या अनुप्रयोगांसाठी मिश्रधातूचा विचार करायचा असेल, तर G 48 चाचणीद्वारे मोजल्याप्रमाणे 25 अंश सेल्सिअसपेक्षा जास्त CCT असणे आवश्यक आहे.
हे स्पष्ट आहे की Sea-Cure® द्वारे दर्शविलेले सुपर फेरिटिक मिश्रधातू सामान्यतः समुद्राच्या पाण्याच्या वापरासाठी योग्य असतात. या पदार्थांचा आणखी एक फायदा आहे ज्यावर जोर दिला पाहिजे. ओहायो नदीकाठी असलेल्या वनस्पतींसह, 304 आणि 316 SS साठी अनेक वर्षांपासून मॅंगनीज गंज समस्या आढळून आल्या आहेत. अलिकडेच, मिसिसिपी आणि मिसूरी नद्यांच्या काठावरील वनस्पतींमध्ये उष्णता विनिमय करणाऱ्यांवर हल्ला झाला आहे. विहिरीच्या पाण्याच्या मेक-अप सिस्टममध्ये मॅंगनीज गंज देखील एक सामान्य समस्या आहे. गंज यंत्रणा म्हणून ओळखली गेली आहे मॅंगनीज डायऑक्साइड (MnO2) ठेवीखाली हायड्रोक्लोरिक आम्ल तयार करण्यासाठी ऑक्सिडायझिंग बायोसाइडसह प्रतिक्रिया देते. HCl हे खरोखर धातूंवर हल्ला करते. [WH डिकिन्सन आणि RW पिक, "इलेक्ट्रिक पॉवर इंडस्ट्रीमध्ये मॅंगनीज-आश्रित गंज"; 2002 च्या NACE वार्षिक गंज परिषदेत, डेन्व्हर, CO येथे सादर केले गेले.] फेरिटिक स्टील्स या गंज यंत्रणेला प्रतिरोधक आहेत.
कंडेन्सर आणि हीट एक्सचेंजर ट्यूबसाठी उच्च दर्जाचे साहित्य निवडणे हा अजूनही योग्य जल उपचार रसायनशास्त्र नियंत्रणाचा पर्याय नाही. लेखक ब्यूकर यांनी मागील पॉवर इंजिनिअरिंग लेखात सांगितल्याप्रमाणे, स्केलिंग, गंज आणि फाउलिंगची क्षमता कमी करण्यासाठी योग्यरित्या डिझाइन केलेला आणि चालवलेला रासायनिक उपचार कार्यक्रम आवश्यक आहे. कूलिंग टॉवर सिस्टममध्ये गंज आणि स्केलिंग नियंत्रित करण्यासाठी जुन्या फॉस्फेट/फॉस्फोनेट रसायनशास्त्राचा एक शक्तिशाली पर्याय म्हणून पॉलिमर रसायनशास्त्र उदयास येत आहे. सूक्ष्मजीव दूषितता नियंत्रित करणे ही एक गंभीर समस्या आहे आणि राहील. क्लोरीन, ब्लीच किंवा तत्सम संयुगे असलेली ऑक्सिडेटिव्ह रसायनशास्त्र ही सूक्ष्मजीव नियंत्रणाची आधारशिला असली तरी, पूरक उपचार अनेकदा उपचार कार्यक्रमांची कार्यक्षमता सुधारू शकतात. असे एक उदाहरण म्हणजे स्थिरीकरण रसायनशास्त्र, जे पाण्यात कोणतेही हानिकारक संयुगे न टाकता क्लोरीन-आधारित ऑक्सिडायझिंग बायोसाइड्सचा प्रकाशन दर आणि कार्यक्षमता वाढविण्यास मदत करते. याव्यतिरिक्त, नॉन-ऑक्सिडायझिंग बुरशीनाशकांसह पूरक खाद्य सूक्ष्मजीव विकास नियंत्रित करण्यासाठी खूप फायदेशीर ठरू शकते. परिणाम असा आहे की पॉवर प्लांट हीट एक्सचेंजर्सची शाश्वतता आणि विश्वासार्हता सुधारण्याचे अनेक मार्ग आहेत, परंतु प्रत्येक प्रणाली वेगळी आहे, म्हणून साहित्य आणि रसायनांच्या निवडीसाठी उद्योग तज्ञांशी काळजीपूर्वक नियोजन आणि सल्लामसलत करणे महत्वाचे आहे. प्रक्रिया. या लेखाचा बराचसा भाग जलशुद्धीकरणाच्या दृष्टिकोनातून लिहिला गेला आहे, आम्ही भौतिक निर्णयांमध्ये सहभागी नाही, परंतु उपकरणे तयार झाल्यानंतर आणि चालू झाल्यानंतर त्या निर्णयांचा परिणाम व्यवस्थापित करण्यास आम्हाला मदत करण्यास सांगितले जाते. प्रत्येक अर्जासाठी निर्दिष्ट केलेल्या अनेक घटकांच्या आधारे सामग्री निवडीचा अंतिम निर्णय वनस्पती कर्मचाऱ्यांनी घेतला पाहिजे.
लेखकाबद्दल: ब्रॅड ब्यूकर हे केमट्रीट येथे वरिष्ठ तांत्रिक प्रचारक आहेत. त्यांना वीज उद्योगात किंवा त्यांच्याशी संलग्न असलेल्या क्षेत्रात ३६ वर्षांचा अनुभव आहे, त्यापैकी बराचसा अनुभव स्टीम जनरेशन केमिस्ट्री, वॉटर ट्रीटमेंट, एअर क्वालिटी कंट्रोल आणि सिटी वॉटर, लाईट अँड पॉवर (स्प्रिंगफील्ड, आयएल) येथे आहे आणि कॅन्सस सिटी पॉवर अँड लाईट कंपनी ला सिग्न स्टेशन, कॅन्सस येथे आहे. त्यांनी एका केमिकल प्लांटमध्ये काम करणारे वॉटर/वेस्टवॉटर सुपरवायझर म्हणून दोन वर्षे काम केले. ब्यूकर यांनी आयोवा स्टेट युनिव्हर्सिटीमधून रसायनशास्त्रात बीएस पदवी घेतली आहे आणि फ्लुइड मेकॅनिक्स, एनर्जी अँड मटेरियल्स इक्विलिब्रियम आणि अॅडव्हान्स्ड इनऑरगॅनिक केमिस्ट्रीमध्ये अतिरिक्त अभ्यासक्रम पूर्ण केला आहे.
डॅन जानीकोव्स्की हे प्लायमाउथ ट्यूबमध्ये तांत्रिक व्यवस्थापक आहेत. ३५ वर्षांपासून ते तांबे मिश्रधातू, स्टेनलेस स्टील, निकेल मिश्रधातू, टायटॅनियम आणि कार्बन स्टीलसह धातूंच्या विकासात, ट्यूबलर उत्पादनांच्या निर्मिती आणि चाचणीमध्ये सहभागी आहेत. २००५ पासून प्लायमाउथ मेट्रोमध्ये असल्याने, जानीकोव्स्की यांनी २०१० मध्ये तांत्रिक व्यवस्थापक होण्यापूर्वी विविध वरिष्ठ पदांवर काम केले.