लेखकहरूले बारम्बार नयाँ पावर परियोजना विशिष्टताहरूको समीक्षा गरेका छन्, जसमा प्लान्ट डिजाइनरहरूले सामान्यतया कन्डेन्सर र सहायक ताप एक्सचेन्जर ट्युबिङको लागि ३०४ वा ३१६ स्टेनलेस स्टील छनौट गर्छन्। धेरैका लागि, स्टेनलेस स्टील शब्दले अजेय क्षरणको आभालाई संकेत गर्दछ, जब वास्तवमा, स्टेनलेस स्टीलहरू कहिलेकाहीं सबैभन्दा खराब विकल्प हुन सक्छन् किनभने तिनीहरू स्थानीयकृत क्षरणको लागि संवेदनशील हुन्छन्। र, चिसो पानीको मेक-अपको लागि ताजा पानीको कम उपलब्धताको यस युगमा, उच्च सांद्रता चक्रमा सञ्चालन हुने शीतलन टावरहरूसँग मिलेर, सम्भावित स्टेनलेस स्टील विफलता संयन्त्रहरू बढाइन्छ। केही अनुप्रयोगहरूमा, ३०० श्रृंखला स्टेनलेस स्टील असफल हुनु अघि महिनौं, कहिलेकाहीं हप्ताहरू मात्र बाँच्नेछ। यो लेखले पानी उपचार दृष्टिकोणबाट कन्डेन्सर ट्यूब सामग्रीहरू छनौट गर्दा विचार गर्नुपर्ने कम्तिमा मुद्दाहरूमा केन्द्रित छ। यस पेपरमा छलफल नगरिएका तर सामग्री छनोटमा भूमिका खेल्ने अन्य कारकहरूमा सामग्री शक्ति, ताप स्थानान्तरण गुणहरू, र थकान र क्षरण क्षरण सहित यांत्रिक शक्तिहरूको प्रतिरोध समावेश छ।
स्टीलमा १२% वा सोभन्दा बढी क्रोमियम थप्दा मिश्र धातुले निरन्तर अक्साइड तह बनाउँछ जसले तलको आधार धातुलाई सुरक्षित राख्छ। त्यसैले यसलाई स्टेनलेस स्टील भन्ने शब्द भनिन्छ। अन्य मिश्र धातु सामग्रीहरू (विशेष गरी निकल) को अनुपस्थितिमा, कार्बन स्टील फेराइट समूहको भाग हो, र यसको एकाइ कक्षमा शरीर-केन्द्रित घन (BCC) संरचना हुन्छ।
परिवेशको तापक्रममा पनि ८% वा सोभन्दा बढीको सांद्रतामा मिश्र धातुको मिश्रणमा निकल थप्दा, कोष अस्टिनाइट भनिने अनुहार-केन्द्रित घन (FCC) संरचनामा अवस्थित हुनेछ।
तालिका १ मा देखाइए अनुसार, ३०० शृङ्खलाका स्टेनलेस स्टीलहरू र अन्य स्टेनलेस स्टीलहरूमा निकल सामग्री हुन्छ जसले अस्टेनिटिक संरचना उत्पादन गर्दछ।
अस्टेनिटिक स्टीलहरू धेरै अनुप्रयोगहरूमा धेरै मूल्यवान साबित भएका छन्, जसमा पावर बॉयलरहरूमा उच्च तापक्रम सुपरहीटर र रिहिटर ट्यूबहरूको लागि सामग्रीको रूपमा समावेश छ। विशेष गरी ३०० शृङ्खला प्रायः कम तापक्रम ताप एक्सचेन्जर ट्यूबहरूको लागि सामग्रीको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, जसमा स्टीम सतह कन्डेन्सरहरू पनि समावेश छन्। यद्यपि, यी अनुप्रयोगहरूमा धेरैले सम्भावित विफलता संयन्त्रहरूलाई बेवास्ता गर्छन्।
स्टेनलेस स्टील, विशेष गरी लोकप्रिय ३०४ र ३१६ सामग्रीहरूको मुख्य कठिनाई भनेको सुरक्षात्मक अक्साइड तह प्रायः चिसो पानीमा रहेको अशुद्धता र अशुद्धतालाई केन्द्रित गर्न मद्दत गर्ने दरार र निक्षेपहरूद्वारा नष्ट हुन्छ। थप रूपमा, बन्द अवस्थाहरूमा, स्थिर पानीले सूक्ष्मजीव वृद्धि निम्त्याउन सक्छ, जसको चयापचय उप-उत्पादनहरू धातुहरूको लागि अत्यधिक हानिकारक हुन सक्छन्।
चिसो पानीको सामान्य अशुद्धता, र आर्थिक रूपमा हटाउन सबैभन्दा गाह्रो मध्ये एक, क्लोराइड हो। यो आयनले स्टीम जेनरेटरहरूमा धेरै समस्याहरू निम्त्याउन सक्छ, तर कन्डेन्सरहरू र सहायक ताप एक्सचेन्जरहरूमा, मुख्य कठिनाई यो हो कि पर्याप्त सांद्रतामा क्लोराइडहरूले स्टेनलेस स्टीलमा सुरक्षात्मक अक्साइड तहमा प्रवेश गर्न र नष्ट गर्न सक्छन्, जसले गर्दा स्थानीयकृत क्षरण हुन्छ, अर्थात् पिटिंग।
पिटिंग क्षरणको सबैभन्दा कपटी रूपहरू मध्ये एक हो किनभने यसले भित्तामा प्रवेश गर्न सक्छ र थोरै धातु क्षतिको साथ उपकरण विफलता निम्त्याउन सक्छ।
३०४ र ३१६ स्टेनलेस स्टीलमा पिटिंग क्षरण गराउन क्लोराइडको सांद्रता धेरै उच्च हुनु पर्दैन, र कुनै पनि निक्षेप वा दरार बिना सफा सतहहरूको लागि, सिफारिस गरिएको अधिकतम क्लोराइड सांद्रता अब निम्न मानिन्छ:
धेरै कारकहरूले सजिलैसँग क्लोराइड सांद्रता उत्पादन गर्न सक्छन् जुन यी दिशानिर्देशहरू भन्दा बढी हुन्छ, सामान्य रूपमा र स्थानीय स्थानहरूमा। नयाँ पावर प्लान्टहरूको लागि पहिले एक पटक-थ्रु कूलिंगलाई विचार गर्नु धेरै दुर्लभ भएको छ। धेरैजसो कूलिंग टावरहरू, वा केही अवस्थामा, एयर-कूल्ड कन्डेन्सरहरू (ACC) संग बनाइएका छन्। कूलिंग टावरहरू भएकाहरूका लागि, सौन्दर्य प्रसाधनहरूमा अशुद्धताको सांद्रता "चक्र माथि" हुन सक्छ। उदाहरणका लागि, ५० मिलीग्राम/लिटरको मेक-अप वाटर क्लोराइड सांद्रता भएको स्तम्भले पाँच सांद्रता चक्रहरूसँग काम गर्छ, र परिसंचरण गर्ने पानीको क्लोराइड सामग्री २५० मिलीग्राम/लिटर हुन्छ। यो मात्रले सामान्यतया ३०४ SS लाई अस्वीकार गर्नुपर्छ। थप रूपमा, नयाँ र अवस्थित प्लान्टहरूमा, बिरुवा रिचार्जको लागि ताजा पानी प्रतिस्थापन गर्न बढ्दो आवश्यकता छ। एउटा सामान्य विकल्प नगरपालिकाको फोहोर पानी हो। तालिका २ ले चार फोहोर पानी आपूर्तिहरूको विश्लेषणलाई चार फोहोर पानी आपूर्तिहरूसँग तुलना गर्दछ।
बढेको क्लोराइड स्तर (र नाइट्रोजन र फस्फोरस जस्ता अन्य अशुद्धताहरू, जसले शीतलन प्रणालीहरूमा सूक्ष्मजीव प्रदूषणलाई धेरै बढाउन सक्छ) बाट सावधान रहनुहोस्। मूलतः सबै खैरो पानीको लागि, शीतलन टावरमा कुनै पनि परिसंचरण 316 SS द्वारा सिफारिस गरिएको क्लोराइड सीमा भन्दा बढी हुनेछ।
अघिल्लो छलफल सामान्य धातु सतहहरूको क्षरण क्षमतामा आधारित छ। फ्र्याक्चर र तलछटले कथालाई नाटकीय रूपमा परिवर्तन गर्दछ, किनकि दुबैले अशुद्धताहरू केन्द्रित गर्न सक्ने ठाउँहरू प्रदान गर्दछ। कन्डेन्सरहरू र समान ताप एक्सचेन्जरहरूमा मेकानिकल दरारहरूको लागि एक विशिष्ट स्थान ट्यूब-टु-ट्यूब पाना जंक्शनहरूमा हुन्छ। ट्यूब भित्रको तलछटले तलछट सीमामा दरारहरू सिर्जना गर्न सक्छ, र तलछट आफैंले प्रदूषणको लागि साइटको रूपमा काम गर्न सक्छ। यसबाहेक, स्टेनलेस स्टील सुरक्षाको लागि निरन्तर अक्साइड तहमा निर्भर भएकोले, निक्षेपहरूले अक्सिजन-कमजोर साइटहरू बनाउन सक्छ जसले बाँकी स्टील सतहलाई एनोडमा परिणत गर्दछ।
माथिको छलफलले नयाँ परियोजनाहरूको लागि कन्डेन्सर र सहायक ताप एक्सचेन्जर ट्यूब सामग्रीहरू निर्दिष्ट गर्दा प्लान्ट डिजाइनरहरूले सामान्यतया विचार नगर्ने मुद्दाहरूको रूपरेखा प्रस्तुत गर्दछ। ३०४ र ३१६ एसएस सम्बन्धी मानसिकता कहिलेकाहीं अझै पनि त्यस्ता कार्यहरूको परिणामलाई विचार नगरी "हामीले सधैं त्यही गरेका छौं" जस्तो देखिन्छ। धेरै बिरुवाहरूले अहिले सामना गर्ने कठोर चिसो पानीको अवस्थालाई सम्हाल्न वैकल्पिक सामग्रीहरू उपलब्ध छन्।
वैकल्पिक धातुहरूको बारेमा छलफल गर्नु अघि, अर्को बुँदा छोटकरीमा भन्नु पर्छ। धेरै अवस्थामा, सामान्य सञ्चालनको समयमा ३१६ एसएस वा ३०४ एसएसले राम्रो प्रदर्शन गर्‍यो, तर पावर आउटेजको समयमा असफल भयो। धेरैजसो अवस्थामा, कन्डेन्सर वा ताप एक्सचेन्जरको खराब निकासको कारणले गर्दा ट्यूबहरूमा पानी जम्मा हुन्छ। यो वातावरणले सूक्ष्मजीवहरूको वृद्धिको लागि आदर्श अवस्था प्रदान गर्दछ। सूक्ष्मजीव उपनिवेशहरूले बारीमा संक्षारक यौगिकहरू उत्पादन गर्छन् जसले ट्यूबलर धातुलाई प्रत्यक्ष रूपमा क्षरण गर्छ।
माइक्रोबियली इन्ड्युस्ड कोरोसन (MIC) भनेर चिनिने यो संयन्त्रले स्टेनलेस स्टील पाइप र अन्य धातुहरूलाई हप्ता भित्रै नष्ट गर्ने कुरा थाहा छ। यदि ताप एक्सचेन्जरलाई निकाल्न सकिँदैन भने, ताप एक्सचेन्जर मार्फत आवधिक रूपमा पानी परिसंचरण गर्ने र प्रक्रियाको क्रममा बायोसाइड थप्ने कुरामा गम्भीर विचार गरिनुपर्छ। (उचित लेअप प्रक्रियाहरूको बारेमा थप विवरणहरूको लागि, D. Janikowski, "Layering Up Condenser and BOP Exchangers - Considerations" हेर्नुहोस्; जुन ४-६, २०१९ मा च्याम्पेन, IL मा आयोजित ३९ औं इलेक्ट्रिक युटिलिटी केमिस्ट्री संगोष्ठीमा प्रस्तुत गरिएको।)
माथि हाइलाइट गरिएका कठोर वातावरणहरू, साथै नुनिलो पानी वा समुद्री पानी जस्ता कठोर वातावरणहरूको लागि, अशुद्धताहरू हटाउन वैकल्पिक धातुहरू प्रयोग गर्न सकिन्छ। तीन मिश्र धातु समूहहरूले व्यावसायिक रूपमा शुद्ध टाइटेनियम, ६% मोलिब्डेनम अस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील र सुपरफेरिटिक स्टेनलेस स्टील सफल साबित भएका छन्। यी मिश्र धातुहरू MIC प्रतिरोधी पनि छन्। यद्यपि टाइटेनियमलाई क्षरणको लागि धेरै प्रतिरोधी मानिन्छ, यसको हेक्सागोनल क्लोज-प्याक गरिएको क्रिस्टल संरचना र अत्यन्त कम लोचदार मोडुलसले यसलाई मेकानिकल क्षतिको लागि संवेदनशील बनाउँछ। यो मिश्र धातु बलियो ट्यूब समर्थन संरचनाहरू भएका नयाँ स्थापनाहरूको लागि सबैभन्दा उपयुक्त छ। एक उत्कृष्ट विकल्प सुपर फेरिटिक स्टेनलेस स्टील Sea-Cure® हो। यस सामग्रीको संरचना तल देखाइएको छ।
यस स्टीलमा क्रोमियमको मात्रा बढी हुन्छ तर निकलको मात्रा कम हुन्छ, त्यसैले यो अस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टीलको सट्टा फेरिटिक स्टेनलेस स्टील हो। यसको कम निकल सामग्रीको कारण, यसको लागत अन्य मिश्र धातुहरू भन्दा धेरै कम छ। सी-क्योरको उच्च शक्ति र लोचदार मोड्युलसले अन्य सामग्रीहरू भन्दा पातलो पर्खालहरूको लागि अनुमति दिन्छ, जसले गर्दा ताप स्थानान्तरणमा सुधार हुन्छ।
यी धातुहरूको बढेको गुणहरू "पिटिंग रेजिस्टेन्स इक्विभ्यालेन्ट नम्बर" चार्टमा देखाइएको छ, जुन नामले नै सुझाव दिए जस्तै, पिटिंग क्षरणको लागि विभिन्न धातुहरूको प्रतिरोध निर्धारण गर्न प्रयोग गरिने परीक्षण प्रक्रिया हो।
सबैभन्दा सामान्य प्रश्नहरू मध्ये एक हो "स्टेनलेस स्टीलको विशेष ग्रेडले सहन सक्ने अधिकतम क्लोराइड सामग्री के हो?" उत्तरहरू व्यापक रूपमा भिन्न हुन्छन्। कारकहरूमा pH, तापक्रम, उपस्थिति र प्रकारको फ्र्याक्चर, र सक्रिय जैविक प्रजातिहरूको सम्भावना समावेश छ। यो निर्णयमा मद्दत गर्न चित्र ५ को दायाँ अक्षमा एउटा उपकरण थपिएको छ। यो तटस्थ pH, ३५°C बग्ने पानीमा आधारित छ जुन सामान्यतया धेरै BOP र संक्षेपण अनुप्रयोगहरूमा पाइन्छ (निक्षेप गठन र दरार गठन रोक्न)। एक पटक विशिष्ट रासायनिक संरचना भएको मिश्र धातु चयन गरिसकेपछि, PREn निर्धारण गर्न सकिन्छ र त्यसपछि उपयुक्त स्ल्याशसँग काट्न सकिन्छ। त्यसपछि सिफारिस गरिएको अधिकतम क्लोराइड स्तर दायाँ अक्षमा तेर्सो रेखा कोरेर निर्धारण गर्न सकिन्छ। सामान्यतया, यदि कुनै मिश्र धातुलाई खारा वा समुद्री पानी अनुप्रयोगहरूको लागि विचार गर्ने हो भने, G 48 परीक्षणद्वारा मापन गरिएको २५ डिग्री सेल्सियसभन्दा माथि CCT हुनु आवश्यक छ।
यो स्पष्ट छ कि Sea-Cure® द्वारा प्रतिनिधित्व गरिएका सुपर फेरिटिक मिश्रहरू सामान्यतया समुद्री पानीको प्रयोगको लागि पनि उपयुक्त हुन्छन्। यी सामग्रीहरूको अर्को फाइदा छ जसलाई जोड दिनुपर्छ। धेरै वर्षदेखि ओहायो नदीको किनारमा रहेका बिरुवाहरू सहित, 304 र 316 SS मा म्यांगनीज क्षरण समस्याहरू अवलोकन गरिएको छ। हालै, मिसिसिपी र मिसौरी नदीहरूको किनारमा रहेका बिरुवाहरूमा ताप एक्सचेन्जरहरू आक्रमण भएका छन्। इनारको पानी मेक-अप प्रणालीहरूमा म्यांगनीज क्षरण पनि एक सामान्य समस्या हो। क्षरण संयन्त्रलाई म्यांगनीज डाइअक्साइड (MnO2) को रूपमा पहिचान गरिएको छ जसले निक्षेप अन्तर्गत हाइड्रोक्लोरिक एसिड उत्पन्न गर्न अक्सिडाइजिंग बायोसाइडसँग प्रतिक्रिया गर्दछ। HCl ले वास्तवमा धातुहरूलाई आक्रमण गर्छ। [WH डिकिन्सन र RW पिक, "विद्युत ऊर्जा उद्योगमा म्यांगनीज-निर्भर क्षरण"; २००२ NACE वार्षिक क्षरण सम्मेलन, डेन्भर, CO मा प्रस्तुत गरिएको।] फेरिटिक स्टीलहरू यस क्षरण संयन्त्रको प्रतिरोधी छन्।
कन्डेन्सर र ताप एक्सचेन्जर ट्यूबहरूको लागि उच्च ग्रेड सामग्रीहरू छनौट गर्नु अझै पनि उचित पानी उपचार रसायन नियन्त्रणको विकल्प होइन। लेखक बुएकरले अघिल्लो पावर इन्जिनियरिङ लेखमा उल्लेख गरेझैं, स्केलिंग, क्षरण र फाउलिंगको सम्भावनालाई कम गर्न उचित रूपमा डिजाइन र संचालित रासायनिक उपचार कार्यक्रम आवश्यक छ। कूलिंग टावर प्रणालीहरूमा क्षरण र स्केलिंग नियन्त्रण गर्न पोलिमर रसायन विज्ञान पुरानो फस्फेट/फस्फोनेट रसायन विज्ञानको शक्तिशाली विकल्पको रूपमा उभरिरहेको छ। माइक्रोबियल प्रदूषण नियन्त्रण गर्नु एक महत्वपूर्ण मुद्दा भएको छ र जारी रहनेछ। क्लोरीन, ब्लीच, वा समान यौगिकहरू सहितको अक्सिडेटिभ रसायन विज्ञान माइक्रोबियल नियन्त्रणको आधारशिला हुँदा, पूरक उपचारहरूले प्रायः उपचार कार्यक्रमहरूको दक्षता सुधार गर्न सक्छ। यस्तो एउटा उदाहरण स्थिरीकरण रसायन विज्ञान हो, जसले पानीमा कुनै हानिकारक यौगिकहरू परिचय नगरी क्लोरीन-आधारित अक्सिडाइजिंग बायोसाइडहरूको रिलीज दर र दक्षता बढाउन मद्दत गर्दछ। थप रूपमा, गैर-अक्सिडाइजिंग फङ्गिसाइडहरूसँग पूरक फिड माइक्रोबियल विकास नियन्त्रण गर्न धेरै लाभदायक हुन सक्छ। परिणाम यो हो कि पावर प्लान्ट ताप एक्सचेन्जरहरूको दिगोपन र विश्वसनीयता सुधार गर्ने धेरै तरिकाहरू छन्, तर प्रत्येक प्रणाली फरक छ, त्यसैले सामग्री र रसायनहरूको छनोटको लागि उद्योग विशेषज्ञहरूसँग सावधानीपूर्वक योजना र परामर्श महत्त्वपूर्ण छ। प्रक्रियाहरू।यस लेखको धेरैजसो भाग पानी उपचार दृष्टिकोणबाट लेखिएको हो, हामी भौतिक निर्णयहरूमा संलग्न छैनौं, तर उपकरणहरू तयार भएपछि ती निर्णयहरूको प्रभाव व्यवस्थापन गर्न हामीलाई मद्दत गर्न भनिएको छ।प्रत्येक आवेदनको लागि निर्दिष्ट गरिएका धेरै कारकहरूको आधारमा सामग्री छनोटको अन्तिम निर्णय प्लान्टका कर्मचारीहरूले गर्नुपर्छ।
लेखकको बारेमा: ब्राड बुएकर केमट्रिटका एक वरिष्ठ प्राविधिक प्रचारक हुन्। उहाँसँग पावर उद्योगमा ३६ वर्षको अनुभव छ वा यससँग सम्बद्ध छ, जसमध्ये धेरैजसो स्टीम जेनेरेसन केमिस्ट्री, पानी प्रशोधन, वायु गुणस्तर नियन्त्रण र सिटी वाटर, लाइट एण्ड पावर (स्प्रिङफिल्ड, IL) मा छ र कान्सास सिटी पावर एण्ड लाइट कम्पनी ला सिग्न स्टेशन, कान्सासमा अवस्थित छ। उहाँले एक रासायनिक प्लान्टमा कार्यवाहक पानी/फोहोर पानी पर्यवेक्षकको रूपमा दुई वर्ष बिताए। बुएकरले आयोवा स्टेट युनिभर्सिटीबाट रसायनशास्त्रमा बीएस गरेका छन् जसमा फ्लुइड मेकानिक्स, ऊर्जा र सामग्री सन्तुलन, र उन्नत अजैविक रसायन विज्ञानमा अतिरिक्त पाठ्यक्रम कार्य छ।
डान जानिकोवस्की प्लाइमाउथ ट्यूबमा प्राविधिक प्रबन्धक हुन्। ३५ वर्षदेखि, उनी धातुहरूको विकास, तामा मिश्र धातु, स्टेनलेस स्टील, निकल मिश्र धातु, टाइटेनियम र कार्बन स्टील सहित ट्युबुलर उत्पादनहरूको निर्माण र परीक्षणमा संलग्न छन्। २००५ देखि प्लाइमाउथ मेट्रोमा रहँदै आएका जानिकोवस्कीले २०१० मा प्राविधिक प्रबन्धक बन्नु अघि विभिन्न वरिष्ठ पदहरू सम्हालेका थिए।