बॉयलर ट्यूब द्रव गतिशीलता और दो - चरण प्रवाह व्यवहार

ट्यूब विश्वसनीयता में द्रव गतिशीलता की भूमिका

प्रत्येक बॉयलर ट्यूब धातु से गर्मी को दूर ले जाने के लिए पानी या भाप के मिश्रण की एक सतत फिल्म पर निर्भर करती है। यदि फिल्म टूट जाती है, तो धातु का तापमान तेजी से बढ़ जाता है और ट्यूब कुछ ही मिनटों में विफल हो जाती है। द्रव गतिकी इसलिए ऑपरेटिंग लिफ़ाफ़े को सेट करती है जिसके अंदर एक एएसटीएम ए192, ए210 या ए213 ट्यूब अपना डिज़ाइन जीवन प्रदान कर सकती है, और यही कारण है कि समान ट्यूब सामग्री से निर्मित दो बॉयलर बहुत अलग विफलता इतिहास दिखा सकते हैं।

दो-चरण प्रवाह व्यवस्थाएं और डीएनबी

जैसे ही पानी को एक ट्यूब के माध्यम से गर्म किया जाता है, प्रवाह बुलबुलेदार, स्लग, मंथन और कुंडलाकार शासनों से होकर गुजरता है। प्रत्येक शासन अलग-अलग तरीके से गर्मी स्थानांतरित करता है, और उनके बीच संक्रमण यह तय करता है कि दीवार सबसे गर्म कहां चलती है। गंभीर स्थिति न्यूक्लियेट उबलने से हटना है, जहां दीवार पर तरल फिल्म को अब बनाए नहीं रखा जा सकता है और एक स्थानीय सूखा पैच बन जाता है। इसलिए डिज़ाइन को सर्किट के प्रत्येक बिंदु पर, विशेष रूप से ट्यूब इनलेट पर और उच्चतम ताप प्रवाह क्षेत्र की शुरुआत में पर्याप्त द्रव्यमान प्रवाह की आवश्यकता होती है, ताकि स्थानीय स्थिति सुरक्षित क्षेत्र के अंदर अच्छी तरह से बनी रहे।

प्रवाह अस्थिरता दूसरी चिंता का विषय है। भाप और पानी के बीच विभेदक चरण वेग दबाव दोलन पैदा करते हैं जो प्रवाह शासन संक्रमण के दौरान पानी के हथौड़े में विकसित हो सकते हैं, और समानांतर ट्यूब सर्किट एक दूसरे के खिलाफ दोलन कर सकते हैं। ट्यूब इनलेट्स पर छिद्र, सावधानीपूर्वक हेडर डिजाइन और स्थिर दबाव नियंत्रण सामान्य प्रति उपाय हैं।

वेग, निपटान और कटाव सीमाएँ

वेग दो विरोधी समस्याओं के बीच एक समझौता है:

बहुत कम वेग निलंबित ठोस पदार्थों को व्यवस्थित होने की अनुमति देता है, जिससे जमाव बनता है जो कम जमा जंग और स्थानीय अति ताप को बढ़ावा देता है। सामान्य डिज़ाइन अभ्यास निलंबित सामग्री के कण आकार और घनत्व के आधार पर पानी के वेग को 1 से 3 मीटर/सेकेंड के क्षेत्र में रखता है।

बहुत अधिक वेग सुरक्षात्मक ऑक्साइड फिल्म को हटा देता है और प्रवाह को तेज कर देता है, जिससे जंग और क्षरण में तेजी आती है, विशेष रूप से फिटिंग के डाउनस्ट्रीम और ट्यूब इनलेट पर। कार्बन स्टील सर्किट में प्रभावित क्षेत्रों में लगभग 4 मीटर/सेकेंड से ऊपर के मानों को आम तौर पर टाला जाता है।

बड़े पैमाने पर प्रवाह, अकेले वेग नहीं, गर्म क्षेत्र के लिए उपयोग किया जाने वाला डिज़ाइन चर है, क्योंकि ट्यूब के साथ भाप पानी मिश्रण का घनत्व लगातार बदलता रहता है। डिज़ाइन को चरम ताप प्रवाह की स्थिति में दीवार को ठंडा करने के लिए पर्याप्त द्रव्यमान प्रवाह की गारंटी देनी चाहिए, जबकि परिसंचरण प्रणाली की क्षमता के अंदर दो चरण दबाव ड्रॉप को बनाए रखना चाहिए।

सर्कुलेशन अनुपात और सर्किट लेआउट

प्राकृतिक परिसंचरण बॉयलर डाउनकमर्स में पानी और रिसर ट्यूबों में भाप{0}पानी के मिश्रण के बीच घनत्व अंतर पर निर्भर करते हैं। परिसंचरण अनुपात, उत्पन्न भाप के प्रति इकाई द्रव्यमान पर प्रसारित मिश्रण का द्रव्यमान, ट्यूब की दीवारों को गीला रखने और ट्यूब आउटलेट पर भाप की गुणवत्ता को सीमित करने के लिए पर्याप्त उच्च होना चाहिए। फोर्स्ड सर्कुलेशन सिस्टम स्टार्टअप, कम लोड संचालन और लोड परिवर्तन के दौरान प्रवाह की गारंटी के लिए पंपों का उपयोग करते हैं, जब प्राकृतिक परिसंचरण सबसे कमजोर होता है।

लेआउट उतना ही मायने रखता है जितना गणना। डाउनकमर और रिसर का आकार, भट्ठी के सापेक्ष ट्यूब बैंक की स्थिति, गैस पास में गर्मी प्रवाह का वितरण और कनेक्टिंग हेडर का रूटिंग सभी प्रभावित करते हैं कि समानांतर ट्यूबों के बीच समान रूप से प्रवाह कैसे साझा किया जाता है।

ट्यूबों के अंदर गर्मी हस्तांतरण को बढ़ाना

आंतरिक अशांति प्रवर्तक जैसे कि मुड़े हुए टेप आवेषण और राइफल्ड या आंतरिक रूप से रिब्ड टयूबिंग किसी दिए गए द्रव्यमान प्रवाह पर गर्मी हस्तांतरण गुणांक को सराहनीय रूप से बढ़ाते हैं, जो उच्च गर्मी प्रवाह क्षेत्रों में दीवार शीतलन में सुधार करता है और न्यूक्लियेट उबलने से प्रस्थान के जोखिम को कम करता है। ट्रेड {{1} }ऑफ एक उच्च दबाव ड्रॉप और जमा एकत्र करने की एक बड़ी प्रवृत्ति है, इसलिए आवेषण आमतौर पर पूरे सर्किट के बजाय सबसे अधिक लोड वाले अनुभाग में चुनिंदा रूप से लागू किया जाता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: बॉयलर ट्यूब डिज़ाइन के लिए द्रव्यमान प्रवाह वेग से अधिक उपयोगी क्यों है?
क्योंकि ट्यूब के साथ-साथ भाप-पानी के मिश्रण का घनत्व बदलता रहता है। द्रव्यमान प्रवाह स्थिर रहता है जबकि भाप बनने पर वेग बढ़ता है, इसलिए सर्किट के प्रत्येक बिंदु पर द्रव्यमान प्रवाह पर शीतलन क्षमता का आकलन किया जाता है।

प्रश्न: यदि बॉयलर ट्यूब के अंदर वेग बहुत कम हो तो क्या होगा?
कण ट्यूब क्राउन पर जमा होते हैं और जमाव बनाते हैं, जो दीवार को इन्सुलेट करता है, स्थानीय धातु का तापमान बढ़ाता है और कम जमा जंग के लिए जगह बनाता है।

प्रश्न: बॉयलर सर्किट में वॉटर हैमर का क्या कारण है?
प्रवाह व्यवस्था या प्रवाह दर में तेजी से बदलाव जो पानी के स्लग को उच्च वेग से फिटिंग और हेडर में जाने देता है। फायरिंग दर और स्तर का स्थिर नियंत्रण, साथ ही सही पाइपिंग लेआउट, इसे रोकता है।

प्रश्न: क्या ट्यूब डालने से हमेशा बॉयलर की विश्वसनीयता में सुधार होता है?
वे गर्मी हस्तांतरण और दीवार को ठंडा करने में सुधार करते हैं जहां गर्मी का प्रवाह सबसे अधिक होता है, लेकिन वे दबाव में कमी लाते हैं और जमा को फंसा सकते हैं। इसलिए इन्हें पूरे ट्यूब बैंक में नहीं, बल्कि चुनिंदा तरीके से लागू किया जाता है।

प्रश्न: द्रव गतिशील आवश्यकताएं ट्यूब विनिर्देश को कैसे प्रभावित करती हैं?
वे एएसएमई बीपीवीसी अनुभाग I की डिज़ाइन गणना के माध्यम से दीवार की मोटाई निर्धारित करते हैं और वे तय करते हैं कि किस ग्रेड की आवश्यकता है, क्योंकि उच्च द्रव्यमान प्रवाह और बेहतर दीवार शीतलन एक मिश्र धातु ग्रेड की आवश्यकता के बजाय कार्बन स्टील ट्यूब को उसके स्वीकार्य तापमान के भीतर रख सकता है।