Geotermal sho'r suvli isitgichda (2000 ppm xlorid, pH 5, 150 daraja), titanium qobig'idagi kaltsiy sulfatning shkalasi 5 yillik dizayn muddati uchun zarur bo'lgan devor qalinligini qanday o'zgartiradi?
Xabar QOLDIRISH
Geotermal sho'rlarni o'lchash uchun titanli isitgich dizaynidagi asosiy o'zgarishlar
150 graduslik geotermal sho'r suvlarda ko'p miqdorda kaltsiy va sulfat ionlari mavjud. CaSO4, kaltsiy sulfat. CaSO4 ning eruvchanligi harorat oshishi bilan pasayadi va qizdirilgan sirtlarda shkala shaklida cho'kadi. Ushbu shkala titaniumli suv isitgichining izolyatsion qatlamidir. 5 yil dizayn muddati uchun talab qilinadigan devor qalinligi nafaqat korroziyaga chidamliligini, balki ichki degradatsiyani oshiradigan miqyosdagi isishni ham hisobga olishi kerak. Qalinroq devor dastlab issiqroq bo'ladi va shuning uchun tezroq kattalashadi, yupqaroq devor esa sovuqroq bo'ladi, lekin korroziyaga kamroq ruxsat beradi. Ushbu ish 150 daraja geotermal sho'r suvda 5 yil yashash uchun zarur bo'lgan devor qalinligida kaltsiy sulfat miqyosi ta'sirini baholaydi.
Mexanik yaxlitlikka ta'siri: haddan tashqari qizib ketishga olib keladigan miqyos
Kaltsiy sulfat shkalasi taxminan 1,2 Vt / m · K issiqlik o'tkazuvchanligiga ega, bu titandan (17 Vt / m · K) 15 baravar past. Qalinligi atigi 0,5 mm bo'lgan shkala qatlami DT_shkalasi=q × t_scale / k_scale termal qarshiligini keltirib chiqaradi. Tashqi titan yuzasida 0,5 mm shkaladagi cho'kma 2,0 Vt / sm2 issiqlik oqimi uchun (geotermal isitgichlarga xos) haroratning 8,3 darajaga ko'tarilishiga olib keladi. Isitilgan sirt shkalaning keyingi yog'ingarchiliklarini tezlashtiradi, ijobiy geribildirim davri. Asosiy ishlamay qolish mexanizmi korroziya teshilishidan ichki magniy oksidi izolatsiyasining-haddan tashqari qizishiga o'zgartiriladi. Agar ichki devor harorati uzoq vaqt davomida 350 darajadan yuqori bo'lsa, MgO izolatsiyasi buziladi. Bu elektr oqishiga va isitgichning ishdan chiqishiga olib keladi. Titan devor qalinligi oshishi bilan (ya'ni, sirtning asosiy harorati oshadi), haddan tashqari qizib ketishdan oldin ruxsat etilgan shkala qalinligi kamayadi, ya'ni tez-tez tozalash yoki issiqlik oqimini kamaytirish kerak bo'ladi.
Termal ishlashga ta'siri: asosiy sirt harorati va o'lchov tezligi
Kaltsiy sulfat shkalasi ishlab chiqarish tezligi sirt harorati bilan Arrhenius aloqasidir. 150 daraja sho'r suvda 2,0 Vt/sm2 bo'lgan 1,0 mm titan devori uchun tashqi yuzaning harorati taxminan 157 darajani tashkil qiladi (DTkond=1.2 daraja, DTkonv h=2000 Vt/m2K=10 darajani qabul qiladi). 1,8 mm devor uchun tashqi sirt 160 darajaga etadi. Ushbu 3 graduslik farq shkalaning cho'kish tezligining taxminan 20% ga oshishiga to'g'ri keladi. Eng muhimi shundaki, asosiy haroratning oshishi yupqaroq qatlamning haddan tashqari qizib ketishiga olib kelishini anglatadi. t_scale_max=(350 daraja - T_surface - DT_cond - DT_konv) * k_scale/q . Bu ichki devor 350 darajaga yetguncha o'lchovning maksimal qalinligi. 1,0 mm (T_surface=157 daraja) devor uchun t_scale_max~2,3 mm. 1,8 mm (T_surface=160 daraja) devor qalinligi uchun t_scale_max ≈ 2,0 mm. Farqi unchalik katta emas, lekin qalinroq devor ham 20% tezroq o'zgaradi, shuning uchun kritik shkala qalinligiga erishish vaqti ~ 30% qisqaroq.
Tradeoff sintezi: o'lchov bilan devor qalinligini tanlash
Devor qalinligi (mm) Boshlang'ich T_sirt (daraja) Masshtabda cho'kish darajasi (mm/oy) Oylardan Kritik o'lchamga (2,0 mm) Korroziyaga chidamlilik muddati (yillar) Umumiy 5 yillik hayot qobiliyati
0,8 mm 156 daraja C 0,30 mm/oy 6,7 oy > 10 yil Yo‘q – juda tez-tez tozalash
1,0 mm 157 daraja 0,32 mm/oy 6,3 oy > 10 yil Yo‘q – har 6 oyda tozalash kerak
1.2 mm 158°C 0.35 mm/month 5.7 months >10 yil Yo'q - har 5 oyda tozalang
1,5 mm 159 daraja 0,38 mm/oy 5,3 oy 8 – 10 yil Yo‘q – hali ham tozalash kerak
Har qanday > 0,30 mm/oy < 7 oyAgar masshtabni nazorat qilmasa, devor qalinligi 5 yil davom etmaydi.
Statistik ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, hech qanday devor qalinligi 5 yillik dizayn muddatini masshtabning oldini olishsiz amalga oshira olmaydi, chunki kaltsiy sulfat oyiga 0.3 - 0.4 mm tezlikda rivojlanadi va titan qalinligidan qat'i nazar, har 5 - 7 oyda tozalashni talab qiladi. Kritik o'lchovga erishish vaqti devor qalinligidan ko'p ta'sir qilmaydi.
Devordan tashqarida muhandislik: o'lchovni oldini olish va tozalash
Geotermal sho'r suvni o'lchashda 5 yillik xizmat muddatiga erishishning yagona amaliy echimi bu shkalaning oldini olish yoki avtomatlashtirilgan tozalashdir. Sho'r suvga shkala inhibitori (5-10 ppm poliakrilat yoki fosfonat) qo'shilishi cho'kish tezligini oyiga 0,03-0,06 mm (80-90%) ga kamaytiradi. Inhibisyon 1,2 mm qalinlikdagi titaniumli devor uchun tozalash chastotasini har 3-4 yilda pasaytiradi va devorning korroziyaga chidamliligi (xlorid hujumidan yiliga 0,01 mm) minimaldir. Shu bilan bir qatorda, mexanik tozalash tizimini (masalan, isitish quvurlari bo'ylab tez-tez yuradigan prujinali qirg'ichlar) o'rnatish orqali qalinligi 0,3 mm ga yetmasdan oldin o'lchovni yo'q qilish mumkin. Agar siz uni haftada bir marta qirib tashlasangiz, 0,8 mm dan 2,0 mm gacha bo'lgan har qanday devor qalinligi 5 yildan ortiq davom etadi, chunki shkala hech qachon qizib ketishga olib keladigan darajada qalin bo'lmaydi. Keyin devor qalinligi xloridlarning korroziyaga chidamliligini qondirishi kerak (maksimal 0,05 mm/yil, ya'ni 10 yilda . 0.5 mm).
Xulosa: Geotermal sho'r shkalasini nazorat qilish devor qalinligidan ko'ra muhimroqdir
Masalan, 2000 ppm xlorid va kaltsiy sulfat shkalasi bilan 150 graduslik geotermal sho'r suv isitgichining zarur devor qalinligini shkala shakllanishini hisobga olmasdan, 5 yillik dizayn muddati uchun taxmin qilish mumkin emas. Oyiga 0,3 dan 0,4 mm gacha bo'lgan nazoratsiz shkala cho'kindilari titanium devor qalinligidan (0,8 mm yoki 2,0 mm) qat'iy nazar har 5-7 oyda tozalashni talab qiladi. Kimyoviy shkalani inhibe qilish (cho'kish tezligini 90% ga kamaytirish) standart 1,2 mm devor 5+ yil ishlash imkonini beradi va xloriddan ruxsat etilgan korroziya ahamiyatsiz. Geotermal sho'r suv xizmati uchun eng yaxshi standart shkala inhibitori qarshi tizimi yoki avtomatlashtirilgan mexanik tozalash bilan 1,2-1,5 mm titan devor qalinligi. Ishlab chiqaruvchidan kalsiyning taxminiy kontsentratsiyasini (ppm Ca 2+ ) va sulfat konsentratsiyasini (ppm SO 4 2- ) taqdim etishini va isitgichning spetsifikatsiyasining bir qismi sifatida shkalani boshqarish rejasini talab qilishini talab qiling. Devor qalinligi o'lchovli sho'rlarda 5 yil umr ko'rishni ta'minlash uchun etarli emas.
