مبدل های حرارتی تیتانیوم تجهیزات نمک زدایی آب دریا

1. مطالعات موردی

کارخانه نمک‌زدایی سنت کروکس (جزایر ویرجین، اواسط دهه 1960)

ظرفیت: 1.5 میلیون گالن در روز.

همه مبدل های حرارتی از لوله های تیتانیوم استفاده می کردند که مشکلات خوردگی مبدل های آلیاژ مس را حل می کرد.

دهه 1970 (سنت کروکس، الجوبیل و غیره)

5.7 میلیون متر از لوله‌های تیتانیوم جوش داده شده نازک-.

دمای بخاری آب دریا به 140 درجه رسید.

استفاده جهانی (1995)

بیش از 14 میلیون متر (4250 تن) لوله تیتانیوم در کارخانه های نمک زدایی در سراسر جهان استفاده می شود.

تجهیزات شامل: اواپراتورها، کندانسورها، کندانسورهای پمپ هوا{0} و سایر مبدل‌ها.

2. مقاومت در برابر خوردگی تیتانیوم

فیلم اکسید TiO2 پایدار:

مقاومت عالی در رسانه های تهاجمی.

خود{0}}در رطوبت یا آب سرد حتی پس از آسیب یا جوشکاری.

مزایا نسبت به فولاد ضد زنگ:

عدم حساسیت به خوردگی گودی

در برابر خوردگی میکروبی مصون است.

مقاومت در برابر خوردگی حفره ای:

ضربه جریان آب دریا در سرعت های کمتر یا مساوی 30 متر بر ثانیه به تیتانیوم آسیب نمی رساند.

نتایج آزمایش فرسایش:

ترک خوردگی تنشی:

تیتانیوم خالص صنعتی (Gr1, Gr2) در محیط های آب طبیعی، آب دریا و کلرید بسیار مقاوم است.

مقاومت در برابر رسوب:

با سرعت جریان 3-5 متر بر ثانیه → حداقل رسوب بیولوژیکی.

مبدل های حرارتی تیتانیوم دارای ضریب رسوب 0.95-0.99 (بالاتر از آلیاژ مس 0.85) هستند.

فیلم اکسید محافظ را حتی در زیر رسوب حفظ می کند و نیاز به تمیز کردن را کاهش می دهد.

3. مواد تیتانیوم رایج برای مبدل های حرارتی

ASTM Gr2: تیتانیوم خالص صنعتی پرکاربرد.

Gr7, Gr12: برای بخاری‌های آب دریا با دمای بالا (تا 130 درجه).

Gr16 (Ti-0.5% Pd): مقاومت در برابر خوردگی برتر، اما هزینه بالاتر.

ملاحظات طراحی:

لوله بلند- ( بزرگتر یا مساوی 15 متر)، جریان موازی یا طولی ← Gr7، Gr12، یا Gr16 ترجیح داده می شود.

جریان افقی یا استفاده جزئی از تیتانیوم → نمرات آلیاژ بالاتر فقط در بخش‌های بحرانی.

بدون نیاز به حفاظت اضافی:

لوله های تیتانیومی نیازی به پوشش، آند قربانی یا حفاظت کاتدی ندارند.

4. مزایای مبدل های حرارتی تیتانیوم

مزایای عملیاتی:

کاهش زمان خرابی و نگهداری به دلیل مقاومت در برابر خوردگی برتر.

مقاوم در برابر لرزش؛ طراحی دیواره نازک-عملکرد حرارتی را افزایش می‌دهد.

ساختارهای بهینه لوله-ورق و صفحه پشتیبانی به لوله‌های نازک‌تر اجازه می‌دهند → راندمان انتقال حرارت بهبودیافته.

تاثیر اقتصادی:

هزینه چرخه عمر کمتر در مقابل آلیاژهای مس (به دلیل طول عمر بیشتر).

خوردگی گالوانیکی محدود در صورت ترکیب با مواد دیگر.

افزایش بهره وری 3-4٪ در نیروگاه ها پس از استفاده از کندانسورهای تیتانیوم گزارش شده است.

خلاصه:
لوله های تیتانیومی با حذف مشکلات خوردگی رایج در آلیاژهای مس و فولادهای زنگ نزن، مبدل های حرارتی نمک زدایی آب دریا را متحول کردند. تیتانیوم با عملکرد ثابت شده در دمای بالا،-جریان بالا، و شن و ماسه{3}}آب دریا، دوام بی‌نظیر، مقاومت در برابر رسوب‌پذیری و کارایی طولانی‌مدت هزینه- را ارائه می‌کند.

تگ های محبوب: