Koks maksimalus titano elektrinis šildytuvas, naudojamas palaikyti 60 laipsnių elektrostatinio nusodintuvo bunkerio šildymo sistemoje (kondensuojantis sieros rūgšties rūkas), apsaugo nuo per didelio terminio atsilikimo ir rūgšties kondensacijos ant šalto apvalkalo?

Pagrindinis titano šildytuvo dizaino{0}}pardavimas ESP bunkerio paslaugai
Lakieji pelenai iš anglimi{0}} kūrenamų elektrinių surenkami į bunkerius naudojant elektrostatinius nusodintuvus (ESP). Bunkeris turi būti pašildytas iki 60 laipsnių, kad būtų kuo mažiau pelenų ir būtų užtikrintas medžiagos srautas. Atmosferoje yra kondensuojančios sieros rūgšties rūko (SO3 + H2O → H2SO4), kurios rasos taškas paprastai yra 120–140 laipsnių. Titano elektriniai šildytuvai dedami į bunkerio sieneles arba į pelenų lovą. Jei šildytuvo vamzdžio sienelės temperatūra nukrenta žemiau rūgšties rasos taško, sieros rūgštis kondensuosis ant paviršiaus ir sukels greitą koroziją. Šiluminis delsa yra laikas, per kurį apvalkalas pasiekia nustatytą temperatūrą, kai įjungiamas šildytuvas. Jį reguliuoja sienelės storis. Storesnės sienos turi didesnę šiluminę masę, todėl jos įkaista ir atvėsina ilgiau. Šalto užvedimo ar maitinimo ciklo metu storasienis šildytuvas gali ilgą laiką likti žemiau rasos taško, todėl gali kondensuotis rūgštis. Šis tyrimas nustato maksimalų sienelės storį, kuris neleis apvalkalui pakankamai ilgai būti žemiau rasos taško, kad susidarytų didelis rūgšties kondensatas.

Poveikis mechaniniam vientisumui: Rūgšties kondensacijos pažeidimas
Jei titano apvalkalo temperatūra yra žemesnė už H 2 SO 4 rasos tašką (apie 130 laipsnių dūmų dujoms, kuriose yra 10 ppm SO 3 ), sieros rūgštis kondensuojasi kaip plona plėvelė (0,5–1 μm), kurios koncentracija yra didelė (70–90 % H 2 SO 4 ). Šioje kondensuotoje fazėje titanas nėra pasyvus, o korozijos greitis gali siekti 0,5{20}}2,0 mm per metus. Metalas išimamas kiekvieną kartą, kai kondensuojasi. Perforacija gali atsirasti po 100 kondensacijos ciklų (įprastai 5 eksploatavimo metus), kai sienelės storis yra 1,5 mm. Svarbiausias parametras yra ne maksimalus korozijos greitis, o bendras laikas, kai apvalkalas yra žemiau rasos taško. Didelio-terminio-vėlavimo šildytuvai turi ilgesnį kiekvieno aušinimo ir įšilimo periodą kondensacijos temperatūros diapazone.

Poveikis šiluminiam našumui: terminio atsilikimo skaičiavimas
Titano apvalkalo šiluminis atsilikimas apskaičiuojamas pagal laiko konstantą τ=(ρ*C_p*t)/h, kur ρ=4,500 kg/m3, C_p=520 J/kgK, t=sienelės storis ir W=konvekcinis aplinkos šilumos perdavimo koeficientas, ashm ~25, ~25). Jei sienelės storis 1,0 mm, τ=(4 500 × 520 × 0,001) / 50=46.8 s. 2,0 mm sienai τ=93.6 s. Atvėsinimo trukmė nuo darbinės temperatūros (180 laipsnių, reikalinga, kad apvalkalas būtų aukščiau rasos taško) iki rasos taško (130 laipsnių) yra maždaug 0,7 karto τ. 1.0 mm sienelės: 33 sekundės. 2.0 mm sienelės: 66 sekundės. Šio aušinimo periodo apvalkalas virš rasos taško yra tik pirmas kelias sekundes, o jam peržengus 130 laipsnių, pradeda formuotis kondensatas. Kuo storesnė siena, tuo ilgiau ji yra veikiama kondensato temperatūros diapazono. Tai reiškia didesnį rūgšties poveikį.

Kompetencijos-sintezė: maksimalus sienelės storis, kad būtų išvengta kondensato žalos
Sienelės storis (mm) Laiko konstanta (τ, s) Laikas atvėsti nuo 180 laipsnių iki 130 laipsnių (s) Kondensacijos ekspozicija per atšalimą (sekundėmis) Numatomas tarnavimo laikas su 2 atvėsimais per dieną, 5 metai (bendra ekspozicijos valandos) 5 metų gyvenimo trukmė atitinka?
0,8 mm 37 sek. 26 sek. 26 sek. 26 val. Taip (maža korozija)
1,0 mm 47 sek. 33 sek. 33 sek. 33 val. Taip
1,2 mm 56 sek. 39 sek. 39 sek. 39 val. Taip
1,5 mm 70 sek. 49 sek. 49 sek. 49 val. Ribinė dalis (reikia aukštos kokybės Ti)
1,8 mm 84 sek. 59 sek. 59 sek. 59 val. Ne (rimtos duobės)
2,0 mm 94 sek. 66 sek. 66 sek. 66 val. Nr
2,5 mm 117 sek. 82 sek. 82 sek. 82 val. Ne (greitas gedimas)
For a typical ESP hopper with two cooldowns/day (e.g., weekend shutdowns and daily load cycling), a wall thickness of up to 1.2 mm results in less than 40 hours total acid exposure over 5 years-acceptable for Grade 2 titanium (0.1 mm corrosion). With a cumulative exposure of >50 val., duobės yra reikšmingos Didesnė nei 1,5 mm arba lygi.

Inžinerija už sienos: aktyvi temperatūros kontrolė ir rasos taško kontrolė
Geriausias būdas išvengti rūgšties kondensacijos yra ne riboti sienelės storį, bet visada išlaikyti apvalkalą aukščiau rasos taško. Atvėsinimas visiškai pašalinamas įdiegus budėjimo šildymo funkciją, kuri palaiko apvalkalą 150 laipsnių kampu, kai bunkeris nenaudojamas. Šildymas budėjimo režimu tinka bet kokio storio sienelėms. Arba sumažinus SO3 koncentraciją prieš srovę (pvz., SO3 įpurškimo valdymas arba kiti degalai) gali sumažinti tikrąjį rasos tašką, kad būtų galima sumažinti darbinę temperatūrą ir sumažinti terminio vėlavimo poreikį. Jei rasos taškas yra 110 laipsnių, o ne 130 laipsnių, 2,0 mm siena yra tinkama.

Išvada: tipiškas ESP piltuvo ciklas 1,2 mm maksimalus sienelės storis
Titano elektrinis šildytuvas, kurio ESP bunkeris laikomas 60 laipsnių kampu, o kondensuojantis sieros rūgšties rūkas (rasos taškas 130 laipsnių), sienelės storis gali būti 1,2 mm arba mažesnis, be didelio terminio atsilikimo, kad apvalkalas būtų pakankamai ilgas žemiau rasos taško, kad susidarytų didelė rūgšties kondensacija. Kai sienelės storis yra 1,2 mm, laiko konstanta yra 56 sekundės, o kondensato poveikio laikas yra tik 39 sekundės kiekvieną kartą aušinant, todėl per 5 metus bendra ekspozicija trunka mažiau nei 40 valandų -priimtina 2 laipsnio titanui. Storesnės sienos (didesnės arba lygios 1,5 mm) padidina kondensato susidarymo laiką keturis kartus ir sukelia duobių susidarymą bei ankstyvą gedimą. Rekomenduojamas standartas yra 2 laipsnio titano apvalkalas, kurio sienelės storis 1,0–1,2 mm, ir parengties režimo šildymas, kad būtų išvengta aušinimo ciklų, jei įmanoma. Pateikite gamintojui numatomą aušinimo kartų per dieną skaičių ir tikrąjį rūgštinės rasos tašką, kad nustatytų didžiausią leistiną sienelės storį. Sienelės storis yra gyvybiškai svarbus terminio atsilikimo kintamasis, ir kuo siauresnis, tuo geriau išvengti kondensato.