प्लेट एक्सचेंजर में विभिन्न खराबियों के कारण एवं उनके निवारण उपाय

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प्लेट टाइप हीट एक्सचेंजर के सुचारू संचालन को सुनिश्चित करने एवं इसके महत्वपूर्ण घटकों (जैसे प्लेटें, गास्केट आदि) के जीवनकाल को बढ़ाने हेतु, प्लेट टाइप हीट एक्सचेंजर में होने वाली खराबियों, उनके कारणों एवं उनके निवारण तरीकों को जानना अत्यंत आवश्यक है। 1. बाहरी रिसाव – 1.1 कारण:
① क्लैंपिंग आकार सही न होना, विभिन्न जगहों पर आकार में असमानता होना (विभिन्न जगहों पर आकार में अंतर 3 मिमी से अधिक नहीं होना चाहिए), या क्लैंपिंग बोल्ट ढीले होना। ② कुछ सीलिंग पैड, सीलिंग गर्त से अलग हो गए हैं; सीलिंग पैड की मुख्य सतह पर गंदगी है; सीलिंग पैड क्षतिग्रस्त हो गए हैं, या फिर वे पुराने हो चुके हैं। ③ प्लेटों में विकृति हो जाती है, एवं उनका गलत ढंग से जुड़ना पैड के खराब होने का कार ④प्लेट सीलिंग चैनल के स्थान पर या द्वितीयक सीलिंग क्षेत्र में दरारें हैं। उदाहरण के लिए, बीजिंग, चिंगहाई एवं शिनजियांग जैसे क्षेत्रों में स्थित कई ऊष्मा-संयंत्रों में ऊष्मा प्रदान करने हेतु संतृप्त भाप का उपयोग किया जाता है। चूँकि भाप का तापमान काफी अधिक होता है, इसलिए उपकरणों के शुरुआती चरणों में, जब सिस्टम अस्थिर होता है, तो उच्च तापमान के कारण रबर सीलिंग टूट जाती है, जिससे भाप बाहर रिस जाती है। 　1.2 संसाधन विधि: ① बिना किसी दबाव के, निर्माता द्वारा दी गई मापों के अनुसार उपकरण को पुनः कस देना चाहिए। मापों में एकरूपता होनी आवश्यक है; दबाव के माप में त्रुटि ±0.2N (मिमी) से अधिक नहीं होनी चाहिए। प्लेटों की कुल संख्या के लिए), दोनों दबाव प्लेटों के बीच की समानता 2 मिमी के भीतर ही रहनी चाहिए। ② लीकेज वाले स्थानों पर निशान लगाएं, फिर हीट एक्सचेंजर को अलग-अलग भागों में विभाजित करके समस्याओं का निवारण करें। इसके बाद गैसकेट एवं प्लेटों को पुनः लगाएं या बदलें। ③ एक्सचेंजर को विघटित करके, प्लेटों में हुए विकृतियों की मरम्मत की जाती है, या फिर उन प्लेटों को बदल दिया जाता है। जब प्लेटों के स्पेयर पार्ट्स उपलब्ध न हों, तो विकृत हुए हिस्सों में मौजूद प्लेटों को अस्थायी रूप से हटाकर फिर से इन्हें लगाकर उपयोग में लाया ④ जब अलग किए गए प्लेटों को फिर से जोड़ा जाता है, तो प्लेटों की सतह को साफ करना आवश्यक है; ताकि गंदगी पैडों की सीलिंग सतह पर न चिपके। 2. तरल पदार्थों का रिसाव – 2.1 कारण
① अनुपयुक्त प्लेटों के चयन के कारण प्लेटों में दरारें या छिद्र उत्पन्न हो जाते हैं। ②संचालन संबंधी शर्तें, डिज़ाइन की आवश्यकताओं के अनुरूप न ③ प्लेटों के ठंडे दबाव से आकार देने के बाद शेष रहने वाला तनाव, एवं असेंबली के दौरान उपयोग में आने वाले दबावों के कारण तनाव-जनित संक्षारण होता है। ④प्लेटों के लीकेज वाले हिस्सों से हल्का-सा लीकेज हो रहा है; इस कारण माध्यम में मौजूद हानिकारक पदार्थ (जैसे C1) प्लेटों को क्षय करने लगते हैं, जिससे तरल पदार्थ बाहर निकलने लगता है। उदाहरण: किसी एल्यूमिनियम उत्पादन कंपनी की सल्फ्यूरिक एसिड प्रणाली में, 254 SMo सामग्री से बना BR03 प्रकार का हीट एक्सचेंजर था। 5 महीने तक इसका संचालन होने के बाद, कूलिंग वॉटर साइड पर स्थित कार्बन स्टील के कनेक्शनों में छिद्र हो गए, जिसके कारण एसिड कूलिंग वॉटर साइड में रिसने लगा। निरीक्षण में पाया गया कि प्लेट के अम्ल प्रवेश बिंदु एवं प्रवाह नियंत्रण क्षेत्र में गंभीर जंग एवं दरारें हैं। स्थलीय विश्लेषण से पता चला है कि सिस्टम के संचालन तापमान, प्रवाह दर एवं सांद्रता जैसे प्रक्रियात्मक मापदंड डिज़ाइन शर्तों से अधिक हैं; उपयोग किया गया तापमान सामग्री की सहनशीलता सीमा से कहीं अधिक है। जिन प्लेट-टाइप एक्सचेंजरों में संतृप्त भाप को प्राथमिक ऊष्मा स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है, उनमें संचालन के दौरान प्लेटों में जंग लगने की संभावना रहती है; जिसके कारण उत्पादों में मिश्रण हो जाता है। यह इसलिए होता है, क्योंकि भाप का तापमान बहुत अधिक होता है; इस कारण उपकरणों के संचालन के दौरान रबर सीलिंग पैड उच्च तापमान के कारण कार्य करना बंद कर देते हैं। इससे भाप बाहर निकल जाती है, एवं दूसरे सीलिंग क्षेत्रों में वह तेजी से ठंडी हो जाती है। जैसे-जैसे रिसाव जारी रहता है, कंडेन्सेटेड तरल पदार्थ लगातार बढ़ता जाता है; इसके परिणामस्वरूप कुछ क्षेत्रों में Cl की सांद्रता अधिक हो जाती है। ऐसी स्थिति में प्लेटों की सतह पर मौजूद संरक्षक परत नष्ट हो जाती है, जिससे जंग लगने की संभावना बढ़ जाती है। साथ ही, चूँकि इस क्षेत्र में प्लेटों पर ठंडे दबाव के कारण आंतरिक तनाव अधिक होता है, इसलिए जब सतही सुरक्षा परत नष्ट हो जाती है, तो आंतरिक तनाव के कारण स्ट्रेस करोसिवन हो जाता है। 　2.2 संबंधित उपाय: ① दरारेडार या छेद वाली प्लेटों को बदल देना चाहिए; प्लेटों में मौजूद दरारों का पता लेने हेतु स्थल पर ही प्रकाश-परीक्षण विधि का उपयोग किया जाना चाहिए। ②संचालन संबंधी पैरामीटरों को समायोजित करें, ताकि वे डिज़ाइन संबंधी आवश्यकत ③हीट एक्सचेंजर की मरम्मत एवं असेंबली के दौरान, क्लैंपिंग आकार आवश्यक मानकों के अनुरूप होना चाहिए; यह जितना छोटा हो उतना अच्छा नहीं है। ④ प्लेटों की सामग्री का उचित मेल होना आवश्यक है। 3. दबाव में अत्यधिक कमी
3.1 कारण
① संचालन प्रणाली की पाइपलाइनों की उचित सफाई नहीं की गई; विशेष रूप से, नवस्थापित प्रणालियों में कई अशुद्धियाँ (जैसे वेल्डिंग अवशेष आदि) प्लेट-टाइप हीट एक्सचेंजर के अंदर चली गईं। चूँकि प्लेट-टाइप हीट एक्सचेंजर में तरल पदार्थ के प्रवाह हेतु उपलब्ध क्षेत्रफल कम है, इसलिए अशुद्धियाँ एवं अवसाद वहाँ जमा हो जाते हैं। इस कारण उस स्थान पर तरल पदार्थ के प्रवाह हेतु उपलब्ध क्षेत्रफल और भी कम हो जाता है; इसी कारण दबाव में अत्यधिक कमी हो जाती है। ② प्लेट टाइप हीट एक्सचेंजर के लिए पहली बार चयन करते समय इसका क्षेत्रफल कम रखा गया, जिससे प्लेटों के बीच तरल का प्रवाह वेग अधिक हो गया एवं दबाव अंतर भी अधिक हो गया। ③ प्लेट टाइप हीट एक्सचेंजर के संचालन के कुछ समय बाद, प्लेटों की सतह पर जमाव होने के कारण दबाव घटाव अत्यधिक हो जाता है। उदाहरण: वर्ष 2000 में, हमारी कंपनी ने शिनजियांग के उपभोक्ताओं के लिए BR10 प्रकार के प्लेट-टाइप एक्सचेंजर उपलब्ध कराए। इनका उपयोग पानी-से-पानी ऊष्मा-आदान हेतु केंद्रीकृत ऊष्मा-सप्लाई प्रणालियों में किया गया। इन एक्सचेंजरों में पानी का डिज़ाइन तापमान 130 डिग्री था। सी। हीट एक्सचेंजर के डिज़ाइन एवं चयन के समय, ऊष्मा संचरण गुणांक का मान काफी अधिक होता है; यह लगभग 5500 वाट/(र्न·केल्विन) होता है, जबकि वास्तव में यह 3500 वाट/(र्न·केल्विन) होना चाहिए। साथ ही, डिज़ाइन इकाई द्वारा पानी के पंपों का चयन करते समय प्रवाह-मात्रा में अत्यधिक अतिरिक्तता रखी गई; इस कारण एक्सचेंजर के द्वितीयक भाग में तरल पदार्थों की गति 1 मीटर/सेकंड से अधिक हो गई। वास्तविक संचालन में दबाव-ह्रास 0.2–0.3 MPa रहा, जिससे द्वितीयक नेटवर्क में जल-संतुलन गंभीर रूप से बिगड़ गया। 　3.2 संसाधन विधियाँ
① हीट एक्सचेंजर की नलियों में मौजूद गंदगी या जमी हुई परतों को हटाना आवश्यक है। नए सिस्टमों में, वास्तविक परिस्थितियों के आधार पर हर हफ्ते इसकी सफाई की जानी चाहिए। प्लेटों की सतह पर जमी गंदगी/काइम को साफ करें (मुख्यतः CaCO₃)। ऐसी स्थिति में, 0.3% अमीनोसल्फोनिक एसिड वाले घोल, या 0.3% यूरोटोपिन, 0.2% एनिलीन एवं 0.1% पोटैशियम थायोसायनेट वाले 0.8% एसिड घोल का उपयोग सफाई हेतु किया जाता है। सफाई का तापमान 40–60°C होना चाहिए। जब उपकरणों की रासायनिक विधि से सफाई की जाती है, तो हीट एक्सचेंजर में ठंडे माध्यम के प्रवेश/निकास द्वारों को खोलना आवश्यक है; या फिर उपकरण लगाते समय ही माध्यम के प्रवेश/निकास द्वारों पर DN25 आकार के सफाई द्वार लगाने चाहिए। तैयार किए गए सफाई घोल को उपकरण में डाला जाता है, और इसे भिगोने के बाद शुद्ध पानी से अवशिष्ट अम्लीय पदार्थों को साफ कर दिया जाता है, ताकि pH मान ≥7 रहे। सफाई करते समय, प्लेटों को सफाई द्रव में 30 मिनट तक भिगोएं। इसके बाद, नरम ब्रश से उन पर जमी हुई गंदगी को हटाएं। अंत में, उन्हें साफ पानी से धो लें। सफाई की प्रक्रिया के दौरान, प्लेटों एवं रबर पैडों को क्षतिग्रस्त होने से बचाना आवश्यक है यदि यांत्रिक विपरीत-प्रवाह विधि का उपयोग किया जाए, तो पहले ही माध्यम के इनलेट/आउटलेट पाइपों में एक नल लगाना आवश्यक है; इस नल के माध्यम से उपकरण को यांत्रिक सफाई उपकरण से जोड़ा जाता है। सफाई हेतु तरल पदार्थ को माध्यम के प्रवाह की विपरीत दिशा में उपकरण में डाला जाता है। सफाई की प्रक्रिया 10–15 मिनट तक चलती है, एवं माध्यम की गति 0.05–0.15 मीटर/सेकंड होनी चाहिए। अंत में, साफ पानी का उपयोग करके कई बार धोएं, ताकि पानी में Cl की सांद्रता 25 मिलीग्राम/लीटर से कम रहे। ② द्वितीयक चक्रण हेतु पानी के रूप में ऐसा नरम पानी ही उपयुक्त है, जिसे नरम बनाने हेतु विशेष प्रक्रियाओं से गुजारा गया हो। आम तौर पर, पानी में घुले हुए कणों की सांद्रता 5 मिलीग्राम/लीटर से अधिक नहीं होनी चाहिए; अशुद्धियों का व्यास 3 मिलीमीटर से अधिक नहीं होना चाहिए; एवं pH मान 7 या उससे अधिक होना चाहिए। जब पानी का तापमान 95°C से अधिक न हो, तो Ca एवं Mg की सांद्रता 2 मिमोल/लीटर से अधिक नहीं होनी चाहिए। ； जब पानी का तापमान 95°C से अधिक होता है, तो Ca एवं Mg की सांद्रता 0.3 मिमोल/लीटर से अधिक नहीं होनी चाहिए; जबकि घुलनशील ऑक्सीजन की सांद्रता 0.1 मिलीग्राम/लीटर से अधिक नहीं होनी चाहिए। ③केंद्रीय ऊष्मा आपूर्ति प्रणाली के लिए, प्राथमिक से द्वितीयक स्तर पर जल पूर्ति की विधि अपनाई जा सकती है। 4. तापन तापमान आवश्यक मानदंडों को पूरा नहीं करता है।
4.1 इसके कारण:
① प्राथमिक पक्ष में माध्यम का प्रवाह अपर्याप्त है; इस कारण तापीय अंतर अधिक एवं दबाव-अंतर कम हो जाता है। ② ठंडे छोर पर तापमान कम होता है, एवं ठंडे एवं गर्म छोर दोनों पर तापमान कम ही रहता है। ③ समानांतर रूप से संचालित कई प्लेट टाइप हीट एक्सचेंजरों में प्रवाह वितरण असमान होता है। ④हीट एक्सचेंजर के अंदर अत्यधिक गंदगी जम गई है। 　4.2 संसाधन विधियाँ ① ऊष्मा स्रोत के प्रवाह को बढ़ाना, या ऊष्मा स्रोत से संबंधित पाइपलाइनों के व्यास को बढ़ाना। 　　 ② समानांतर रूप से कार्यरत कई प्लेट-आधारित ऊष्मा-अदलकरण उपकरणों में प्रवाह दरों को संतुलित कर ③प्लेट-टाइप एक्सचेंजर को खोलकर, प्लेटों की सतह पर जमे हुए कीचड़/अवशेषों को साफ क