Surface condenser
સરફેસ કન્ડેન્સર એ પાણીથી ઠંડુ થતું શેલ અને ટ્યુબ હીટ એક્સ્ચેન્જર છે જે થર્મલ પાવર સ્ટેશનોમાં વરાળ ટર્બાઇનમાંથી બહાર નીકળતી વરાળને ઘટ્ટ કરવા માટે સ્થાપિત કરવામાં આવે છે. આ કન્ડેન્સર હીટ એક્સ્ચેન્જર્સ છે જે વાતાવરણીય દબાણથી નીચેના દબાણ પર વરાળને તેના વાયુમાંથી તેની પ્રવાહી સ્થિતિમાં રૂપાંતરિત કરે છે. જ્યાં ઠંડા પાણીનો પુરવઠો ઓછો હોય છે, ત્યાં ઘણીવાર એર-કૂલ્ડ કન્ડેન્સરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. જોકે, એર-કૂલ્ડ કન્ડેન્સર નોંધપાત્ર રીતે વધુ ખર્ચાળ છે અને પાણી-કૂલ્ડ સપાટી કન્ડેન્સર તરીકે વરાળ ટર્બાઇન એક્ઝોસ્ટ દબાણ (અને તાપમાન) જેટલું નીચું હાંસલ કરી શકતું નથી. પાવર પ્લાન્ટ્સમાં વરાળ ટર્બાઇન એક્ઝોસ્ટના ઘનીકરણ સિવાયના કાર્યક્રમો અને ઉદ્યોગોમાં પણ સપાટીના કન્ડેન્સરનો ઉપયોગ થાય છે. થર્મલ પાવર પ્લાન્ટ્સમાં, સપાટીના કન્ડેન્સરનો હેતુ મહત્તમ કાર્યક્ષમતા મેળવવા માટે વરાળ ટર્બાઇનમાંથી બહાર નીકળતી વરાળને ઘનીકરણ કરવાનો છે, અને ટર્બાઇનમાંથી બહાર નીકળતી વરાળને શુદ્ધ પાણીમાં રૂપાંતરિત કરવાનો પણ છે (જેને વરાળ કન્ડેન્સેટ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે) જેથી તેનો વરાળ જનરેટર અથવા બોઈલરમાં બોઈલર ફીડ વોટર તરીકે ફરીથી ઉપયોગ કરી શકાય. વરાળ ટર્બાઇન પોતે વરાળમાં ગરમીને યાંત્રિક શક્તિમાં રૂપાંતરિત કરવા માટેનું એક ઉપકરણ છે. ટર્બાઇનના પ્રવેશ પર એકમ દળ દીઠ વરાળની ગરમી અને ટર્બાઇનમાંથી બહાર નીકળતા એકમ દળ દીઠ વરાળની ગરમી વચ્ચેનો તફાવત એ ગરમીનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે જે યાંત્રિક શક્તિમાં રૂપાંતરિત થાય છે. તેથી, ટર્બાઇનમાં પાઉન્ડ દીઠ ગરમી અથવા કિલોગ્રામ વરાળનું યાંત્રિક શક્તિમાં જેટલું વધુ રૂપાંતર થાય છે, તેની કાર્યક્ષમતા એટલી જ સારી છે. વાતાવરણીય દબાણથી નીચેના દબાણ પર ટર્બાઇનની એક્ઝોસ્ટ વરાળને ઘનીકરણ કરીને, ટર્બાઇનના પ્રવેશ અને એક્ઝોસ્ટ વચ્ચે વરાળનું દબાણ ઘટે છે, જે યાંત્રિક શક્તિમાં રૂપાંતર માટે ઉપલબ્ધ ગરમીની માત્રામાં વધારો કરે છે. એક્ઝોસ્ટ વરાળના ઘનીકરણને કારણે મુક્ત થતી મોટાભાગની ગરમી સપાટીના ઘનીકરણ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતા ઠંડક માધ્યમ (પાણી અથવા હવા) દ્વારા દૂર કરવામાં આવે છે. પાણીથી ઠંડુ થતું સપાટીનું કન્ડેન્સરની આકૃતિ અડીને આવેલ આકૃતિ એક લાક્ષણિક પાણીથી ઠંડુ થતું સપાટીનું કન્ડેન્સર દર્શાવે છે, જેનો ઉપયોગ પાવર સ્ટેશનોમાં વિદ્યુત જનરેટર ચલાવતી વરાળ ટર્બાઇનમાંથી બહાર નીકળતી વરાળને ઘનીકરણ કરવા તેમજ અન્ય ઉપયોગોમાં થાય છે. ઉત્પાદક, વરાળ ટર્બાઇનના કદ અને અન્ય સ્થળ-વિશિષ્ટ પરિસ્થિતિઓના આધારે ફેબ્રિકેશન ડિઝાઇનમાં ઘણી ભિન્નતા છે. શેલ એ કન્ડેન્સરનું સૌથી બહારનું શરીર છે અને તેમાં હીટ એક્સ્ચેન્જર ટ્યુબ્સ હોય છે. શેલ કાર્બન સ્ટીલની પ્લેટમાંથી બનાવવામાં આવે છે અને શેલ માટે કઠોરતા પ્રદાન કરવા માટે જરૂરિયાત મુજબ સખત કરવામાં આવે છે. જ્યારે પસંદ કરેલી ડિઝાઇન દ્વારા જરૂરી હોય ત્યારે, મધ્યવર્તી પ્લેટો બેફલ પ્લેટો તરીકે કામ કરવા માટે સ્થાપિત કરવામાં આવે છે જે ઘનીકરણ વરાળનો ઇચ્છિત પ્રવાહ માર્ગ પ્રદાન કરે છે. પ્લેટ પણ ટેકો પૂરો પાડે છે જે લાંબી ટ્યુબની લંબાઈને અટકાવવામાં મદદ કરે છે. શેલના તળિયે, જ્યાં કન્ડેન્સેટ એકત્રિત થાય છે, ત્યાં એક આઉટલેટ સ્થાપિત થાય છે. કેટલીક રચનાઓમાં, એક કુંડ (જેને ઘણીવાર હોટવેલ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે) આપવામાં આવે છે. કન્ડેન્સેટને બોઈલર ફીડ વોટર તરીકે પુનઃઉપયોગ માટે આઉટલેટ અથવા હોટવેલમાંથી પમ્પ કરવામાં આવે છે. મોટાભાગના પાણી-ઠંડુ સપાટીના કન્ડેન્સર માટે, સામાન્ય કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓ દરમિયાન શેલ [આંશિક] શૂન્યાવકાશ હેઠળ હોય છે. વેક્યૂમ સિસ્ટમ પાણી-ઠંડુ સપાટીના કન્ડેન્સર માટે, શેલની આંતરિક વેક્યૂમ સામાન્ય રીતે બાહ્ય વરાળ જેટ ઇજેક્ટર સિસ્ટમ દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવે છે અને જાળવવામાં આવે છે. આવી ઇજેક્ટર સિસ્ટમ સપાટીના કન્ડેન્સરમાં હાજર હોય તેવા કોઈપણ બિન-કન્ડેન્સિબલ વાયુઓને દૂર કરવા માટે પ્રેરક પ્રવાહી તરીકે વરાળનો ઉપયોગ કરે છે. વેન્ટુરી અસર, જે બર્નૌલીના સિદ્ધાંતનો એક ખાસ કેસ છે, તે વરાળ જેટ ઇજેક્ટરની કામગીરીને લાગુ પડે છે. મોટર સંચાલિત યાંત્રિક વેક્યૂમ પંપ, જેમ કે લિક્વિડ રિંગ પ્રકાર, પણ આ સેવા માટે લોકપ્રિય છે. ટ્યુબ શીટ્સ શેલના દરેક છેડે, સામાન્ય રીતે સ્ટેઈનલેસ સ્ટીલની બનેલી પૂરતી જાડાઈની શીટ આપવામાં આવે છે, જેમાં ટ્યુબને દાખલ કરવા અને ફેરવવા માટે છિદ્રો હોય છે. પાણીના સુવ્યવસ્થિત પ્રવેશ માટે દરેક ટ્યુબના પ્રવેશના છેડે પણ ઘંટડી વગાડવામાં આવે છે. આ દરેક નળીના પ્રવેશ પર ધારને ટાળવા માટે છે જે ધોવાણને જન્મ આપે છે, અને પ્રવાહ ઘર્ષણને ઘટાડે છે. કેટલાક ઉત્પાદકો ટ્યુબના પ્રવેશ પર પ્લાસ્ટિક દાખલ કરવાની પણ ભલામણ કરે છે જેથી ઇનલેટના છેડે એડીઝનું ધોવાણ ન થાય. નાના એકમોમાં કેટલાક ઉત્પાદકો રોલિંગને બદલે ટ્યુબના છેડાઓને સીલ કરવા માટે ફેર્યુલ્સનો ઉપયોગ કરે છે. ટ્યુબની લંબાઈ મુજબના વિસ્તરણની કાળજી લેવા માટે કેટલીક ડિઝાઇનમાં શેલ અને ટ્યુબ શીટ વચ્ચે વિસ્તરણ સંયુક્ત હોય છે જે ટ્યુબને સમાંતર ખસેડવા માટે પરવાનગી આપે છે. નાના એકમોમાં ટ્યુબના વિસ્તરણની કાળજી લેવા માટે ટ્યુબને કેટલાક સેગ આપવામાં આવે છે, જેમાં બંને છેડાના પાણીના બોક્સને શેલ પર સખત રીતે ગોઠવવામાં આવે છે. ટ્યુબ સામાન્ય રીતે ટ્યુબ સ્ટેઈનલેસ સ્ટીલ, પિત્તળ અથવા કાંસ્ય, ક્યુપ્રો નિકલ અથવા ટાઇટેનિયમ જેવા તાંબાના મિશ્ર ધાતુઓથી બનેલી હોય છે, જે વિવિધ પસંદગીના માપદંડ પર આધારિત હોય છે. ઝેરી તાંબાના મિશ્રધાતુઓની પર્યાવરણીય ચિંતાઓને કારણે નવા છોડમાં પિત્તળ અથવા ક્યુપ્રો નિકલ જેવા તાંબાના મિશ્રધાતુઓનો ઉપયોગ ભાગ્યે જ થાય છે. બોઈલર માટે વરાળ ચક્ર જળ શુદ્ધિકરણના આધારે, તાંબુ ધરાવતી ટ્યુબ સામગ્રી ટાળવી ઇચ્છનીય હોઈ શકે છે. ટાઇટેનિયમ કન્ડેન્સર ટ્યુબ સામાન્ય રીતે શ્રેષ્ઠ તકનીકી પસંદગી છે, જો કે આ સામગ્રીના ખર્ચમાં તીવ્ર વધારાથી ટાઇટેનિયમ કન્ડેન્સર ટ્યુબનો ઉપયોગ વર્ચ્યુઅલ રીતે દૂર કરવામાં આવ્યો છે. આધુનિક પાવર પ્લાન્ટ માટે ટ્યુબની લંબાઈ કન્ડેન્સરના કદના આધારે લગભગ 85 ફૂટ (26 મીટર) સુધીની હોય છે. પસંદ કરેલું કદ ઉત્પાદકોની સાઇટ પરથી પરિવહનક્ષમતા અને સ્થાપન સ્થળ પર નિર્માણની સરળતા પર આધારિત છે. કન્ડેન્સર ટ્યુબનો બાહ્ય વ્યાસ સામાન્ય રીતે 3/4 ઇંચથી 1-1/4 ઇંચ સુધીનો હોય છે, જે કન્ડેન્સર ઠંડક પાણી ઘર્ષણ વિચારણાઓ અને એકંદર કન્ડેન્સર કદ પર આધારિત હોય છે. વોટરબોક્સ ટ્યુબના દરેક છેડે ટ્યુબ શીટ વળેલી હોય છે, કન્ડેન્સરના દરેક છેડે ટ્યુબ શીટ અથવા કન્ડેન્સર શેલ સાથે ફ્લેન્જ્ડ જોડાણ સાથે વોટરબોક્સ તરીકે ઓળખાતા ફેબ્રિકેટેડ બોક્સ કવર દ્વારા બંધ કરવામાં આવે છે. નિરીક્ષણ અને સફાઈને મંજૂરી આપવા માટે વોટરબોક્સને સામાન્ય રીતે હિંગવાળા કવર પર મેન છિદ્રો આપવામાં આવે છે. ઇનલેટ બાજુ પરના આ વોટરબોક્સમાં ઠંડા પાણીના ઇનલેટ બટરફ્લાય વાલ્વ માટે ફ્લેન્જ્ડ જોડાણો, ઊંચા સ્તરે એર વેન્ટિંગ માટે હેન્ડ વાલ્વ સાથે નાની વેન્ટ પાઇપ અને જાળવણી માટે વોટરબોક્સને ડ્રેઇન કરવા માટે તળિયે હાથથી સંચાલિત ડ્રેઇન વાલ્વ પણ હશે. તેવી જ રીતે આઉટલેટ વોટરબોક્સ પર કૂલિંગ વોટર કનેક્શનમાં મોટા ફ્લેંજ, બટરફ્લાય વાલ્વ, ઉચ્ચ સ્તર પર વેન્ટ કનેક્શન અને નીચલા સ્તર પર ડ્રેઇન કનેક્શન હશે. તેવી જ રીતે થર્મોમીટર પોકેટ્સ ઠંડા પાણીના તાપમાનના સ્થાનિક માપન માટે ઇનલેટ અને આઉટલેટ પાઈપો પર સ્થિત છે. નાના એકમોમાં, કેટલાક ઉત્પાદકો કન્ડેન્સર શેલ તેમજ કાસ્ટ આયર્નના વોટરબોક્સ બનાવે છે. કાટ કંડેનસરની ઠંડી પાણીની બાજુએઃ નળીઓ, ટ્યુબ શીટ્સ અને પાણીના બોક્સ વિવિધ રચનાઓ ધરાવતી સામગ્રીથી બનેલા હોઈ શકે છે અને હંમેશા ફરતા પાણીના સંપર્કમાં હોય છે. આ પાણી, તેની રાસાયણિક રચનાના આધારે, નળીઓ અને પાણીના બોક્સની ધાતુની રચના વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ તરીકે કામ કરશે. આ ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક કાટને જન્મ આપશે જે પહેલા વધુ એનોડિક સામગ્રીથી શરૂ થશે. દરિયાઈ પાણી આધારિત કન્ડેન્સર, ખાસ કરીને જ્યારે દરિયાઈ પાણીએ રાસાયણિક પ્રદૂષકો ઉમેર્યા હોય, ત્યારે તેમાં સૌથી ખરાબ કાટ લાક્ષણિકતાઓ હોય છે. પ્રદૂષકો સાથેનું નદીનું પાણી પણ કન્ડેન્સર ઠંડક પાણી માટે અનિચ્છનીય છે. સમુદ્ર અથવા નદીના પાણીની સડો કરતી અસરને સહન કરવી પડશે અને ઉપચારાત્મક પદ્ધતિઓ અપનાવવી પડશે. એક પદ્ધતિ એ છે કે સોડિયમ હાયપોક્લોરાઇટ અથવા ક્લોરિનનો ઉપયોગ એ સુનિશ્ચિત કરવા માટે કરવામાં આવે છે કે પાઈપો અથવા નળીઓ પર કોઈ દરિયાઈ વૃદ્ધિ ન થાય. સમુદ્ર અથવા નદીના સ્ત્રોતમાં પાછા ફરતા ફરતા પાણીને અસર ન થાય તે સુનિશ્ચિત કરવા માટે આ પ્રથાને કડક રીતે નિયંત્રિત કરવી આવશ્યક છે. કન્ડેન્સરની વરાળ (કવચ) બાજુએઃ વાયુક્ષેત્રની નળીઓ પર વણઉકેલાયેલા વાયુઓની સાંદ્રતા વધારે હોય છે. તેથી, આ નળીઓ ઊંચા કાટ દરના સંપર્કમાં આવે છે. જો ઉત્પાદન દરમિયાન મૂળ તાણ સંપૂર્ણપણે દૂર ન થાય તો કેટલીકવાર આ નળીઓ તાણના કાટના તિરાડથી પ્રભાવિત થાય છે. કાટની આ અસરોને દૂર કરવા માટે કેટલાક ઉત્પાદકો આ વિસ્તારમાં ઉચ્ચ સડો પ્રતિરોધક નળીઓ પ્રદાન કરે છે. કાટની અસરો જેમ જેમ નળીનો છેડો બગડે છે તેમ તેમ વરાળની બાજુમાં ઠંડા પાણીના લિકેજની સંભાવના છે જે કન્ડેન્સ્ડ વરાળ અથવા કન્ડેન્સેટને દૂષિત કરે છે, જે વરાળ જનરેટર માટે હાનિકારક છે. પાણીના ડબ્બાના અન્ય ભાગો પણ લાંબા ગાળે અસરગ્રસ્ત થઈ શકે છે, જેમાં સમારકામ અથવા લાંબા ગાળાના શટડાઉનને સમાવતી બદલીની જરૂર પડે છે. કાટ સામે રક્ષણ કેથોડિક રક્ષણ સામાન્ય રીતે આ સમસ્યાને દૂર કરવા માટે કાર્યરત છે. ઝિંક (સૌથી સસ્તી હોવાથી) પ્લેટના બલિદાનના એનોડ્સને પાણીના ડબ્બાની અંદર યોગ્ય સ્થળોએ ગોઠવવામાં આવે છે. આ ઝિંક પ્લેટ્સ એનોડ્સની સૌથી નીચી શ્રેણીમાં હોવાથી પહેલા ક્ષીણ થઈ જશે. તેથી આ ઝિંક એનોડ્સને સમયાંતરે નિરીક્ષણ અને બદલીની જરૂર પડે છે. આમાં તુલનાત્મક રીતે ઓછો ડાઉન ટાઇમ સામેલ છે. સ્ટીલની પ્લેટથી બનેલા પાણીના ડબ્બાને પણ ઇપોક્સી પેઇન્ટ દ્વારા અંદરથી સુરક્ષિત કરવામાં આવે છે. ટ્યુબ સાઇડ ફાઉલિંગની અસરો જેમ કે કોઈ અપેક્ષા રાખી શકે છે, દરિયાઈ પાણી અથવા તાજા પાણીમાંથી કન્ડેન્સર ટ્યુબિંગમાંથી લાખો ગેલન પાણી વહે છે, ટ્યુબમાંથી વહેતા પાણીની અંદર જે કંઈપણ સમાયેલું હોય તે આખરે કન્ડેન્સર ટ્યુબશીટ (અગાઉ ચર્ચા કરાયેલ) અથવા ટ્યુબિંગની અંદર જ સમાપ્ત થઈ શકે છે. સપાટીના કન્ડેન્સર માટે ટ્યુબ-સાઇડ ફાઉલિંગ પાંચ મુખ્ય વર્ગોમાં આવે છે; કાંપ અને કાંપ જેવા કણોની અશુદ્ધિ, કાદવ અને બાયોફિલ્મ્સ જેવા બાયોફૌલિંગ, કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ જેવા સ્કેલિંગ અને સ્ફટિકીકરણ, મેક્રોફૌલિંગ જેમાં ટ્યુબશીટ પર ઉગી શકે તેવા ઝેબ્રા મસલથી લઈને લાકડા અથવા અન્ય કાટમાળ કે જે ટ્યુબિંગને અવરોધે છે, અને અંતે, કાટ ઉત્પાદનો (અગાઉ ચર્ચા કરાયેલ). અશુદ્ધિની હદને આધારે, ટર્બાઇનમાંથી આવતી એક્ઝોસ્ટ વરાળને ઘનીકરણ કરવાની કન્ડેન્સરની ક્ષમતા પર અસર ખૂબ ગંભીર હોઈ શકે છે. જેમ જેમ અશુદ્ધિ નળીઓની અંદર વધે છે, એક અવાહક અસર પેદા થાય છે અને નળીઓની ઉષ્મા-સ્થાનાંતરણ લાક્ષણિકતાઓ ઓછી થાય છે, ઘણીવાર ટર્બાઇનને તે બિંદુ સુધી ધીમું કરવાની જરૂર પડે છે જ્યાં કન્ડેન્સર ઉત્પન્ન થતી એક્ઝોસ્ટ વરાળને નિયંત્રિત કરી શકે છે. સામાન્ય રીતે, ઉત્પાદનમાં ઘટાડો, બળતણ વપરાશમાં વધારો અને CO2 ઉત્સર્જનમાં વધારો થવાના રૂપમાં આ પાવર પ્લાન્ટ માટે ખૂબ ખર્ચાળ હોઈ શકે છે. કન્ડેન્સરના દૂષિત અથવા અવરોધિત ટ્યુબિંગને સમાવવા માટે ટર્બાઇનનું આ "અવરોધન" એ સંકેત છે કે પ્લાન્ટને ટર્બાઇનની નેમપ્લેટ ક્ષમતામાં પાછા ફરવા માટે ટ્યુબિંગને સાફ કરવાની જરૂર છે. સફાઇ માટેની વિવિધ પદ્ધતિઓ ઉપલબ્ધ છે, જેમાં પ્લાન્ટની સ્થળ-વિશિષ્ટ પરિસ્થિતિઓના આધારે ઓનલાઇન અને ઓફલાઇન વિકલ્પો સામેલ છે. સપાટીના કન્ડેન્સરની અન્ય એપ્લિકેશનો વેક્યૂમ બાષ્પીભવન વેક્યૂમ રેફ્રિજરેશન ઓશન થર્મલ એનર્જી (ઓટીઇસી) વરાળ સંચાલિત ઇજેક્ટર પ્રણાલીઓમાં બેરોમેટ્રિક કન્ડેન્સરને બદલવું જિયોથર્મલ એનર્જી રિકવરી ડિસેલિનેશન સિસ્ટમ્સ પરીક્ષણ રાષ્ટ્રીય અને આંતરરાષ્ટ્રીય પરીક્ષણ કોડનો ઉપયોગ મોટા કન્ડેન્સરના પરીક્ષણમાં ઉપયોગમાં લેવાતી પ્રક્રિયાઓ અને વ્યાખ્યાઓને પ્રમાણિત કરવા માટે થાય છે. યુ. એસ. માં, એએસએમઇ કન્ડેન્સર અને હીટ એક્સ્ચેન્જર્સ પર કેટલાક પ્રદર્શન પરીક્ષણ કોડ પ્રકાશિત કરે છે. તેમાં ASME PTC 12.2-2010, સ્ટીમ સરફેસ કન્ડેન્સર અને PTC 30.1-2007, એર કૂલ્ડ સ્ટીમ કન્ડેન્સરનો સમાવેશ થાય છે. આ પણ જુઓ ટ્યુબ ટૂલ કન્ડેન્સિંગ સ્ટીમ લોકોમોટિવ ડીયરેટર અશ્મિભૂત ઇંધણ પાવર પ્લાન્ટ જેટ કન્ડેન્સર પાવર સ્ટેશન થર્મલ પાવર સ્ટેશન સંદર્ભો પાવર સ્ટેશન ટેકનોલોજી હીટ એક્સ્ચેન્જર્સ ઊર્જા રૂપાંતરણ સ્ટીમ પાવર ડીઃ કોન્ડેન્સેટર (વર્ફાહરેનસ્ટેચનિક) એચઆરઃ પર્ની કોન્ડેન્ઝેટર જાઃ ુમ૆ન્ન પીએલઃ સ્ક્રેપ્લાક્ઝ રુઃ કોન્ડેન્શેટર (ટેપ્લોટેખનિકા) એસવીઃ કોન્ડેન્સર યુકેઃ પેરોકોન્ડેન્સર