مبدل های PTFE چه نقشی در خنک کردن آب نمک اسیدی و داغ در گیاهان سیکل دوتایی زمین گرمایی دارند؟

یک کارخانه چرخه دوتایی زمین گرمایی به چاه عمیقی از آب نمک داغ، شور و تهاجمی شیمیایی ضربه می زند تا یک سیال عامل ثانویه مانند ایزوبوتان یا پنتان را تبخیر کند. مبدل حرارتی که مسئول خنک کردن آب نمک قبل از تزریق مجدد است باید به طور مداوم تحت تنش شدید شیمیایی و پوسته پوسته شدن کار کند. الفپوسته PTFE-و-مبدل لولهبه خوبی برای این وظیفه سخت مناسب است و مقاومت طولانی مدت در برابر خوردگی، رسوب و تخریب حرارتی ارائه می کند.

عملکرد مبدل PTFE در خنک کننده آب نمک زمین گرمایی

در یکمبدل PTFE سیکل دودویی زمین گرمایی خنک کننده آب نمککاربرد، سیال زمین گرمایی معمولاً در 100-150 درجه از سمت لوله مبدل عبور می کند. این آب نمک اغلب حاوی غلظت بالایی از کلریدها، گازهای محلول، سیلیس و فلزات کمیاب است که یکی از تهاجمی ترین محیط های انتقال حرارت صنعتی را ایجاد می کند.

لوله های PTFE یک سد بی اثر شیمیایی ایجاد می کنند که از تعامل مستقیم بین آب نمک و هر سطح فلزی جلوگیری می کند. این مکانیسم‌های شکست اولیه را که در آلیاژهای معمولی مشاهده می‌شود، حذف می‌کند، از جمله:

خوردگی حفره ای ناشی از کلرید-

ترک خوردگی تنشی در فولادهای زنگ نزن

تخریب مواد ناشی از اسید-

در محیط‌های زمین گرمایی که شوری می‌تواند تا ده برابر آب دریا برسد، این حالت‌های خرابی به‌ویژه شدید هستند و اغلب منجر به تعویض زودرس مبدل می‌شوند.

مقاومت در برابر پوسته پوسته شدن و پایداری انتقال حرارت

مقیاس سیلیس یکی از پایدارترین چالش های عملیاتی در سیستم های زمین گرمایی است. با سرد شدن آب نمک، سیلیس محلول رسوب می کند و یک لایه عایق بر روی سطوح انتقال حرارت تشکیل می دهد. در مبدل های فلزی، این امر منجر به کاهش سریع عملکرد و سیکل های تمیز کردن مکرر شیمیایی یا مکانیکی می شود.

PTFE مزیت عملیاتی قابل توجهی را به دلیل آن ارائه می دهد:

انرژی سطحی بسیار کم

سطح لوله داخلی صاف و نچسب-

کاهش مکان‌های هسته‌زایی برای رسوب مواد معدنی

نتیجه کاهش قابل توجهی در چسبندگی رسوب و نرخ رسوب کندتر است. حتی زمانی که رسوب رخ می دهد، اتصال ضعیف به سطح PTFE باعث بهبود اثربخشی فلاشینگ دوره ای می شود.

در نیروگاه زمین گرمایی، خنک کننده PTFE یک اسب کار سخت و مقاوم در برابر خوردگی-است که به طور مداوم انرژی حرارتی را از مخزن نمک خود استخراج می کند و در عین حال در برابر رسوب گیری مقاومت می کند که سیستم های فلزی معمولی را غیرفعال می کند.

ملاحظات عملکرد حرارتی و مکانیکی

اگرچه PTFE رسانایی حرارتی کمتری نسبت به فلزات دارد، عمر طولانی و شرایط سطحی پایدار اغلب این محدودیت در وظیفه زمین گرمایی را جبران می کند. انتقال حرارت در طول زمان پایدارتر می شود زیرا لایه های رسوب به حداقل می رسد.

علاوه بر این، لوله‌های PTFE انعطاف‌پذیری مکانیکی را فراهم می‌کنند که امکان تطبیق جزئی موارد زیر را فراهم می‌کند:

انبساط حرارتی از چرخه 100-150 درجه

نوسانات فشار از پمپ های تزریق مجدد

لرزش جزئی از شرایط جریان دو فازی-

این انعطاف‌پذیری غلظت‌های تنش را در اتصالات-به-لوله‌ای کاهش می‌دهد و قابلیت اطمینان طولانی‌مدت-در عملیات زمین گرمایی چرخه‌ای را بهبود می‌بخشد.

توجه طراحی: الزامات پیش تصفیه

آب نمک زمین گرمایی نه تنها از نظر شیمیایی تهاجمی است، بلکه از نظر فیزیکی نیز ساینده است. بسته به ویژگی های چاه ممکن است ماسه، قطعات سنگ و مواد جامد معلق وجود داشته باشد.

برای عملکرد مطمئن مبدل PTFE، معمولاً به تهویه بالادست نیاز است:

پیش{0}}فیلترسازی برای حذف ذرات درشت

مخازن ته نشینی برای جداسازی جامدات سنگین

تثبیت جریان برای کاهش فرسایش ضربه لوله

بدون چنین پیش تصفیه، انسداد فیزیکی یا آسیب مکانیکی ممکن است بدون توجه به مقاومت شیمیایی PTFE رخ دهد.

قابلیت اطمینان سیستم در عملیات چرخه دودویی

نیروگاه های زمین گرمایی چرخه دودویی به بازده بازیابی حرارت مداوم بستگی دارند. هر گونه کاهش در انتقال حرارت به طور مستقیم توان خروجی را کاهش می دهد. مبدل‌های PTFE از دوره‌های عملیاتی طولانی با حداقل مداخله تمیز کردن پشتیبانی می‌کنند که در دسترس بودن کلی کارخانه را بهبود می‌بخشد.

مزایای کلیدی عبارتند از:

مقاومت در برابر خوردگی ناشی از{0}کلرید

کاهش رسوب گذاری و رسوب گیری سیلیس

عملکرد پایدار انتقال حرارت در مدت زمان طولانی

فواصل سرویس طولانی تر در مقایسه با مبدل های فلزی

نتیجه گیری

یک مبدل حرارتی PTFE با ارائه انتقال حرارت بادوام{0}}در یکی از تهاجمی‌ترین سیالات شیمیایی که در تولید برق با آن مواجه می‌شویم، نقش مهمی در سیستم‌های چرخه دوتایی زمین‌گرمایی ایفا می‌کند. آب نمک اسیدی با-کلرید بالا به طور موثری بدون ایجاد حفره، پوسته شدن-یا از دست دادن سریع کارایی مدیریت می‌شود.

سیستم های خنک کننده آب نمک چرخه دوتایی زمین گرمایی مبدل PTFE نشان می دهد که چگونه مواد شیمیایی بی اثر می توانند آب نمک زمین گرمایی را از یک مسئولیت خورنده به یک حامل انرژی پایدار و کارآمد تبدیل کنند.

عمیق ترین و داغ ترین آب های زمین به طور فزاینده ای برای تولید برق از طریق استفاده از مواد مهندسی شده نه برای واکنش، بلکه برای تحمل استفاده می شوند.