Titāna caurules pielietojums atsāļošanas iekārtās

Saldūdens veido aptuveni 3% no Zemes ūdens resursiem. Pasaules galvenā tendence ir iegūt jaunus saldūdens resursus, izmantojot ūdens atsāļošanu. Pašlaik atsāļošana ir kļuvusi par galveno veidu, kā iegūt ūdens resursus tādos reģionos kā Tuvie Austrumi, kur trūkst ūdens resursu.

Atsāļošana pasaulē

Līdz 1993. gadam 5738 pasaules reģionos bija 9014 atsāļošanas iekārtas ar kopējo jaudu 1,624x107m3/d. Tikai Tuvajos Austrumos vien kopējā jauda bija 8,91x106m3 /d, kas veidoja 55%, bet Amerikas Savienotajās Valstīs - 2,37x106m3 /d, kas veidoja 5%.
Jau pagājušā gadsimta 50. gados atsāļošanu izmantoja saldūdens ieguvei. Galvenās atsāļošanas metodes ir:

• ① Iztvaicēšanas metode: daudzpakāpju zibspuldzes, vienpakāpju zibspuldzes, vertikālā daudzpakāpju efekta, horizontālā daudzpakāpju efekta, iegremdēšanas caurules, tvaika kompresijas;
• ② Membrānu metode: elektrodialīze, reversā osmoze;
• ③ Savienojuma metode.

No tām iztvaicēšanas metodei ir 60%, reversās osmozes metodei - 33%, bet elektrodialīzes metodei - 5,5%.

Titāna izmantošana atsāļošanas iekārtās

Siltumu vadošā caurule jūras ūdens atsāļošanas iekārtās

Sākotnējā atsāļošanas iekārtu siltuma caurulē galvenokārt izmanto vara sakausējuma caurules, kas ir aizstātas ar titāna caurule ar augstu uzticamību un bez tehniskās apkopes, ņemot vērā tās daudzos trūkumus.

Titāna caurules sienas biezums

Siltumnesēja caurules sieniņu biezumu nosaka lietošanas apstākļi, cauruļu lokšņu materiāli, izplešanās operācijas konstrukcijas jauda, metināšanas tehnoloģija caurules galā u. c. Tā kā siltumnesēja caurules diametrs ir mazs un izturības prasības nav augstas, faktiskajā lietošanā izmanto cauruli ar plānāku sieniņu biezumu, parasti vara sakausējuma caurules sieniņu biezums ir 0,9-1,2 mm; titāna caurules vietā plānās metinātās caurules ar 0,3 mm sieniņu biezumu var izmantot vietā, kur ir mazāka korozivitāte.

Titāna caurules siltumvadītspēja

Tā kā siltumvadošās caurules ir izgatavotas no dažādiem materiāliem, atšķiras arī siltumvadītspēja. Piemēram, titāns ir 17 W / (m - K), alumīnija misiņš ir low / (m - K), 90/10 baltais varš ir 47 W (m - K), 70/30 baltais varš ir 29 W / (M - K). Tāpēc siltumvadošo cauruļu siltumvadošo efektu var kontrolēt, mainot sieniņu biezumu. No iepriekš minētajiem materiāliem vismazākā siltumvadītspēja ir titānam. Piemēram, ja tiek izmantota titāna plānsienu metināta caurule, tās siltumvadītspēja ir sliktāka nekā alumīnija misiņa, bet tā ir līdzvērtīga 90/10 baltajam varam un labāka nekā 70/30 baltajam varam.

Titāna caurules ekonomija

Titāna caurules vienības masas cena ir 2-6 reizes lielāka nekā vara sakausējuma cena, bet, vienlaicīgi interpretējot izmaksu veiktspēju, titāna caurules cenu var līdzsvarot ar vara sakausējuma cauruli. Tā kā titāna blīvums ir neliels un sieniņu biezums vienāds, titāna caurule ar tādu pašu garumu ir tikai 50% vara sakausējuma caurules. Ja titāna caurules biezums ir 50% no vara sakausējuma caurules, titāna caurule ar tādu pašu siltuma pārneses laukumu pašreizējā cenu līmenī ir tikai 1/4 vara sakausējuma caurules. Kopējā plānsienu titāna metināto cauruļu cena ir tāda pati kā alumīnija vara caurules cena, kas ir lētāka nekā baltā vara caurules cena.

Plānsienu metinātu titāna cauruļu izstrāde un pielietošana Japānā

Veiksmīga titāna slokšņu velmēšanas tehnoloģijas attīstība ir kļuvusi par pamatu titāna metināto cauruļu masveida ražošanai. Pagājušā gadsimta 60. gados Japānā dzīvsudraba sērskābes sodas ražošanā izmantoja titāna stiepli; 90. gadu sākumā, lai novērstu piesārņojumu, tika uzlabots sērskābes sodas ražošanas process. Pieņemot diafragmas metodi, tika izmantotas vairāk nekā 700 tonnas titāna slokšņu. Izmantojot šo iespēju, Japāna izstrādāja karsti velmētu un auksti velmētu titāna slokšņu nepārtrauktas ražošanas tehnoloģiju un izveidoja jūras ūdens atsāļošanas tehnoloģiju un elektrostacijas kondensatora plānsienu metinātu titāna cauruļu ražošanas tehnoloģiju. plānsienu metinātu metinātu cauruļu ražošanas tehnoloģija ir izstrādāta saskaņā ar sērijveida ražošanas sistēmu ar spole.
Hitachi, Mitsubishi un Toshiba ražotajos spēkstaciju kondensatoros izmanto 0,5 mm biezas titāna metinātas caurules. Atsāļošanas iekārtās, ko ražo Mitsubishi, Kawasaki, Hitachi, Mitsui un Kobe Steel, izmanto 0,5-0,7 mm biezas titāna metinātas caurules.
Titāna metināta caurule ir plaši izmantots jūras ūdens atsāļošanā, dzelzs ražošanā, kuģniecībā, naftas pārstrādē, ķīmiskajā rūpniecībā un citās jomās. Japāna 1983. gadā 16 gadu laikā saražoja 4038 t plānsienu titāna metinātu cauruļu, kas paredzētas ūdens atsāļošanas iekārtām visā pasaulē un ko nav sabojājusi jūras ūdens korozija.

Ventilācijas kondensators un strūklas kompresors

Īstā atsāļošanas iekārta Japānā ir 2650 t/d jūras ūdens atsāļošanas iekārta, ko 1967. gadā uzbūvēja Matsushima carbon Mine Co., Ltd.. Jūras ūdenī esošā Br korozijas dēļ iekārtas ventilācijas kondensatoru un strūklas kompresoru siltumnesēja caurules un cauruļu plāksnes nevar izgatavot no vara sakausējuma. Pēc titāna nomaiņas korozijas izraisītu bojājumu nav.

Siltuma izdalīšanas kondensators

Daudzpakāpju zibens kondensatorā kā dzesējošo ūdeni izmanto jūras ūdeni, lai atdzesētu ūdens tvaiku, kas rodas zibens kamerās visos līmeņos. Tā kā jūras ūdens bieži vien ir sajaukts ar nogulsnēm un jūras dzīvniekiem, tie pieķeras siltumcaurulē un caurules galā, izārdot vara sakausējuma cauruli. Tāpēc gandrīz visās MSF atsāļošanas iekārtās siltuma pārvades kondensatoriem izmanto titāna caurules. Īpaši, lai iznīcinātu baktērijas jūras ūdenī, ir nepieciešams izmantot titāna caurules ar labu izturību pret koroziju, ja nepieciešams ievadīt skābekli.

Siltuma atgūšanas kondensators

Kondensatora siltuma apmaiņas laukums siltuma atgūšanas nodaļā ir liels. Ekonomisku apsvērumu dēļ tagad parasti izmanto vara sakausējuma caurules, bet titāna caurules izmanto tikai īpašos gadījumos. Piemēram, amonjaku vai sērūdeņradi saturošajai videi ir spēcīga vara sakausējuma korozija. gadā uz Vāciju eksportētā 3600 t/D MSF tipa atsāļošanas iekārta tika izgatavota no titāna, nevis vara sakausējuma, jo tā bija amonjaka papildiekārta; sērēta skābekļa korozijas dēļ 3120 t/D MSP tipa atsāļošanas iekārta Peru pēc gada sarūsēja alumīnija misiņa caurulīte, un visbeidzot visu siltumnesēja cauruli nomainīja pret titāna cauruli.

Tiek ziņots, ka 60000 titāna caurules tiek izmantotas jūras ūdens atsāļošanas iekārtā ar 100 tonnu dienas produkciju. No 1967. līdz 1994. gadam pēdējo 30 gadu laikā ir izgatavoti 52 kondensatoru komplekti un 7 jūras ūdens atsāļošanas iekārtu komplekti sākotnējā enerģijas līmeņa siltumenerģijas ražošanai, kopā 11000 t titāna metinātu cauruļu.

Lietošanas problēmas

Galvaniskā korozija

Ja titāns saskaras ar citiem metāliem, tas var veicināt citu metālu koroziju. Novēršanas metode ir tāda, ka titāna vai upurējošo anodu izmanto gan siltumnesēja caurulei, gan caurules plāksnei. Lai novērstu ūdeņraža absorbciju, virs 80 ℃ kā upurējošo anodu izmanto fe-90% Ni sakausējumu; zem 80 ℃ izmanto pārklājumu vai tērauda plāksni ar gumijas oderējumu.

Starpslāņa korozija

Titāna caurule ir uzstādīta uz titāna caurules plāksnes, izmantojot izplešanās caurules metodi, un starpslāņa korozija var rasties jūras ūdenī ar pH vērtību 8 pie 100 ℃, bet faktiskajā ūdens kamerā tiek izmantots vara sakausējums, pat ja jūras ūdens temperatūra sasniedz 120 ℃, starpslāņa korozija nenotiks. Patiesībā, lai uzlabotu iekārtas uzticamību, bieži izmanto cauruļu galu metināšanu, lai novērstu spraugu koroziju, ja temperatūra ir augstāka par 100 ℃.

Ūdeņraža absorbcija

Jūras ūdenī, kas pārsniedz 80 ℃, titāns var absorbēt ūdeņradi; ja tiek piemērota katodiskā aizsardzība, ūdeņradis tiks absorbēts, ja tiek piemērota pārmērīga aizsardzība. Ja par upurējošo anoda plāksni izmanto fe-9% NQ sakausējumu, titāna ūdeņraža absorbcija nenotiks.

Vibrācija

Sakarā ar plāno sienu titāna caurule, nomainot vara sakausējuma cauruli, jāpievērš uzmanība bojājumiem, ko izraisa caurules vibrācija. Šo problēmu var atrisināt, izmantojot metodi, kas ir mazāka par vara sakausējuma caurules metodi.

Avots:: Ķīna titāna cauruļu ražotājs: www.titaniuminfogroup.com