उच्च दक्षता वाली भूतापीय ऊर्जा के लिए उन्नत प्लेट हीट एक्सचेंजर्स

भूतापीय ऊर्जा उत्पादन में, विशेष रूप से द्विआधारी चक्र (ऑर्गेनिक रैंकिन चक्र) संयंत्रों के भीतर, हीट एक्सचेंजर थर्मल संसाधन और बिजली उत्पादन लूप के बीच सबसे महत्वपूर्ण कड़ी है।उन्नत प्लेट हीट एक्सचेंजर्स (PHEs)पारंपरिक शेल-एंड-ट्यूब डिजाइनों को उनकी बेहतर थर्मल प्रभावशीलता, कॉम्पैक्ट फुटप्रिंट और निकट "अप्रोच तापमान" के साथ काम करने की क्षमता के कारण बदल रहे हैं।" उच्च ग्रेड मिश्र धातुओं जैसे टाइटेनियम या Hastelloy का लाभ उठाकर और विपरीत प्रवाह पैटर्न का उपयोगइन प्रणालियों से भूतापीय नमक से ऊर्जा हानि कम होती है और विद्युत उत्पादन अधिकतम होता है।

भूतापीय द्विध्रुवीय संयंत्र की दक्षता मौलिक रूप से नमकीन से काम करने वाले द्रव विनिमयकर्ता की गर्मी हस्तांतरण दक्षता से सीमित है।एंट्रोपी उत्पन्न करने और चक्र की थर्मल दक्षता को अधिकतम करने के लिए, हम लॉग औसत तापमान अंतर (LMTD) का अनुकूलन करना होगा।

उन्नत पीएचई शेल-और-ट्यूब इकाइयों की तुलना में यू को काफी बढ़ाता है। शेवरॉन प्लेट ज्यामिति द्वारा उत्पन्न उच्च-अव्यवस्था प्रवाह पैटर्न सीमा परत को बाधित करते हैं,एक बहुत करीब दृष्टिकोण तापमान के लिए अनुमति देता हैइसका अर्थ है कि कार्यशील द्रव को भूतापीय नमकीन के तापमान के करीब गर्म किया जा सकता है, जिससे चक्र की दक्षता अधिक होती है।

भूतापीय नमकीन अक्सर अत्यधिक आक्रामक होता है, जिसमें क्लोराइड्स, हाइड्रोजन सल्फाइड (एच2एस) और घुलनशील ठोस पदार्थों की उच्च सांद्रता होती है।ये विशेषताएं किसी भी हीट एक्सचेंजर के लिए डिजाइन बाधाओं को निर्धारित करती हैं.

• सामग्री का चयन:स्थानीय पिटिंग और तनाव संक्षारण क्रैकिंग (एससीसी) का मुकाबला करने के लिए, निर्माताओं का उपयोग उच्च निकेल मिश्र धातुओं (हैस्टेलॉय सी -276) या टाइटेनियम (ग्रेड 1 या 2) के साथ किया जाता है। ये सामग्री एक मजबूत निष्क्रिय ऑक्साइड परत बनाते हैं,अम्लीय या खारे भूतापीय तरल पदार्थों में दीर्घायु सुनिश्चित करना.
• उथल-पुथल और फोल्डिंग:पीएचई के संकीर्ण अंतरालों के भीतर उत्पन्न उच्च कतरनी तनाव और अशांति स्वाभाविक रूप से सिलिका और कैल्साइट तराजू की जमाव को रोकती है।यह "स्व-स्वच्छता" प्रभाव पारंपरिक बड़े व्यास के ट्यूबों की तुलना में रखरखाव के समय को काफी कम करता है जहां कम गति वाले क्षेत्र स्केलिंग को बढ़ावा देते हैं.
• प्रतिप्रवाह प्रवाहःउन्नत डिजाइन वास्तविक विपरीत धारा प्रवाह सुनिश्चित करते हैं जो हीटिंग तरल पदार्थ की तापमान प्रोफ़ाइल को शीतलन तरल पदार्थ से निकटता से मेल खाने की अनुमति देता है,प्रभावी ढंग से नमकीन से अधिकतम मात्रा में ऊर्जा "पीसने".

प्रश्न:भूतापीय द्विध्रुवीय संयंत्रों में पीएचई "आसमीप तापमान" को कैसे कम करता है?

A:क्योंकि पीएचई एक बहुत अधिक गर्मी हस्तांतरण गुणांक (यू) और वास्तविक विपरीत प्रवाह प्रदान करते हैं,बाहर निकलने वाले काम करने वाले द्रव का तापमान अत्यधिक बड़े हीट एक्सचेंजर आकार की आवश्यकता के बिना गर्म भूतापीय नमकीन के प्रवेश तापमान के बहुत करीब हो सकता है.

प्रश्न:क्या PHEs उच्च प्रवाह वाले भूतापीय अनुप्रयोगों में दबाव में गिरावट के प्रति संवेदनशील हैं?

A:जबकि पीएचई में सामान्य रूप से शेल-एंड-ट्यूब इकाइयों की तुलना में उच्च दबाव ड्रॉप होते हैं, उन्नत डिजाइन दबाव ड्रॉप बनाम गर्मी हस्तांतरण गुणांक को संतुलित करने के लिए "प्लेट तरंग अनुकूलन" का उपयोग करते हैं।यह उच्च दक्षता गर्मी हस्तांतरण के लिए अनुमति देता है जबकि नमकीन और काम कर रहे द्रव लूप के पंप सिर की सीमाओं के भीतर रहने.

प्रश्न:भूतापीय सेवा में टाइटेनियम प्लेटों का क्या लाभ है?

A:भूतापीय नमकीन अक्सर अत्यधिक संक्षारक होते हैं। टाइटेनियम मुख्य रूप से क्लोराइड-प्रेरित पिटिंग और दरार संक्षारण के प्रति प्रतिरक्षित होता है,जो भूतापीय ऊर्जा उत्पादन में मानक स्टेनलेस स्टील हीट एक्सचेंजर के लिए प्राथमिक विफलता मोड हैं.

उन्नत प्लेट हीट एक्सचेंजर्स पर संक्रमण भूतापीय ऑपरेटरों के लिए एक रणनीतिक अनिवार्यता है जो शुद्ध बिजली उत्पादन को बढ़ावा देना चाहते हैं।निकटतम दृष्टिकोण तापमान के माध्यम से ऊष्मागतिकी को अनुकूलित करके और उन्नत धातु विज्ञान के साथ रासायनिक चुनौतियों को कम करके, इन प्रणालियों से विद्यमान भूतापीय संसाधनों से अधिक दक्षता प्राप्त होती है।

क्या आप मौजूदा द्विध्रुवीय चक्र संयंत्र की हीट एक्सचेंज दक्षता का मूल्यांकन कर रहे हैं या आप एक नई भूतापीय सुविधा के लिए डिजाइन चरण में हैं?

क्या आप अपने नमकीन की एकाग्रता के लिए "उच्च-थेटा" और "कम-थेटा" प्लेट पैटर्न के बीच चयन करते समय "दबाव-पात" गणना में विशिष्ट अंतरों पर चर्चा करना चाहेंगे?