એર કૂલ્ડ હીટ એક્સ્ચેન્જર્સ ટકાઉપણું કેવી રીતે વધારે છે? 

જ્યારે તમે અમારી લાઇન ઑફ વર્કમાં 'સસ્ટેનેબિલિટી' સાંભળો છો, ત્યારે તાત્કાલિક વિચાર ઘણીવાર સૌર પેનલ્સ અથવા વિન્ડ ટર્બાઇન પર જાય છે. પરંતુ ભારે ઉદ્યોગોમાં-કેમિકલ પ્લાન્ટ્સ, રિફાઇનરીઓ, પાવર જનર-માં કીટનો એક ભાગ છે જે દાયકાઓથી શાંતિથી ભારે ઉપાડ કરી રહ્યો છે: એર કૂલ્ડ હીટ એક્સ્ચેન્જર (ACHE). મેં ઘણી બધી પ્રસ્તુતિઓ જોઈ છે જ્યાં તે માત્ર એક 'પંખા અને ફિન ટ્યુબ બંડલ' તરીકે ચમકતી હોય છે, જે સમગ્ર મુદ્દાને ચૂકી જાય છે. વાસ્તવિક વાર્તા તેના મૂળભૂત કાર્યમાં નથી; તે કેવી રીતે તેની અંતર્ગત ડિઝાઇન ફિલસૂફી સંસાધન-સઘન ઠંડકના અનાજ સામે કાપ મૂકે છે. તેને ચલાવવા માટે મોટા પ્રમાણમાં પાણીની જરૂર નથી. તે એક હકીકત ટકાઉપણું કેલ્ક્યુલસને સંપૂર્ણપણે બદલી નાખે છે, ખાસ કરીને પાણીની અછતવાળા પ્રદેશોમાં. પરંતુ તે જાદુઈ બુલેટ નથી. હું એવી સાઇટ્સ પર રહ્યો છું જ્યાં ખરાબ રીતે ઉલ્લેખિત અથવા જાળવવામાં આવેલ એકમ એનર્જી હોગ બની જાય છે, તેના પર્યાવરણીય તર્કને સંપૂર્ણપણે નબળી પાડે છે. તો, તેઓ ખરેખર ટકાઉપણું કેવી રીતે વધારશે? તે સીધી અસર અને સૂક્ષ્મ, પ્રણાલીગત ફાયદાઓનું મિશ્રણ છે જેની તમે સફળતાઓ અને નિરાશાજનક નિષ્ફળતાઓ બંને દ્વારા તેમને ક્ષેત્રમાં જોયા પછી જ પ્રશંસા કરો છો.

જળ સમીકરણ: માત્ર સંરક્ષણ કરતાં વધુ

સૌથી સ્પષ્ટ પ્રારંભિક બિંદુ પાણીનો ઉપયોગ છે. પરંપરાગત શેલ અને ટ્યુબ હીટ એક્સ્ચેન્જર્સ ઠંડકના પાણીના સતત પ્રવાહ પર આધાર રાખે છે, ઘણીવાર નદી, તળાવ અથવા મોટા કૂલિંગ ટાવર સર્કિટમાંથી. તેનો અર્થ એ છે કે પાણીનો ઉપાડ, સ્કેલિંગ અને બાયોફાઉલિંગને રોકવા માટે સારવાર રસાયણો, અને થર્મલ ડિસ્ચાર્જ સ્ત્રોત પર પાછા ફરવું. એક ACHE તે સમગ્ર લૂપને દૂર કરે છે. મને ટેક્સાસના દુષ્કાળગ્રસ્ત ભાગમાં ગેસ પ્રોસેસિંગ પ્લાન્ટ માટેનો પ્રોજેક્ટ યાદ છે. ક્લાયન્ટની પ્રારંભિક ડિઝાઇનમાં ભીની ઠંડક પ્રણાલીની માંગ કરવામાં આવી હતી, પરંતુ વોટર ડ્રો માટે પરવાનગી આપવી એ એક દુઃસ્વપ્ન હતું. અમે ફિન-ફેન કૂલર બેંક તરફ વળ્યા. અપફ્રન્ટ ખર્ચ વધારે હતો, પરંતુ ઓપરેશનલ સ્વતંત્રતા તાત્કાલિક હતી. પાણીના અધિકારો પર વધુ વાટાઘાટો નહીં કરવી, ડિસ્ચાર્જ તાપમાન મર્યાદાનું નિરીક્ષણ કરવું નહીં. અહીં સ્થિરતાની જીત ચોક્કસ છે: તે સ્થાનિક હાઇડ્રોલોજી પર ઔદ્યોગિક પદચિહ્નને લગભગ શૂન્ય સુધી ઘટાડે છે. જેવા ઉત્પાદક માટે Shanghai SHENGLIN M&E ટેકનોલોજી કું., લિ, જેનો પોર્ટફોલિયો ખાતે https://www.shenglincoolers.com આ ટેક્નોલોજીની આસપાસ બનેલ છે, આ તે મુખ્ય મૂલ્ય પ્રસ્તાવ છે જેના માટે તેઓ ઇજનેર કરે છે - ઔદ્યોગિક ઠંડક પ્રદાન કરે છે જે પાણીની કટોકટીને એકસાથે દૂર કરે છે.

જો કે, 'શૂન્ય પાણી' દાવા માટે થોડો ક્વોલિફાયર જરૂરી છે. જો હવા ખાસ કરીને ગંદી હોય તો તમારી પાસે ફિન ટ્યુબને સાફ કરવા માટે એક નાની વોટર વોશ સિસ્ટમ હોઈ શકે છે, પરંતુ તે તૂટક તૂટક છે અને કૂલિંગ ટાવર જે વાપરે છે તેનો એક નાનો અંશ છે. વાસ્તવિક ઓપરેશનલ સૂક્ષ્મતા શુષ્ક કામગીરી સાથે કામ કરે છે. જ્યારે તમે પાણીના વિશાળ થર્મલ માસને દૂર કરો છો, ત્યારે તમારી પાસે હવાની પ્રમાણમાં નબળી ઉષ્મા ક્ષમતા બાકી રહે છે. આ એક અલગ પ્રકારની ડિઝાઇન વિચારને દબાણ કરે છે - ફિન્સ વડે સપાટીના વિસ્તારને મહત્તમ બનાવવો, હવાના પ્રવાહને શ્રેષ્ઠ બનાવવો. તે એક ટ્રેડ-ઓફ છે જે સામગ્રી અને ચાહક ઊર્જા કાર્યક્ષમતાને આગળ ધકેલે છે, જે આગળના, ઓછા સ્પષ્ટ ટકાઉપણું સ્તર તરફ દોરી જાય છે.

ઊર્જા અને ચાહક મૂંઝવણ

આ તે છે જ્યાં વાતચીત ઉગ્ર બને છે. ટીકાકારો યોગ્ય રીતે નિર્દેશ કરે છે કે મોટા પંખા ચલાવવાથી નોંધપાત્ર વીજળીનો વપરાશ થાય છે. હું એવા એકમોમાંથી પસાર થયો છું જ્યાં પંખાનો અવાજ બહેરો કરી રહ્યો છે, તે અયોગ્ય પ્રણાલીની ખાતરીપૂર્વકની નિશાની છે અથવા ફાઉલ કરેલી ટ્યુબને કારણે ખૂબ જ મહેનત કરી રહી છે. ટકાઉપણું લિંક તમે તે ઊર્જા ઇનપુટનું સંચાલન કેવી રીતે કરો છો તેની વિગતોમાં છે. મારી કારકિર્દીની શરૂઆતમાં, અમે દરેક જગ્યાએ પ્રમાણભૂત ફિક્સ-સ્પીડ ચાહકોનો ઉલ્લેખ કર્યો હતો. સરળ, મજબૂત. પરંતુ પછી તમે આસપાસના હવાના તાપમાનની દયા પર છો. ઠંડી સવારે, તમે વધારે ઠંડુ કરી રહ્યા છો અને પંખાની શક્તિ બગાડો છો; ગરમ બપોરે, પ્રક્રિયા ટ્રિપ થઈ શકે છે કારણ કે તમે વધુ હવાને દબાણ કરી શકતા નથી. તે ટકાઉ કામગીરી નથી.

ફેન મોટર્સ પર વેરિયેબલ ફ્રીક્વન્સી ડ્રાઇવ્સ (VFDs) પરનું શિફ્ટ ગેમ-ચેન્જર હતું. હવે, પંખાની ગતિ પ્રક્રિયા આઉટલેટ તાપમાન અથવા આસપાસની પરિસ્થિતિઓના આધારે મોડ્યુલેટ થાય છે. પંખાનો પાવર ડ્રો તેની ઝડપના ક્યુબના પ્રમાણમાં હોય છે. સ્પીડમાં 20% ઘટાડો કરો અને તમે ઉર્જાનો ઉપયોગ લગભગ અડધો કરી નાખો. મેં રીટ્રોફિટ પ્રોજેક્ટ્સ જોયા છે જેમાં વીએફડી ઉમેરવાથી વીજ બચત પર બે વર્ષથી ઓછી રકમ ચૂકવવામાં આવે છે. આ એક વ્યવહારુ, ઓપરેશનલ સસ્ટેનેબિલિટી ગેઇન છે જે ACHE ને નિષ્ક્રિય ઘટકમાંથી સક્રિય રીતે ઑપ્ટિમાઇઝમાં ફેરવે છે. ઉત્પાદકોએ કાર્યક્ષમતાના દરેક ટકાવારી બિંદુને સ્ક્વિઝ કરવા માટે હળવા, વધુ એરોડાયનેમિક ફેન બ્લેડ અને વધુ કાર્યક્ષમ ગિયરબોક્સ ડિઝાઇન કર્યા છે.

ત્યાં પરોક્ષ ઉર્જા બચત પણ છે જે ઘણીવાર અવગણવામાં આવે છે: પાણીનું પમ્પિંગ નથી. મોટી કૂલિંગ વોટર સિસ્ટમને હજારો ગેલન પ્રતિ મિનિટનું પરિભ્રમણ કરવા માટે મોટા પંપની જરૂર પડે છે. તે એક સતત, વિશાળ વિદ્યુત લોડ છે જે ફક્ત એર-કૂલ્ડ સિસ્ટમ સાથે અસ્તિત્વમાં નથી. જ્યારે તમે છોડની સંપૂર્ણ ઉપયોગિતા સંતુલન કરો છો, ત્યારે ACHE માટે ચોખ્ખી ઉર્જા ચિત્ર આશ્ચર્યજનક રીતે અનુકૂળ હોઈ શકે છે, ખાસ કરીને મધ્યમ આબોહવાવાળા પ્રદેશોમાં.

સામગ્રી દીર્ધાયુષ્ય અને જીવનચક્રની વિચારસરણી

ટકાઉપણું માત્ર ઓપરેશનલ ઇનપુટ્સ વિશે નથી; તે હાર્ડવેરના જીવનચક્ર વિશે છે. સારી રીતે બનાવેલ ACHE એ ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચરનો એક ક્રૂર ભાગ છે. કોર બંડલ - કાર્બન સ્ટીલ ફ્રેમમાં ફિન કરેલ ટ્યુબ - મૂળભૂત સંભાળ સાથે 25-30 વર્ષ ટકી શકે છે. મેં 80 ના દાયકાના એકમોનું નિરીક્ષણ કર્યું છે જે હજી પણ સેવામાં છે કારણ કે ટ્યુબની અંદરનું વાતાવરણ (પ્રક્રિયા બાજુ) નિયંત્રિત છે, અને બાહ્ય ફિન્સ, જ્યારે કાટ માટે સંવેદનશીલ હોય છે, તે ઘણીવાર એલ્યુમિનાઇઝ્ડ સ્ટીલ અથવા અન્ય રક્ષણાત્મક કોટિંગ્સમાંથી બનાવવામાં આવે છે. આ દીર્ધાયુષ્ય ઓછા ટકાઉ સાધનોના વારંવાર રિપ્લેસમેન્ટ ચક્ર અને સંકળાયેલ ઉત્પાદન ઉત્સર્જનને ટાળે છે.

નિષ્ફળતાની રીતો ઉપદેશક છે. ટ્યુબ લીક થાય છે, સામાન્ય રીતે ફિન-ટુ-ટ્યુબ બોન્ડ પર અથવા જ્યાં ટ્યુબ હેડર બોક્સમાં ફેરવાય છે. સમારકામ સ્થાનિક છે-તમે ટ્યુબ પ્લગ કરો અથવા વિભાગ બદલો. શેલ-અને-ટ્યુબ એક્સ્ચેન્જર સાથે વિપરીત જ્યાં મોટા લીકનો અર્થ સમગ્ર બંડલને ખેંચી લેવાનો હોઈ શકે છે, એક વિશાળ ઉપક્રમ. સમારકામક્ષમતા સંપત્તિના જીવનને નોંધપાત્ર રીતે વિસ્તૃત કરે છે. અમારી પાસે એકવાર એક સાઇટ પર ક્રેન સ્વિંગ દ્વારા બંડલને નુકસાન થયું હતું. તેને સ્ક્રેપ કરવાને બદલે, ફેબ્રિકેટરની ટીમે, જેમ કે શેન્ગ્લિન જેવી અનુભવી પેઢી પાસેથી તમે અપેક્ષા રાખતા હોવ, ક્ષતિગ્રસ્ત ખાડીને કાપીને નવા મોડ્યુલમાં વેલ્ડીંગ કરવાનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો. એકમ મહિનાઓમાં નહીં, અઠવાડિયામાં પાછું ઑનલાઇન હતું. તે ટકાઉ એસેટ મેનેજમેન્ટ છે.

જો કે, સામગ્રીની પસંદગી મહત્વપૂર્ણ છે. દરિયાકાંઠાના વિસ્તારોમાં, મીઠું સ્પ્રે કાર્બન સ્ટીલ ફ્રેમ દ્વારા ખાઈ શકે છે. મેં એવા પ્રોજેક્ટ્સ જોયા છે જેમાં શરૂઆતથી જ હોટ-ડીપ ગેલ્વેનાઇઝિંગનો ઉલ્લેખ કરવાથી ખર્ચમાં 15%નો ઉમેરો થયો હતો પરંતુ અપેક્ષિત સર્વિસ લાઇફ બમણી થઈ હતી. તે અપફ્રન્ટ રોકાણ એ સીધો ટકાઉપણું નિર્ણય છે, જે પુનઃનિર્માણ માટે લાંબા ગાળાના કચરો અને સંસાધનનો ઉપયોગ ઘટાડે છે.

સિસ્ટમ એકીકરણ અને વેસ્ટ હીટ પુનઃપ્રાપ્તિ

અહીં એક વધુ અદ્યતન કોણ છે: ACHE નો ઉપયોગ માત્ર ગરમીને નકારવા માટેના અંતિમ બિંદુ તરીકે નહીં, પરંતુ વેસ્ટ હીટ રિકવરી સ્કીમમાં નિયંત્રણક્ષમ તત્વ તરીકે. તે વિરોધાભાસી લાગે છે - શા માટે તમે ગરમીને વધુ અસરકારક રીતે નકારવા માંગો છો? મુખ્ય વસ્તુ તાપમાન નિયંત્રણ છે. ધારો કે તમારી પાસે કચરો ઉષ્મા સાથેનો પ્રક્રિયા પ્રવાહ છે જે સ્ટીમ ટર્બાઇન ચલાવવા માટે ખૂબ જ નીચા-ગ્રેડની છે, પરંતુ તમે તેનો ઉપયોગ ફીડવોટર અથવા મકાનની ગરમીને પ્રી-હીટિંગ કરવા માટે કરી શકો છો. જો તમારું એકમાત્ર કૂલર ક્રૂડ, મોટા કદનું ACHE છે, તો તમે તેનો ઉપયોગ કરી શકો તે પહેલાં તે બધી ગરમીને વાતાવરણમાં ફેંકી દે છે.

આધુનિક ડિઝાઇન વધુ અભિજાત્યપણુ માટે પરવાનગી આપે છે. બંડલને વિભાગોમાં વિભાજિત કરીને (ઘણી વખત બેઝ કહેવાય છે) અને ચાહકોને સ્વતંત્ર રીતે નિયંત્રિત કરીને, તમે આઉટલેટ તાપમાનને ચોક્કસપણે નિયંત્રિત કરી શકો છો. તમે પ્રક્રિયાની જરૂરિયાતો પૂરી કરવા માટે પૂરતા પ્રમાણમાં સ્ટ્રીમને ઠંડુ કરી શકો છો, પછી સ્થિર-ગરમ સ્ટ્રીમને ગૌણ પુનઃપ્રાપ્તિ લૂપમાં વાળો. હું એક સિમેન્ટ પ્લાન્ટમાં પાયલોટ પ્રોજેક્ટમાં સામેલ હતો જ્યાં અમે બરાબર આ કર્યું. અમે ડાઉનસ્ટ્રીમ ઓર્ગેનિક રેન્કાઈન સાયકલ (ORC) યુનિટ માટે શ્રેષ્ઠ તાપમાન જાળવવા માટે મોડ્યુલેટેડ ACHE નો ઉપયોગ કર્યો જે સહાયક શક્તિ ઉત્પન્ન કરે છે. ACHE શોનો સ્ટાર ન હતો, પરંતુ તેની ચોક્કસ નિયંત્રણક્ષમતાએ સમગ્ર પુનઃપ્રાપ્તિ લૂપને સક્ષમ બનાવ્યું હતું. આ તેને સસ્ટેનેબિલિટી ટૂલમાંથી બાદબાકી (પાણીની બચત) માંથી સક્ષમ (ઊર્જા પુનઃપ્રાપ્તિની સુવિધા) દ્વારા એકમાં રૂપાંતરિત કરે છે.

આને ઉચ્ચ સ્તરની સિસ્ટમ ડિઝાઇન વિચારસરણીની જરૂર છે. તે માત્ર ઑફ-ધ-શેલ્ફ કૂલર ખરીદવાનું નથી; તે તેને નિયંત્રણો અને અન્ય પ્રક્રિયા એકમો સાથે સંકલિત કરી રહ્યું છે. જ્યારે તે કામ કરે છે, ત્યારે સિનર્જી પ્લાન્ટની એકંદર થર્મલ કાર્યક્ષમતામાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે.

વ્યવહારિક પડકારો અને ટ્રેડ-ઓફ

માથાકૂટનો ઉલ્લેખ કર્યા વિના આ વિશે લખવું અપ્રમાણિક ગણાશે. એર કૂલિંગ હંમેશા સાચો જવાબ નથી. સૌથી મોટું એમ્બિયન્ટ હવાનું તાપમાન છે. મધ્ય પૂર્વમાં 45°C (113°F) દિવસે, ઠંડક આપનાર ડેલ્ટા T નાટકીય રીતે સંકોચાય છે. તમારે ખૂબ મોટા સપાટી વિસ્તારની જરૂર છે, જેનો અર્થ છે વધુ સામગ્રી (વધુ મૂર્ત કાર્બન), વધુ પ્લોટ જગ્યા અને મોટા ચાહકો. કેટલીકવાર, હાઇબ્રિડ (ભીની/સૂકી) સિસ્ટમ એ ખરેખર ટકાઉ શ્રેષ્ઠ છે, સૌથી ગરમ દિવસોમાં હવાના પ્રવેશને ઠંડું કરવા માટે નાના બાષ્પીભવન વિભાગનો ઉપયોગ કરીને, ફૂટપ્રિન્ટને તીવ્રપણે કાપી નાખે છે. મેં એવા પ્રોજેક્ટ્સ જોયા છે જ્યાં વૈચારિક કારણોસર 100% શુષ્ક પ્રણાલીનો આગ્રહ રાખવાથી મોટા કદના, બિનકાર્યક્ષમ રાક્ષસ તરફ દોરી જાય છે જે સ્માર્ટ હાઇબ્રિડ ડિઝાઇન કરતાં સંપૂર્ણ જીવનચક્રના મૂલ્યાંકનમાં વધુ ખરાબ હતું.

અન્ય વાસ્તવિક દુનિયાની સમસ્યા એ એર-સાઇડ ફાઉલિંગ છે. ધૂળવાળા વાતાવરણમાં અથવા ખાતરના છોડની નજીક, ફિન્સ ઝડપથી ચોંટી જાય છે. એરફ્લો ડ્રોપ્સ, પરફોર્મન્સ ટેન્ક અને પંખાની ઊર્જા વધે છે. તમારે અસરકારક સફાઈ વ્યૂહરચના જોઈએ છે-ઘણીવાર સ્વચાલિત ઓન-લાઈન સફાઈ સિસ્ટમો ફરતી નોઝલ સાથે. જો તમે આની અવગણના કરો છો, તો સ્થિરતા લાભો બાષ્પીભવન થાય છે કારણ કે એકમ ભરાયેલા મેટ્રિક્સ દ્વારા હવાને દબાણ કરવાની શક્તિને ગઝલ કરે છે. તે એક એન્જીનિયરિંગ જેટલી જ જાળવણી સંસ્કૃતિની સમસ્યા છે.

તો, શું તેઓ ટકાઉપણું વધારે છે? ચોક્કસ, પરંતુ શરતી. તેઓ પાણીના તાણમાંથી ઔદ્યોગિક ઠંડકને દૂર કરવા માટે એક મજબૂત માર્ગ પ્રદાન કરે છે અને સ્માર્ટ કંટ્રોલ દ્વારા ઊંડી ઊર્જા બચત ઓફર કરે છે. તેમની ટકાઉપણું જીવનચક્રના કચરાને ઘટાડે છે. પરંતુ ઉન્નતીકરણ આપોઆપ નથી. તે વિચારશીલ સ્પષ્ટીકરણોમાંથી આવે છે-જમણું કદ, સામગ્રીની પસંદગી, ચાહક નિયંત્રણ વ્યૂહરચના-અને પ્રતિબદ્ધ ઓપરેશનલ જાળવણી. જાણકાર ઓપરેટરના હાથમાં અને નિષ્ણાતોના નક્કર એન્જિનિયરિંગ દ્વારા સમર્થિત, એર કૂલ્ડ હીટ એક્સ્ચેન્જર ફિન્સ સાથેના પાઇપવર્કના ટુકડા કરતાં વધુ બની જાય છે; તે સ્થિતિસ્થાપક, સંસાધન-સભાન ઔદ્યોગિક પ્લાન્ટના નિર્માણ માટે પાયાનું ઘટક છે. તે વ્યવહારુ વાસ્તવિકતા છે, જે ચળકતા બ્રોશરની ચર્ચાથી દૂર છે.