কয়লা ভিত্তিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের বয়লারে ASME A335 P9 স্টাডেড টিউবের প্রয়োগ

কয়লা-চালিত বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলিতে, বিশেষ করে উন্নত অতি-সুপার ক্রিটিক্যাল ইউনিটগুলিতে চরম দক্ষতা অর্জনের জন্য, ASME A335 P9 স্টাডেড ফিন টিউবগুলির ব্যবহার চরম অপারেটিং পরিস্থিতি মোকাবেলা করতে এবং দক্ষতার বাধাগুলি অতিক্রম করতে একটি সুনির্দিষ্ট প্রকৌশল পছন্দ উপস্থাপন করে। আধুনিক ইউটিলিটি বয়লারগুলি বৃহত্তর তাপীয় দক্ষতা অর্জনের জন্য ক্রমাগত উচ্চতর বাষ্প পরামিতিগুলির জন্য চাপ দেয়, যার ফলে উচ্চ-তাপমাত্রা সুপারহিটার এবং রিহিটার অঞ্চলগুলিতে ধাতব প্রাচীরের তাপমাত্রা 580°C থেকে 650°C-এর মধ্যে থাকে, যখন একই সাথে বিশাল অভ্যন্তরীণ বাষ্পের চাপ সহ্য করে। এই পরিবেশটি উপাদানটির উপর আপাতদৃষ্টিতে পরস্পরবিরোধী চাহিদা উপস্থাপন করে: এটিকে ক্রিপ বিকৃতি প্রতিরোধ করার জন্য পর্যাপ্ত উচ্চ-তাপমাত্রা শক্তি থাকতে হবে, সালফার-যুক্ত ফ্লু গ্যাস থেকে জারণ ক্ষয় এবং ফ্লাই অ্যাশ ক্ষয় সহ্য করতে হবে এবং ঘন ঘন লোড সাইক্লিং এবং স্টার্ট-আপ/শাটডাউনগুলির সাথে মোকাবিলা করার জন্য তাপীয় ক্লান্তি প্রতিরোধের ক্ষমতা থাকতে হবে। এই ব্যাপক চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হয়ে, ASME A335 P9 উপাদান একটি মৌলিক সমাধান প্রদান করে। একটি আদর্শ 9 ক্রোমিয়াম-1 মলিবডেনাম ফেরিটিক খাদ ইস্পাত হিসাবে, এর প্রায় 9% ক্রোমিয়াম উপাদান সাধারণ নিম্ন-খাদ ইস্পাতগুলির তুলনায় এটির উচ্চতর জারণ প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে, যেখানে মলিবডেনামের সংযোজন উচ্চ তাপমাত্রায় এর ক্রিপ প্রতিরোধ ক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে। এটি 600°C-এর মূল তাপমাত্রার কাছাকাছি এর লোড-বহন ক্ষমতাকে অসামান্য করে তোলে, যা উচ্চ বাষ্প পরামিতিগুলির নিরাপদ অপারেশনকে সমর্থন করে এমন মূল কাঠামো তৈরি করে।

যাইহোক, ফ্লু গ্যাসের বিশাল তাপীয় শক্তি দক্ষতার সাথে ক্যাপচার করার জন্য শুধুমাত্র একটি শক্তিশালী চাপ-বহনকারী টিউবই যথেষ্ট নয়, কারণ বয়লারের গ্যাস দিকের কম সংবহন তাপ স্থানান্তর সহগ সামগ্রিক দক্ষতা সীমাবদ্ধ করার প্রধান বাধা। এটি ঠিক যেখানে স্টাডেড ফিন কাঠামো তার সিদ্ধান্তমূলক ভূমিকা পালন করে। P9 ইস্পাত টিউবের বাইরের দেওয়ালে অসংখ্য মজবুত, স্টাড-সদৃশ ফিনগুলি ঢালাই করে, এই নকশাটি ফ্লু গ্যাস দিকের তাপ স্থানান্তর এলাকাকে কয়েকগুণ থেকে দশ গুণের বেশি প্রসারিত করে, জোরালোভাবে তাপ স্থানান্তর বাধা ভেঙে দেয় এবং টিউবের ভিতরে বাষ্পে উচ্চ-গ্রেডের তাপীয় শক্তি দক্ষতার সাথে স্থানান্তর করে। আরও গুরুত্বপূর্ণ, এই স্টাডেড কাঠামো ফ্লাই-অ্যাশ-পূর্ণ ফ্লু গ্যাসে অনন্য সুবিধা দেখায়: এর প্রশস্ত, বাধাহীন প্রবাহ পথগুলি ছাই জমা হওয়ার প্রবণতা কম থাকে এবং মজবুত ঢালাই পয়েন্টগুলি দীর্ঘমেয়াদে ধুলো দ্বারা ক্ষয়কে কার্যকরভাবে প্রতিরোধ করে। P9 উপাদানের অন্তর্নিহিত ভাল পরিধান প্রতিরোধের সাথে মিলিত হয়ে, এটি কঠোর পরিবেশে তাপ বিনিময় উপাদানের দীর্ঘমেয়াদী নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করে।

ASME A335 স্ট্যান্ডার্ড উচ্চ-তাপমাত্রা পরিষেবার জন্য বিজোড় ফেরিটিক খাদ-ইস্পাত পাইপগুলিকে নিয়ন্ত্রণ করে এবং P9 গ্রেড (9Cr-1Mo) ক্রোমিয়াম-মলিবডেনাম খাদ ইস্পাতের মাঝারি থেকে উচ্চ গ্রেড উপস্থাপন করে।
P9-এ প্রায় 9% ক্রোমিয়াম (Cr) এবং 1% মলিবডেনাম (Mo) রয়েছে। ক্রোমিয়াম উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চ-তাপমাত্রা জারণ এবং ক্ষয় প্রতিরোধের ক্ষমতা বাড়ায়; মলিবডেনাম উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চ-তাপমাত্রা শক্তি এবং ক্রিপ প্রতিরোধের ক্ষমতা বৃদ্ধি করে।
স্ট্যান্ডার্ড শুধুমাত্র রাসায়নিক সংমিশ্রণই নিশ্চিত করে না, তবে তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়া (স্বাভাবিককরণ এবং টেম্পারিং) এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য (উচ্চ তাপমাত্রায় ন্যূনতম ফলন এবং প্রসার্য শক্তি) এর স্পেসিফিকেশনগুলির মাধ্যমে, উপাদানটির দীর্ঘমেয়াদী মাইক্রোস্ট্রাকচারাল স্থিতিশীলতা এবং পরিষেবা তাপমাত্রায় লোড-বহন ক্ষমতা নিশ্চিত করে।

আধুনিক অতি-সুপার ক্রিটিক্যাল ইউনিটগুলির বাষ্পের পরামিতিগুলি 600-620°C এবং 25-30 MPa এবং তার উপরে বাড়ানো হয়েছে, যা বয়লার গরম করার পৃষ্ঠের উপকরণগুলির জন্য "তিন-উচ্চ" চ্যালেঞ্জ তৈরি করে: উচ্চ-তাপমাত্রা শক্তি, ফ্লু গ্যাস ক্ষয় প্রতিরোধ এবং তাপীয় ক্লান্তি প্রতিরোধ। P9-এর ভৌত বৈশিষ্ট্যগুলি লক্ষ্যযুক্ত সমাধান প্রদান করে:

উচ্চ-তাপমাত্রা সুপারহিটার এবং রিহিটারের মতো মূল বয়লার বিভাগে, P9 টিউবিংয়ের উচ্চ-তাপমাত্রা শক্তি হল ভিত্তি, এবং স্টাডেড ফিন কাঠামো হল "অ্যাম্প্লিফায়ার" যা এই ভিত্তিটিকে দক্ষ তাপ স্থানান্তর ক্ষমতায় রূপান্তরিত করে।

• মূল দ্বন্দ্ব: বয়লারের ফ্লু গ্যাস দিকের কম সংবহন তাপ স্থানান্তর সহগ সামগ্রিক তাপ বিনিময়ের দক্ষতা সীমিত করে।
• স্টাডেড ফিনের সমাধান:
  1. ঘন স্টাড ঢালাই করে, এটি ফ্লু গ্যাস দিকের তাপ স্থানান্তর এলাকাকে 8-15 গুণ বৃদ্ধি করে, জোরালোভাবে উচ্চ-গ্রেডের তাপীয় শক্তির পুনরুদ্ধার দক্ষতা বাড়ায় এবং সরাসরি বয়লারের তাপীয় দক্ষতা বৃদ্ধি করে।
  2. স্টাডগুলির মধ্যে প্রশস্ত চ্যানেলগুলি সহজে সূক্ষ্ম ছাই দ্বারা অবরুদ্ধ হয় না এবং ফ্লু গ্যাসকে আলোড়ন তৈরি করতে পরিচালিত করতে পারে, যা ভর স্থানান্তরকে বাড়ায়। এর শক্তিশালী ঢালাই কাঠামো দুর্বল ক্ষত বা এম্বেডেড ফিনের চেয়েও উন্নত, যা এটিকে উচ্চ-বেগ, উচ্চ-ধুলোযুক্ত পরিবেশের জন্য আরও উপযুক্ত করে তোলে।
  3. ঢালাই করা স্টাডগুলি কার্যকরভাবে টিউবে রেডিয়াল সমর্থন যোগ করে, ফ্লু গ্যাসের মধ্যে টিউব ব্যাঙ্কের কম্পন এবং দোলাচলের প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত করে।

বিদ্যুৎ কেন্দ্রের দক্ষতার জন্য গুরুত্বপূর্ণ 580-650°C তাপমাত্রা পরিসরে, এর উচ্চ-তাপমাত্রা শক্তি P22-এর মতো সস্তা নিম্ন-খাদ ইস্পাতগুলির চেয়ে অনেক বেশি, যেখানে এর দাম TP347H-এর মতো উন্নত অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে কম। 600°C গ্রেডের অতি-সুপার ক্রিটিক্যাল প্রযুক্তি অর্জনের জন্য এটি সবচেয়ে সাশ্রয়ী এবং নির্ভরযোগ্য পরিপক্ক উপাদান পছন্দ।
এর চমৎকার তাপীয় ক্লান্তি কর্মক্ষমতা এই ধরনের গরম করার পৃষ্ঠযুক্ত বয়লারগুলিকে ঘন ঘন স্টার্ট-আপ/শাটডাউন এবং গভীর লোড সাইক্লিংয়ের সাথে আরও ভালোভাবে মানিয়ে নিতে সক্ষম করে, যা পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির ক্রমবর্ধমান অংশ সহ পাওয়ার গ্রিডের জন্য অত্যাবশ্যক।