پیچیدہ صنعتی تھرمل عملوں کے دائرے میں ، اور خاص طور پر دودھ (ایچ ٹی ایس ٹی) مصنوعات ، دواسازی کی مصنوعات اور ٹھیک کیمیکلز جیسے حفظان صحت کی صنعتوں کے میدان میں ، روایتی سنگل پاس گرمی کے تبادلے اکثر پیچیدہ کثیر متغیر عملوں کی ضروریات کو پورا کرنے کے لئے کافی نہیں ہوتے ہیں۔ جب کسی عمل کو محدود جگہ میں حرارتی ، ٹھنڈا کرنے اور دوبارہ پیدا کرنے کے لئے مختلف مراحل کی ضرورت ہوتی ہے تو ، ملٹی سیکشن (ملٹی اسٹیج) پلیٹ ہیٹ ایکسچینجر (پی ایچ ای) معیاری انجینئرنگ حل ہے۔
یہ انجینئرنگ کا جائزہ انجینئرنگ کے مسائل کو حل کرنے کے لئے بنیادی باتوں سے آگے بڑھنے کے لئے کثیر سیکشن یونٹس کے نفاذ سے متعلق ساختی ، مکینیکل اور ہائیڈرولک پہلوؤں اور ڈیزائن کے غور و فکر کی وضاحت کرتا ہے۔
ساختی میکانیک اور بہاؤ کی ترتیب
سنگل پاس یونٹس کے برعکس ، ایک ملٹی سیکشن پی ایچ ای ایک فریم میں متعدد تھرمل ڈیوٹیز کو ضم کرتا ہے۔ تعریف کردہ جزو ہے انٹرمیڈیٹ پارٹیشن پلیٹ (جسے کنیکٹر گرڈ یا ڈویڈر پلیٹ بھی کہا جاتا ہے).
کنیکٹر گرڈ کا کردار
تقسیم پلیٹ پلیٹ پیک کے اندر میکانی اور ہائیڈرولک سرحد کے طور پر کام کرتا ہے. یہ دو بنیادی انجینئرنگ افعال کی خدمت کرتا ہے:
- بہاؤ کی انحراف:یہ مخصوص پلیٹ بلاکس (مراحل) میں مائع کو ہدایت دینے کے لئے اندرونی پورٹنگ (کونے) کا استعمال کرتا ہے یا اسے معاون لوپس کے لئے بیرونی پائپنگ میں منتقل کرتا ہے (مثال کے طور پر ، ٹیوبوں ، ہوموجنائزرز ، یا علیحدہ کرنے والوں کو ہولڈنگ) ۔
- فرقی دباؤ تنہائی:یہ جسمانی طور پر عمل کے مراحل کو الگ کرتا ہے (مثال کے طور پر ، کولنگ سیکشن کو حرارتی سیکشن سے الگ کرتا ہے) ، جس سے ایک ہی فریم کے اندر آزاد دباؤ پروفائلز کی اجازت ملتی ہے۔
بہاؤ منطق
تقسیم پلیٹس اور پاس ترتیبات کے اسٹریٹجک انتظام کے ذریعے، PHE کے لئے اجازت دیتا ہے:
- تجدید:مصنوعات سے مصنوعات میں گرمی کی منتقلی جہاں باہر نکلنے والا گرم سیال آنے والے سرد سیال کو پہلے سے گرم کرتا ہے۔
- ملٹی زون پروسیسنگ:ترتیبی پروسیسنگ (مثال کے طور پر، زون 1: پری کولنگ؛ زون 2: گلیکول کے ساتھ گہری کولنگ) مرحلوں کے درمیان بیرونی پائپنگ کے بغیر۔
عمل انضمام میں انجینئرنگ کے فوائد
1. تھرمل ریجنریشن اور NTU کارکردگی
اعلی حجم پروسیسنگ میں، بنیادی ڈیزائن کا مقصد زیادہ سے زیادہ کر رہا ہے بحالی کارکردگی (اکثر جدید HTST لوپس میں 90-95٪ سے زیادہ). ایک کثیر سیکشن ڈیزائن ایک وقف سیکشن کے اندر خام اور پیسٹرائزڈ مصنوعات کے خلاف کرنٹ بہاؤ کی اجازت دیتا ہے. اس سے بوائلر بھاپ اور بعد میں حرارتی اور ٹھنڈا کرنے والے حصوں کے لئے درکار ٹھنڈا کرنے والے درمیانے بوجھ کو بہت کم کیا جاتا ہے۔
2. ہائیڈرولک فوٹ پرنٹ میں کمی
تین یا چار یونٹ آپریشنز کو ایک فریم میں ضم کرنا اسکیڈ فوٹ پرنٹ کو کم کرتا ہے۔ اس سے بھی اہم بات یہ ہے کہ یہ کم سے کم کرتا ہے ہولڈ اپ حجم اور باہمی جڑنے والی پائپنگ کی مساوی لمبائی کو کم کرتا ہے، اس طرح مجموعی نظام کے سر کے نقصان اور پمپ توانائی کی ضروریات کو کم کرتا ہے الگ الگ ایکسچینجرز انسٹال کرنا.
تنقیدی ڈیزائن پر غور
ایک ڈیزائن کثیر سیکشن یونٹ کو مخصوص ہائیڈرولک اور مکینیکل پابندیوں کو حل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے جو سنگل پاس یونٹس میں کم عام ہیں۔
1. بہاؤ غلط تقسیم اور بندرگاہ کی رفتار
کثیر سیکشن یونٹس میں ، مائع اکثر مرکزی فریم بندرگاہوں کے بجائے کنیکٹر گرڈ کے ذریعے پلیٹ پیک میں داخل اور باہر نکلتے ہیں۔ اگر کنیکٹر گرڈ کا بندرگاہ قطر بہاؤ کی شرح کے مقابلے میں کم ہے تو ، یہ بندرگاہ کے دباؤ میں اضافی کمی کا سبب بنتا ہے۔ اس سے پلیٹ کی چوڑائی میں غلط تقسیم ہوتی ہے ، جو موثر گرمی کی منتقلی کے ضریب (یو ویلیو) کو کم کرتی ہے اور کم شیئر تناؤ کی وجہ سے ممکنہ گندگی زونز پیدا کرتی ہے۔
2. فرق دباؤ اور پلیٹ لچکدار
تقسیم پلیٹ دونوں طرف سے دباؤ کے تابع ہے. ایک اہم ناکامی کا موڈ اس وقت ہوتا ہے جب ملحقہ حصوں کے درمیان ایک اہم دباؤ ڈیلٹا ہوتا ہے (مثال کے طور پر ، کم دباؤ کولنگ سیکشن کے ساتھ ایک اعلی دباؤ حرارتی سیکشن) ۔
- انجینئرنگ کنٹرول:تقسیم پلیٹ کی موٹائی کا حساب لگایا جانا چاہئے تاکہ موڑنے سے بچنے کے لئے زیادہ سے زیادہ فرق دباؤ کا مقابلہ کیا جاسکے۔
- مواد کا انتخاب:گرینو عام طور پر میکانی سختی کو یقینی بنانے کے لئے 304 یا 316L ٹھوس سٹینلیس سٹیل بلاکس (اکثر فریم کے سائز پر منحصر ہے 40mm 60mm موٹائی) کی وضاحت کرتا ہے.
3. کل نظام دباؤ ڈراپ (ڈی پی)
جبکہ کثیر سیکشن یونٹس جگہ بچاتے ہیں ، متعدد پاسوں کے سیریز کے انتظام میں کل ہائیڈرولک مزاحمت میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے۔ انجینئرز کا حساب لینا چاہئے کل متحرک سر (TDH) درست ہے. دوبارہ پیدا کرنے، حرارتی، اور ٹھنڈا کرنے کے حصوں میں دباؤ کے گرنے کی رقم، علاوہ بیرونی لوپس (ہولڈنگ ٹیوبز) ، پمپ سے زیادہ نہیں ہونا چاہئے؛ کارکردگی منحنی وکر یا پلیٹ ڈیزائن دباؤ کی حد.
کیس اسٹڈی: صفائی HTST انضمام
درخواست: مسلسل دودھ Pasteurization
ڈیزائن کی ترتیب: 3 اسٹیج فریم (بحالی / حرارتی / کولنگ)
مرحلہ 1 (بحالی): آنے والے خام دودھ (4 ° C) کو گرمی کے تبادلے میں باہر نکلنے والے پیسٹرائزڈ دودھ (72 ° C) کے ذریعے پہلے سے گرم کیا جاتا ہے۔
تکنیکی نوٹ: یہ سیکشن توانائی کی بحالی کو زیادہ سے زیادہ کرنے کے لئے ایک اعلی NTU (ٹرانسفر یونٹس کی تعداد) کے ساتھ ڈیزائن کیا گیا ہے.
مرحلہ 2 (حرارتی):گرم پانی یا بھاپ کا استعمال کرتے ہوئے پہلے سے گرم دودھ 72.5 ° C کے پیسٹرائزیشن سیٹ پوائنٹ پر لایا جاتا ہے۔
مرحلہ 3 (کولنگ):مصنوعات کو ٹھنڈا پانی یا گلیکول کا استعمال کرتے ہوئے 4 ° C کے اسٹوریج درجہ حرارت تک ٹھنڈا کیا جاتا ہے۔
نتیجہ: انضمام نے 85 فیصد بحالی توانائی کی بچت حاصل کی۔ ایک فریم کا استعمال کرتے ہوئے ، سہولت نے دو انٹرمیڈیٹ توازن ٹینک اور متعلقہ ٹرانسفر پمپوں کی ضرورت کو ختم کیا۔
بحالی اور اسمبلی پروٹوکول
کے لئے دیکھ بھال کے انجینئرزایک کثیر سیکشن PHE کی پیچیدگی اسمبلی پروٹوکول کی سخت تعمیل کا حکم دیتا ہے.
- پلیٹ ترتیب (“پھانسی نقشہ”):سادہ یونٹس کے برعکس ، کثیر سیکشن ایکسچینجرز اکثر مختلف پلیٹ لہریاں (تھیٹا ہائی بمقابلہ تھیٹا کم) یا مختلف حصوں میں مواد استعمال کرتے ہیں۔ ترتیب سے باہر پلیٹ پیک کو دوبارہ جمع کرنا چینل جیومیٹری کو تبدیل کرتا ہے ، تھرمل کارکردگی اور دباؤ کی کمی دونوں کو تبدیل کرتا ہے۔
- A جہت تفصیلات:پلیٹ پیک کو تنگ کرنا مخصوص کرنے کے لئے کیا جانا چاہئے A-طول و عرض (دباؤ پلیٹوں کے درمیان فاصلہ) GA ڈرائنگ میں فراہم کیا گیا ہے. زیادہ تنگ کنیکٹر گرڈ gaskets کو کچل سکتے ہیں؛ کم سختی بین سیکشن کراس آلودگی کا سبب بنتی ہے.
- گیسکٹ مطابقت:مختلف حصے مختلف گیسٹ مواد کا استعمال کرسکتے ہیں (مثال کے طور پر ، بھاپ کی حرارتی کاری کے لئے ای پی ڈی ایم ، ٹھنڈا کرنے کے لئے این بی آر) ۔ تبدیلیوں کے دوران مواد مطابقت کی تصدیق لازمی ہے۔
سوالات
سوال: کیا ایک کثیر سیکشن یونٹ کو کمیشننگ کے بعد توسیع کیا جاسکتا ہے؟
جواب: جی ہاں، بشرطیکہ فریم ریل کی لمبائی (لینا بار) دستیاب صلاحیت ہے. توسیع میں مخصوص حصوں میں پلیٹ کیسیٹ شامل کرنا شامل ہے۔ تاہم، یہ ہائیڈرولک مزاحمت اور تھرمل ڈیوٹی کو تبدیل کرتا ہے. موجودہ پمپوں کو مناسب بنانے کے لئے بندرگاہ کی رفتار اور دباؤ کی کمی کا دوبارہ حساب لگانا ضروری ہے۔
سوال: کثیر سیکشن ڈیزائن میں دباؤ ڈراپ کا حساب کتاب کیوں اہم ہے؟
جواب: کثیر سیکشن یونٹس میں فطری طور پر طویل بہاؤ کے راستے اور کنیکٹر گرڈ پر متعدد بہاؤ کی منتقلی (موڑنے والے نقصانات) شامل ہیں۔ ΔP کا کم اندازہ لگانے کے نتیجے میں بہاؤ کی شرح کم ہو جائے گی ، بے ترتیب بہاؤ (کم رینولڈز نمبر) حاصل کرنے میں ناکامی ، اور گندگی کی شرح میں اضافہ ہوگا۔
سوال: سیکشنوں کے درمیان کراس آلودگی کا پتہ لگایا جاتا ہے؟
جواب: انٹر سیکشن لیک اکثر نازک ہوتا ہے. یہ پتہ چلتا ہے کے ذریعے:
- تھرمل غیر معمولیات:کولنگ میڈیم یا مصنوعات میں درجہ حرارت کی غیر وضاحتی تبدیلیاں.
- فرق دباؤ ٹیسٹنگ:بحالی کے دوران ، ہر حصے کی آزاد ہائیڈروسٹیٹک ٹیسٹنگ (جبکہ ملحقہ حصے ماحولیاتی دباؤ پر ہیں) تقسیم پلیٹ سیل کی ناکامیوں کی نشاندہی کرنے کے لئے ضروری ہے۔
