শেল্যান্ডটিউব কনডেনসার ডিজাইন এবং অপারেশন গাইড

রাসায়নিক প্রক্রিয়াকরণ, ফার্মাসিউটিক্যালস এবং HVAC সিস্টেম সহ অসংখ্য শিল্প খাতে, দক্ষ এবং নির্ভরযোগ্য ঘনীভবন ব্যবস্থা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। শেল-এবং-টিউব কনডেনসার, ক্লাসিক কিন্তু বহুলভাবে প্রযোজ্য তাপ বিনিময় সরঞ্জাম হিসাবে, সামগ্রিক সিস্টেমের দক্ষতা এবং স্থিতিশীলতার উপর সরাসরি প্রভাব ফেলে। এই বিস্তৃত নির্দেশিকাটি প্রকৌশলী এবং প্রযুক্তিবিদদের ব্যবহারিক রেফারেন্স উপাদান সরবরাহ করে শেল-এবং-টিউব কনডেনসারের মৌলিক নীতি, নকশা বিবেচনা, নির্বাচন কৌশল, কার্যকরী রক্ষণাবেক্ষণ এবং সাধারণ সমস্যাগুলি পরীক্ষা করে।

ঘনীভবন, একটি সাধারণ ফেজ পরিবর্তন প্রক্রিয়া, তাপ নির্গত করার সময় গ্যাসীয় অবস্থা থেকে তরল অবস্থায় পদার্থের রূপান্তর বর্ণনা করে। এই প্রক্রিয়াটি ঘটে যখন গ্যাসের তাপমাত্রা তার স্যাচুরেশন তাপমাত্রার নিচে নেমে যায়, যা চাপ এবং উপাদানের বৈশিষ্ট্য অনুসারে পরিবর্তিত হয়। ঘনীভবনের সময়, উল্লেখযোগ্য সুপ্ত তাপ নির্গত হয় এবং অবিচ্ছিন্ন অপারেশন বজায় রাখার জন্য কুলিং মিডিয়া (তরল বা গ্যাস) দ্বারা অপসারণ করতে হয়।

শেল-এবং-টিউব কনডেনসারগুলি প্রাথমিকভাবে দুটি তাপ স্থানান্তর প্রক্রিয়া ব্যবহার করে: পরিচলন এবং পরিবাহিতা। পরিচলন তাপ স্থানান্তর তরল গতির মাধ্যমে ঘটে, যেখানে পরিবাহী স্থানান্তর কনডেনসার টিউব প্রাচীরের মতো কঠিন পদার্থের মাধ্যমে ঘটে। টিউব বান্ডিল পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল, কুলিং মিডিয়ামের বেগ এবং তাপমাত্রা পার্থক্য সহ নকশা উপাদানগুলি তাপ স্থানান্তর হারে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাব ফেলে, যা সর্বোত্তম কনডেনসার ডিজাইনের জন্য এই নীতিগুলির পুঙ্খানুপুঙ্খ জ্ঞান অপরিহার্য করে তোলে।

শেল-এবং-টিউব কনডেনসারগুলি বেশ কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান নিয়ে গঠিত: নলাকার শেল, টিউব বান্ডিল, টিউব শীট, বাফল এবং সাপোর্ট প্লেট। শেল টিউব বান্ডিল ধারণ করে এবং ঘনীভবন স্থান তৈরি করে, যেখানে টিউব শীট বান্ডিলের প্রান্তগুলিকে সুরক্ষিত করে এবং সিল করে। বাফলগুলি তাপ বিনিময় পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল বাড়ানোর জন্য তরল প্রবাহকে নির্দেশ করে এবং সাপোর্ট প্লেটগুলি কম্পন ক্ষতি প্রতিরোধ করে।

উপাদান নির্বাচন কর্মক্ষমতা এবং দীর্ঘায়ুর উপর গভীরভাবে প্রভাব ফেলে। শেল এবং টিউব শীট সাধারণত কার্বন ইস্পাত, স্টেইনলেস স্টীল, বা সংমিশ্রণ ব্যবহার করে, যখন টিউবগুলি তামা, পিতল বা স্টেইনলেস স্টীল ব্যবহার করে। নির্বাচনের মানদণ্ডের মধ্যে তরলের ক্ষয়কারিতা, অপারেটিং তাপমাত্রা/চাপ এবং ব্যয়ের বিবেচনা অন্তর্ভুক্ত। অত্যন্ত ক্ষয়কারী তরলের জন্য টাইটানিয়াম উপাদান প্রয়োজন হতে পারে, যেখানে উচ্চ-চাপের পরিবেশের জন্য উচ্চতর শক্তি এবং তাপ প্রতিরোধের উপাদান প্রয়োজন।

ASME, TEMA, এবং API-এর মতো শিল্প মানগুলি নিরাপত্তা এবং নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করতে নকশা, উত্পাদন এবং পরীক্ষার পদ্ধতিগুলি নিয়ন্ত্রণ করে। এই মানগুলি অপারেটিং অবস্থার মধ্যে ধারাবাহিক কর্মক্ষমতা জন্য উপাদান প্রয়োজনীয়তা, ওয়েল্ডিং প্রোটোকল এবং পরিদর্শন পদ্ধতি নির্দিষ্ট করে।

শেল-এবং-টিউব কনডেনসার বেশ কয়েকটি কনফিগারেশনে দেখা যায়:

• অনুভূমিক/উলম্ব অভিমুখিতা: অনুভূমিক ইউনিটগুলি কম থেকে মাঝারি প্রবাহ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উপযুক্ত, যেখানে উল্লম্ব ডিজাইনগুলি উচ্চ প্রবাহ বা স্থানের সীমাবদ্ধতাগুলিকে মিটমাট করে।
• ফিক্সড টিউব শীট: সরল এবং সাশ্রয়ী কিন্তু সীমিত তাপীয় প্রসারণ ক্ষমতা, যা তাপমাত্রা ওঠানামার অধীনে সম্ভাব্য চাপ সৃষ্টি করে।
• ইউ-টিউব: মুক্ত প্রসারণ/সংকোচন করার অনুমতি দেয়, যা ঘন ঘন তাপীয় চক্র অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আদর্শ।
• ফ্লোটিং হেড: রক্ষণাবেক্ষণ এবং পরিষ্কারের সুবিধা দেয় তবে উচ্চ খরচ বহন করে, নিয়মিত পরিষেবা প্রয়োজন এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উপযুক্ত।

নির্বাচনের জন্য স্থানিক সীমাবদ্ধতা, তরলের বৈশিষ্ট্য, প্রবাহের হার এবং রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজনীয়তার সতর্ক মূল্যায়ন প্রয়োজন।

মূল ডিজাইন গণনার মধ্যে রয়েছে:

তাপীয় লোড: Q = m × Cp × ΔT (যেখানে Q = তাপ লোড, m = ভর প্রবাহের হার, Cp = নির্দিষ্ট তাপ, ΔT = তাপমাত্রা পার্থক্য)

চাপ হ্রাস: ΔP = f × (L/D) × (ρ/2) × V² (যেখানে f = ঘর্ষণ ফ্যাক্টর, L = টিউবের দৈর্ঘ্য, D = ব্যাস, ρ = ঘনত্ব, V = বেগ)

কুল্যান্ট প্রবাহের হার: m = Q/(Cp × ΔT) প্রক্রিয়া তাপ অপসারণের জন্য যথেষ্ট হতে হবে এবং গ্রহণযোগ্য চাপ হ্রাস বজায় রাখতে হবে।

কনডেনসেট সাবকুলিং: স্যাচুরেশন তাপমাত্রার নিচে শীতল করা ফ্ল্যাশ বাষ্পীভবন প্রতিরোধ করে, যদিও অতিরিক্ত সাবকুলিং দক্ষতা হ্রাস করে। সঠিক সাবকুলিং জোন ডিজাইন এই কারণগুলির ভারসাম্য বজায় রাখে।

নন-কনডেনসেবল গ্যাস ম্যানেজমেন্ট: জমা হওয়া গ্যাসগুলি ইনসুলেটিং বাধা তৈরি করে, যার জন্য ভেন্টিং বা ভ্যাকুয়াম নিষ্কাশন প্রয়োজন। গ্যাসের ক্রমাগত উপস্থিতি সিস্টেমের লিক নির্দেশ করতে পারে যার জন্য অবিলম্বে মনোযোগ প্রয়োজন।

বার্ষিক পরিদর্শনে পরীক্ষা করা উচিত:

• কাঠামোগত অখণ্ডতা (ক্ষয়, স্কেলিং, ক্ষতি)
• কুল্যান্ট প্রবাহের হার ( প্রস্তুতকারকের স্পেসিফিকেশন বজায় রাখা)
• তাপমাত্রা/চাপের পরামিতি (অবিলম্বে বিচ্যুতি তদন্ত করা)

পরিষ্কার করার পদ্ধতি ফাউলিং-এর তীব্রতা অনুসারে পরিবর্তিত হয়:

• হালকা জমা: জলবাহী ফ্লাশিং বা হালকা ডিটারজেন্ট দ্রবণ
• গুরুতর স্কেলিং: রাসায়নিক পরিষ্কার (এসিড/ক্ষারীয় দ্রবণ) পুঙ্খানুপুঙ্খ পোস্ট-ট্রিটমেন্ট রাইন্সিং সহ

• সঠিক তাপীয় লোড গণনা
• কুল্যান্ট মাধ্যম নির্বাচন (জল, বায়ু, বা গ্লাইকোল দ্রবণ)
• চাপ কমানোর সীমাবদ্ধতা
• উপাদান সামঞ্জস্য মূল্যায়ন
• রক্ষণাবেক্ষণ অ্যাক্সেসযোগ্যতা মূল্যায়ন
• জীবনচক্রের খরচ বিশ্লেষণ (প্রাথমিক বিনিয়োগ বনাম কার্যকরী খরচ)

• হ্রাসকৃত তাপ স্থানান্তর: ফাউলিং, ক্ষয় বা নন-কনডেনসেবল গ্যাস জমা হওয়া মোকাবেলা করুন
• উচ্চ চাপ হ্রাস: প্রবাহের সীমাবদ্ধতা বা অপর্যাপ্ত কুল্যান্ট সরবরাহ সমাধান করুন
• লিকেজ: সিল ব্যর্থতা বা উপাদান অবনতি মেরামত করুন
• কম্পন: প্রবাহের ধরণ পরিবর্তন করুন, সমর্থনগুলিকে শক্তিশালী করুন, বা কাঠামোগত কনফিগারেশন পরিবর্তন করুন

• উন্নত তাপ স্থানান্তর পৃষ্ঠতল (ফিনযুক্ত, রাইফেলযুক্ত, মাইক্রোচ্যানেল টিউব)
• স্মার্ট কন্ট্রোল সিস্টেম (সেন্সর নেটওয়ার্ক এবং ভবিষ্যদ্বাণীমূলক বিশ্লেষণ)
• শক্তি-দক্ষ এবং পরিবেশ-বান্ধব ডিজাইন
• সরলীকৃত ইনস্টলেশন এবং রক্ষণাবেক্ষণের জন্য মডুলার আর্কিটেকচার

এই উদ্ভাবনগুলি শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে শেল-এবং-টিউব কনডেনসারগুলিকে বৃহত্তর দক্ষতা, বুদ্ধিমত্তা এবং স্থায়িত্বের দিকে চালিত করবে।