ایک کیمیکل پلانٹ نے بارہ مہینوں میں 5 کلو واٹ PTFE وسرجن ہیٹر کی توانائی کی کھپت کا پتہ لگایا۔ ہیٹر کو ہر سہ ماہی میں کم کیا جاتا تھا۔ توانائی کے اعداد و شمار نے ایک واضح نمونہ دکھایا: صفائی کے درمیان کھپت میں مسلسل اضافہ ہوا، پھر ہر کمی کے بعد تیزی سے گرا۔ سال بھر میں توانائی کی اوسط کھپت کلین-میان کی بنیاد سے 12% زیادہ تھی۔ فولنگ پرت، خود ہیٹر نہیں، اضافہ کا ذمہ دار تھا۔
شیتھ فاؤلنگ حرارتی سطح پر ذخائر کا جمع ہونا ہے۔ ذخائر معدنی پیمانے، دھاتی ہائیڈرو آکسائیڈز، نامیاتی باقیات، یا ایک مجموعہ ہو سکتے ہیں۔ تمام فولنگ تہوں میں PTFE کے مقابلے میں کم تھرمل چالکتا ہے، لہذا وہ میان اور عمل کے سیال کے درمیان تھرمل مزاحمت کا اضافہ کرتے ہیں۔ اسی گرمی کو پہنچانے کے لیے ہیٹر کو زیادہ گرم چلنا چاہیے، اور زیادہ درجہ حرارت توانائی کے نقصانات کو بڑھاتا ہے۔
فولنگ پرت کی تھرمل مزاحمت
فولنگ پرت PTFE میان اور convective باؤنڈری پرت کے ساتھ سیریز میں مزاحمت کا اضافہ کرتی ہے۔ کل تھرمل مزاحمت میان-سے-بلک درجہ حرارت کے فرق کا تعین کرتی ہے۔ دی گئی حرارت کے بہاؤ کے لیے، زیادہ کل مزاحمت کا مطلب ہے اعلی میان کا درجہ حرارت۔
فاؤلنگ پرت کی تھرمل چالکتا اس کی ساخت اور پوروسیٹی پر منحصر ہے۔ کیلشیم کاربونیٹ اسکیل میں تھرمل چالکتا 0.5–2.0 W/m·K ہے۔ دھاتی ہائیڈرو آکسائیڈ کے ذخائر کم ہیں، 0.2–0.5 W/m·K کی حد میں۔ نامیاتی باقیات سب سے کم ہیں، اکثر 0.2 W/m·K سے کم۔ ان میں سے کسی بھی ذخائر کی 1 ملی میٹر پرت نمایاں مزاحمت کا اضافہ کرتی ہے۔
| فاؤلنگ کی قسم | تھرمل چالکتا | 1 ملی میٹر مزاحمت | میان ΔT 1.0 W/cm² پر اضافہ | توانائی کا نقصان |
|---|---|---|---|---|
| کیلشیم کاربونیٹ | 1.0–2.0 W/m·K | کم – اعتدال پسند | 5-10 ڈگری | 5–10% |
| کیلشیم سلفیٹ | 0.8–1.5 W/m·K | اعتدال پسند | 7-12 ڈگری | 7–12% |
| دھاتی ہائیڈرو آکسائیڈ | 0.2–0.5 W/m·K | اعلی | 20-50 ڈگری | 15–25% |
| نامیاتی باقیات | <0.2 W/m·K | بہت اعلیٰ | 50-100 ڈگری | 20–35% |
| مخلوط ڈپازٹ | 0.3–1.0 W/m·K | اعتدال پسند - اعلی | 10-30 ڈگری | 10–20% |
فاؤلنگ کی قسم سے تھرمل مزاحمت اور توانائی کا نقصان
فاؤلنگ توانائی کی کھپت کو کیوں بڑھاتا ہے۔
ہیٹر کے ذریعہ استعمال ہونے والی توانائی غسل میں فراہم کی جانے والی مفید حرارت اور نقصانات کا مجموعہ ہے۔ مفید حرارت کا تعین عمل کے بوجھ سے ہوتا ہے اور یہ فاؤلنگ سے آزاد ہے۔ میان کا درجہ حرارت بڑھنے کے ساتھ ہی نقصانات میں اضافہ ہوتا ہے۔
نقصانات ٹرمینل انکلوژر، فلینج اور ٹینک کی دیواروں سے ہوتے ہیں۔ میان کا درجہ حرارت جتنا زیادہ ہوگا، ہیٹر اور ماحول کے درمیان درجہ حرارت کا فرق اتنا ہی زیادہ ہوگا اور نقصانات اتنے ہی زیادہ ہوں گے۔ صاف سے 20 ڈگری زیادہ گرم کام کرنے والا ہیٹر ان راستوں سے 10-15% زیادہ توانائی کھو سکتا ہے۔
سیٹ پوائنٹ کو برقرار رکھنے کے لیے ہیٹر زیادہ دیر تک چلتا ہے۔ کنٹرولر غسل کے درجہ حرارت کو گرتے یا سیٹ پوائنٹ تک پہنچنے میں ناکام دیکھتا ہے اور ہیٹر کو متحرک رکھتا ہے۔ زیادہ نقصانات اور زیادہ رن ٹائم کا مجموعہ توانائی کی کل کھپت کو بڑھاتا ہے۔
وقت کے ساتھ فاؤلنگ کا مرکب اثر
گندگی آہستہ آہستہ جمع ہوتی ہے۔ ایک پتلی پرت گرمی کی منتقلی پر بہت کم اثر رکھتی ہے۔ لیکن جیسے جیسے پرت گاڑھی ہوتی ہے، میان کا درجہ حرارت بڑھتا ہے، جو مزید جمع ہونے کو تیز کرتا ہے۔ یہ عمل خود-مضبوط ہے۔
توانائی کی کھپت اسی طرز پر چلتی ہے۔ یہ سب سے پہلے آہستہ آہستہ بڑھتا ہے، پھر تیز ہو جاتا ہے جیسے جیسے فولنگ پرت گاڑھی ہوتی ہے۔ ایک ہیٹر جو سہ ماہی میں کم کیا جاتا ہے پہلے مہینے میں 5%، دوسرے میں 10%، اور تیسرے میں 15-20% اضافہ دکھا سکتا ہے۔ سہ ماہی میں اوسط بیس لائن سے 10-12% زیادہ ہے۔
| Descaling کے بعد سے وقت | فاؤلنگ موٹائی | میان ΔT اضافہ | متعلقہ توانائی کی کھپت |
|---|---|---|---|
| 0 ہفتے (صاف) | 0 ملی میٹر | بیس لائن | 1.00× |
| 2 ہفتے | 0.2–0.4 ملی میٹر | 3-6 ڈگری | 1.03–1.06× |
| 4 ہفتے | 0.4–0.8 ملی میٹر | 6–12 ڈگری | 1.06–1.12× |
| 8 ہفتے | 0.8–1.5 ملی میٹر | 12-20 ڈگری | 1.12–1.20× |
| 12 ہفتے | 1.5–2.5 ملی میٹر | 20-35 ڈگری | 1.20–1.35× |
| 16+ ہفتے | >2.5 ملی میٹر | >35 ڈگری | >1.35× |
توانائی کی کھپت بڑھ جاتی ہے کیونکہ صفائی کے درمیان گندگی جمع ہوتی ہے۔
فاؤلنگ کی لاگت-متعلقہ توانائی کا فضلہ
ضائع ہونے والی توانائی کی قیمت ہیٹر کے واٹج، آپریٹنگ اوقات اور بجلی کی شرح پر منحصر ہے۔ $0.10 فی کلو واٹ فی سال 6,000 گھنٹے کام کرنے والے 5 کلو واٹ کے ہیٹر کے لیے، صاف-ہیٹر کی توانائی کی قیمت $3,000 ہے۔ فاؤلنگ سے اوسطاً 12% اضافے سے $360 کا سالانہ اضافہ ہوتا ہے۔
20 ہیٹر والے پلانٹ میں، فاؤلنگ-سے متعلقہ توانائی کا فضلہ کل $7,200 سالانہ ہو سکتا ہے۔ یہ حفاظتی دیکھ بھال کے پروگرام کی لاگت سے زیادہ ہے جو ہیٹر کو صاف رکھتا ہے۔
| ہیٹر واٹج | سالانہ اوقات | صاف توانائی کی قیمت | 10% فاؤلنگ لاگت | 15% فاؤلنگ لاگت | سالانہ فضلہ |
|---|---|---|---|---|---|
| 3 کلو واٹ | 6,000 | $1,800 | $1,980 | $2,070 | $180–270 |
| 5 کلو واٹ | 6,000 | $3,000 | $3,300 | $3,450 | $300–450 |
| 8 کلو واٹ | 6,000 | $4,800 | $5,280 | $5,520 | $480–720 |
| 12 کلو واٹ | 6,000 | $7,200 | $7,920 | $8,280 | $720–1,080 |
ہیٹر واٹج اور فاؤلنگ لیول کے حساب سے سالانہ توانائی کی لاگت اور فضلہ
فاؤلنگ کو کم کرنا-متعلقہ توانائی کا فضلہ
فاؤلنگ سے متعلقہ توانائی کے فضلے کو کم کرنے کا سب سے مؤثر طریقہ یہ ہے کہ فاؤلنگ کی تہہ موٹی ہونے سے پہلے اسے کم کر دیا جائے۔ سہ ماہی ڈیسکلنگ کا شیڈول اوسط فاؤلنگ لیول کو 1 ملی میٹر سے نیچے رکھتا ہے اور توانائی میں اضافے کو 10% سے نیچے رکھتا ہے۔ ماہانہ کمی کا شیڈول توانائی کے اضافے کو 5% سے نیچے رکھتا ہے لیکن مزدوری اور ڈاؤن ٹائم اخراجات میں اضافہ کرتا ہے۔
واٹ کی کثافت کو کم کرنے سے میان کا درجہ حرارت کم ہو جاتا ہے اور فولنگ کی شرح کم ہو جاتی ہے۔ 0.9 ڈبلیو/سینٹی میٹر پر چلنے والا ہیٹر 1.4 ڈبلیو/سینٹی میٹر پر ایک سے زیادہ آہستہ پیمانے پر جمع ہوتا ہے، صفائی کے درمیان وقفہ کو بڑھاتا ہے اور اوسط توانائی کے ضیاع کو کم کرتا ہے۔
میان کی سطح پر بہاؤ کو بہتر بنانے سے باؤنڈری پرت کی موٹائی اور میان کا درجہ حرارت کم ہو جاتا ہے۔ ہیٹر کی طرف ہدایت کی گئی ایک ایجیکٹر یا اسپارج پائپ میان کے درجہ حرارت کو 10-15 ڈگری تک کم کر سکتا ہے، جس سے فوولنگ سست ہو جاتی ہے اور توانائی کا ضیاع کم ہوتا ہے۔
جب فاؤلنگ-متعلقہ توانائی کا فضلہ ایک تصریح کے مسئلے کا اشارہ کرتا ہے۔
ایک ہی ٹینک میں بار بار فاؤلنگ اور توانائی کا ضیاع اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ ہیٹر واٹ کی کثافت پر کام کر رہا ہے جو کیمسٹری اور بہاؤ کے حالات کے لیے بہت زیادہ ہے۔ کم واٹ کی کثافت، بڑے سطح کے رقبے، اور بہتر بہاؤ تک رسائی کے ساتھ ایک حسب ضرورت پی ٹی ایف ای وسرجن ہیٹر کی ترتیب فاؤلنگ اور اس سے منسلک توانائی کے ضیاع کو کم کرتی ہے۔ تفصیلات کے عمل میں غسل کی کیمسٹری، آپریٹنگ درجہ حرارت، پانی کی سختی، اور مطلوبہ واٹج کی ضرورت ہوتی ہے۔
