ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर के रखरखाव और मरम्मत की प्रक्रिया

क्लोरो-क्षार और हाइड्रोजन क्लोराइड संश्लेषण इकाइयों में, हाइड्रोक्लोरिक अम्ल को ठंडा करने, गीली क्लोरीन गैस को ठंडा करने और सल्फ्यूरिक अम्ल के तनुकरण से ऊष्मा की पुनर्प्राप्ति के लिए ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर का उपयोग किया जाता है; इसमें प्रयुक्त माध्यम आमतौर पर उच्च तापमान वाले, प्रबल अम्ल होते हैं। ब्लॉक-होल ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर में, ग्रेफाइट के एक ठोस ब्लॉक में प्रतिच्छेदी चैनल ड्रिल किए जाते हैं, जबकि शेल-एंड-ट्यूब ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर में ग्रेफाइट ट्यूबों और ट्यूब शीट से बना एक ट्यूब बंडल होता है। दोनों प्रकार की संरचनाओं के रखरखाव की प्रक्रिया में डिस्सेम्बली, सफाई, निरीक्षण, मरम्मत, रीअसेंबली और प्रेशर टेस्टिंग शामिल हैं, हालांकि विशिष्ट परिचालन चरण भिन्न होते हैं। ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर का ओवरहाल केवल एक साधारण सफाई प्रक्रिया नहीं है; बल्कि, यह एक व्यापक प्रक्रिया है जिसमें आयामों को पुनः मापना, ट्यूब अवरोधों का मूल्यांकन करना और सीलिंग सतहों की मरम्मत करना शामिल है—जो ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर की मरम्मत का मूल है। यूरोपीय क्लोर-अल्कली संयंत्रों के वास्तविक रिकॉर्ड बताते हैं कि ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर के ओवरहाल का अंतराल आमतौर पर 2.5 से 4 वर्ष होता है, जो इलेक्ट्रोलाइसिस सेल में एनोलाइट तापमान और उसमें मौजूद एसिड मिस्ट की मात्रा पर निर्भर करता है। इलेक्ट्रोलाइज़र निर्माता का चयन करते समय , पूर्ण भार पर आउटलेट क्लोरीन गैस तापमान, एसिड मिस्ट की मात्रा और कास्टिक घोल में नमक की मात्रा स्पष्ट करना आवश्यक है। ये पैरामीटर सीधे तौर पर निर्धारित करते हैं कि ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर को हर 3 या 5 वर्ष में पूर्ण ओवरहाल की आवश्यकता है या नहीं। यद्यपि जापानी और जर्मन इलेक्ट्रोलाइसिस सेल के डिज़ाइन भार में मामूली अंतर हैं, लेकिन खराब एसिड मिस्ट नियंत्रण वाले संयंत्रों में ग्रेफाइट ब्लॉक चैनल अधिक तेज़ी से संक्षारित होते हैं; इसलिए, प्रत्येक ग्रेफाइट एक्सचेंजर ओवरहाल से पहले मूल निर्माता के चित्रों का सत्यापन करना आवश्यक है।

ब्लॉक-प्रकार और शेल-एंड-ट्यूब-प्रकार के ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर के लिए रखरखाव प्रक्रियाएं

ब्लॉक-प्रकार के ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर की बड़ी मरम्मत की शुरुआत ग्रेफाइट ब्लॉक को अलग करने से होती है। सबसे पहले, ऊपरी और निचले सिरों को हटाएँ, फिर शेल कनेक्शन बोल्ट को ढीला करके स्टील शेल को ग्रेफाइट ब्लॉक से एक इकाई के रूप में खींचें या धकेलें, और ग्रेफाइट ब्लॉक को रखरखाव क्षेत्र में ले जाएँ। सफाई के लिए, प्रक्रिया और शीतलन चैनलों की उच्च दबाव वाले पानी की जेटिंग को प्राथमिकता दें; जिद्दी स्केल के लिए, एसिड वॉशिंग का उपयोग करें, लेकिन एसिड की सांद्रता और तापमान को सख्ती से नियंत्रित करें। सफाई के बाद, चैनल के प्रतिच्छेदन पर दरारों और छेदों पर ध्यान केंद्रित करते हुए, दृश्य निरीक्षण, डाई पेनिट्रेंट परीक्षण और अल्ट्रासोनिक परीक्षण करें। खराब हुए चैनलों को अलग से बदला नहीं जा सकता; इसके बजाय, एसिड-प्रतिरोधी ग्रेफाइट पुट्टी और ग्रेफाइट प्लग का उपयोग करके कुछ चैनलों को प्लग करें। यदि दरारें पूरे दबाव-सहने वाले ब्लॉक को प्रभावित करती हैं या यदि प्लग किए गए चैनलों का अनुपात निर्माता के विनिर्देशों से अधिक है, तो सीधे पूरे ब्लॉक को बदलें। सीलिंग सतहों को समतल किया जाता है, और ग्रेफाइट ब्लॉक-टू-शेल गैस्केट को बदला जाता है।

पुनः संयोजन के दौरान, घटकों को अलग करने के विपरीत क्रम में कसा जाता है, जिसके बाद हाइड्रोस्टैटिक और वायु जकड़न परीक्षण किए जाते हैं—यह एक व्यापक ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर मरम्मत के लिए आवश्यक संपूर्ण क्लोज्ड-लूप प्रक्रिया है। शेल-एंड-ट्यूब ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर के प्रमुख ओवरहाल की शुरुआत ग्रेफाइट बंडल को खींचने से होती है। हेड हटाने के बाद, विशेष लिफ्टिंग उपकरण या कोर-पुलिंग मशीन का उपयोग करके शेल से ग्रेफाइट ट्यूबों के पूरे बंडल को धीरे-धीरे बाहर निकालें। ग्रेफाइट ट्यूबों की अत्यधिक भंगुरता के कारण, उन्हें टुकड़ों में नहीं निकालना चाहिए। ग्रेफाइट बंडल खींचने के बाद, निष्कर्षण बल को रिकॉर्ड किया जाना चाहिए; यदि यह असामान्य रूप से अधिक है, तो यह शेल में स्केलिंग या जाम हुए बैफल का संकेत देता है। निष्कर्षण के बाद, ट्यूबों के आंतरिक और बाहरी दोनों तरफ ग्रेफाइट बंडल हाइड्रो-जेटिंग करें, और शेल साइड को अलग से साफ करें।

निरीक्षण के दौरान, प्रत्येक ग्रेफाइट ट्यूब पर अलग-अलग दीवार की मोटाई का मापन, डाई पेनिट्रेंट परीक्षण और एडी करंट परीक्षण करें। अवरोधों का पता लगाने के लिए बॉल-पासिंग परीक्षण का उपयोग करें। यदि संभव हो, तो क्षतिग्रस्त ट्यूबों के सिरे में शंक्वाकार ग्रेफाइट प्लग दबाकर उन्हें बंद करें; यदि एकाधिक ट्यूब क्षतिग्रस्त हैं या ट्यूबशीट की सीलिंग सतह क्षतिग्रस्त है, तो सीधे ग्रेफाइट बंडल को बदलें, जो ट्यूबों को एक-एक करके बदलने की तुलना में अधिक विश्वसनीय है। ट्यूबशीट सील की मरम्मत का मुख्य उद्देश्य निर्माता द्वारा अनुशंसित चिपकने वाले पदार्थ या संपीड़ित ग्रेफाइट सीलिंग रिंगों का उपयोग करके ग्रेफाइट ट्यूब-टू-ट्यूबशीट सील को ठीक करना है।

पुनःस्थापन के दौरान, बैफल्स पर प्रभाव से बचने के लिए ग्रेफाइट बंडल को धीरे-धीरे शेल में पुनः डाला जाना चाहिए। अंत में, दोनों प्रकार के उपकरणों के ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर ओवरहाल के लिए दबाव परीक्षण समान मानकों के अनुसार किया जाना चाहिए; केवल इसलिए आवश्यकताओं को कम नहीं किया जाना चाहिए क्योंकि शेल-एंड-ट्यूब हीट एक्सचेंजर में रिसाव की संभावना कम होती है, अन्यथा ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर की मरम्मत में दोबारा काम करने की आवश्यकता पड़ सकती है।

दो प्रकार के ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर के लिए तुलनात्मक सारांश तालिका

नीचे दी गई तालिका में दोनों प्रकार की संरचनाओं में समान रखरखाव प्रक्रियाओं के लिए प्रयुक्त शब्दावली को साथ-साथ सूचीबद्ध किया गया है ताकि ऑन-साइट कार्य आदेशों और अंग्रेजी दस्तावेज़ों के बीच मिलान करना आसान हो सके। "ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर ओवरहाल" में भ्रम का सबसे आम कारण "ब्लॉक-एंड-होल" और "शेल-एंड-ट्यूब" कॉन्फ़िगरेशन के लिए प्रयुक्त शब्दों का परस्पर उपयोग है, जिसके कारण गलत स्पेयर पार्ट्स का ऑर्डर दिया जाता है। ऑन-साइट, "ग्रेफाइट ब्लॉक एक्सचेंजर डिसमैंटलिंग" को अक्सर केवल "ब्लॉक होइस्टिंग" कहा जाता है, और "ग्रेफाइट बंडल पुलिंग" को "कोर एक्सट्रैक्शन" कहा जाता है; हालांकि, किसी भी ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर मरम्मत कार्य आदेश में पूरी अंग्रेजी शब्दावली का उपयोग करना आवश्यक है।

ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर की मरम्मत के लिए सामान्य सावधानियां

ब्लॉक-एंड-होल या शेल-एंड-ट्यूब प्रकार के ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर की मरम्मत के दौरान सबसे बड़ा खतरा झटके और स्थानीय तनाव का होता है। ग्रेफाइट संपीड़न के प्रति प्रतिरोधी होता है, लेकिन तनाव के प्रति नहीं; इसलिए, उठाने के लिए चौड़े नायलॉन स्लिंग या विशेष सपोर्ट का उपयोग किया जाना चाहिए, और ग्रेफाइट बॉडी को सीधे स्टील के तार की रस्सियों से बांधना सख्त मना है। सीलिंग सामग्री का चयन जितना सोचा जाता है उससे कहीं अधिक महत्वपूर्ण है; हाइड्रोक्लोरिक एसिड या गीले क्लोरीन वाले वातावरण में, फ्लोरीनयुक्त इलास्टोमर या लचीले ग्रेफाइट कंपोजिट गैसकेट का उपयोग किया जाना चाहिए - साधारण रबर गैसकेट का उपयोग नहीं किया जा सकता है। हाइड्रोस्टैटिक परीक्षण मूल डिज़ाइन दबाव के 1.3 से 1.5 गुना दबाव पर किया जाना चाहिए। दबाव को धीरे-धीरे बढ़ाया जाना चाहिए, और दबाव को कम से कम 30 मिनट तक बनाए रखा जाना चाहिए। परीक्षण के लिए विलवणीकृत जल या कम क्लोरीनयुक्त जल का उपयोग किया जाना चाहिए।

यूरो क्लोर के तकनीकी दस्तावेज़ बताते हैं कि वेट क्लोरीन गैस कूलिंग में उपयोग होने वाले ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर के ओवरहॉल चक्र का आकलन केवल परिचालन घंटों के आधार पर नहीं, बल्कि एसिड मिस्ट की मात्रा और मुक्त क्लोरीन सांद्रता के आधार पर किया जाना चाहिए। मर्सन और एसजीएल दोनों के रखरखाव मैनुअल में उल्लेख है कि ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर के ओवरहॉल के बाद गैस टाइटनेस परीक्षण, हाइड्रोस्टैटिक परीक्षणों की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण हैं; वे परीक्षण दबाव तक दबाव बढ़ाने से पहले 0.2 एमपीए के कम दबाव पर नाइट्रोजन का उपयोग करके सूक्ष्म रिसावों की जाँच करने की सलाह देते हैं। ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर की मरम्मत करते समय, शेल की भीतरी दीवार और सैक्रिफिशियल एनोड पर लगे जंग रोधी कोटिंग का भी निरीक्षण किया जाना चाहिए, क्योंकि शेल-साइड जंग को अक्सर नज़रअंदाज़ कर दिया जाता है। फ्लेंज बोल्ट को निर्माता के निर्देशों के अनुसार तीन चरणों में सममित रूप से कसा जाना चाहिए; अधिक कसने से ग्रेफाइट फ्लेंज में दरार आ सकती है। फील्ड अनुभव से पता चलता है कि ओवरहॉल विफलता के सबसे आम कारण कोर निकालते समय जबरदस्ती खोलने से ग्रेफाइट ट्यूबों को होने वाली क्षति, गैस्केट का गलत चयन और दबाव परीक्षण के बाद बचे हुए पानी का पूरी तरह से न निकलना है, जिससे सर्दियों में ठंड के कारण दरारें पड़ जाती हैं। इलेक्ट्रोलाइटिक सेल निर्माता का चयन करते समय, उन निर्माताओं को प्राथमिकता दें जो ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर के लिए संपूर्ण परिचालन सीमाएं और अनुशंसित ओवरहॉल अंतराल प्रदान कर सकें; ऐसे बिक्री प्रतिनिधियों से बचें जो केवल बिजली खपत डेटा प्रदान करते हैं और एसिड मिस्ट और स्केलिंग से संबंधित मुद्दों को नजरअंदाज करते हैं।

ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर के लिए विस्तृत रखरखाव प्रक्रियाएँ

निम्नलिखित प्रत्येक चरण ग्रेफाइट एक्सचेंजर ओवरहाल प्रक्रिया का एक नियंत्रित कार्य है और इसे छोड़ा नहीं जाना चाहिए। नीचे दी गई तालिका में ब्लॉक-एंड-होल और शेल-एंड-ट्यूब दोनों प्रकार के एक्सचेंजर के लिए प्रमुख अंग्रेजी शब्दों को साथ-साथ सूचीबद्ध किया गया है, जिससे वर्क ऑर्डर और स्पेयर पार्ट्स अनुरोध बनाते समय इनका सीधा उपयोग करना सुविधाजनक हो जाता है। (बदले गए पुर्जों के लिए, आप किसी कीमती धातु पुनर्चक्रणकर्ता से संपर्क करके उनमें कीमती धातुओं की जांच करवा सकते हैं।)

ग्रेफाइट एक्सचेंजर ओवरहाल के चरण 0 को शुरू करने से पहले, कार्य परमिट प्राप्त करना और लॉकआउट/टैगआउट प्रक्रियाओं को लागू करना आवश्यक है। सिस्टम को दबावमुक्त करने के बाद, माध्यम को निकाल दें और नाइट्रोजन से तब तक शुद्ध करें जब तक कि ज्वलनशील और विषैली गैसों का पता लगाने वाले परीक्षण पास न हो जाएं। ग्रेफाइट एक्सचेंजर ओवरहाल करते समय, चरण 1 में संरचना को अलग करना शामिल है: ब्लॉक-एंड-होल प्रकार की इकाइयों के लिए, पहले एंड कैप्स को हटा दें, फिर शेल को बाहर धकेलें, और ग्रेफाइट ब्लॉकों को बाहर निकालें; ग्रेफाइट ब्लॉक एक्सचेंजर को अलग करते समय मूल गैस्केट की मोटाई और शेल और ग्रेफाइट ब्लॉकों की सापेक्ष स्थिति को रिकॉर्ड करना महत्वपूर्ण है; अन्यथा, पुनः संयोजन के दौरान गलत संरेखण हो सकता है। शेल-एंड-ट्यूब प्रकार के ग्रेफाइट बंडल को खींचने के लिए, कोर को खींचने से पहले ट्यूब बंडल की शेल से चिपकाव की जांच की जानी चाहिए; यदि आवश्यक हो, तो इसे ढीला करने के लिए पानी में भिगोएँ या भाप से गर्म करें। चरण 2 की सफाई में उच्च दबाव वाले पानी के जेट का उपयोग किया जाता है, जिसका दबाव आमतौर पर 500 और 800 बार के बीच नियंत्रित किया जाता है; ग्रेफाइट चैनलों में स्टील नोजल का उपयोग नहीं किया जाना चाहिए। चरण 3 निरीक्षण में आयामी माप और सतह दरार का पता लगाना शामिल होना चाहिए; शेल-एंड-ट्यूब प्रकारों के लिए, प्रत्येक ग्रेफाइट ट्यूब को क्रमांकित किया जाना चाहिए। ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर की मरम्मत के चरण के दौरान, निर्णय रिसाव की संख्या और दबाव-सहन जोखिमों पर निर्भर करते हैं; ब्लॉक-एंड-होल प्रकारों के लिए, यदि 5% से अधिक चैनल अवरुद्ध हैं या दरारें कई छेदों तक फैली हुई हैं, तो पूरी इकाई को बदलना होगा; शेल-एंड-ट्यूब प्रकारों के लिए, यदि 10% से अधिक ट्यूब अवरुद्ध हैं या ट्यूब शीट सीलिंग सतह क्षतिग्रस्त है, तो पूरे ट्यूब बंडल को बदलना होगा। चरण 5 (पुन: संयोजन) के दौरान, सबसे बड़ी चिंता ग्रेफाइट ब्लॉकों या ट्यूब बंडलों और शेल के बीच कठोर संपर्क है; पोजिशनिंग गाइड रॉड का उपयोग किया जाना चाहिए। ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर की मरम्मत के चरण 6 के दौरान, हाइड्रोस्टैटिक और वायु जकड़न के लिए अलग-अलग दबाव परीक्षण किया जाना चाहिए; केवल वायु जकड़न परीक्षण हाइड्रोस्टैटिक परीक्षण का विकल्प नहीं हो सकता।

ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर की मरम्मत पूरी होने के बाद, रखरखाव रिकॉर्ड को अपडेट करें और ट्यूबों के अवरोध के स्थान, बदले गए पुर्जों के सीरियल नंबर और प्रेशर टेस्ट कर्व को आर्काइव करें। ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर की मरम्मत की सफलता अंततः उपकरण की सतह की सफाई से नहीं, बल्कि गर्म होने के 48 घंटों के भीतर सभी सीलिंग बिंदुओं पर रिसाव न होने और प्रेशर ड्रॉप के डिज़ाइन रेंज के भीतर रहने से निर्धारित होती है। ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर की मरम्मत पूरी होने के बाद, रखरखाव रिकॉर्ड को अपडेट करें और अवरुद्ध ट्यूबों के स्थान, बदले गए पुर्जों के सीरियल नंबर और प्रेशर टेस्ट कर्व को फाइल करें। ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर की मरम्मत की सफलता अंततः उपकरण की सतह की सफाई से नहीं, बल्कि गर्म होने के 48 घंटों के बाद सभी सील बिंदुओं के रिसाव-मुक्त रहने और प्रेशर ड्रॉप के डिज़ाइन रेंज के भीतर रहने से निर्धारित होती है। इलेक्ट्रोलाइटिक सेल निर्माता का चयन करते समय, मैं उनसे यूरोप या उत्तरी अमेरिका में इसी तरह के इंस्टॉलेशन से ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर की मरम्मत के रिकॉर्ड प्रदान करने की अपेक्षा करता हूं जो कम से कम तीन वर्षों से निरंतर संचालन में हैं। मैं एसिड मिस्ट स्क्रबर की दक्षता और एनोलाइट की अम्लता में होने वाले परिवर्तनों पर विशेष ध्यान देता हूं, क्योंकि ये संकेतक यह प्रकट करते हैं कि क्या इलेक्ट्रोलाइटिक सेल डाउनस्ट्रीम उपकरणों के साथ संगत है - और यह ग्रेफाइट हीट एक्सचेंजर ओवरहाल चक्र को बढ़ाने में मूलभूत कारक है।