ہیٹ ریکوری ہیٹ ایکسچینجر کے لیے انرجی برج اور ORC جنریٹر سسٹم کا تکنیکی کور
ORC سسٹم کی کم-گریڈ ہیٹ سورس کی خصوصیات اور نامیاتی کام کرنے والے سیال کی طبعی خصوصیات ہیٹ ریکوری ہیٹ ایکسچینجر پر سخت حسب ضرورت ڈیزائن کے تقاضے عائد کرتی ہیں، اور اس کی تکنیکی خصوصیات بنیادی طور پر درج ذیل چار پہلوؤں سے ظاہر ہوتی ہیں:
(1) موثر ہیٹ ایکسچینج ڈیزائن: فضلہ حرارت کے استعمال اور نظام کی مطابقت کو متوازن کرنا
کم درجے کے حرارت کے ذرائع میں درجہ حرارت کے چھوٹے درجے اور کم توانائی کی کثافت ہوتی ہے، جس کے لیے ہیٹ ریکوری ہیٹ ایکسچینجرز کو انتہائی-حرارت کی منتقلی کی اعلی کارکردگی کی ضرورت ہوتی ہے۔ انجینئرنگ میں، "فنڈ ٹیوب + کراس فلو/کاؤنٹر فلو انتظام" کا ڈھانچہ ڈیزائن عام طور پر اپنایا جاتا ہے: ہائی-فریکوئنسی فائنڈ ٹیوبیں گرم سائیڈ چینل میں حرارت کی منتقلی کو بڑھانے کے لیے استعمال کی جاتی ہیں، جس سے فضلہ حرارت کے درمیانے درجے کے ساتھ رابطے کے علاقے میں اضافہ ہوتا ہے۔ کولڈ سائیڈ ورکنگ فلوئڈ چینل ہاٹ سائیڈ میڈیم کے ساتھ کاؤنٹر کرنٹ ہیٹ ٹرانسفر حاصل کرنے کے لیے مناسب چینل ایلوکیشن کو اپناتا ہے، جس سے ہیٹ ٹرانسفر درجہ حرارت کے فرق کو زیادہ سے زیادہ ہوتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، ORC سسٹم اکثر صنعتی مقامات یا موبائل آلات میں استعمال ہوتے ہیں (جیسے کہ نئی توانائی کے بھاری-ڈیوٹی ٹرک)، اور ہیٹ ایکسچینجرز کو محدود جگہ میں زیادہ سے زیادہ حرارت کی منتقلی کے علاقے کو حاصل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس لیے، کمپیکٹ ڈیزائن (جیسے پلیٹ فن اور مائیکرو چینل ڈھانچے) مرکزی دھارے کا انتخاب بن گئے ہیں، اور ان کا حجمی حرارت کی منتقلی کا عدد روایتی شیل اور ٹیوب ہیٹ ایکسچینجرز سے 3-5 گنا تک پہنچ سکتا ہے۔
(2) ورک فلوڈ موافقت: نامیاتی کام کرنے والے سیالوں کی منفرد جسمانی اور کیمیائی خصوصیات کو حل کرنا
نامیاتی کام کرنے والے سیالوں اور پانی کے درمیان ابلتے ہوئے نقطہ، چپکنے والی، اور سنکنرنی میں نمایاں فرق ہیں، جس کے لیے مواد کے انتخاب اور ہیٹ ایکسچینجرز کے ساختی ڈیزائن کے لیے خصوصی تقاضوں کی ضرورت ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، کچھ نامیاتی کام کرنے والے سیال (جیسے R134a) مرحلے کی منتقلی کے دوران نمایاں حجم کی توسیع کا تجربہ کر سکتے ہیں، اور ضرورت سے زیادہ دباؤ کے نقصان سے بچنے کے لیے ایک مناسب بہاؤ چینل کراس-سیکشنل ایریا ڈیزائن کرنا ضروری ہے۔ کام کرنے والے سیالوں پر مشتمل کلورین زیادہ درجہ حرارت پر سڑ سکتی ہے اور سنکنرن گیسیں پیدا کر سکتی ہے، اس لیے ہیٹ ایکسچینجر کا مواد 316L سٹینلیس سٹیل یا مضبوط سنکنرن مزاحمت کے ساتھ Hastelloy الائے ہونا چاہیے۔ خشک سیال (جیسے R245fa) اور گیلے سیالوں (جیسے n-پینٹین) کی فیز ٹرانزیشن کی خصوصیات مختلف ہیں، اور گیلے سیالوں کے آؤٹ لیٹ پر بوندوں کی تخلیق سے بچنے کے لیے ایک ہدف شدہ حرارت کے تبادلے کے عمل کو ڈیزائن کرنے کی ضرورت ہے، جو مائع اثر کی وجہ سے ٹربائن کو نقصان پہنچا سکتا ہے۔
(3) درجہ حرارت اور دباؤ کنٹرول: نظام کے مستحکم آپریشن کو یقینی بنانا
ORC نظام میں نامیاتی کام کرنے والے سیال کا بخارات کا درجہ حرارت عام طور پر 60 ڈگری -180 ڈگری کے درمیان ہوتا ہے، اور کام کرنے کا دباؤ 2-4MPa تک پہنچ سکتا ہے۔ ہیٹ ریکوری ہیٹ ایکسچینجر کو آؤٹ لیٹ کے درجہ حرارت اور کام کرنے والے سیال کی خشکی کو درست طریقے سے کنٹرول کرنے کی ضرورت ہے - ضرورت سے زیادہ سپر ہیٹ سسٹم کی توانائی کی کھپت میں اضافہ کرے گا، جب کہ ناکافی سپر ہیٹ ٹربائن کی خرابی کا باعث بن سکتی ہے۔ اس وجہ سے، ہیٹ ایکسچینجرز عام طور پر الگ الگ ڈیزائن کو اپناتے ہیں، جو پہلے سے گرم کرنے والے حصے، بخارات کے حصے، اور سپر ہیٹنگ والے حصے میں تقسیم ہوتے ہیں۔ ہر بہاؤ چینل کی لمبائی اور حرارت کی منتقلی کے علاقے کی تقسیم کو بہتر بنا کر، کام کرنے والے سیال آؤٹ لیٹ کی خشکی 0.95 یا اس سے اوپر پر مستحکم ہونے کو یقینی بنایا جاتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، ہیٹ ایکسچینجر کو فیز کی منتقلی کے دوران نامیاتی کام کرنے والے سیالوں کے دباؤ کے اتار چڑھاو سے نمٹنے کے لیے کافی دباؤ کی مزاحمت اور سگ ماہی کی کارکردگی کی ضرورت ہوتی ہے، اور حفاظتی خطرات اور سیال کے رساو کی وجہ سے توانائی کے نقصان کو روکنے کے لیے۔
