Các hóa chất ăn da và ăn mòn nguy hiểm cũng như mức nhiệt và áp suất liên quan đến việc xử lý và di chuyển khối lượng lớn nước trong hoạt động của nhà máy điện khiến các nhà thiết kế hệ thống phải lựa chọn trong số ít vật liệu cho đường ống, van và phụ kiện có thể chịu được các tác động đáng tin cậy. những sự khắc nghiệt này. Trong các nhà máy từ chu trình hỗn hợp tuabin khí đến hạt nhân đến nhiệt và điện kết hợp, một trong những vật liệu đáng tin cậy nhất là nhựa nhiệt dẻo Corzan ® CPVC.

Các ứng dụng của đường ống CPVC dùng trong nhà máy điện bao gồm:

• Vòng nước làm mát ngầm
• Risers và tiêu đề tháp giải nhiệt
• Hệ thống cấp liệu nồi hơi khử khoáng
• Hệ thống nước hồi lưu ngưng tụ
• Hệ thống khử lưu huỳnh khí thải
• Hệ thống môi trường cho nhà máy hơi đốt than
• Cơ sở xử lý nước thải

Khi thiết kế hệ thống đường ống đáng tin cậy cho các ứng dụng này, việc xác định các điểm chịu áp lực của đường ống và cách giảm thiểu nó là một khía cạnh quan trọng của quy trình thẩm định. Tuy nhiên, trong nhiều năm, các yêu cầu về kết cấu đối với ống nhựa nhiệt dẻo và các phụ kiện liên quan đến nước làm chất lỏng làm việc liên quan đến nồi hơi và bình chịu áp lực không được xác định đầy đủ trong các tiêu chuẩn ngành hiện có như dòng B31 của ASME.

Điều này đã được khắc phục vào năm 2019 với việc xuất bản ASME NM.1, Tiêu chuẩn về Hệ thống đường ống nhựa nhiệt dẻo, cùng với những nội dung khác, nêu ra các giới hạn đối với cả ứng suất bền vững (theo chiều dọc) và ứng suất dịch chuyển (phát sinh từ hiệu ứng nhiệt độ) trong nhựa nhiệt dẻo.

Tuy nhiên, việc thiếu các phương pháp thực hành tốt nhất được xác định cho thiết kế đường ống nhựa trong thời gian dài có thể liên quan đến một trong những nguyên nhân phổ biến nhất gây ra sự cố đường ống, giảm tuổi thọ sử dụng và/hoặc chi phí bảo trì và sửa chữa cao hơn mức cần thiết tại hiện trường. Nguyên nhân đó: định vị và đặt khoảng cách các ống đỡ không đúng cách và không cho phép sự giãn nở và co lại do nhiệt trong thiết kế kỹ thuật của hệ thống.

Một hệ thống nhựa nhiệt dẻo, chẳng hạn như hệ thống được chế tạo bởi Hệ thống Công nghiệp Corzan, khác biệt về bản chất với kim loại và có các yêu cầu về thiết kế và xây dựng độc đáo. Hãy xem xét một điểm khác biệt cơ bản – không giống như kim loại, CPVC có khả năng được làm mềm nhiều lần khi nhiệt độ tăng và cứng lại khi nhiệt độ giảm. Nói cách khác, đặc tính vật liệu của CPVC khác biệt rất nhiều so với kim loại và việc lập kế hoạch hệ thống để điều chỉnh ứng suất đường ống cũng có những điểm khác biệt riêng mà ASME NM.1 đề cập.

Một số cân nhắc khi lập kế hoạch cho ứng suất đường ống

Mỗi hệ thống đường ống sẽ có tải trọng điểm ứng suất khác nhau cần được giảm thiểu và có nhiều phương pháp có thể được sử dụng để giải quyết các tải trọng này. Hoạt động có thể cần thay đổi cách truyền tải môi chất, trình tự bơm và/hoặc van hoặc kích thước bơm để giảm đột biến hệ thống. Một lựa chọn khác là phân tích cách phân phối tải trọng để giảm thiểu căng thẳng trên các phụ kiện. Các phụ kiện nhựa nhiệt dẻo cứng hơn và do đó ít ổn định hơn ống CPVC, đó là lý do tại sao các nhà thiết kế phải phân bổ ứng suất vào đường ống chứ không phải các phụ kiện.

Các phương pháp phân bổ ứng suất điển hình trong hệ thống nhựa nhiệt dẻo được kết hợp trong các phương pháp giãn nở và co nhiệt. Việc sử dụng các thay đổi về hướng, vòng lặp mở rộng hoặc độ lệch có kích thước và vị trí chiến lược là rất phổ biến. Việc điều chỉnh cấu trúc hỗ trợ phải tính đến điều này. Bạn có thể xem các kết xuất hoạt hình của từng phương pháp này tại đây.

Ngoài ra, hầu hết các loại nhựa đều có hệ số giãn nở nhiệt cao hơn đáng kể so với kim loại. Khi nhiệt độ tăng, mô đun và độ bền kéo giảm. Nếu hệ thống đường ống có khả năng chịu sự thay đổi nhiệt độ đáng kể thì sự giãn nở nhiệt tuyến tính của hệ thống khi chịu sự thay đổi nhiệt độ đó phải được tính đến khi thiết kế hệ thống. Nếu đường ống bị hạn chế ở cả hai đầu, nhiệt độ tăng sẽ làm cho vật liệu giãn nở, dẫn đến ứng suất nén của đường ống. Cũng cần lưu ý rằng sự giãn nở tuyến tính không phụ thuộc vào kích thước ống và ống có đường kính lớn cứng hơn ống có đường kính nhỏ, do đó kích thước ống càng lớn thì càng cần nhiều chiều dài để làm lệch.

Tài nguyên và công cụ hệ thống công nghiệp Corzan

Khi lực lắp này vượt quá ứng suất cho phép của vật liệu, hệ thống đường ống sẽ bị hư hỏng. Do đó, việc bù giãn nở nhiệt phải được đưa vào thiết kế hệ thống sau khi tính toán bằng Máy tính giãn nở ống Corzan CPVC, giúp tạo điều kiện thuận lợi cho việc tính toán giãn nở tuyến tính và thiết kế xoay quanh các vấn đề về ứng suất nén. Chỉ nhập kích thước ống, nhiệt độ tối đa và tối thiểu cũng như chiều dài đường ống, máy tính hiển thị cả (1) độ giãn nở tuyến tính và (2) kích thước của các vòng sẽ đủ dài để ngăn ống uốn cong vượt quá giới hạn của nó trong khi bảo quản. chuyển động ngang tự nhiên của đường ống và phụ kiện.

Dưới đây là ví dụ về tính toán cho vòng mở rộng cho một đoạn ống CPVC 3 inch Schedule 80 dài 100 feet chịu nhiệt độ tăng 80°F, so với ống đồng.

Nếu bạn muốn biết thêm về cách chọn Hệ thống công nghiệp Corzan cho dự án phát điện tiếp theo của mình, hãy tải xuống sách điện tử “ Sử dụng Corzan CPVC trong các nhà máy phát điện ”.

Và cũng nên biết rằng mọi quyết định hợp tác với Corzan Industrial Systems đều đi kèm với cam kết cung cấp sự hỗ trợ tận tình để đảm bảo công nghệ được triển khai suôn sẻ. Lubrizol Advanced Materials mang lại kinh nghiệm ký kết hợp đồng công nghiệp, hệ thống ống nước và cơ khí trong nhiều thập kỷ trong việc đào tạo và đào tạo những người lắp đặt tại văn phòng hoặc nơi làm việc. Tương tự như vậy, các kỹ sư dự án có thể tận dụng lợi thế của các chuyên gia về chủ đề của chúng tôi và những người hướng dẫn khóa học CEU được ASPE phê duyệt – nhân viên toàn thời gian của Lubrizol Advanced Materials là những chuyên gia trong ngành và cung cấp chương trình đào tạo cập nhật nhất trong mỗi phiên được công nhận.

https://www.corzan.com/blog/design-for-pipe-stress-in-power-plants