ท่อรีฟอร์มเมอร์สร้างไฮโดรเจน: วัสดุ อายุการใช้งาน และคู่มือการเลือก

ท่อรีฟอร์มเมอร์รุ่นไฮโดรเจน: องค์ประกอบที่ควบคุมเวลาทำงานของเตาเผา

โดยทั่วไปโรงงานไฮโดรเจนขนาด 60,000 นิวตันเมตร/ชั่วโมงจะประกอบด้วยท่อรีฟอร์มเมอร์ 80 ถึง 120 หลอดที่ทำงานที่อุณหภูมิผนังใกล้ 900°ซ หากท่อหนึ่งล้มเหลว โดยปกติแล้วเตาเผาจะต้องปิดตัวลง ตัวเร่งปฏิกิริยาจะถูกยกเลิกการโหลด และชิ้นส่วนที่เสียหายจะถูกเปลี่ยนก่อนที่จะเริ่มการผลิตอีกครั้ง ในทางปฏิบัติ หลอดหนึ่งที่ล้มเหลวอาจมีต้นทุนในการสูญเสียเอาต์พุตมากกว่าตัวหลอดเองซึ่งมีส่วนต่างที่กว้าง นี่คือเหตุผลที่วิศวกรถือว่าข้อกำหนดเฉพาะของท่อรีฟอร์มเมอร์ การตรวจสอบวัสดุ และการเลือกซัพพลายเออร์เป็นงานที่สำคัญมากกว่าการจัดซื้อตามปกติ

คู่มือนี้ครอบคลุมถึงวิธีการทำงานของท่อรีฟอร์มเมอร์สำหรับสร้างไฮโดรเจน ซึ่งโลหะผสมมีอิทธิพลเหนือกว่า เหตุใดการหล่อแบบแรงเหวี่ยงจึงเป็นทางเลือกในการผลิต วิธีการทำงานของท่อล้มเหลว และสิ่งที่ต้องตรวจสอบก่อนทำการสั่งซื้อ

ท่อรีฟอร์มเมอร์รุ่นไฮโดรเจนทำงานอย่างไร

ท่อรีฟอร์มเมอร์สำหรับสร้างไฮโดรเจนเป็นภาชนะรับความดันแนวตั้งที่เติมตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งติดตั้งในส่วนที่มีการแผ่รังสีของตัวรีฟอร์มเมอร์มีเทนแบบไอน้ำ ไอน้ำและก๊าซธรรมชาติเข้ามาที่ด้านบน ทำปฏิกิริยาขณะเดินทางผ่านตัวเร่งปฏิกิริยา และปล่อยให้ด้านล่างเป็นก๊าซสังเคราะห์ที่อุดมไปด้วยไฮโดรเจน ปฏิกิริยาหลักคือการดูดความร้อน: มีเทนทำปฏิกิริยากับไอน้ำเพื่อผลิตคาร์บอนมอนอกไซด์และไฮโดรเจนสามโมล

เงื่อนไขสามประการที่กำหนดปัญหาทางวิศวกรรม: ปฏิกิริยาดูดซับความร้อน ดังนั้นผนังท่อจะต้องนำฟลักซ์ความร้อนสูงเข้าไปในตัวเร่งปฏิกิริยาเบด กระบวนการทำงานภายใต้ความกดดัน โดยปกติแล้วจะอยู่ที่ 1.5 ถึง 3.5 MPa และอุณหภูมิของโลหะท่อสูงถึง 850 ถึง 950°ซ โดยมีการเคลื่อนตัวชั่วคราวที่สูงกว่า 1,000°C ในระหว่างที่พลิกคว่ำ

เมื่อรวมแรงดันภายในเข้ากับอุณหภูมิโลหะใกล้หนึ่งพันองศา แล้วท่อจะกลายเป็นส่วนประกอบที่มีการจำกัดการคืบ อายุการใช้งานของการออกแบบนั้นขึ้นอยู่กับการเสียรูปของโลหะผสมที่ช้าและขึ้นอยู่กับเวลา ไม่ใช่ตามขอบการกัดกร่อน นั่นคือเหตุผลที่การเลือกโลหะผสมและคุณภาพการหล่อเป็นตัวกำหนดว่าเตาเผาจะทำงานได้นานแค่ไหนระหว่างการซ่อมแซมครั้งใหญ่ สำหรับตรรกะระดับโรงงานที่อยู่เบื้องหลังกระบวนการ บทความเกี่ยวกับจุดประสงค์ของตัวรีฟอร์มเมอร์ด้วยไอน้ำ จะอธิบายว่าตัวรีฟอร์มเมอร์เข้ากับหน่วยไฮโดรเจนได้อย่างไร

ในด้านฮาร์ดแวร์ ซัพพลายเออร์อย่าง Tuopu Industry เป็นผู้ส่งมอบ นักปฏิรูปการสร้างไฮโดรเจนที่สมบูรณ์ ซึ่งชุดท่อกระจายแสง โครงร่างหัวเผา และท่อร่วมทางออกได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมให้เป็นระบบบูรณาการเดียว

China Hydrogen Generation Reformer Manufacturer, Custom Factory - Tuopu Industry

ผู้ผลิตเครื่องปฏิรูปการสร้างไฮโดรเจนของจีน โรงงานที่กำหนดเอง - อุตสาหกรรม Tuopu ในฐานะผู้ผลิตและโรงงานเครื่องปฏิรูปการสร้างไฮโดรเจนชั้นนำของจีน Tuopu Industry จัดหาเครื่องปฏิรูปการสร้างไฮโดรเจนให้กับอุตสาหกรรมทั่วโลก ดูผลิตภัณฑ์ →

วัสดุ: เพราะเหตุใด HP40Nb จึงเป็นตัวเลือกเริ่มต้น

ท่อรีฟอร์เมอร์ทำจากสเตนเลสสตีลทนความร้อนแบบหล่อแบบหมุนเหวี่ยง เกรด HK40 (25Cr-20Ni) แบบเก่าส่วนใหญ่ถูกแทนที่ด้วย HP40Nb (25Cr-35Ni ที่มีไนโอเบียม) และเกรดไมโครอัลลอยด์ประเภท สุ 600 ที่ใหม่กว่า ไนโอเบียมก่อตัวเป็นคาร์ไบด์ละเอียดและเสถียรในเมทริกซ์ออสเทนนิติก ซึ่งทำให้การเสียรูปของการคืบช้าลงที่อุณหภูมิสูง

ความแข็งแรงของการคืบเป็นคุณสมบัติการออกแบบที่มีอิทธิพลมากที่สุดเพียงอย่างเดียว อุณหภูมิผนังสูงกว่าประมาณ 800°C แม้แต่โลหะผสมระดับพรีเมียมก็จะยืดตัวออกอย่างช้าๆ นักออกแบบใช้ข้อมูลการแตกของวัสดุคืบเพื่อกำหนดความหนาของผนัง เพื่อให้ความเค้นของห่วงโดยเฉลี่ยอยู่ต่ำกว่าระดับที่อนุญาตตลอดอายุการใช้งานการออกแบบ 100,000 ชั่วโมง หรือประมาณ 11.4 ปี อุณหภูมิที่ออกแบบไว้เกิน 15 ถึง 20°C อาจทำให้อายุการใช้งานที่เหลืออยู่ลดลงครึ่งหนึ่ง

การเปรียบเทียบทั่วไปของโลหะผสมท่อรีฟอร์มเมอร์ ค่าที่แน่นอนขึ้นอยู่กับการวิเคราะห์ความร้อน คุณภาพการหล่อ และรหัสการออกแบบที่ใช้
คุณสมบัติ	HK40	HP40Nb	ไมโครอัลลอยด์ชนิด SU 600
องค์ประกอบที่กำหนด	25Cr-20Ni	25Cr-35Ni-Nb	25Cr-35Ni-Nb บวกการเติมแบบไมโคร
เพดานบริการทั่วไปสำหรับท่อโลหะ	ประมาณ 900°C	ประมาณ 950°C	ประมาณ 1,000°C
ความต้านทานการแตกของคืบคืบ 100,000 ชั่วโมงที่ 950°C	ต่ำสุดในสาม	ระดับกลาง	สูงสุด
ความต้านทานต่อคาร์บูไรเซชัน	ดี	ดีกว่า	ดีที่สุด
การใช้งานทั่วไป	โรงงานเก่า อะไหล่งานต่ำ	เครื่องปฏิรูปไฮโดรเจนมาตรฐาน	หน่วยประสิทธิภาพสูงและมีอุณหภูมิสูง

เลือกเกรดตามอุณหภูมิการออกแบบ องค์ประกอบการป้อน และรอบการให้ความร้อนที่คาดหวัง ไม่ใช่ตามราคาเพียงอย่างเดียว เกรดไมโครอัลลอยด์มีราคาสูงกว่าในช่วงแรกแต่ทำให้ผนังบางลง อายุการใช้งานการออกแบบยาวนานขึ้น หรือทั้งสองอย่าง

การหล่อแบบแรงเหวี่ยง: เหตุใดวิธีการผลิตจึงกำหนดคุณภาพ

ท่อรีฟอร์เมอร์ผลิตโดยการหล่อแบบแรงเหวี่ยงมากกว่าการหล่อแบบคงที่ เนื่องจากกระบวนการนี้ได้ส่งมอบโครงสร้างตามความต้องการของหน้าที่ โลหะผสมที่หลอมละลายถูกเทลงในแม่พิมพ์เหล็กที่หมุนได้ แรงเหวี่ยงกระจายโลหะอย่างสม่ำเสมอและสร้างท่อหนาแน่นที่มีโครงสร้างเกรนแบบเสาละเอียดซึ่งตั้งฉากกับแกน ซึ่งให้ความต้านทานการคืบที่ดีที่สุด

การหล่อแบบแรงเหวี่ยงที่ดำเนินการอย่างดีทำให้ผนังมีความหนาสม่ำเสมอ มีความหนาแน่นสูงโดยไม่มีช่องหดตัว มีลายแนวเสาที่ต้านทานการคืบคลานและความล้าจากความร้อน และรูภายในที่สะอาดพร้อมสำหรับการโหลดตัวเร่งปฏิกิริยา

อย่าคิดว่าท่อรีฟอร์เมอร์ทั้งหมดจะเหมือนกัน ความแตกต่างปรากฏในการควบคุมองค์ประกอบ การเตรียมแม่พิมพ์ การอบชุบด้วยความร้อน และโปรแกรมการตรวจสอบ ยืนยันการวิเคราะห์ทางเคมี ผลแรงดึงในห้องและอุณหภูมิที่สูงขึ้น การสำรวจความแข็งตลอดท่อ และรายงานด้วยการถ่ายภาพรังสีหรืออัลตราโซนิก เอกสารเหล่านี้เป็นหลักฐานเดียวที่แสดงว่าท่อจะทำงานตามที่การออกแบบสมมติ

ความแรงของการแตกของครีพประมาณ 100,000 ชั่วโมงที่ 950°C

HK40

HP40

HP40Nb

SU 600

100

สเกลสัมพัทธ์โดยตั้งค่าประเภท SU 600 เป็น 100 ค่าที่แน่นอนขึ้นอยู่กับการอบชุบ ความหนาของผนัง และระดับความเค้น

ผู้ผลิตอุตสาหกรรม Tuopu ท่อรีฟอร์มเมอร์ภายในบริษัทโดยการหล่อแบบแรงเหวี่ยง ดังนั้นทุกหลอดจึงออกจากโรงงานพร้อมใบรับรองการหลอม รายงานการทดสอบทางกล และบันทึกมิติที่เชื่อมโยงกับความร้อนเดียวกัน

China Hydrogen Generation Reformer Tube Manufacturer, Factory

ประเทศจีนผู้ผลิตท่อรีฟอร์มเมอร์รุ่นไฮโดรเจน, โรงงาน Tuopu Industry เป็นผู้ผลิตหลอดรีฟอร์มเมอร์รุ่นไฮโดรเจนของจีน เราจัดหาหลอดตัวเร่งปฏิกิริยาและท่อปฏิกิริยาคุณภาพสูงโดยตรง... ดูผลิตภัณฑ์ →

ท่อรีฟอร์เมอร์ล้มเหลวอย่างไรและอะไรทำให้อายุการใช้งานสั้นลง

ความล้มเหลวของท่อรีฟอร์มเมอร์ส่วนใหญ่แบ่งออกเป็น 5 ประเภท:

การแตกร้าวของการคืบคลาน: การสัมผัสกับอุณหภูมิที่ออกแบบไว้เป็นเวลานานจะทำให้เกิดช่องว่างตามขอบเกรนที่ขยายออกไปจนกลายเป็นรอยแตกร้าวทะลุผนัง
ความเหนื่อยล้าจากความร้อน: การสตาร์ทและการปิดเครื่องซ้ำหลายครั้งทำให้ท่อตึง รอยแตกร้าวมักเริ่มต้นใกล้รอยเชื่อมหรือข้อต่อเปลี่ยนผ่าน
การทำให้เป็นคาร์บอน: คาร์บอนจะย้ายจากก๊าซในกระบวนการเข้าไปในผนัง ทำให้เกิดการเปราะของโลหะผสม และเปลี่ยนพฤติกรรมการขยายตัวเนื่องจากความร้อน
ออกซิเดชัน: ไอน้ำและอากาศจะค่อยๆ ทำให้ผนังด้านนอกบางลง
ความร้อนสูงเกินไปเฉพาะที่: การเคลื่อนตัวของตัวเร่งปฏิกิริยา การวางแนวของหัวเผาที่ไม่ตรง หรือการปะทะของเปลวไฟจะสร้างแถบร้อนที่เร่งการคืบ

การกระจายกลไกความล้มเหลวของท่อรีฟอร์มเมอร์โดยทั่วไป

ความเสียหายจากครีป 45%

คาร์บูไรเซชั่น 20%

ความเมื่อยล้าจากความร้อน 15%

ออกซิเดชัน 10%

อื่นๆ 10%

เปอร์เซ็นต์เป็นค่าบ่งชี้ตามประสบการณ์ของผู้ปฏิบัติงานในโรงงานไฮโดรเจนที่ถูกเผา ส่วนแบ่งที่แท้จริงจะแตกต่างกันไปตามอายุเตาเผาและรูปแบบการดำเนินงาน

ข้อสรุปในทางปฏิบัติคือการควบคุมอุณหภูมิเป็นคันโยกที่แข็งแกร่งที่สุด การทำแผนที่อุณหภูมิผนังอินฟราเรดเผยให้เห็นแถบร้อนตั้งแต่เนิ่นๆ ในขณะที่การดำเนินการยังคงเป็นไปได้ อายุการใช้งานของท่อยาวนานหมายถึงการเคารพอุณหภูมิการออกแบบ การจำกัดอัตราการทำความร้อนและความเย็น การรักษาหัวเผาให้อยู่ในแนวเดียวกัน และการเปลี่ยนตัวเร่งปฏิกิริยาก่อนที่จะเสื่อมสภาพ

สิ่งที่ต้องตรวจสอบก่อนสั่งซื้อท่อรีฟอร์เมอร์

การซื้อท่อรีฟอร์เมอร์ไม่ใช่การทำธุรกรรมสินค้า หากโลหะวิทยาผิดพลาดหรือเอกสารประกอบไม่สมบูรณ์ ปัญหามักจะปรากฏในบริการเท่านั้น ตรวจสอบรายการตรวจสอบนี้ก่อนสั่งซื้อ:

รหัสการออกแบบ: ยืนยันว่าท่อเป็นไปตามรหัสเครื่องทำความร้อนแบบใช้เชื้อเพลิงหรือถังแรงดันที่ได้รับการยอมรับ และซัพพลายเออร์เปลี่ยนเงื่อนไขกระบวนการของคุณให้เป็นการออกแบบทางกลที่ถูกต้อง
การทดสอบองค์ประกอบและสมบัติทางกล: ต้องมีใบรับรองการหลอมสำหรับทุกความร้อน รวมถึงผลลัพธ์แรงดึงและความแข็งที่ตรงกับโลหะผสมที่ระบุ
การตรวจสอบแบบไม่ทำลาย: ยืนยันการฉายรังสีหรือการครอบคลุมของอัลตราโซนิคของตัวท่อและรอยเชื่อมใดๆ
ประสบการณ์การผลิต: ขออ้างอิงจากโครงการปฏิรูปไฮโดรเจน ไม่ใช่งานหล่อทั่วไป
การจัดการขนส่งและไซต์งาน: ท่อรีฟอร์มเมอร์ขนาดยาวต้องการแผนการยกและจัดเก็บแบบพิเศษ ตรวจสอบว่าซัพพลายเออร์สามารถรองรับการจัดส่งขนาดใหญ่เกินไปได้

วินัยเดียวกันนี้ใช้กับการซื้อเตาเผาทั้งชุด ซัพพลายเออร์ที่มีประสบการณ์ภายในทั้งในด้านเครื่องทำความร้อนและท่อโลหะช่วยลดความเสี่ยงในการเชื่อมต่อ สำหรับคำแนะนำเกี่ยวกับส่วนที่เหลือของเตาเผา บทความการเลือกเครื่องทำความร้อนแบบใช้เชื้อเพลิงและการใช้งานทางวิศวกรรมครอบคลุมถึงประสิทธิภาพเชิงความร้อน โครงร่างหัวเผา และกลยุทธ์ด้านวัสดุในบริการปิโตรเคมี

นอกเหนือจากส่วน Radiant: การนำความร้อนกลับคืนและการปรับปรุงประสิทธิภาพ

ท่อส่งรังสีได้รับความสนใจมากที่สุด แต่ 30 ถึง 40% ของเชื้อเพลิงที่ป้อนเข้าไปจะทำให้ส่วนที่มีการแผ่รังสีกลายเป็นก๊าซไอเสียร้อน ส่วนการพาความร้อนจะกู้คืนความร้อนส่วนหนึ่งเพื่ออุ่นอาหาร ไอน้ำร้อนยวดยิ่ง และอากาศที่เผาไหม้อุ่น อุณหภูมิปล่องที่ลดลงทุกๆ 25°C ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของเตาเผาโดยรวมประมาณหนึ่งเปอร์เซ็นต์

ส่วนการพาความร้อนแบบโมดูลาร์นั้นผลิตโดยโรงงาน ซึ่งทำให้การทำงานของไซต์งานสั้นลง และช่วยให้มีการควบคุมการเชื่อมและการทดสอบ วัสดุท่อถูกเลือกสำหรับอุณหภูมิโลหะปานกลาง แต่ยังต้องการความต้านทานการกัดกร่อนของก๊าซไอเสีย ข้อเสนออุตสาหกรรม Tuopu โมดูลส่วนการพาความร้อน จับคู่กับซองเตาเผา ทำให้การจัดซื้อและการติดตั้งไซต์ง่ายขึ้น

China Convection Section Module Manufacturer, Factory

ประเทศจีนผู้ผลิตโมดูลส่วนการพาความร้อน, โรงงาน Tuopu Industry เป็นผู้ผลิตและโรงงานโมดูลส่วนการพาความร้อนของจีน ซึ่งนำเสนอส่วนการพาความร้อนของเตาโมดูลาร์สำหรับงานหนักที่... ดูผลิตภัณฑ์ →

วิธีปฏิบัติที่ช่วยยืดอายุหลอดรีฟอร์มเมอร์

การดำเนินการจะตัดสินอายุการใช้งานของท่อจริงมากกว่าส่วนต่างของการออกแบบใดๆ พืชที่มีแคมเปญหลอดยาวปฏิบัติตามหลักปฏิบัติพื้นฐานเดียวกัน:

รักษาอุณหภูมิของโลหะท่อให้อยู่ในขอบเขตการออกแบบ และบันทึกการสแกนอินฟราเรดตามกำหนดเวลาที่กำหนด
จำกัดอัตราการเปิดและปิดทางลาด โดยทั่วไปจะต่ำกว่า 50 ถึง 100°C ต่อชั่วโมง ขึ้นอยู่กับความหนาของผนัง
รักษาอัตราส่วนไอน้ำต่อคาร์บอนในช่วงการออกแบบ อัตราส่วนที่ต่ำจะส่งเสริมการเกิดคาร์บูไรเซชัน
ตรวจสอบหัวเผาเพื่อไม่ให้เปลวไฟกระทบกับท่อ
ตรวจสอบความดันท่อลดลงเพื่อตรวจจับการส่งสัญญาณตัวเร่งปฏิกิริยาตั้งแต่เนิ่นๆ
แทนที่ตัวเร่งปฏิกิริยาตามแผนแทนที่จะเลื่อนไปยังแคมเปญถัดไป

อายุการคืบสัมพัทธ์กับอุณหภูมิโลหะท่อ

ขนาดสัมพัทธ์ตามข้อมูลการแตกของคืบทั่วไปที่เผยแพร่ ความสัมพันธ์ที่แน่นอนขึ้นอยู่กับโลหะผสมและระดับความเครียด

คำถามที่พบบ่อย

หลอดรีฟอร์มเมอร์รุ่นไฮโดรเจนมีอายุการใช้งานนานเท่าใด

อายุการใช้งานการออกแบบปกติคือ 100,000 ชั่วโมง หรือประมาณ 11.4 ปี อายุการใช้งานจริงอาจยาวนานขึ้นได้หากมีการจัดการอุณหภูมิอย่างระมัดระวัง หรือสั้นลงหากเตาเผาเผชิญกับจุดร้อนเรื้อรังหรือวงจรบ่อยครั้ง ปัจจัยในการตัดสินใจคือประวัติอุณหภูมิโลหะที่สะสม ไม่ใช่อายุตามปฏิทิน

ท่อรีฟอร์มเมอร์และท่อแคร็กแตกต่างกันอย่างไร?

ท่อรีฟอร์มเมอร์ประกอบด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาและแปลงไฮโดรคาร์บอนและไอน้ำให้เป็นก๊าซสังเคราะห์ในปฏิกิริยาดูดความร้อน ท่อแคร็กในเตาเผาเอทิลีนไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยาและอาศัยความร้อนจากการแผ่รังสีเพียงอย่างเดียวในการแตกไฮโดรคาร์บอน ความต้องการบริการที่แตกต่างกันต้องใช้โลหะผสมและตัวเลือกการออกแบบที่แตกต่างกัน

ท่อรีฟอร์มเมอร์ที่ใช้แล้วสามารถซ่อมแซมโดยการเชื่อมได้หรือไม่?

การเชื่อมแบบแนบเล็กน้อยเป็นที่ยอมรับได้ แต่ไม่ควรเชื่อมท่อที่มีการแตกร้าวแบบคืบคลานอย่างถาวร วัสดุที่มีอายุในการเชื่อมจะทำให้เกิดความเข้มข้นของความเค้นใหม่และสามารถซ่อนความเสียหายที่ลึกลงไปได้ แนวทางปฏิบัติมาตรฐานคือการเปลี่ยนท่อที่ชำรุดและตรวจสอบคอยล์ที่เหลือ

เหตุใดการรับรองวัสดุจึงมีความสำคัญสำหรับท่อรีฟอร์มเมอร์

ไม่สามารถตรวจสอบความแรงของครีปด้วยสายตาได้ การรับประกันอายุการใช้งานการออกแบบเพียงอย่างเดียวคือองค์ประกอบที่ตรวจสอบได้ ข้อมูลการทดสอบทางกล และผลลัพธ์ NDT จากความร้อนแต่ละครั้ง ใบรับรองที่ไม่ตรงกับการหล่อจริงสามารถเปลี่ยนการออกแบบ 100,000 ชั่วโมงให้มีอายุการใช้งานสั้นลงมาก

บรรทัดล่าง

ท่อรีฟอร์มเมอร์รุ่นไฮโดรเจนทำงานที่ขอบของสิ่งที่โลหะสามารถทำได้ การตัดสินใจหลักคือเกรดโลหะผสม คุณภาพการหล่อแบบแรงเหวี่ยง อัตราการออกแบบ และความน่าเชื่อถือของซัพพลายเออร์ เมื่อได้รับสิทธิ์ทั้งสี่ข้อแล้วเตาหลอมจะทำงานอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหนึ่งทศวรรษหรือมากกว่านั้น ข้ามขั้นตอนการตรวจสอบและคุณจะเดิมพันทั้งเตาด้วยส่วนประกอบที่มีราคาแพงในการเปลี่ยน

ทีมวิศวกรอุตสาหกรรม Tuopu สามารถตรวจสอบเงื่อนไขกระบวนการของคุณและแนะนำการกำหนดค่าเตาเผาและเกรดท่อที่ตรงกับไซต์ของคุณ เข้าถึงพวกเขาได้ผ่านทาง หน้าติดต่อ .