Pre-heating ທໍ່ແລະທໍ່ໃນອຸດສາຫະກໍານ້ໍາມັນແລະອາຍແກັສທີ່ມີລະບົບຄວາມຮ້ອນ induction
ໃນອຸດສາຫະກໍານ້ໍາມັນແລະອາຍແກັສ, ການເຊື່ອມໂລຫະທໍ່ແລະທໍ່ທີ່ເຫມາະສົມແມ່ນສໍາຄັນຕໍ່ການຮັກສາຄວາມສົມບູນຂອງໂຄງສ້າງ, ປ້ອງກັນການຮົ່ວໄຫຼ, ແລະຮັບປະກັນຄວາມປອດໄພໃນການດໍາເນີນງານ. ການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນກ່ອນແມ່ນຂັ້ນຕອນທີ່ສໍາຄັນໃນຂະບວນການນີ້, ໂດຍສະເພາະສໍາລັບເຫຼັກໂລຫະປະສົມທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງແລະວັດສະດຸທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຝາ. ໃນຂະນະທີ່ວິທີການເຮັດຄວາມຮ້ອນກ່ອນແບບດັ້ງເດີມເຊັ່ນເຕົາແກ໊ດແລະຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງ, ການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນແບບ induction ໄດ້ກາຍເປັນທາງເລືອກທີ່ດີກວ່າ, ສະເຫນີການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມທີ່ຊັດເຈນ, ປະສິດທິພາບພະລັງງານ, ແລະຄວາມປອດໄພເພີ່ມຂຶ້ນ. ບົດຄວາມນີ້ພິຈາລະນາດ້ານວິຊາການ, metrics ການປະຕິບັດ, ແລະຜົນປະໂຫຍດທາງເສດຖະກິດຂອງ induction heating systems ສໍາລັບການນໍາໃຊ້ທໍ່ແລະທໍ່ກ່ອນຄວາມຮ້ອນໃນຂະແຫນງນ້ໍາມັນແລະອາຍແກັສ.
ພື້ນຖານຂອງການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ Induction
ການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນແບບ induction ດໍາເນີນການໂດຍຫຼັກການຂອງການ induction ແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ, ບ່ອນທີ່ສະຫຼັບກະແສໄຟຟ້າທີ່ຜ່ານ coil ສ້າງພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກທີ່ induces eddy ປະຈຸບັນໃນວັດສະດຸ conductive ໃກ້ຄຽງ. ກະແສໄຟຟ້າເຫຼົ່ານີ້ພົບກັບຄວາມຕ້ານທານພາຍໃນວັດສະດຸ, ສ້າງຄວາມຮ້ອນໃນທ້ອງຖິ່ນ. ຂະບວນການສະເຫນີຂໍ້ດີຫຼາຍ:
- ການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນແບບບໍ່ຕິດຕໍ່
- ການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມທີ່ຊັດເຈນ
- ອັດຕາຄວາມຮ້ອນໄວ
- ການແຜ່ກະຈາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ສອດຄ່ອງ
- ປະສິດທິພາບພະລັງງານ
- ປັບປຸງຄວາມປອດໄພໃນບ່ອນເຮັດວຽກ
ຕົວກໍານົດການດ້ານວິຊາການຂອງລະບົບຄວາມຮ້ອນ induction
ປະສິດທິພາບຂອງລະບົບຄວາມຮ້ອນ induction ແມ່ນຂຶ້ນກັບຕົວກໍານົດການດ້ານວິຊາການຕ່າງໆທີ່ຕ້ອງໄດ້ຮັບການ optimized ສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກສະເພາະ. ຕາຕະລາງ 1 ສະຫນອງສະພາບລວມຂອງຕົວກໍານົດການເຫຼົ່ານີ້.
ຕາຕະລາງ 1: ຕົວກໍານົດການດ້ານວິຊາການທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບລະບົບຄວາມຮ້ອນ induction
| ພາລາມິເຕີ | ລະດັບ | ຄວາມສໍາຄັນ |
|---|---|---|
| ຄວາມຖີ່ຂອງການ | 1-400kHz | ກໍານົດຄວາມເລິກເຈາະ; ຄວາມຖີ່ຕ່ໍາສໍາລັບວັດສະດຸຫນາ |
| ຄວາມ ໜາ ແໜ້ນ ຂອງພະລັງງານ | 5-30 kW/dm² | ຜົນກະທົບຕໍ່ອັດຕາຄວາມຮ້ອນແລະຄວາມເປັນເອກະພາບຂອງອຸນຫະພູມ |
| ການອອກແບບ Coil | ການຕັ້ງຄ່າຕ່າງໆ | ຜົນກະທົບຕໍ່ປະສິດທິພາບຄວາມຮ້ອນແລະການແຜ່ກະຈາຍອຸນຫະພູມ |
| Power Output | 5-1000 kW | ກໍານົດຄວາມອາດສາມາດໃຫ້ຄວາມຮ້ອນສູງສຸດແລະການສົ່ງຜ່ານ |
| Coupling ໄລຍະທາງ | 5-50 ມມ | ຜົນກະທົບຕໍ່ປະສິດທິພາບການໂອນພະລັງງານ |
| ຄວບຄຸມຄວາມຖືກຕ້ອງ | ±5-10°C | ສໍາຄັນສໍາລັບການປະຊຸມສະເພາະຂັ້ນຕອນການເຊື່ອມໂລຫະ |
| ແຮງດັນໄຟຟ້າ | 380, 690V | ກໍານົດຄວາມຕ້ອງການສະຫນອງພະລັງງານ |
| ຄວາມຕ້ອງການຄວາມເຢັນ | 20-200 ລິດ / ນາທີ | ເປັນສິ່ງຈໍາເປັນສໍາລັບຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງລະບົບແລະອາຍຸຍືນ |
Induction Heating ສໍາລັບວັດສະດຸທໍ່ທີ່ແຕກຕ່າງກັນແລະຂະຫນາດ
ປະສິດທິພາບຂອງຄວາມຮ້ອນ induction ແຕກຕ່າງກັນກັບວັດສະດຸທໍ່ແລະຂະຫນາດ. ຕາຕະລາງ 2 ນໍາສະເຫນີຂໍ້ມູນການປະຕິບັດຄວາມຮ້ອນໃນທົ່ວວັດສະດຸທົ່ວໄປແລະຂະຫນາດໃນອຸດສາຫະກໍານ້ໍາມັນແລະອາຍແກັສ.
ຕາຕະລາງ 2: ການປະຕິບັດຄວາມຮ້ອນຂອງ induction ໂດຍວັດສະດຸແລະຂະຫນາດ
| ອຸປະກອນການ | ເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂອງທໍ່ (in) | ຄວາມຫນາຂອງຕ່ອນ (ມມ) | ຕ້ອງການພະລັງງານ (kW) | ເວລາຮ້ອນເຖິງ 200°C (ນາທີ) | ການບໍລິໂພກພະລັງງານ (kWh) |
|---|---|---|---|---|---|
| ເຫຼັກກາກບອນ | 6 | 12.7 | 25 | 4.2 | 1.75 |
| ເຫຼັກກາກບອນ | 12 | 15.9 | 50 | 6.5 | 5.42 |
| ເຫຼັກກາກບອນ | 24 | 25.4 | 120 | 12.8 | 25.6 |
| ສະແຕນເລດ | 6 | 12.7 | 28 | 5.1 | 2.38 |
| ສະແຕນເລດ | 12 | 15.9 | 55 | 7.8 | 7.15 |
| Duplex Steel | 12 | 15.9 | 60 | 8.3 | 8.30 |
| Chrome-Moly (P91) | 12 | 19.1 | 65 | 9.2 | 9.97 |
| Inconel | 8 | 12.7 | 40 | 7.5 | 5.00 |
ການວິເຄາະການປຽບທຽບຂອງເທກໂນໂລຍີກ່ອນຄວາມຮ້ອນ
ເພື່ອເຂົ້າໃຈຄວາມໄດ້ປຽບຂອງການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ induction, ມັນມີຄຸນຄ່າທີ່ຈະປຽບທຽບມັນກັບວິທີການເຮັດຄວາມຮ້ອນເບື້ອງຕົ້ນ. ຕາຕະລາງ 3 ສະຫນອງການປຽບທຽບທີ່ສົມບູນແບບ.
ຕາຕະລາງ 3: ການປຽບທຽບເທກໂນໂລຍີການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນກ່ອນທໍ່
| ພາລາມິເຕີ | Induction Heating | ຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນ | ເຕົາແກ໊ດ |
|---|---|---|---|
| ອັດຕາຄວາມຮ້ອນ (°C/ນາທີ) | 40-100 | 10-30 | 15-40 |
| ຄວາມເປັນເອກະພາບຂອງອຸນຫະພູມ (±°C) | 5-10 | 10-25 | 30-50 |
| ປະສິດທິພາບພະລັງງານ (%) | 80-90 | 60-70 | 30-40 |
| ເວລາຕັ້ງຄ່າ (ນາທີ) | 10-15 | 20-30 | 5-10 |
| ການຄວບຄຸມຂະບວນການ | ອັດຕະໂນມັດ | ເຄິ່ງອັດຕະໂນມັດ | ຄູ່ມື |
| ການຄວບຄຸມເຂດທີ່ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກຄວາມຮ້ອນ | ທີ່ດີເລີດ | ດີ | ທຸກຍາກ |
| ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການດໍາເນີນງານ ($/ຊົ່ວໂມງ) | 15-25 | 18-30 | 25-40 |
| ການລົງທຶນເບື້ອງຕົ້ນ ($) | 30,000-150,000 | 5,000-30,000 | 1,000-5,000 |
| ລະດັບຄວາມສ່ຽງດ້ານຄວາມປອດໄພ | ຕ່ໍາ | ຂະຫນາດກາງ | ສູງ |
| ຜົນກະທົບຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມ | ຕ່ໍາ | ຂະຫນາດກາງ | ສູງ |
ກໍລະນີສຶກສາ: ການຈັດຕັ້ງປະຕິບັດໂຄງການທໍ່ສົ່ງນອກຝັ່ງ
ໂຄງການທໍ່ສົ່ງທາງນອກທະເລເໜືອໄດ້ປະຕິບັດການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນແບບ induction ສໍາລັບການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນກ່ອນການເຊື່ອມຢູ່ໃນທໍ່ທໍ່ເຫຼັກກ້າຄາບອນຂະໜາດ 24 ນິ້ວທີ່ມີຄວາມໜາຂອງຝາ 25.4 ມມ. ໂຄງການດັ່ງກ່າວກ່ຽວຂ້ອງ 320 ການເຊື່ອມ, ແຕ່ລະຄົນຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນກ່ອນທີ່ຈະ 150 ° C. ຂໍ້ມູນໄດ້ຖືກເກັບກໍາເພື່ອວິເຄາະຕົວຊີ້ບອກປະສິດທິພາບ.
ຕາຕະລາງ 4: ກໍລະນີສຶກສາຂໍ້ມູນການປະຕິບັດ
| Metric | Induction Heating | ວິທີການທີ່ຜ່ານມາ (ການຕໍ່ຕ້ານ) |
|---|---|---|
| ເວລາຄວາມຮ້ອນສະເລ່ຍຕໍ່ຂໍ້ຕໍ່ (ນາທີ) | 11.5 | 28.3 |
| ຄວາມຜັນຜວນຂອງອຸນຫະພູມໃນສ່ວນລວມ (°C) | ± 7 | ± 22 |
| ການບໍລິໂພກພະລັງງານຕໍ່ຮ່ວມ (kWh) | 21.8 | 42.5 |
| ຊົ່ວໂມງແຮງງານຕໍ່ຮ່ວມ (ຊ) | 0.5 | 1.2 |
| ເວລາປິດເຄື່ອງ (%) | 2.1 | 8.7 |
| ໄລຍະເວລາໂຄງການທັງໝົດ (ມື້) | 24 | 41 (ປະມານ) |
| ການບໍລິໂພກພະລັງງານທັງໝົດ (MWh) | 7.0 | 13.6 |
| ການປ່ອຍອາຍຄາບອນ (CO₂e ໂຕນ) | 2.8 | 5.4 |
ການປະຕິບັດດັ່ງກ່າວເຮັດໃຫ້ໄລຍະເວລາໂຄງການຫຼຸດລົງ 42% ແລະການໃຊ້ພະລັງງານຫຼຸດລົງ 48% ເມື່ອທຽບກັບວິທີການເຮັດຄວາມຮ້ອນແບບດັ້ງເດີມທີ່ໃຊ້ໃນເມື່ອກ່ອນ.
ພິຈາລະນາດ້ານວິຊາການສໍາລັບການຈັດຕັ້ງປະຕິບັດ
ການເລືອກຄວາມຖີ່
ຄວາມຖີ່ຂອງລະບົບຄວາມຮ້ອນ induction ມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ການປະຕິບັດຂອງມັນ, ໂດຍສະເພາະກ່ຽວກັບຄວາມເລິກຂອງຄວາມຮ້ອນ. ຕາຕະລາງ 5 ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມສໍາພັນລະຫວ່າງຄວາມຖີ່ແລະຄວາມເລິກເຈາະສໍາລັບວັດສະດຸຕ່າງໆ.
ຕາຕະລາງ 5: ຄວາມສຳພັນຄວາມຖີ່ ແລະ ຄວາມເລິກເຈາະ
| ອຸປະກອນການ | ຄວາມຖີ່ (kHz) | ຄວາມເລິກເຈາະ (ມມ) |
|---|---|---|
| ເຫຼັກກາກບອນ | 1 | 15.8 |
| ເຫຼັກກາກບອນ | 3 | 9.1 |
| ເຫຼັກກາກບອນ | 10 | 5.0 |
| ເຫຼັກກາກບອນ | 30 | 2.9 |
| ເຫຼັກກາກບອນ | 100 | 1.6 |
| ສະແຕນເລດ | 3 | 12.3 |
| ສະແຕນເລດ | 10 | 6.7 |
| ສະແຕນເລດ | 30 | 3.9 |
| Duplex Steel | 3 | 11.2 |
| Duplex Steel | 10 | 6.1 |
| Inconel | 3 | 9.8 |
| Inconel | 10 | 5.4 |
ການພິຈາລະນາການອອກແບບ Coil
ການອອກແບບຂອງທໍ່ induction ແມ່ນສໍາຄັນສໍາລັບການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນທີ່ມີປະສິດທິພາບ. ການຕັ້ງຄ່າທີ່ແຕກຕ່າງກັນສະເຫນີຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ແຕກຕ່າງກັນສໍາລັບຂະຫນາດທໍ່ສະເພາະແລະຄວາມຕ້ອງການຄວາມຮ້ອນ.
ຕາຕະລາງ 6: ການປະຕິບັດການອອກແບບ Coil Induction
| ການຕັ້ງຄ່າ Coil | ເອກະພາບການແຜ່ກະຈາຍຄວາມຮ້ອນ | ປະສິດທິພາບ (%) | ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ດີທີ່ສຸດ |
|---|---|---|---|
| Helical (ລ້ຽວດຽວ) | ປານກາງ | 65-75 | ທໍ່ຂະໜາດນ້ອຍ (<4″) |
| Helical (ຫຼາຍລ້ຽວ) | ດີ | 75-85 | ທໍ່ເສັ້ນຜ່າສູນກາງກາງ (4″-16″) |
| Pancake | ດີຫຼາຍ | 80-90 | ທໍ່ເສັ້ນຜ່າສູນກາງໃຫຍ່ (> 16 ນິ້ວ) |
| ອອກແບບແບ່ງປັນ | ດີ | 70-80 | ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກພາກສະຫນາມທີ່ມີການເຂົ້າເຖິງຈໍາກັດ |
| ໂປຣໄຟລ໌ແບບກຳນົດເອງ | ທີ່ດີເລີດ | 85-95 | ເລຂາຄະນິດທີ່ຊັບຊ້ອນແລະອຸປະກອນເສີມ |
Economic Analysis
ການປະຕິບັດລະບົບຄວາມຮ້ອນ induction ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການລົງທຶນເບື້ອງຕົ້ນທີ່ສໍາຄັນແຕ່ສະຫນອງການປະຫຍັດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການດໍາເນີນງານຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ຕາຕະລາງ 7 ສະເໜີການວິເຄາະເສດຖະກິດຮອບດ້ານ.
ຕາຕະລາງ 7: ການວິເຄາະທາງເສດຖະກິດຂອງການປະຕິບັດຄວາມຮ້ອນ Induction
| ພາລາມິເຕີ | ມູນຄ່າ |
|---|---|
| ການລົງທຶນເບື້ອງຕົ້ນ ($) | 85,000 |
| ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການບໍາລຸງຮັກສາປະຈໍາປີ ($) | 3,200 |
| ໄລຍະເວລາຂອງລະບົບທີ່ຄາດໄວ້ (ປີ) | 12 |
| ປະຫຍັດຕົ້ນທຶນ ($/ປີ) | 18,500 |
| ປະຢັດຄ່າແຮງງານ ($/ປີ) | 32,000 |
| ການຫຼຸດໄລຍະເວລາໂຄງການ (%) | 35-45 |
| ຜົນປະໂຫຍດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການປັບປຸງຄຸນນະພາບ ($/ປີ) | 12,000 |
| ໄລຍະເວລາຈ່າຍຄືນ (ປີ) | 1.3-1.8 |
| ROI 5 ປີ (%) | 275 |
| 10-Year NPV ($) ໃນອັດຕາສ່ວນຫຼຸດ 7%. | 382,000 |
ແນວໂນ້ມໃນອະນາຄົດ ແລະນະວັດຕະກໍາ
ພາກສະຫນາມຂອງຄວາມຮ້ອນ induction ສໍາລັບການນໍາໃຊ້ນ້ໍາມັນແລະອາຍແກັສສືບຕໍ່ພັດທະນາ, ມີແນວໂນ້ມທີ່ພົ້ນເດັ່ນຂື້ນຫຼາຍ:
- ການເຊື່ອມໂຍງຄູ່ແຝດດິຈິຕອນ: ການສ້າງແບບຈໍາລອງ virtual ຂອງຂະບວນການຄວາມຮ້ອນສໍາລັບການເພີ່ມປະສິດທິພາບແລະການບໍາລຸງຮັກສາທີ່ຄາດເດົາ
- ລະບົບທີ່ເປີດໃຊ້ IoT: ຄວາມສາມາດໃນການຕິດຕາມແລະຄວບຄຸມໄລຍະໄກສໍາລັບ offshore ແລະສະຖານທີ່ຫ່າງໄກສອກຫຼີກ
- ຂັ້ນຕອນການຮຽນຮູ້ເຄື່ອງຈັກ: ລະບົບຄວບຄຸມການປັບຕົວທີ່ເພີ່ມປະສິດທິພາບພາລາມິເຕີຄວາມຮ້ອນໃນເວລາຈິງ
- ລະບົບພະລັງງານສູງແບບພົກພາ: ການອອກແບບກະທັດລັດທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານເພີ່ມຂຶ້ນສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກພາກສະຫນາມ
- ວິທີແກ້ໄຂການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນແບບປະສົມ: ລະບົບ induction ແລະການຕໍ່ຕ້ານປະສົມປະສານສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກພິເສດ
ສະຫຼຸບ
ການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນແບບ induction ສະແດງເຖິງຄວາມກ້າວຫນ້າທີ່ສໍາຄັນໃນເຕັກໂນໂລຢີການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນກ່ອນສໍາລັບການເຊື່ອມທໍ່ແລະທໍ່ໃນອຸດສາຫະກໍານ້ໍາມັນແລະອາຍແກັສ. ຂໍ້ມູນປະລິມານທີ່ນໍາສະເຫນີໃນບົດຄວາມນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງປະສິດທິພາບທີ່ດີກວ່າຂອງຕົນໃນແງ່ຂອງປະສິດທິພາບຄວາມຮ້ອນ, ຄວາມສອດຄ່ອງຂອງອຸນຫະພູມ, ການບໍລິໂພກພະລັງງານ, ແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການດໍາເນີນງານເມື່ອທຽບກັບວິທີການພື້ນເມືອງ. ໃນຂະນະທີ່ການລົງທຶນເບື້ອງຕົ້ນສູງຂຶ້ນ, ການວິເຄາະທາງເສດຖະກິດໄດ້ເປີດເຜີຍຜົນປະໂຫຍດໃນໄລຍະຍາວທີ່ຫນ້າສົນໃຈໂດຍຜ່ານໄລຍະເວລາຂອງໂຄງການທີ່ຫຼຸດລົງ, ການໃຊ້ພະລັງງານຕ່ໍາ, ແລະການປັບປຸງຄຸນນະພາບການເຊື່ອມໂລຫະ.
ໃນຂະນະທີ່ອຸດສາຫະກໍາສືບຕໍ່ໃຫ້ຄວາມສໍາຄັນໃນການປະຕິບັດການປະສິດທິພາບ, ຄວາມປອດໄພ, ແລະຄວາມຍືນຍົງດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມ, ລະບົບຄວາມຮ້ອນ induction ໄດ້ຖືກຕັ້ງໃຫ້ກາຍເປັນເຕັກໂນໂລຢີມາດຕະຖານສໍາລັບການນໍາໃຊ້ຄວາມຮ້ອນກ່ອນທໍ່. ບໍລິສັດທີ່ລົງທຶນໃນເທກໂນໂລຍີນີ້ຢືນຢູ່ທີ່ຈະໄດ້ຮັບຄວາມໄດ້ປຽບໃນການແຂ່ງຂັນທີ່ສໍາຄັນໂດຍຜ່ານການສໍາເລັດໂຄງການໄວ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍພະລັງງານຫຼຸດລົງ, ແລະປັບປຸງຄຸນນະພາບການເຊື່ອມໂລຫະ.