Zasnova postavitve pregrade proti-toku za težko olje in grelne rezervoarje za asfalt
Ultra{0}}težka nafta in asfalt z visoko viskoznostjo tvorita obstojne stoječe tekoče mejne plasti okoli potopljenih grelnih cevi, kar ustvarja lokalno pregrevanje in debele trdovratne usedline koksanja, ki drastično skrajšajo življenjsko dobo komponent. Enostavno znižanje površinske gostote vatov ne more v celoti odpraviti statičnih visoko{2}}temperaturnih mrtvih območij znotraj ogrevalnih rezervoarjev, saj naravna konvekcija tekočine ostaja izjemno šibka v pogojih visoko-viskoznega medija. Strukturne postavitve lopute za pretok po meri vodijo prisilno kroženje medija po vseh površinah grelnih cevi, da razbijejo stagnirajoče oljne plasti, uravnotežijo porazdelitev temperature in zmanjšajo kopičenje ostankov ogljika. Nizi senzorjev termočlenov, enakomerno porazdeljeni po notranjosti rezervoarja, beležijo razlike v enakomernosti temperature med ogrevalnimi sistemi z omrežji in brez omrežij, s čimer kvantificirajo izboljšanje proti-koksanja, ki ga prinašajo optimizirane strukture za vodenje pretoka.
Naravna konvekcija znotraj nespremenjenih rezervoarjev za ogrevanje težkega olja ustvarja razločne večplastne vzorce gibanja tekočine. Hladen medij z visoko{1}}viskoznostjo potone na dno rezervoarja, medtem ko se segreto olje z nizko{2}}gostoto počasi dviga in tvori nepremični oljni film, ki ovija stranske stene grelne cevi z minimalnim obnavljanjem tekočine. Ujeta statična oljna plast absorbira neprekinjeno toplotno moč brez kroženja, s čimer potisne temperature stene cevi daleč nad temperaturo srednjega tovora in sproži hitro karbonizacijo asfalta in težkega goriva. Debele plasti koksa se enakomerno kopičijo vzdolž površine cevi v tednih neprekinjenega delovanja, s čimer se poveča toplotni upor in okrepi akumulacija toplote v samo-negativnem ciklu. Celo grelne cevi iz zlitine Incoloy800 trpijo zaradi pospešene sulfidne korozije pri tako stagnirajočem stiku z oljem pri visoki{8}}temperaturi.
Navpične in vodoravne kombinirane postavitve pregrad pretoka motijo stacionarne plasti tekočine s preusmeritvijo toka obtoka, ki ga- poganja črpalka, čez površine grelnih cevi. Perforirane kovinske pregrade, nameščene v zamaknjenih intervalih, ustvarjajo-turbulenco navzkrižnega toka, ki odstranjuje stagnirajoče oljne filme stran od zunanjih sten cevi in ohranja stalno obnavljanje medija v bližini grelnih površin. Razmerja odpiranja pregrad in koti namestitve so podvrženi iterativnemu simulacijskemu testiranju, da se uravnoteži pretočni upor in intenzivnost turbulence, s čimer se prepreči prekomerna poraba energije črpalke, hkrati pa se odpravijo vsa vztrajno visoka{4}}temperaturna mrtva območja znotraj grelnih posod. Pri vodoravnih razporeditvah cevi za ogrevanje rezervoarja nagnjene pregradne plošče vodijo tok tekočine navzgor, da pokrijejo spodnje površine cevi, ki so nagnjene k najdebelejšemu kopičenju koksa.
Izbira materiala pregrade se mora ujemati z značilnostmi korozije in temperaturnimi značilnostmi srednjega težkega olja, da se prepreči strukturna okvara in sekundarna kontaminacija medija. Navadne lopute iz ogljikovega jekla hitro korodirajo v težkem gorivu,-bogatem z žveplom, pri čemer se sproščajo ostanki železovega oksida, ki pospešujejo obraščanje površine ogrevalnih cevi in srednje razgradnjo. 316L lopute iz nerjavečega jekla služijo običajnim rezervoarjem za ogrevanje težkega olja z zmerno vsebnostjo žvepla, medtem ko posode za predelavo asfalta z visoko-žveplom uporabljajo pregrade za pretok iz zlitine Incoloy800, ki ustrezajo ogrevanju razred materiala cevnega plašča. Vse odbojne površine so gladko polirane, da se zmanjša oprijem viskoznega olja in poenostavijo postopki rednega čiščenja rezervoarja.
Sinergija med loputami za pretok, ogrevalnimi cevmi z nizko površinsko obremenitvijo in nastavitvijo hitrosti obtočne črpalke povečuje učinkovitost proti-koksanju sistemov za težko olje. Strukture za vodenje pretoka odpravljajo statična območja akumulacije toplote, medtem ko površinska obremenitev, manjša od ali enaka 6 W/cm², omejuje nadzor najvišje temperature stene cevi za upočasnitev hitrosti reakcije karbonizacije olja. Pogoni-črpalk s spremenljivo{4}}frekvenčnostjo prilagajajo hitrost kroženja glede na-temperaturne podatke v realnem času, ki jih prenašajo-senzorji termoelementov, nameščeni na rezervoarju, in samodejno povečajo hitrost pretoka med nizko{7}}temperaturnimi zagonskimi fazami, ko viskoznost olja doseže najvišje vrednosti. Preslikava-temperature v realnem času iz porazdeljenih točk termoelementov prepozna delno blokado pregrade ali kopičenje umazanije za načrtovanje ciljnega vzdrževanja rezervoarja, preden učinkovitost ogrevanja opazno upade.
Integrirana zasnova ogrevalnega sistema na težko olje združuje proti-korozijske grelne cevi Incoloy800, toplotno konfiguracijo z ultra-nizko površinsko gostoto vatov in optimizirane postavitve pregrad za turbulenčni tok, ki jih podpira več-točkovno spremljanje temperature s termočlenom. Ta celovita rešitev proti -koksanju, ki vodi pretok, odpravlja stagnirajoče visoko{6}}temperaturne mrtve cone in vztrajno kopičenje koksa, podaljšuje življenjsko dobo ogrevalnih sklopov za težko olje in asfalt ter stabilizira dolgoročno-učinkovitost obdelave.
