પ્રસ્તાવનાપ્રેરણા

ક્રાયોજેનિક ટેકનોલોજીના વિકાસ સાથે, ક્રાયોજેનિક પ્રવાહી ઉત્પાદનો રાષ્ટ્રીય અર્થતંત્ર, રાષ્ટ્રીય સંરક્ષણ અને વૈજ્ઞાનિક સંશોધન જેવા ઘણા ક્ષેત્રોમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવી રહ્યા છે. ક્રાયોજેનિક પ્રવાહીનો ઉપયોગ ક્રાયોજેનિક પ્રવાહી ઉત્પાદનોના અસરકારક અને સલામત સંગ્રહ અને પરિવહન પર આધારિત છે, અને ક્રાયોજેનિક પ્રવાહીનું પાઇપલાઇન ટ્રાન્સમિશન સંગ્રહ અને પરિવહનની સમગ્ર પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે. તેથી, ક્રાયોજેનિક પ્રવાહી પાઇપલાઇન ટ્રાન્સમિશનની સલામતી અને કાર્યક્ષમતા સુનિશ્ચિત કરવી ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. ક્રાયોજેનિક પ્રવાહીના ટ્રાન્સમિશન માટે, ટ્રાન્સમિશન પહેલાં પાઇપલાઇનમાં ગેસ બદલવો જરૂરી છે, અન્યથા તે ઓપરેશનલ નિષ્ફળતાનું કારણ બની શકે છે. ક્રાયોજેનિક પ્રવાહી ઉત્પાદન પરિવહનની પ્રક્રિયામાં પ્રી-કૂલિંગ પ્રક્રિયા એક અનિવાર્ય કડી છે. આ પ્રક્રિયા પાઇપલાઇન પર મજબૂત દબાણ આંચકો અને અન્ય નકારાત્મક અસરો લાવશે. વધુમાં, ઊભી પાઇપલાઇનમાં ગીઝરની ઘટના અને સિસ્ટમ ઓપરેશનની અસ્થિર ઘટના, જેમ કે બ્લાઇન્ડ બ્રાન્ચ પાઇપ ભરવા, અંતરાલ પછી ડ્રેનેજ ભરવા અને વાલ્વ ખોલ્યા પછી એર ચેમ્બર ભરવા, સાધનો અને પાઇપલાઇન પર વિવિધ ડિગ્રી પ્રતિકૂળ અસરો લાવશે. આને ધ્યાનમાં રાખીને, આ પેપર ઉપરોક્ત સમસ્યાઓ પર થોડું ઊંડાણપૂર્વક વિશ્લેષણ કરે છે, અને વિશ્લેષણ દ્વારા ઉકેલ શોધવાની આશા રાખે છે.

ટ્રાન્સમિશન પહેલાં લાઇનમાં ગેસનું વિસ્થાપન

ક્રાયોજેનિક ટેકનોલોજીના વિકાસ સાથે, ક્રાયોજેનિક પ્રવાહી ઉત્પાદનો રાષ્ટ્રીય અર્થતંત્ર, રાષ્ટ્રીય સંરક્ષણ અને વૈજ્ઞાનિક સંશોધન જેવા ઘણા ક્ષેત્રોમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવી રહ્યા છે. ક્રાયોજેનિક પ્રવાહીનો ઉપયોગ ક્રાયોજેનિક પ્રવાહી ઉત્પાદનોના અસરકારક અને સલામત સંગ્રહ અને પરિવહન પર આધારિત છે, અને ક્રાયોજેનિક પ્રવાહીનું પાઇપલાઇન ટ્રાન્સમિશન સંગ્રહ અને પરિવહનની સમગ્ર પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે. તેથી, ક્રાયોજેનિક પ્રવાહી પાઇપલાઇન ટ્રાન્સમિશનની સલામતી અને કાર્યક્ષમતા સુનિશ્ચિત કરવી ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. ક્રાયોજેનિક પ્રવાહીના ટ્રાન્સમિશન માટે, ટ્રાન્સમિશન પહેલાં પાઇપલાઇનમાં ગેસ બદલવો જરૂરી છે, અન્યથા તે ઓપરેશનલ નિષ્ફળતાનું કારણ બની શકે છે. ક્રાયોજેનિક પ્રવાહી ઉત્પાદન પરિવહનની પ્રક્રિયામાં પ્રી-કૂલિંગ પ્રક્રિયા એક અનિવાર્ય કડી છે. આ પ્રક્રિયા પાઇપલાઇન પર મજબૂત દબાણ આંચકો અને અન્ય નકારાત્મક અસરો લાવશે. વધુમાં, ઊભી પાઇપલાઇનમાં ગીઝરની ઘટના અને સિસ્ટમ ઓપરેશનની અસ્થિર ઘટના, જેમ કે બ્લાઇન્ડ બ્રાન્ચ પાઇપ ભરવા, અંતરાલ પછી ડ્રેનેજ ભરવા અને વાલ્વ ખોલ્યા પછી એર ચેમ્બર ભરવા, સાધનો અને પાઇપલાઇન પર વિવિધ ડિગ્રી પ્રતિકૂળ અસરો લાવશે. આને ધ્યાનમાં રાખીને, આ પેપર ઉપરોક્ત સમસ્યાઓ પર થોડું ઊંડાણપૂર્વક વિશ્લેષણ કરે છે, અને વિશ્લેષણ દ્વારા ઉકેલ શોધવાની આશા રાખે છે.

પાઇપલાઇનની પ્રી-કૂલિંગ પ્રક્રિયા

ક્રાયોજેનિક લિક્વિડ પાઇપલાઇન ટ્રાન્સમિશનની સમગ્ર પ્રક્રિયામાં, સ્થિર ટ્રાન્સમિશન સ્થિતિ સ્થાપિત કરતા પહેલા, પ્રી-કૂલિંગ અને હોટ પાઇપિંગ સિસ્ટમ અને રિસીવિંગ ઇક્વિપમેન્ટ પ્રક્રિયા, એટલે કે પ્રી-કૂલિંગ પ્રક્રિયા હશે. આ પ્રક્રિયામાં, પાઇપલાઇન અને રિસીવિંગ ઇક્વિપમેન્ટ નોંધપાત્ર સંકોચન તણાવ અને અસર દબાણનો સામનો કરી શકે છે, તેથી તેને નિયંત્રિત કરવું જોઈએ.

ચાલો પ્રક્રિયાના વિશ્લેષણથી શરૂઆત કરીએ.

આખી પ્રી-કૂલિંગ પ્રક્રિયા હિંસક બાષ્પીભવન પ્રક્રિયાથી શરૂ થાય છે, અને પછી બે-તબક્કાનો પ્રવાહ દેખાય છે. અંતે, સિસ્ટમ સંપૂર્ણપણે ઠંડુ થયા પછી સિંગલ-ફેઝ ફ્લો દેખાય છે. પ્રી-કૂલિંગ પ્રક્રિયાની શરૂઆતમાં, દિવાલનું તાપમાન સ્પષ્ટપણે ક્રાયોજેનિક પ્રવાહીના સંતૃપ્તિ તાપમાન કરતાં વધી જાય છે, અને ક્રાયોજેનિક પ્રવાહીના ઉપલા મર્યાદા તાપમાન - અંતિમ ઓવરહિટીંગ તાપમાન કરતાં પણ વધી જાય છે. ગરમીના સ્થાનાંતરણને કારણે, ટ્યુબ દિવાલની નજીકનું પ્રવાહી ગરમ થાય છે અને તરત જ બાષ્પીભવન થાય છે જેથી વરાળ ફિલ્મ બને છે, જે ટ્યુબ દિવાલને સંપૂર્ણપણે ઘેરી લે છે, એટલે કે, ફિલ્મ ઉકળતા થાય છે. તે પછી, પ્રી-કૂલિંગ પ્રક્રિયા સાથે, ટ્યુબ દિવાલનું તાપમાન ધીમે ધીમે મર્યાદા સુપરહીટ તાપમાનથી નીચે જાય છે, અને પછી સંક્રમણ ઉકળતા અને બબલ ઉકળવા માટે અનુકૂળ પરિસ્થિતિઓ રચાય છે. આ પ્રક્રિયા દરમિયાન મોટા દબાણમાં વધઘટ થાય છે. જ્યારે પ્રી-કૂલિંગ ચોક્કસ તબક્કા સુધી હાથ ધરવામાં આવે છે, ત્યારે પાઇપલાઇનની ગરમી ક્ષમતા અને પર્યાવરણ પર ગરમીનું આક્રમણ ક્રાયોજેનિક પ્રવાહીને સંતૃપ્તિ તાપમાન સુધી ગરમ કરશે નહીં, અને સિંગલ-ફેઝ પ્રવાહની સ્થિતિ દેખાશે.

તીવ્ર બાષ્પીભવનની પ્રક્રિયામાં, નાટકીય પ્રવાહ અને દબાણમાં વધઘટ ઉત્પન્ન થશે. દબાણમાં વધઘટની સમગ્ર પ્રક્રિયામાં, ક્રાયોજેનિક પ્રવાહી સીધા ગરમ પાઇપમાં પ્રવેશ્યા પછી પ્રથમ વખત બનેલ મહત્તમ દબાણ દબાણમાં વધઘટની સમગ્ર પ્રક્રિયામાં મહત્તમ કંપનવિસ્તાર છે, અને દબાણ તરંગ સિસ્ટમની દબાણ ક્ષમતા ચકાસી શકે છે. તેથી, સામાન્ય રીતે ફક્ત પ્રથમ દબાણ તરંગનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે.

વાલ્વ ખોલ્યા પછી, દબાણ તફાવતની ક્રિયા હેઠળ ક્રાયોજેનિક પ્રવાહી ઝડપથી પાઇપલાઇનમાં પ્રવેશ કરે છે, અને બાષ્પીભવન દ્વારા ઉત્પન્ન થતી વરાળ ફિલ્મ પ્રવાહીને પાઇપ દિવાલથી અલગ કરે છે, જે એક કેન્દ્રિત અક્ષીય પ્રવાહ બનાવે છે. કારણ કે વરાળનો પ્રતિકાર ગુણાંક ખૂબ નાનો છે, તેથી ક્રાયોજેનિક પ્રવાહીનો પ્રવાહ દર ખૂબ મોટો છે, આગળ વધવા સાથે, ગરમી શોષણને કારણે પ્રવાહીનું તાપમાન વધે છે અને ધીમે ધીમે વધે છે, તે મુજબ, પાઇપલાઇન દબાણ વધે છે, ભરવાની ગતિ ધીમી પડે છે. જો પાઇપ પૂરતી લાંબી હોય, તો પ્રવાહીનું તાપમાન કોઈક સમયે સંતૃપ્તિ સુધી પહોંચવું જોઈએ, તે સમયે પ્રવાહી આગળ વધવાનું બંધ કરે છે. પાઇપ દિવાલમાંથી ક્રાયોજેનિક પ્રવાહીમાં ગરમીનો ઉપયોગ બાષ્પીભવન માટે થાય છે, આ સમયે બાષ્પીભવનની ગતિ ખૂબ વધી જાય છે, પાઇપલાઇનમાં દબાણ પણ વધે છે, ઇનલેટ દબાણના 1.5 ~ 2 ગણા સુધી પહોંચી શકે છે. દબાણ તફાવતની ક્રિયા હેઠળ, પ્રવાહીનો એક ભાગ ક્રાયોજેનિક પ્રવાહી સંગ્રહ ટાંકીમાં પાછો ફરશે, જેના પરિણામે વરાળ ઉત્પન્ન થવાની ગતિ ઓછી થશે, અને પાઇપ આઉટલેટ ડિસ્ચાર્જ, પાઇપ પ્રેશર ડ્રોપમાંથી ઉત્પન્ન થતી વરાળનો એક ભાગ, સમયાંતરે, પાઇપલાઇન પ્રવાહીને દબાણ તફાવતની સ્થિતિમાં ફરીથી સ્થાપિત કરશે, તેથી ઘટના ફરીથી દેખાશે, તેથી પુનરાવર્તિત થશે. જો કે, નીચેની પ્રક્રિયામાં, પાઇપમાં ચોક્કસ દબાણ અને પ્રવાહીનો એક ભાગ હોવાથી, નવા પ્રવાહીને કારણે દબાણમાં વધારો નાનો હોય છે, તેથી દબાણ ટોચ પ્રથમ ટોચ કરતા નાની હશે.

પ્રી-કૂલિંગની સમગ્ર પ્રક્રિયામાં, સિસ્ટમને માત્ર મોટા દબાણ તરંગોની અસર જ નહીં, પણ ઠંડીને કારણે મોટા સંકોચન તણાવનો પણ સામનો કરવો પડે છે. બંનેની સંયુક્ત ક્રિયા સિસ્ટમને માળખાકીય નુકસાન પહોંચાડી શકે છે, તેથી તેને નિયંત્રિત કરવા માટે જરૂરી પગલાં લેવા જોઈએ.

પ્રીકૂલિંગ ફ્લો રેટ પ્રીકૂલિંગ પ્રક્રિયા અને ઠંડા સંકોચન તણાવના કદને સીધી અસર કરે છે, તેથી પ્રીકૂલિંગ પ્રક્રિયાને પ્રીકૂલિંગ પ્રવાહ દરને નિયંત્રિત કરીને નિયંત્રિત કરી શકાય છે. પ્રીકૂલિંગ ફ્લો રેટનો વાજબી પસંદગી સિદ્ધાંત એ છે કે દબાણમાં વધઘટ અને ઠંડા સંકોચન તણાવ સાધનો અને પાઇપલાઇન્સની માન્ય શ્રેણી કરતાં વધુ ન હોય તેની ખાતરી કરવાના આધારે મોટા પ્રીકૂલિંગ ફ્લો રેટનો ઉપયોગ કરીને પ્રીકૂલિંગ સમય ઘટાડવો. જો પ્રી-કૂલિંગ ફ્લો રેટ ખૂબ નાનો હોય, તો પાઇપલાઇન ઇન્સ્યુલેશન કામગીરી પાઇપલાઇન માટે સારી નથી, તે ક્યારેય ઠંડકની સ્થિતિમાં પહોંચી શકતી નથી.

પ્રીકૂલિંગ પ્રક્રિયામાં, બે-તબક્કાના પ્રવાહની ઘટનાને કારણે, સામાન્ય ફ્લોમીટરથી વાસ્તવિક પ્રવાહ દર માપવાનું અશક્ય છે, તેથી તેનો ઉપયોગ પ્રીકૂલિંગ પ્રવાહ દરના નિયંત્રણને માર્ગદર્શન આપવા માટે કરી શકાતો નથી. પરંતુ આપણે પ્રાપ્ત કરનાર જહાજના પાછળના દબાણનું નિરીક્ષણ કરીને પ્રવાહના કદનું પરોક્ષ રીતે મૂલ્યાંકન કરી શકીએ છીએ. ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં, પ્રાપ્ત કરનાર જહાજના પાછળના દબાણ અને પ્રી-કૂલિંગ પ્રવાહ વચ્ચેનો સંબંધ વિશ્લેષણાત્મક પદ્ધતિ દ્વારા નક્કી કરી શકાય છે. જ્યારે પ્રીકૂલિંગ પ્રક્રિયા સિંગલ-ફેઝ પ્રવાહ સ્થિતિમાં આગળ વધે છે, ત્યારે ફ્લોમીટર દ્વારા માપવામાં આવેલ વાસ્તવિક પ્રવાહનો ઉપયોગ પ્રીકૂલિંગ પ્રવાહના નિયંત્રણને માર્ગદર્શન આપવા માટે થઈ શકે છે. આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ ઘણીવાર રોકેટ માટે ક્રાયોજેનિક લિક્વિડ પ્રોપેલન્ટ ભરવાને નિયંત્રિત કરવા માટે થાય છે.

પ્રાપ્ત કરનાર જહાજના પાછળના દબાણમાં ફેરફાર નીચે મુજબ પ્રીકૂલિંગ પ્રક્રિયાને અનુરૂપ છે, જેનો ઉપયોગ પ્રીકૂલિંગ તબક્કાનું ગુણાત્મક મૂલ્યાંકન કરવા માટે થઈ શકે છે: જ્યારે પ્રાપ્ત કરનાર જહાજની એક્ઝોસ્ટ ક્ષમતા સ્થિર હોય છે, ત્યારે ક્રાયોજેનિક પ્રવાહીના હિંસક બાષ્પીભવનને કારણે પાછળનું દબાણ ઝડપથી વધશે, અને પછી પ્રાપ્ત કરનાર જહાજ અને પાઇપલાઇનના તાપમાનમાં ઘટાડો સાથે ધીમે ધીમે પાછું આવશે. આ સમયે, પ્રીકૂલિંગ ક્ષમતા વધે છે.

અન્ય પ્રશ્નો માટે આગામી લેખ પર ટ્યુન રહો!

HL ક્રાયોજેનિક સાધનો

૧૯૯૨ માં સ્થપાયેલ HL ક્રાયોજેનિક ઇક્વિપમેન્ટ એ HL ક્રાયોજેનિક ઇક્વિપમેન્ટ કંપની ક્રાયોજેનિક ઇક્વિપમેન્ટ કંપની લિમિટેડ સાથે જોડાયેલી બ્રાન્ડ છે. HL ક્રાયોજેનિક ઇક્વિપમેન્ટ ગ્રાહકોની વિવિધ જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા માટે હાઇ વેક્યુમ ઇન્સ્યુલેટેડ ક્રાયોજેનિક પાઇપિંગ સિસ્ટમ અને સંબંધિત સપોર્ટ ઇક્વિપમેન્ટની ડિઝાઇન અને ઉત્પાદન માટે પ્રતિબદ્ધ છે. વેક્યુમ ઇન્સ્યુલેટેડ પાઇપ અને ફ્લેક્સિબલ હોઝ ઉચ્ચ વેક્યુમ અને મલ્ટી-લેયર મલ્ટી-સ્ક્રીન સ્પેશિયલ ઇન્સ્યુલેટેડ મટિરિયલ્સમાં બનાવવામાં આવે છે, અને અત્યંત કડક તકનીકી સારવાર અને ઉચ્ચ વેક્યુમ ટ્રીટમેન્ટની શ્રેણીમાંથી પસાર થાય છે, જેનો ઉપયોગ પ્રવાહી ઓક્સિજન, પ્રવાહી નાઇટ્રોજન, પ્રવાહી આર્ગોન, પ્રવાહી હાઇડ્રોજન, પ્રવાહી હિલીયમ, લિક્વિફાઇડ ઇથિલિન ગેસ LEG અને લિક્વિફાઇડ નેચર ગેસ LNG ના ટ્રાન્સફર માટે થાય છે.

HL ક્રાયોજેનિક ઇક્વિપમેન્ટ કંપનીમાં વેક્યુમ જેકેટેડ પાઇપ, વેક્યુમ જેકેટેડ હોઝ, વેક્યુમ જેકેટેડ વાલ્વ અને ફેઝ સેપરેટરની પ્રોડક્ટ શ્રેણી, જે અત્યંત કડક તકનીકી સારવારની શ્રેણીમાંથી પસાર થઈ છે, તેનો ઉપયોગ પ્રવાહી ઓક્સિજન, પ્રવાહી નાઇટ્રોજન, પ્રવાહી આર્ગોન, પ્રવાહી હાઇડ્રોજન, પ્રવાહી હિલીયમ, LEG અને LNG ના ટ્રાન્સફર માટે થાય છે, અને આ ઉત્પાદનો એર સેપરેશન, ગેસ, એવિએશન, ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, સુપરકન્ડક્ટર, ચિપ્સ, ઓટોમેશન એસેમ્બલી, ફૂડ અને બેવરેજ, ફાર્મસી, હોસ્પિટલ, બાયોબેંક, રબર, નવી સામગ્રી ઉત્પાદન કેમિકલ એન્જિનિયરિંગ, આયર્ન અને સ્ટીલ અને વૈજ્ઞાનિક સંશોધન વગેરે ઉદ્યોગોમાં ક્રાયોજેનિક સાધનો (દા.ત. ક્રાયોજેનિક ટાંકી, દેવર્સ અને કોલ્ડબોક્સ વગેરે) માટે સેવા આપવામાં આવે છે.