การออกแบบความหนาแน่นวัตต์ต่ำ: โซลูชันหลักสำหรับโค้กพื้นผิวเครื่องทำความร้อนน้ำมัน
การโค้กที่พื้นผิวคือความล้มเหลว-ที่ไม่กัดกร่อนของท่อให้ความร้อนน้ำมันที่พบบ่อยที่สุด และความหนาแน่นของวัตต์ที่พื้นผิวมากเกินไปเป็นสาเหตุพื้นฐานของปัญหาโค้กที่เกิดขึ้นซ้ำๆ อุปกรณ์ทำความร้อนน้ำมันจำนวนมากใช้การออกแบบความหนาแน่นวัตต์สูงแบบสากลสำหรับการทำน้ำร้อน โดยไม่สนใจความลื่นไหลที่ไม่ดีและประสิทธิภาพการกระจายความร้อนต่ำของตัวกลางน้ำมัน ความร้อนสูงเกินไปในท้องถิ่นซึ่งเกิดจากภาระที่สูงทำให้เกิดคาร์บอไนซ์ของน้ำมันและการสะสมของตะกรัน ก่อให้เกิดวงจรการสะสมความร้อนที่เลวร้ายและการทำให้ถ่านโค้กหนาขึ้น ตามมาตรฐานเชิงปฏิบัติของอุตสาหกรรม โหลดพื้นผิวการให้ความร้อนน้ำมันที่ควบคุมต่ำกว่า 6 วัตต์/ซม.² สามารถระงับการสร้างถ่านโค้กได้อย่างมีประสิทธิภาพ และการตรวจสอบอุณหภูมิแบบเรียลไทม์ของเทอร์โมคัปเปิล-สามารถรักษาการทำงานของโหลดให้อยู่ในช่วงที่ปลอดภัยได้
ตัวกลางน้ำมันมีข้อบกพร่องในการกระจายความร้อนโดยธรรมชาติซึ่งแตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากตัวกลางน้ำ น้ำมีความลื่นไหลสูงและมีความสามารถในการพาความร้อนสูง ซึ่งสามารถดึงความร้อนที่พื้นผิวของท่อทำความร้อนออกไปได้อย่างรวดเร็ว เพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปในท้องถิ่น ผลิตภัณฑ์น้ำมันอุตสาหกรรม ได้แก่ น้ำมันเทอร์มอล น้ำมันบริโภค และน้ำมันหนัก มีความหนืดสูงและมีความเร็วการไหลช้า ส่งผลให้ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนต่ำ ภาระพื้นผิวที่สูงเกินไปจะทำให้อุณหภูมิผนังท่อสูงกว่าอุณหภูมิรวมน้ำมันมาก ซึ่งเกินเกณฑ์การสลายตัวด้วยความร้อนของน้ำมัน และทำให้เกิดตะกอนคาร์บอนที่เกาะติดกับพื้นผิวท่อ
อันตรายจากการสะสมของถ่านโค้กนั้นสะสมและก้าวหน้า ชั้นคาร์บอนบางเริ่มต้นส่งผลต่อประสิทธิภาพการกระจายความร้อนเท่านั้น ทำให้อุปกรณ์สิ้นเปลืองพลังงานมากขึ้นและอุณหภูมิเพิ่มขึ้นช้า ด้วยการทำงานอย่างต่อเนื่อง ชั้นถ่านโค้กจะค่อยๆ หนาขึ้น ก่อตัวเป็นฉนวนป้องกันความร้อนที่ทำให้ความร้อนภายในไม่สามารถแพร่กระจายออกไปด้านนอกได้ อุณหภูมิผนังท่อเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้น้ำมันคาร์บอไนเซชันและการสะสมโค้กรุนแรงยิ่งขึ้น การดำเนินการด้วยอุณหภูมิเกิน-ในระยะยาว-จะทำให้ฉนวนแมกนีเซียมออกไซด์ภายในเป็นคาร์บอนและสายไฟทำความร้อนของฟิวส์ ส่งผลให้เครื่องทำความร้อนไหม้โดยสิ้นเชิง
การจำกัดความหนาแน่นของวัตต์พื้นผิวภายใน 6 วัตต์/ซม.² ก่อให้เกิดอุปสรรคทางเทคนิคที่มีประสิทธิภาพสูงสุดต่อการเกิดถ่านโค้กน้ำมัน การออกแบบที่รับน้ำหนักต่ำจะกระจายความร้อนในพื้นที่หน่วย ทำให้อุณหภูมิผนังท่อคงที่ต่ำกว่าอุณหภูมิการทำให้เป็นคาร์บอนของน้ำมัน แม้ในสภาพแวดล้อมที่มีน้ำมันคงที่หรือไหลต่ำ- ก็จะไม่ทำให้เกิดจุดความร้อนสูงเกินไปในท้องถิ่น ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วจะกำจัดสภาวะอุณหภูมิที่จำเป็นสำหรับการผลิตถ่านโค้ก มาตรฐานโหลดนี้ใช้ได้กับสถานการณ์การให้ความร้อนด้วยน้ำมันในอุตสาหกรรมทั่วไปทั้งหมด และได้รับการตรวจสอบอย่างครบถ้วนโดยกรณีอุตสาหกรรมขนาดใหญ่
การออกแบบโหลดที่เหมาะสมต้องร่วมมือกับการควบคุมความเร็วการไหลของน้ำมันเพื่อให้ได้ผลต้าน-การเกิดถ่านโค้กที่เหมาะสมที่สุด ความเร็วการไหลของน้ำมันที่ต่ำเกินไปจะทำให้เกิดโซนตายของการสะสมความร้อนคงที่แม้จะมีการออกแบบที่มีโหลดต่ำก็ตาม การรักษาการไหลของตัวกลางที่เสถียรทำให้แน่ใจได้ถึงการกระจายความร้อนที่สม่ำเสมอของพื้นผิวท่อทำความร้อน หลีกเลี่ยงโซนตายที่อุณหภูมิสูง-ในพื้นที่ และป้องกันการเติบโตของถ่านโค้กในระดับภูมิภาค
การปรับความหนาแน่นของวัตต์ต่ำให้เหมาะสมเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้สำหรับ-การทำงานของท่อทำความร้อนน้ำมันที่มีอายุการใช้งานยาวนาน เมื่อใช้ร่วมกับวัสดุป้องกันการกัดกร่อน-ที่เข้ากันปานกลาง-และการบำรุงรักษาการทำความสะอาดคาร์บอนเป็นประจำ ก็สามารถแก้ปัญหาความล้มเหลวของถ่านโค้กได้อย่างสมบูรณ์ การปรับแต่งพารามิเตอร์โหลดอย่างมืออาชีพและการควบคุมลูปอุณหภูมิเทอร์โมคัปเปิล-ทำให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์ทำความร้อนน้ำมันจะทำงานได้อย่างเสถียรโดยไม่เกิดถ่านโค้กหรือเกิดความร้อนสูงเกินไปเป็นเวลานาน
