Riziko kontaminácie UPW
Systémy ultra{0}}čistej vody v polovodičových a farmaceutických zariadeniach fungujú pri odpore nad 18 MΩ·cm. Únik pary cez stenu rúrky výmenníka tepla-dokonca aj malá dierka, ktorá produkuje mikrolitre kondenzátu za hodinu-, vnáša do UPW rozpustené pevné látky, oxid kremičitý a organický uhlík. Kontaminácia sa zisťuje po prúde v mieste použitia potom, čo sa potenciálne kontaminovaná voda už dostala do citlivého procesného zariadenia. Poškodenie doštičiek alebo produktu je už spôsobené.
Štandardná detekcia netesností sa spolieha na pravidelné tlakové testovanie výmenníka tepla-offline test vykonávaný počas plánovanej údržby. Únik, ktorý vznikne medzi testami, môže kontaminovať proces niekoľko týždňov pred detekciou.
Integrované sondy vodivosti, namontované priamo v PTFE výmenníku tepla na strategických miestach, poskytujú-detekciu úniku v reálnom čase. Nárast vodivosti v mieste sondy signalizuje kontamináciu v priebehu niekoľkých sekúnd, čo umožňuje okamžitú izoláciu dotknutého okruhu výmenníka predtým, ako sa kontaminovaná voda dostane do zariadenia po prúde.
Dizajn integrovaného snímača
Sonda vodivosti je pár elektród z titánu alebo nehrdzavejúcej ocele zapustených do puzdra z PTFE, ktorý sa montuje do vyhradeného portu v zberači kondenzátu výmenníka tepla alebo v pretlakovom priestore pre vstup pary. Elektródy sa počas normálnej prevádzky dostávajú do kontaktu s tekutinou vo vnútri zberača-pary alebo kondenzátu, prípadne so zmesou pary a procesnej vody, ak dôjde k úniku.
Bežný parný kondenzát má veľmi nízku vodivosť-zvyčajne 1-5 μS/cm pre správne upravenú napájaciu vodu kotla. Ak netesnosť trubice umožní UPW (alebo procesnej chemikálii) vstúpiť do parného priestoru, zmení sa vodivosť tekutiny v zberači. Samotný UPW má vodivosť pod 0,055 μS/cm-nižšiu ako kondenzát – takže únik UPW do pary môže v skutočnosti znížiť vodivosť sondy. Detekčná stratégia preto monitoruje odchýlku vodivosti v oboch smeroch od stanovenej základnej línie, nielen zvýšenie.
V prípade výmenníkov tepla ohrievajúcich chemické roztoky namiesto UPW je zmena vodivosti dramatická a jednoznačná: procesné chemikálie vstupujúce do parného priestoru okamžite zvyšujú vodivosť z 1-5 μS/cm na 500-5 000 μS/cm. Sonda spustí alarm v priebehu niekoľkých sekúnd.
| Dizajnový parameter | Špecifikácia | Odôvodnenie |
|---|---|---|
| Umiestnenie sondy | Zberač kondenzátu za zväzkom rúrok | Detekuje kontamináciu z akejkoľvek netesnej trubice |
| Typ sondy | 2-elektródový kontaktný vodivostný článok | Jednoduché, spoľahlivé, nenáročné na údržbu |
| Materiál elektródy | Titán (2. stupeň) alebo SS316L | Kompatibilné s chémiou parného kondenzátu |
| Materiál puzdra sondy | PTFE, opracovaný z masívu | Zodpovedá materiálu výmenníka tepla; žiadne rozdielne materiálne problémy |
| Pripojenie portu sondy | 1/2" NPT závitový alebo prírubový PTFE | Štandardné vybavenie prístrojového vybavenia; odnímateľné pre kalibráciu |
| Rozsah merania | 0,01-1000 μS/cm | Zahŕňa základnú líniu kondenzátu a rozsah kontaminovaný{0}}únikmi |
| Čas odozvy (T90) | < 5 seconds | Umožňuje rýchlu izoláciu |
| Nastavená hodnota alarmu | ±50 % odchýlka od základnej línie behu | Detekuje únik UPW (zníženie vodivosti) aj únik chemikálií (zvýšenie) |
| Interval výmeny sondy | Ročné (odporúčané) | Zabraňuje driftu pri znečistení elektródy |
Stratégia viacerých-sond na lokalizáciu úniku
Vo viacokruhovom PTFE výmenníku tepla je na výstupe kondenzátu každého nezávislého okruhu nainštalovaná sonda vodivosti. To umožňuje nielen detekciu netesností, ale aj lokalizáciu netesností: sonda, ktorá ukazuje odchýlku vodivosti, identifikuje, v ktorom okruhu sa nachádza netesná trubica. Dotknutý okruh je možné izolovať, zatiaľ čo zostávajúce okruhy pokračujú v ohrievaní. Výroba pokračuje pri zníženej kapacite, kým je naplánovaná oprava.
V prípade veľkých jednookruhových výmenníkov{0}} možno pozdĺž zberača kondenzátu nainštalovať viacero sond, aby sa zúžilo miesto úniku na konkrétnu časť zväzku, čím sa zníži počet rúrok, ktoré sa musia kontrolovať počas opravy.
Integrácia riadiaceho systému
Sondy vodivosti sa pripájajú k viackanálovému vysielaču vodivosti alebo priamo k PLC/DCS zariadenia cez analógové výstupy 4-20 mA. Riadiaci systém nepretržite monitoruje každý kanál sondy a porovnáva nameranú vodivosť s kĺzavým priemerom vypočítaným za predchádzajúcich 24 hodín normálnej prevádzky.
Alarmy odchýlky sú nakonfigurované s dvoma úrovňami: úroveň varovania (± 30 % od základnej čiary), ktorá upozorňuje operátorov, aby to prešetrili, a kritická úroveň (± 50 % od základnej čiary), ktorá automaticky zatvorí parný izolačný ventil v dotknutom okruhu a otvorí obtok, aby odvrátil potenciálne kontaminovaný kondenzát zo spiatočky napájacej vody kotla.
Logika alarmu obsahuje časové oneskorenie (zvyčajne 10-30 sekúnd), aby sa zabránilo nepríjemným alarmom spôsobeným prechodnými výkyvmi vodivosti počas spúšťania alebo zmien záťaže.
Zhrnutie
Výmenníky tepla z PTFE s integrovanými sondami vodivosti poskytujú-detekciu úniku v reálnom čase pre ultra-čistú vodu a vysoko{2}}čisté chemické vykurovacie aplikácie. Sondy inštalované na výstupe kondenzátu každého okruhu detegujú odchýlky vodivosti od základnej čiary v priebehu niekoľkých sekúnd od úniku z trubice, čo umožňuje okamžitú izoláciu predtým, ako sa kontaminovaná kvapalina dostane do procesov po prúde.
Stratégia viacerých{0}}sond lokalizuje únik do konkrétneho okruhu, čo umožňuje pokračovanie čiastočnej prevádzky počas plánovanej opravy. Monitorovanie-v reálnom čase eliminuje rizikové okno spojené s pravidelným offline tlakovým testovaním.
Technická podpora pre integrovanú vodivostnú sondu PTFE špecifikácie výmenníka tepla je k dispozícii po predložení chémie procesných tekutín, normálnej vodivosti parného kondenzátu, požiadaviek na odozvu na alarm a špecifikácií rozhrania riadiaceho systému.
