30-minútové tajomstvo
Výmenník tepla PTFE v kúpeli na pokovovanie zinkom ohrieva roztok z 25 stupňov smerom k nastavenej hodnote 55 stupňov. Prvých 30 minút zahrievanie prebieha normálne. Teplota stúpa očakávaným tempom. Tlak pary je stabilný na 3 barg. Potom, bez akejkoľvek zmeny v prívode pary alebo polohe regulačného ventilu, sa rýchlosť ohrevu spomalí. Teplota kúpeľa klesá na 48 stupňov. Výmenník nemôže dosiahnuť požadovanú hodnotu napriek pokračujúcemu toku pary.
Rovnaké správanie sa opakuje každý deň. Studený štart: normálne zahrievanie po dobu 30 minút, potom strata výkonu. Vzor poukazuje na stav, ktorý vzniká vo výmenníku pri jeho prevádzke,-podmienka, ktorá pri spustení neexistuje, ale nahromadí sa počas prvej-hodiny prevádzky.
Túto oneskorenú stratu kapacity môžu spôsobiť tri mechanizmy: progresívne zaplavenie kondenzátu, -zakrytie nekondenzovateľným plynom alebo zmeny toku na strane procesu-. Systematická diagnostika identifikuje, ktorý mechanizmus je zodpovedný.
Mechanizmus 1: Postupné zaplavovanie kondenzátu
Pri spustení je výmenník tepla studený. Para rýchlo kondenzuje a množstvo kondenzátu je vysoké. Odvádzač kondenzátu dostatočne zvláda vysoké zaťaženie, pretože kondenzát chladne a nebliká. Ako sa výmenník zahrieva, teplota kondenzátu stúpa. Pri teplote blízkej-sýtosti sa časť kondenzátu pri prechode cez odlučovač premieňa na paru. Blesková para zaberá objem v odvádzači a potrubí kondenzátu, čím sa znižuje efektívna kapacita odvodu kondenzátu.
Ak má spätné potrubie kondenzátu malú veľkosť, pridaný objem bleskovej pary vytvára protitlak. Protitlak tlačí kondenzát späť do spodných rúrok výmenníka. Zaplavené rúrky prestávajú prenášať teplo. Účinná plocha sa zmenšuje. Tepelný výkon klesá.
Diagnostický podpis: teplota kondenzátu na vstupe odlučovača je na alebo blízko nasýtenia. Pasca rýchlo cykluje alebo zostáva otvorená nepretržite. Spätné vedenie kondenzátu je veľmi horúce ďaleko po prúde, čo naznačuje bleskovú paru. Dočasné zvýšenie odvetrávania kondenzátu krátkodobo obnoví kapacitu.
Mechanizmus 2: Nekondenzovateľná plynová pokrývka-
Vzduch, oxid uhličitý a iné -nekondenzovateľné plyny vstupujú do parného systému počas spúšťania kotla, cez vákuové prerušovače alebo pri chemickom rozklade. Keď para vstupuje do výmenníka tepla, tieto plyny nekondenzujú. Zhromažďujú sa v horných častiach rúrok a vytvárajú stagnujúcu plynovú pokrývku.
Plynová pokrývka izoluje stenu rúrky od pary. Prenos tepla cez sekciu naplnenú plynom- klesne takmer na nulu. Potiahnuté trubice neprispievajú k celkovému tepelnému výkonu. Keď sa nahromadí viac plynu, pokrytá zóna sa rozširuje a kapacita postupne klesá.
Diagnostický podpis: povrchová teplota trubice, meraná infračervenou termometriou alebo kontaktnou sondou, je výrazne chladnejšia v hornej časti trubíc ako v blízkosti vstupu pary. Plynová pokrývka zaberá najvyššie body. Termostatický odvzdušňovací ventil v najvyššom bode výmenníka, ak sa krátkodobo otvorí, uvoľní plyn a okamžite obnoví výkon.
Tabuľka 1: Diagnostická diferenciácia mechanizmov oneskorenej straty kapacity
| Symptóm | Zaplavenie kondenzátu | Plynová deka | Spracovať-stranu zmeny |
|---|---|---|---|
| Načasovanie straty kapacity | Postupne počas 20-40 min | Postupne počas 20-60 min | Súvisí s výrobnou činnosťou |
| Teplotný profil steny rúry | Chladenie dole (zaplavená zóna) | Chladenie hore (plynové vrecko) | Jednotne v pohode |
| Teplota kondenzátu | Takmer nasýtenie; horúce spätné vedenie | Normálne | Normálne |
| Reakcia na odvzdušnenie | Žiadne okamžité zlepšenie | Okamžité obnovenie kapacity | Žiadna odozva |
| Reakcia na obtok pasce | Dočasné zlepšenie | Žiadne zlepšenie | Žiadna odozva |
| Tlak pary na vstupe | Môže sa zvýšiť (protitlak) | Normálne alebo mierne zvýšené | Normálne |
| Vzor nástupu | Rovnaké načasovanie každého cyklu | Načasovanie sa mení v závislosti od prevádzky kotla | Líši sa podľa výrobného plánu |
Mechanizmus 3: Proces-zmeny bočného toku
Ak výmenník tepla slúži recirkulačnému systému, zmena prietoku na strane procesu- môže napodobňovať stratu kapacity. Sitko čerpadla, ktoré sa postupne upcháva, ventil, ktorý sa zatvorí, alebo filter, ktorý sa zaťaží, to všetko znižuje prietok cez výmenník tepla. Znížený prietok znižuje koeficient prestupu tepla a zdá sa, že výmenník stráca kapacitu.
Diagnostický podpis: prietokomer na strane procesu- (ak je nainštalovaný) ukazuje znížený prietok. Pokles tlaku na strane procesu-vo výmenníku je nižší ako základná hodnota. Problém sa vyvíja v priebehu dní až týždňov, nie minút, čím sa odlišuje od záplavy alebo plynovej pokrývky.
Zhrnutie
Oneskorená strata kapacity v PTFE výmenníku tepla -normálne zahrievanie, po ktorom nasleduje pokles po 30 minútach-, je najčastejšie spôsobená progresívnym zaplavovaním kondenzátu, pretože blesková para znižuje kapacitu zachytávača, alebo -akumuláciou nekondenzovateľného plynu pokrývajúceho povrchy rúrok. Teplotný profil steny trubice a odozva na odvetrávanie rozlišujú tieto dva mechanizmy.
Zaplavenie kondenzátu spôsobuje nízke teploty na dne rúrok a reaguje na obtok sifónu. Plynová pokrývka spôsobuje nízke teploty na vrcholoch rúr a reaguje na odvetrávanie. Zmeny toku-na strane procesu sa vyvíjajú v dlhších časových intervaloch a identifikujú sa meraním toku.
Technická podpora pre riešenie problémov s výmenníkom tepla z PTFE je k dispozícii po odoslaní trendov prevádzkových teplôt, konfigurácie systému kondenzátu, údajov o kvalite pary a akýchkoľvek pozorovaných zmenách v prietoku na strane procesu-.
