30-minutna misterija
PTFE izmjenjivač topline u kupki za pocinčavanje zagrijava otopinu od 25 stupnjeva prema zadanoj točki od 55 stupnjeva. Prvih 30 minuta grijanje se odvija normalno. Temperatura raste očekivanom brzinom. Tlak pare ostaje stabilan na 3 bara. Zatim, bez ikakve promjene u dovodu pare ili položaju kontrolnog ventila, brzina zagrijavanja se usporava. Temperatura kupke je na 48 stupnjeva. Izmjenjivač ne može dosegnuti zadanu vrijednost unatoč kontinuiranom protoku pare.
Isto se ponašanje ponavlja svaki dan. Hladni start: normalno grijanje 30 minuta, zatim gubitak kapaciteta. Uzorak ukazuje na stanje koje se razvija unutar izmjenjivača dok radi-stanje koje ne postoji pri pokretanju, ali se nakuplja tijekom prvih pola-sata rada.
Tri mehanizma mogu proizvesti ovaj odgođeni gubitak kapaciteta: progresivno preplavljivanje kondenzatom, ne{0}}pokrivanje plina koji se ne može kondenzirati ili promjene protoka -na strani procesa. Sustavna dijagnoza utvrđuje koji je mehanizam odgovoran.
Mehanizam 1: Progresivno kondenzirano plavljenje
Prilikom pokretanja, izmjenjivač topline je hladan. Para se brzo kondenzira, a opterećenje kondenzatom je veliko. Parni odvajač adekvatno podnosi veliko opterećenje jer je kondenzat hladan i ne treperi. Kako se izmjenjivač zagrijava, temperatura kondenzata raste. Na temperaturi blizu-zasićenja, nešto kondenzata pretvara se u paru dok prolazi kroz sifon. Isprekidana para zauzima volumen u sifonu i liniji kondenzata, smanjujući učinkoviti kapacitet ispuštanja kondenzata.
Ako je povratni vod kondenzata marginalno dimenzioniran, dodatni volumen pare stvara protutlak. Povratni pritisak tjera kondenzat da se vraća u donje cijevi izmjenjivača. Preplavljene cijevi prestaju prenositi toplinu. Efektivna površina se smanjuje. Snaga topline opada.
Dijagnostički potpis: temperatura kondenzata na ulazu u sifon je na ili blizu zasićenja. Zamka se brzo okreće ili ostaje stalno otvorena. Povratni vod kondenzata je vruć daleko nizvodno, što ukazuje na bljesak pare. Privremeno povećanje odzračivanja linije kondenzata nakratko vraća kapacitet.
Mehanizam 2: Ne{1}}pokrivanje plinom koji se ne kondenzira
Zrak, ugljični dioksid i drugi ne{0}}kondenzirajući plinovi ulaze u parni sustav tijekom pokretanja kotla, kroz vakuumske prekidače ili od razgradnje kemijskim tretmanom. Kada para uđe u izmjenjivač topline, ti se plinovi ne kondenziraju. Akumuliraju se u gornjim dijelovima cijevi, tvoreći ustajali plinski omotač.
Plinski pokrivač izolira stijenku cijevi od pare. Prijenos topline kroz dio-ispunjen plinom pada gotovo na nulu. Obložene cijevi ne doprinose ukupnom učinku topline. Kako se nakuplja više plina, pokrivena zona se širi, a kapacitet progresivno opada.
Dijagnostički potpis: površinska temperatura cijevi, mjerena infracrvenom termometrijom ili kontaktnom sondom, znatno je hladnija na vrhu cijevi nego u blizini ulaza pare. Plinski pokrivač zauzima najviše točke. Termostatski otvor za zrak na visokoj točki izmjenjivača, ako se trenutno otvori, oslobađa plin i odmah vraća kapacitet.
Tablica 1: Dijagnostička diferencijacija mehanizama odgođenog gubitka kapaciteta
| Simptom | Poplava kondenzata | Plinsko pokrivanje | Promjena-strane procesa |
|---|---|---|---|
| Vrijeme gubitka kapaciteta | Postupno tijekom 20-40 min | Postupno tijekom 20-60 min | U korelaciji s proizvodnom djelatnošću |
| Profil temperature stijenke cijevi | Hladno na dnu (poplavljena zona) | Hladno na vrhu (gasni džep) | Jednolično ohladiti |
| Temperatura kondenzata | Blizu zasićenja; topli povratni vod | Normalan | Normalan |
| Odgovor na odzračivanje | Nema trenutnog poboljšanja | Trenutačni oporavak kapaciteta | Nema odgovora |
| Odgovor na premosnicu zamke | Privremeno poboljšanje | Nema poboljšanja | Nema odgovora |
| Tlak pare na ulazu | Može se povećati (protupritisak) | Normalno ili blago povišeno | Normalan |
| Uzorak početka | Isto vrijeme svaki ciklus | Vrijeme varira ovisno o radu kotla | Razlikuje se ovisno o rasporedu proizvodnje |
Mehanizam 3: Proces-promjene bočnog toka
Ako izmjenjivač topline opslužuje recirkulacijski sustav, promjena protoka-na strani procesa može oponašati gubitak kapaciteta. Cjedilo pumpe koje se progresivno začepljuje, ventil koji se zatvara ili filtar koji se puni, sve to smanjuje brzinu protoka kroz izmjenjivač topline. Smanjeni protok smanjuje koeficijent prijenosa topline i čini se da izmjenjivač gubi kapacitet.
Dijagnostički potpis: mjerač protoka-na strani procesa (ako je instaliran) pokazuje smanjen protok. Pad tlaka-na procesnoj strani preko izmjenjivača niži je od osnovne vrijednosti. Problem se razvija danima ili tjednima, a ne minutama, što ga razlikuje od poplave ili plinskog pokrivača.
Sažetak
Odgođeni gubitak kapaciteta u PTFE izmjenjivaču topline-normalno zagrijavanje praćeno padom nakon 30 minuta-najčešće je uzrokovano progresivnim preplavljivanjem kondenzata jer para smanjuje kapacitet zamke ili-akumulacijom plina koji se ne kondenzira na površinama cijevi. Profiliranje temperature stijenke cijevi i odgovor na ventilaciju razlikuju ova dva mehanizma.
Preplavljivanje kondenzatom uzrokuje niske temperature na dnu cijevi i reagira na premosnicu sifona. Plinsko pokrivanje uzrokuje niske temperature na vrhovima cijevi i reagira na ventilaciju. Promjene -toka na strani procesa razvijaju se tijekom dužih vremenskih razdoblja i identificiraju se mjerenjem protoka.
Inženjerska podrška za rješavanje problema s PTFE izmjenjivačem topline dostupna je nakon podnošenja trendova radne temperature, konfiguracije kondenzacijskog sustava, podataka o kvaliteti pare i svih uočenih promjena u protoku-strane procesa.
