Problem nagnutog poda
Spremnici za pročišćavanje otpadnih voda, zgušnjivači mulja i određeni spremnici za oplatu imaju nagnute podove-obično 2-5 stupnjeva od horizontale-za usmjeravanje taloženih krutih tvari prema sabirnom rezervoaru. Izmjenjivač topline instaliran iznad nagnutog poda mora slijediti nagib poda kako bi se održala dosljedna dubina uranjanja i razmak. To znači da snop cijevi nije u ravnini. Ulazni kraj za paru nalazi se više od izlaznog kraja kondenzata, ili obrnuto, ovisno o smjeru nagiba u odnosu na orijentaciju kolektora.
Standardni PTFE zaglavlja izmjenjivača topline pretpostavljaju ravni snop cijevi. Razdjelnici za distribuciju pare i skupljanje kondenzata dizajnirani su za jednaku statičku visinu na svim spojevima cijevi. Na padini, ova pretpostavka pada. Cijevi na donjem kraju kolektora imaju drugačiji pogonski pritisak od cijevi na gornjem kraju. Rezultati nepravilne distribucije protoka.
Prilagođeni dizajni kolektora kompenziraju nagib, osiguravajući ravnomjernu distribuciju pare i potpunu drenažu kondenzata iz svake cijevi bez obzira na visinu duž kolektora.
Kompenzacija raspodjele protoka
U standardnom vodoravnom kolektoru koji opskrbljuje više okomitih ili nagnutih cijevi, statički tlak varira s visinom. Na donjem kraju nagnutog kolektora, statička visina pare u kolektoru je veća, povećavajući pogonski tlak preko cijevi na tom kraju. Na visokom kraju, statička visina je niža, smanjujući pogonski pritisak. Cijevi na niskom kraju primaju veći protok pare od cijevi na gornjem kraju.
Neuravnoteženost protoka može se kompenzirati kroz nekoliko dizajnerskih pristupa. Konusni kolektor-koji smanjuje poprečni-presjek od gornjeg kraja do niskog kraja-povećava brzinu i oporavak tlaka na donjem kraju, djelomično neutralizirajući učinak statičkog tlaka. Alternativno, pojedinačni ulazni otvori cijevi različitih promjera-veći na gornjem kraju, manji na donjem kraju-izjednačavaju otpor protoka svake staze cijevi.
Za PTFE izmjenjivače poželjan je pristup s otvorom. Mali PTFE ili PVDF umetci s otvorima ugrađeni su u svaki ulazni priključak cijevi. Promjeri otvora izračunavaju se na temelju nadmorske visine svakog priključka cijevi i željenog protoka po cijevi. Umetci su zamjenjivi ako se uvjeti procesa promijene.
Tablica 1: Prilagođeni parametri dizajna kolektora za spremnike s kosim dnom (nagib poda od 5 stupnjeva, duljina kolektora 3 m)
| Parametar dizajna | Standardno zaglavlje (razina) | Prilagođeno zaglavlje (koso) | Metoda kompenzacije |
|---|---|---|---|
| Visinska razlika preko zaglavlja | 0 mm | 262 mm (preko 3 m pri 5 stupnjeva) | – |
| Statička razlika u visini | 0 Pa | ~550 Pa (para pri 3 bara) | – |
| Varijacija protoka bez kompenzacije | < 5% | 25-35% | – |
| Varijacija protoka sa suženim kolektorom | – | < 10% | Promjer zaglavlja smanjuje se za 20% od visokog do niskog kraja |
| Varijacija protoka s ulaznim otvorima | – | < 5% | 6 veličina otvora, koraci od 0,5 mm |
| Dizajn kolektora kondenzata | Razina; jednoličan nagib | Stepenasti ili nagnuti s parnim kolektorom | Odgovara visinama izlaza cijevi |
| Varijacija duljine cijevi | Uniforma | Povećava se od visokog do niskog kraja do 262 mm | Kompenzira nagib poda |
Dizajn odvodnje kondenzata
Odvodnja kondenzata na nagibu predstavlja dodatne izazove. Ako je kolektor kondenzata paralelan sa kolektorom pare i također nagnut, kondenzat iz cijevi na gornjem kraju mora teći nizbrdo duž kolektora kako bi došao do odvajača pare na donjem kraju. Dvo-fazni tok u kolektoru kondenzata (kondenzat plus isprekidana para) može doživjeti zastoj na strmijem efektivnom nagibu.
Preferirani pristup je stepenasti kolektor kondenzata: kolektor je izrađen u kratkim vodoravnim dijelovima, od kojih svaki služi za 4-6 cijevi, pri čemu svaki odjeljak drenira kroz spuštenu nogu do zajedničkog kolektora za sakupljanje kondenzata ispod. Ovo osigurava da svaka skupina cijevi istječe vodoravno, izbjegavajući dvofaznu nestabilnost nagiba, dok sabirni razvodnik ide pod strmijim nagibom prema sifonu.
Kompenzacija duljine cijevi
Cijevi na donjem kraju snopa moraju biti duže od cijevi na gornjem kraju kako bi se održao isti razmak iznad nagnutog poda. Razlika duljine cijevi izračunava se iz kuta nagiba i duljine kolektora. Za nagib od 5 stupnjeva i zaglavlje od 3 m, duljina cijevi na donjem kraju je otprilike 262 mm duža nego na gornjem kraju.
Prilagođeno-rezane cijevi stupnjevanih duljina isporučuju se s izmjenjivačem. Svaki položaj cijevi označen je na glavi i na samoj cijevi kako bi se osigurala ispravna montaža. Podijeljene duljine cijevi osiguravaju ravnomjeran razmak iznad dna spremnika, sprječavajući lokalno nakupljanje mulja ispod izmjenjivača.
Sažetak
Prilagođeni dizajn kolektora je potreban za PTFE izmjenjivače topline instalirane iznad nagnutih podova spremnika kako bi se kompenzirala statička varijacija visine duž kolektora koja uzrokuje nepravilnu distribuciju protoka. Konusni sabirnici ili ulazni otvori pojedinačne veličine izjednačavaju protok. Stepenasti kolektori kondenzata osiguravaju potpunu drenažu bez dvo-faznog nakupljanja. Graduirane duljine cijevi održavaju ravnomjeran razmak od poda.
Prilagođeni dizajn osigurava da PTFE izmjenjivač pruža svoju punu funkciju grijanja bez poplava i hladnih točaka do kojih bi došlo ugradnjom standardnog ravnog-dizajna tla na kosi pod.
Inženjerska podrška za kosi{0}}podni dizajn PTFE izmjenjivača topline dostupna je nakon podnošenja nagiba dna spremnika, duljine kolektora, tlaka pare, broja cijevi i zahtjeva za grijanje.
