Zagonetka Cold Spot
Infracrveni pregled snopa PTFE izmjenjivača topline otkriva različite hladne točke-lokalizirana područja promjera 50-150 mm gdje je temperatura površine cijevi 15-30 stupnjeva niža od okolnih područja. Hladne točke pojavljuju se na više cijevi, nisu dosljedno smještene na istom mjestu na svakoj cijevi i ne postoje bez obzira na podešavanje tlaka pare.
Opskrba parom je ravnomjerna. Tlak u zaglavlju je stabilan. Nema naznaka začepljenja cijevi. Ipak, dijelovi snopa cijevi ne prenose toplinu učinkovito. Hladne točke predstavljaju izgubljeni kapacitet prijenosa topline koji se ne može povratiti jednostavnim povećanjem protoka pare.
Tri različita mehanizma stvaraju vidljive hladne točke na PTFE izmjenjivačima topline: unutarnje skupljanje kondenzata, vanjsko površinsko onečišćenje i kanaliziranje protoka-na strani procesa. Svaki proizvodi karakterističan toplinski uzorak koji identificira glavni uzrok.
Mehanizam 1: Unutarnje skupljanje kondenzata
Kada PTFE cijev ima lokalno spuštanje ili nisku točku-zbog neadekvatne potpore, toplinske deformacije zbog puzanja ili pogreške pri ugradnji-kondenzat se skuplja u udubljenju. Skupljeni kondenzat ispunjava donji dio poprečnog-presjeka cijevi, istiskujući paru iz kontakta s tim dijelom stijenke cijevi. Kondenzat, na 100 stupnjeva ili niže, prenosi daleko manje topline od kondenzirane pare na 143 stupnja. Površina cijevi iznad bazena izgleda hladno na termoviziji.
Hladna točka od unutarnjeg skupljanja ima karakterističan oblik: orijentirana je vodoravno preko cijevi (ako je cijev vodoravna), ima oštru donju granicu gdje se nalazi površina bazena i može se djelomično proširiti oko opsega cijevi. Točka se ne pomiče s promjenama u toku procesa-fiksirana je geometrijom cijevi.
Popravak je mehanički: ponovno -podupiranje cijevi kako bi se eliminiralo progib ili zamjena cijevi koje su razvile trajno deformaciju puzanja. Povećanje tlaka pare ne eliminira bazen; može povećati brzinu vrenja unutar bazena, ali ne izbacuje kondenzat.
Mehanizam 2: Zaprljanje vanjske površine
Iako je PTFE otporniji na prljanje bolje od metala, nije otporan. U kupkama s velikim opterećenjem krutim tvarima, ljepljivim talogom ili jakim tendencijama stvaranja kamenca, lokalizirane naslage mogu se nakupiti na površinama cijevi. Talog izolira stijenku cijevi od procesne tekućine. Površina cijevi ispod taloga je toplija na strani pare, ali je hladnija na vanjskoj površini-toplinska inverzija koja razlikuje onečišćenje od nakupljanja kondenzata.
Hladna točka od onečišćenja ima nepravilan oblik koji odgovara obrisu naslaga. Može se pojaviti bilo gdje na cijevi. Više točaka na istoj cijevi ukazuje na taloženje čestica iz ne-ujednačenog protoka procesa. Pjege mogu rasti ili se pomicati tijekom vremena kako se naslage nakupljaju ili skidaju.
Rješenje je čišćenje-kemijskim ili mehaničkim uklanjanjem naslaga. Kemijska inertnost PTFE-a omogućuje agresivnim kemikalijama za čišćenje da otope naslage bez napada na cijev. Prevencija uključuje poboljšanje filtracije procesne otopine ili prilagodbu kemije za smanjenje taloženja.
Tablica 1: Dijagnoza hladne točke prema toplinskom uzorku
| Karakteristika hladne točke | Unutarnje sakupljanje kondenzata | Vanjsko onečišćenje | Kanaliziranje protoka |
|---|---|---|---|
| Oblik | Horizontalna traka; oštar donji rub | Neregularan; odgovara obliku depozita | Difuzna okomita ili dijagonalna traka |
| Mjesto | Kod progiba cijevi ili niske točke | Bilo gdje; često nasumično | Prati tok procesa |
| Temperaturni kontrast | 20-30 stupnjeva ispod susjedne cijevi | 10-20 stupnjeva ispod susjedne cijevi | 5-15 stupnjeva preko više cijevi |
| Odgovor na povećanje pare | Točka traje ili se pojačava | Točka se može malo smanjiti | Spot nepromijenjen |
| Odgovor na promjenu toka procesa | Bez promjene | Može se malo pomaknuti | Spot uzorak pomaka |
| Fizikalni pregled | Cijev ima vidljivo ulegnuće ili deformaciju | Vidljive naslage na površini cijevi | Bez vidljivog oštećenja cijevi |
| Korektivna radnja | Po-poduprite ili zamijenite cijev | Očistite površinu cijevi | Ugradite pregrade za raspodjelu protoka |
Mehanizam 3: Proces-Bočno kanaliziranje protoka
U snopovima uronjenim-i-cijevima ili spremnicima-, procesna tekućina ne teče uvijek ravnomjerno kroz sve cijevi. Kanaliziranje protoka događa se kada tekućina pronađe preferirani put niskog-otpora kroz snop, zaobilazeći druge dijelove. Cijevi u premoštenoj zoni imaju smanjen vanjski prijenos topline. Njihova površinska temperatura pada jer spora procesna tekućina uklanja manje topline.
Hladna točka od kanaliziranja protoka utječe na više susjednih cijevi u uzorku usklađenom sa smjerom protoka. Kontrast temperature je manje dramatičan od skupljanja ili prljanja-obično 5-15 stupnjeva. Uzorak se pomiče kada se brzina protoka ili smjer procesa mijenja, što ga razlikuje od fiksnih obrazaca skupljanja i onečišćenja.
Popravak je mehanički: ugradnja pregrada za distribuciju protoka, podešavanje orijentacije ulazne mlaznice ili dodavanje uređaja za usklađivanje protoka kako bi se procesna tekućina ravnomjerno rasporedila preko snopa cijevi.
Sažetak
Hladne točke na PTFE cijevima izmjenjivača topline vidljive na termoviziji imaju tri primarna uzroka. Unutarnje sakupljanje kondenzata stvara vodoravne trake s oštrim donjim rubovima na ugibima cijevi. Vanjsko onečišćenje stvara nepravilne mrlje koje odgovaraju oblicima naslaga. Kanaliziranje protoka stvara difuzne uzorke koji utječu na više susjednih cijevi. Karakteristike toplinskog uzorka, u kombinaciji s fizičkim pregledom, identificiraju temeljni uzrok i usmjeravaju korektivne mjere.
Toplinsko snimanje je dijagnostički alat izbora za ne-invazivno razlikovanje ovih mehanizama tijekom rada. Godišnja termalna ispitivanja utvrđuju osnovnu vrijednost i otkrivaju probleme u razvoju prije nego što uzrokuju mjerljiv gubitak kapaciteta.
Inženjerska podrška za interpretaciju toplinske slike PTFE izmjenjivača topline dostupna je nakon podnošenja toplinskih slika, crteža rasporeda cijevi, radnih temperatura i protoka i svih uočenih promjena u radu.
