30minutové tajemství
Tepelný výměník z PTFE v lázni pro zinkování ohřívá roztok z 25 stupňů na nastavenou hodnotu 55 stupňů. Prvních 30 minut probíhá zahřívání normálně. Teplota stoupá očekávaným tempem. Tlak páry se udržuje na hodnotě 3 barg. Poté, aniž by došlo ke změně přívodu páry nebo polohy regulačního ventilu, se rychlost ohřevu zpomalí. Teplota lázně klesá na 48 stupňů. Výměník nemůže dosáhnout nastavené hodnoty i přes pokračující proudění páry.
Stejné chování se opakuje každý den. Studený start: normální ohřev po dobu 30 minut, poté ztráta výkonu. Vzor ukazuje na stav, který se vyvine uvnitř výměníku při jeho provozu-podmínka, která při spuštění neexistuje, ale nahromadí se během první půl-hodiny provozu.
Tuto zpožděnou ztrátu kapacity mohou způsobit tři mechanismy: postupné zaplavování kondenzátu, -zakrytí nekondenzovatelným plynem nebo změny toku na straně procesu-. Systematická diagnostika určuje, který mechanismus je odpovědný.
Mechanismus 1: Progresivní zaplavování kondenzátu
Při spuštění je výměník tepla studený. Pára rychle kondenzuje a zatížení kondenzátem je vysoké. Odvaděč kondenzátu dostatečně zvládá vysoké zatížení, protože kondenzát chladne a nešlehá. Jak se výměník zahřívá, teplota kondenzátu stoupá. Při teplotě blízké-saturaci se část kondenzátu při průchodu odvaděčem promění v páru. Blesková pára zabírá objem v odvaděči a potrubí kondenzátu a snižuje efektivní kapacitu odvodu kondenzátu.
Pokud je vratné potrubí kondenzátu dimenzováno okrajově, přidaný objem bleskové páry vytváří protitlak. Protitlak tlačí kondenzát zpět do spodních trubek výměníku. Zaplavené trubky přestávají přenášet teplo. Účinná plocha se zmenšuje. Tepelný výkon klesá.
Diagnostický podpis: teplota kondenzátu na vstupu odlučovače je na nebo blízko saturace. Past se rychle otáčí nebo zůstává otevřená nepřetržitě. Vratné potrubí kondenzátu se zdá být horké daleko po proudu, což ukazuje na záblesk páry. Dočasné zvýšení odvětrání potrubí kondenzátu krátkodobě obnoví kapacitu.
Mechanismus 2: Nekondenzovatelná plynová pokrývka-
Vzduch, oxid uhličitý a další -nekondenzovatelné plyny vstupují do parního systému během spouštění kotle, přes vakuové přerušovače nebo při chemickém rozkladu. Když pára vstupuje do výměníku tepla, tyto plyny nekondenzují. Hromadí se v horních částech trubek a vytvářejí stagnující plynovou pokrývku.
Plynová pokrývka izoluje stěnu trubky od páry. Přenos tepla sekcí naplněnou-plynem klesne téměř na nulu. Opláštěné trubky nijak nepřispívají k celkovému tepelnému výkonu. Jak se hromadí více plynu, pokrytá zóna se rozšiřuje a kapacita postupně klesá.
Diagnostický podpis: povrchová teplota trubice, měřená infračervenou termometrií nebo kontaktní sondou, je v horní části trubek výrazně chladnější než v blízkosti vstupu páry. Plynová pokrývka zaujímá nejvyšší body. Termostatický odvzdušňovací ventil v nejvyšším bodě výměníku, pokud se na okamžik otevře, uvolní plyn a okamžitě obnoví výkon.
Tabulka 1: Diagnostické rozlišení mechanismů zpožděné ztráty kapacity
| Příznak | Zaplavení kondenzátu | Plynová deka | Zpracovat-stranu změny |
|---|---|---|---|
| Načasování ztráty kapacity | Postupně během 20-40 min | Postupně během 20-60 min | Souvisí s výrobní činností |
| Teplotní profil stěny trubky | Chlad na dně (zatopená zóna) | Cool nahoře (plynová kapsa) | Jednotně cool |
| Teplota kondenzátu | Téměř nasycení; horké zpětné vedení | Normální | Normální |
| Reakce na odvzdušnění | Žádné okamžité zlepšení | Okamžité obnovení kapacity | Žádná odezva |
| Reakce na bypass pasti | Dočasné zlepšení | Žádné zlepšení | Žádná odezva |
| Tlak páry na vstupu | Může se zvýšit (protitlak) | Normální nebo mírně zvýšené | Normální |
| Vzor nástupu | Stejné načasování každého cyklu | Načasování se liší podle provozu kotle | Liší se podle výrobního plánu |
Mechanismus 3: Proces-změny bočního toku
Pokud výměník tepla slouží recirkulačnímu systému, může změna průtoku-na straně procesu napodobovat ztrátu kapacity. Sítko čerpadla, které se postupně ucpává, ventil, který se zavírá, nebo filtr, který se zatěžuje, to vše snižuje průtok přes výměník tepla. Snížený průtok snižuje koeficient prostupu tepla a zdá se, že výměník ztrácí kapacitu.
Diagnostický podpis: průtokoměr-na straně procesu (je-li nainstalován) vykazuje snížený průtok. Pokles tlaku na straně procesu-ve výměníku je nižší než základní hodnota. Problém se vyvíjí v průběhu dnů až týdnů, nikoli minut, což jej odlišuje od záplavy nebo plynové pokrývky.
Shrnutí
Zpožděná ztráta kapacity ve výměníku tepla z PTFE -normální ohřev následovaný poklesem po 30 minutách- je nejčastěji způsobena progresivním zaplavováním kondenzátu, protože blesková pára snižuje kapacitu odlučovače, nebo -akumulací nekondenzovaného plynu pokrývajícího povrch trubek. Teplotní profilování stěny trubky a odezva na odvětrání odlišuje tyto dva mechanismy.
Zaplavení kondenzátu způsobuje nízké teploty na dně trubek a reaguje na obtok odlučovače. Plynová pokrývka způsobuje nízké teploty v horní části trubek a reaguje na odvětrání. Změny toku-na straně procesu se vyvíjejí v delším časovém období a jsou identifikovány měřením toku.
Technická podpora pro odstraňování problémů s výměníkem tepla z PTFE je k dispozici po předložení trendů provozních teplot, konfigurace systému kondenzátu, údajů o kvalitě páry a jakýchkoli pozorovaných změn v toku na straně procesu-.
