Andaian Kualiti Stim
Kebanyakan spesifikasi penukar haba PTFE termasuk tekanan dan suhu wap. Beberapa termasuk parameter kualiti wap-pecahan kekeringan, haba lampau, kandungan gas tidak-boleh terpeluwap dan ketulenan kimia. Andaian ialah stim tumbuhan standard adalah mencukupi. Andaian ini selalunya tidak betul.
Stim tumbuhan membawa bahan kimia dandang surih, pepejal terlarut daripada pemindahan, dan jumlah air terperangkap yang berubah-ubah. Untuk penukar haba logam, bahan cemar ini terutamanya menjejaskan bahagian wap melalui penskalaan dan{1}}proses perlahan kakisan yang diuruskan melalui rawatan air dandang. Untuk penukar haba PTFE, kesannya berbeza kerana bahan tidak menghakis atau bersisik.
Walau bagaimanapun, kekurangan kualiti stim tertentu boleh merosakkan penukar PTFE melalui mekanisme yang tidak berkaitan dengan kakisan. Stim panas lampau boleh melebihi suhu perkhidmatan berterusan bahan sokongan. Pepejal dandang terperangkap boleh menghakis permukaan PTFE pada halaju tinggi. Gas tidak-boleh terpeluwap boleh menyelubungi permukaan pemindahan haba. Menentukan dan mengesahkan kualiti stim menghalang masalah yang boleh dielakkan ini.
Pecahan Kekeringan: Parameter Kritikal
Pecahan kekeringan wap ialah peratusan jisim wap dalam campuran air-wap. Wap tepu pada 100% kekeringan tidak mengandungi titisan air terperangkap. Stim tumbuhan biasanya tiba pada 95-98% kekeringan, membawa 2-5% air terperangkap mengikut jisim.
Untuk penukar haba PTFE, pecahan kekeringan rendah mencipta dua masalah. Titisan air terperangkap pada tekanan dandang membawa pepejal terlarut-natrium, silika, fosfat-yang memendap di dalam tiub PTFE semasa air menyejat. Mendapan ini tidak menghakis kepada PTFE, tetapi ia melindungi dinding tiub dan mengurangkan pemindahan haba. Selama berbulan-bulan, pepejal terkumpul sebahagiannya boleh menghalang lubang tiub.
Lebih ketara, air terperangkap pada halaju tinggi menyebabkan hakisan permukaan PTFE. Titisan air yang menjejaskan dinding tiub pada halaju wap 20-30 m/s mencipta kekasaran permukaan setempat. Kesannya adalah kecil dalam jangka pendek tetapi terkumpul sepanjang tahun perkhidmatan.
Pecahan kekeringan 98% atau lebih tinggi disyorkan untuk penukar haba PTFE dalam perkhidmatan berterusan. Ini dicapai melalui pengasingan stim yang betul di dalam dandang dan sesalur wap bersaiz mencukupi dengan saliran yang betul.
Jadual 1: Spesifikasi Kualiti Stim untuk Perkhidmatan Penukar Haba PTFE
| Parameter Kualiti Stim | Had Disyorkan | Akibat Melebihi Had | Kaedah Pengukuran |
|---|---|---|---|
| Pecahan kekeringan | Lebih daripada atau sama dengan 98% | Pemendapan pepejal; hakisan pada saluran masuk tiub | Kalorimeter pendikit |
| Panas lampau (melebihi ketepuan) | Kurang daripada atau sama dengan 10 darjah | Melebihi penarafan bahan sokongan; risiko degradasi haba untuk komponen PVDF | Siasatan suhu hulu penukar |
| Gas tidak-boleh terpeluwap (CO₂, O₂, N₂) | Kurang daripada atau sama dengan 0.5% mengikut volum | Selimut pemindahan haba; mengurangkan luas permukaan berkesan | Keterlarutan gas atau analisis Orsat |
| Jumlah pepejal terlarut dalam kondensat | Kurang daripada atau sama dengan 10 ppm | fouling tiub dalaman; nilai U-dikurangkan | Meter kekonduksian pada sampel kondensat |
| Pemindahan kimia rawatan dandang | Amina Kurang daripada atau sama dengan 1 ppm; pemulung oksigen Kurang daripada atau sama dengan 0.5 ppm | Risiko resapan jika cecair sisi tiub-dan cangkang{1}}mesti kekal berasingan | Analisis ion khusus |
| Zarah (skala paip, karat) | Kurang daripada atau sama dengan saiz zarah 100 μm | Penyumbatan masuk tiub; hakisan di selekoh | Dalam-pemeriksaan penapis talian |
Had Superheat
Stim panas lampau ialah wap yang dipanaskan melebihi suhu tepunya pada tekanan tertentu. Panas lampau sederhana 5-10 darjah adalah perkara biasa dalam tumbuhan di mana wap bergerak jauh dari dandang. Tahap haba lampau yang lebih tinggi berlaku apabila dandang beroperasi dengan pemanas lampau.
Kebimbangan untuk penukar haba PTFE bukanlah tiub PTFE itu sendiri, yang bertolak ansur 260 darjah . Kebimbangan adalah sistem sokongan. Plat sokongan PVDF mempunyai had perkhidmatan berterusan 150 darjah . Jika wap panas lampau pada 180-200 darjah memasuki penukar, bahagian pengepala tidak terendam dan plat sokongan pertama melihat suhu melebihi ratingnya.
Haba lampau melebihi 10 darjah harus disingkirkan dengan nyahpanas super{1}}sistem suntikan air yang mengurangkan suhu stim kepada tepu-sebelum wap memasuki penukar PTFE. Sebagai alternatif, bahan sokongan yang dinilai untuk suhu panas lampau maksimum yang mungkin perlu dinyatakan.
Gas Tidak-Boleh Dipeluwap
Udara dan karbon dioksida memasuki sistem wap semasa permulaan dandang, melalui pemutus vakum, dan daripada penguraian bahan kimia rawatan dandang. Gas tidak-boleh terpeluwap ini tidak terpeluwap dengan wap. Mereka terkumpul di dalam penukar haba, membentuk selimut gas bertakung di bahagian wap dinding tiub.
Selimut gas adalah penebat yang berkesan. Pemindahan haba melalui lapisan gas adalah melalui pengaliran sahaja, tanpa sumbangan haba pendam. Kepekatan gas hanya 1% mengikut isipadu boleh mengurangkan pekali pemindahan haba berkesan sebanyak 10-15% di zon terjejas.
Pemilihan perangkap stim yang betul dengan-keupayaan pengudaraan udara terbina dalam-bolong udara termostatik atau apungan-dan-perangkap termostatik-secara berterusan mengeluarkan gas tidak-boleh terpeluwap daripada penukar. Sistem stim hendaklah termasuk lubang udara di semua titik tinggi di mana gas boleh terkumpul.
Ringkasan
Prestasi penukar haba PTFE yang boleh dipercayai memerlukan parameter kualiti wap melebihi tekanan dan suhu. Pecahan kekeringan minimum 98% menghalang pemendapan pepejal dan hakisan. Panas lampau hendaklah dihadkan kepada 10 darjah di atas ketepuan untuk melindungi bahan sokongan. Kandungan gas yang tidak-boleh terkondensasi hendaklah dikekalkan di bawah 0.5% melalui pemilihan pengaliran udara dan perangkap wap yang betul.
Spesifikasi ini, apabila disertakan dalam perolehan penukar dan reka bentuk sistem stim, memastikan penukar haba PTFE menyampaikan prestasi terma reka bentuknya sepanjang hayat perkhidmatannya tanpa -kotoran sisi stim atau degradasi bahan sokongan.
Pengesyoran kejuruteraan untuk penambahbaikan kualiti stim dalam pemasangan penukar haba PTFE sedia ada tersedia selepas penyerahan ukuran kualiti stim semasa, data prestasi penukar, dan sebarang kekotoran dalaman yang diperhatikan atau kemerosotan sokongan.
