Baki Penyejuk Kecil
Kondensat meninggalkan wap-penukar haba PTFE yang dipanaskan pada suhu di bawah suhu ketepuan stim. Perbezaan suhu ini ialah darjah penyejukan rendah. Jika kondensat dinyahcas terlalu panas-dengan penyejukan terlalu sedikit-ia berkelip untuk mengukus dalam-garisan balik kondensat tekanan yang lebih rendah. Wap kilat mewakili tenaga yang hilang yang mesti digantikan oleh dandang. Jika kondensat disejukkan terlalu banyak, talian kondensat menjadi sejuk, dan risiko penukul air daripada poket wap pemeluwapan berkurangan-tetapi penukar haba mungkin beroperasi dengan tiub banjir, mengurangkan luas permukaan yang berkesan.
Tahap penyejukan yang optimum mengimbangi faktor pesaing ini. Ia menyediakan penyejukan yang mencukupi untuk meminimumkan kehilangan wap kilat sambil mengekalkan suhu kondensat yang cukup tinggi untuk memastikan tiub penukar haba tidak dibanjiri dengan-kondensat bersandar.
Untuk penukar haba PTFE, julat penyejukan optimum berbeza sedikit daripada penukar logam kerana tiub PTFE mempunyai jisim terma yang lebih rendah dan bertindak balas dengan lebih pantas kepada perubahan dalam tahap kondensat.
Mekanisme Wap Kilat
Kondensat pada suhu tepu dan tekanan mengandungi haba deria pada entalpi tepu. Apabila kondensat ini melalui perangkap stim ke dalam-garisan pulangan tekanan yang lebih rendah, entalpi berlebihan menyebabkan sebahagian daripada kondensat berkelip menjadi wap. Pecahan yang berkelip ialah: Pecahan kilat=(hf1 - hf2) / hfg2, dengan hf1 ialah entalpi kondensat pada tekanan hulu, hf2 ialah entalpi kondensat pada tekanan hiliran, dan hfg2 ialah haba pendam pada tekanan hiliran.
Untuk pelepasan kondensat dari sistem 3 barg (143 darjah ) ke garisan kembali atmosfera (100 darjah ), pecahan denyar adalah kira-kira 10%. Satu kilogram kondensat menghasilkan 0.1 kg wap kilat. Stim denyar ini bergerak ke bawah garisan kembali, selalunya mengalir ke atmosfera pada penerima kondensat. Stim yang hilang mesti digantikan dengan pembakaran dandang tambahan.
Menyejukkan semula kondensat sebelum ia melalui perangkap mengurangkan pecahan denyar. Pada subcooling 10 darjah (menyahcas pada 133 darjah dan bukannya 143 darjah ), pecahan denyar menurun kepada kira-kira 6%. Pada subcooling 20 darjah, ia turun kepada 2%.
Jadual 1: Hubungan Stim Kilat dan Penyejukan (Stim 3 barg, Pengembalian Kondensat Atmosfera)
| Suhu Pelepasan Kondensat ( darjah ) | Ijazah Penyejukan (darjah) | Pecahan Stim Kilat (%) | Kehilangan Tenaga (kW setiap 100 kW duti) | Risiko Tukul Air | Risiko Banjir Tiub |
|---|---|---|---|---|---|
| 143 (tepu) | 0 | 10 | 3.5 | Tinggi (dua-aliran fasa dalam baris balik) | tiada |
| 138 | 5 | 7.5 | 2.6 | Sederhana | Sangat rendah |
| 133 | 10 | 5.5 | 1.9 | rendah | rendah |
| 128 | 15 | 3.5 | 1.2 | Sangat rendah | Sederhana |
| 123 | 20 | 2.0 | 0.7 | tiada | Tinggi (tiub banjir mungkin) |
Kaedah Kawalan Subcooling PTFE
Subcooling dikawal oleh reka bentuk saliran kondensat, bukan oleh pengawal suhu. Apungan bersaiz betul-dan-perangkap wap termostatik mengekalkan pengedap kondensat dalam saluran saliran sambil menyahcas kondensat secara berterusan. Meterai menghalang wap hidup daripada bertiup melalui perangkap. Pelepasan berterusan mengelakkan slug sekejap yang menyebabkan tukul air.
Penyejukan kecil semula jadi yang berlaku sebagai penyaliran kondensat melalui tiub penukar haba PTFE dan pengepala kondensat menyediakan 5-10 darjah penyejukan kecil tanpa sebarang peralatan tambahan. Dinding tiub PTFE pada bahagian kondensat bersentuhan dengan cecair proses, yang berada pada suhu yang lebih rendah daripada stim. Apabila kondensat mengalir di sepanjang dinding ini, ia menjadi sejuk.
Jika subcooling tambahan dikehendaki, paip kondensat yang tidak dipanaskan panjang pendek antara penukar dan perangkap menyediakannya. Paip bertindak sebagai penukar haba antara kondensat dan udara ambien. Untuk sistem PTFE, ini jarang diperlukan kerana penyejukan semula jadi 5-10 darjah adalah hampir optimum.
Sambungan Tukul Air
Tukul air dalam talian balik kondensat disebabkan oleh poket wap runtuh. Apabila stim kilat dan kondensat subsejuk wujud bersama dalam paip, buih stim runtuh dengan cepat semasa ia terpeluwap. Gelembung runtuh menghasilkan vakum setempat yang menarik cecair di sekeliling ke dalam. Kesan jisim cecair mencipta nadi tekanan tukul.
Menghapuskan stim denyar dengan mengekalkan 10-15 darjah penyejukan kecil menghapuskan punca buih stim. Talian kembali kondensat mengalir sebagai cecair fasa tunggal, yang senyap dan jinak secara mekanikal. Kehilangan tenaga daripada stim kilat dikurangkan sebanyak 50-65% berbanding dengan nyahcas kondensat tepu.
Ringkasan
Darjah subcooling kondensat optimum untuk penukar haba PTFE ialah 10-15 darjah . Ini mengurangkan kehilangan wap kilat kepada 3.5-5.5% daripada jumlah aliran wap, berbanding 10% untuk pelepasan tepu, sambil mengekalkan saliran tiub tanpa banjir. Penyejukan kecil semula jadi yang berlaku sebagai saliran kondensat melalui tiub dan pengepala PTFE menyediakan kebanyakan penyejukan kecil ini tanpa peralatan tambahan.
Penyejukan kecil 10-15 darjah juga menghapuskan tukul air dengan memastikan aliran cecair fasa tunggal dalam garisan kembali kondensat. Penjimatan tenaga daripada wap kilat yang dikurangkan, digabungkan dengan penyelenggaraan yang dikurangkan daripada penghapusan tukul air, memberikan pulangan yang cepat ke atas sebarang pelaburan dalam pengoptimuman sistem kondensat.
Pengesyoran kejuruteraan untuk reka bentuk sistem kondensat penukar haba PTFE tersedia apabila tekanan stim dikemukakan, tekanan sistem pemulangan kondensat, tugas haba, dan sebarang tukul air yang diperhatikan atau suhu kondensat tinggi.
