Skriveni nivo kondenzata
Cijev izmjenjivača topline od PTFE koja je djelomično poplavljena kondenzatom izgleda identična cijevi koja normalno drenira izvana. Oboje je vruće. Oba nose paru. Oba proizvode kondenzat na sifonu. Jedina razlika-kolonac ustajalog kondenzata koji zauzima donjih 20-40% cijevi je nevidljiv bez otvaranja sistema.
Nepotpuna drenaža smanjuje efektivnu površinu prijenosa topline. Potopljeni dio prenosi minimalnu toplinu jer je kondenzat blizu temperature zasićenja i već je predao svoju latentnu toplinu. Izmjenjivač mora kompenzirati većim pritiskom pare ili prihvatiti smanjeni kapacitet. Tokom vremena, fluktuirajući nivo kondenzata na sučelju pare{3}}kondenzata uzrokuje vodeni udar i ubrzano trošenje cijevi na vodenoj liniji.
Bes-beskontaktna ultrazvučna detekcija nivoa pruža metodu za identifikaciju poplavljenih cijevi bez rastavljanja sistema. Ultrazvučni pretvarač postavljen uz vanjski zid cijevi otkriva prisustvo tekućine u odnosu na paru unutar cijevi analizom neusklađenosti akustične impedanse na unutrašnjem zidu cijevi.
Princip ultrazvučne detekcije
Ultrazvučni valovi koji putuju kroz čvrsti zid cijevi reflektiraju se različito ovisno o tome da li je unutarnji zid u kontaktu s plinom ili tekućinom. Kada unutrašnjost cijevi sadrži paru, postoji velika neusklađenost akustične impedanse na PTFE-parnom interfejsu. Većina ultrazvučne energije reflektuje se nazad. Kada unutrašnjost cijevi sadrži kondenzat, neusklađenost impedancije na PTFE-vodnom interfejsu je manja. Značajan dio energije se prenosi u tekućinu i ne vraća se kao jaka refleksija.
Ultrazvučni{0}}uređaj pulsnog eha prenosi kratki udar ultrazvuka u zid cijevi i mjeri amplitudu povratnog eha sa unutrašnjeg zida. Snažan eho ukazuje na paru. Slab eho ukazuje na kontakt tečnosti. Skeniranjem sonde duž dužine cijevi, operater identificira prijelaznu tačku u kojoj se mijenja amplituda eha-to je nivo kondenzata.
Metoda je ne-invazivna. Sonda se spaja na vanjsku površinu cijevi s malom količinom ultrazvučnog gela. Nije potrebno otvaranje sistema, dreniranje ili smanjenje pritiska. Merenje se može obaviti tokom normalnog rada.
Tabela 1: Tumačenje ultrazvučne detekcije za cijevi izmjenjivača topline PTFE
| Echo Characteristic | Interno stanje | Interpretacija | Prihvatljivost |
|---|---|---|---|
| Snažan, konzistentan odjek duž cijele dužine cijevi | Parite svuda | Kompletna drenaža; nema poplava | Prihvatljivo |
| Snažan eho u gornjem dijelu; slab odjek u donjem dijelu | Kondenzat u donjem dijelu; oštar prelaz | Djelomične poplave; obratite pažnju na nivo kondenzata | Marginalni; istražiti drenažu |
| Slab eho cijelom dužinom | Potpuno tečno{0}}punjeno | Potpuno poplavljena cijev | Nije prihvatljivo; potrebna hitna korekcija |
| Snaga eha fluktuira | Mešanje dvofaznog toka | Slug flow; nestabilna drenaža | Nije prihvatljivo; rizik od vodenog udara |
| Nema eha (kompletan prijenos) | Cijev prazna (bez pare, bez kondenzata) | Blokirana ili izolirana cijev | Istražite uzrok ne-stanja protoka |
Izvođenje skeniranja
Ultrazvučno skeniranje se izvodi sa izmjenjivačem pri stabilnim radnim uvjetima-stabilnom pritisku pare, konstantnom toplinskom opterećenju i normalnom protoku kondenzata. Sonda se postavlja uz cijev na kraju ulaza za paru i bilježi se amplituda odjeka. Sonda se zatim pomiče postepeno duž cijevi prema kraju za izlaz kondenzata. Na svakoj poziciji se snima amplituda eha.
Prijelaz sa jakog eha na slab eho identificira nivo kondenzata. Udaljenost ovog prijelaza od kraja izlaza kondenzata predstavlja dužinu poplave. Poplavljena dužina koja prelazi 10-15% ukupne dužine cijevi ukazuje na problem odvodnje koji zahtijeva istraživanje.
Skeniranjem više cijevi u snopu otkriva se da li je poplava izolirana (što sugerira lokalno začepljenje ili propadanje u određenim cijevima) ili široko rasprostranjeno (što sugerira problem odvodnje na nivou sistema{0}} kao što je mala zamka ili preveliki protupritisak).
Potvrđivanje dijagnoze
Ultrazvučna dijagnoza se može potvrditi termalnom metodom. Infracrvena kamera ili kontaktni termoelement mjeri temperaturu vanjske površine cijevi duž njene dužine. Sekcija{2}}ispunjena parom radi 10-30 stepeni toplije od dijela punjene kondenzatom. Termički prijelaz bi se trebao podudarati s prijelazom ultrazvučnog eha unutar mjerne nesigurnosti.
Treća potvrda je privremeno povećanje propusnosti sifona za paru zaobilaženjem ili podešavanjem sifona. Ako nivo kondenzata padne kao odgovor na poboljšanu drenažu, potvrđuje se dijagnoza plavljenja ograničene drenažom-.
Rezime
Bes-beskontaktna ultrazvučna detekcija nivoa dijagnostikuje nepotpunu drenažu kondenzata u PTFE cijevima izmjenjivača topline mjerenjem amplitude odjeka na unutrašnjem zidu cijevi. Snažan eho ukazuje na paru; slab eho ukazuje na kondenzat. Skeniranje duž dužine cijevi identificira nivo kondenzata bez rastavljanja sistema.
Poplavljene dužine koje prelaze 10-15% dužine cijevi opravdavaju ispitivanje adekvatnosti sistema kondenzata. Metoda je brza, neinvazivna i primjenjiva tokom normalnog rada. Termička slika daje komplementarnu potvrdu.
Inženjerska podrška za ultrazvučnu procjenu drenaže PTFE izmjenjivača topline dostupna je nakon podnošenja dimenzija cijevi, radnog tlaka pare, podataka o trenutnim performansama i svih uočenih simptoma drenaže.
