Postepeni pad performansi
PTFE izmjenjivač topline koji je nekada održavao temperaturu kupke sa 60% otvaranja ventila za paru sada zahtijeva 85% otvaranja za isti rad. Pritisak pare je nepromenjen. Temperatura{4}}bočne strane procesa i brzina protoka su normalni. Kondenzat odvodi bez problema. Pad performansi ukazuje na postepeno povećanje otpora protoka na strani pare.
Vjerovatni uzrok je djelomična blokada cijevi. Krhotine iz parnog cjevovoda-kamelina, čvrstih ostataka iz kotla, fragmenata pokvarenih zaptivki-ulaze u zaglavlje izmjenjivača topline i slažu se u pojedinačnim dovodima cijevi. Svaka blokirana cijev uklanja dio ukupne površine prijenosa topline. Preostale cijevi moraju podnijeti puni toplinski rad, zahtijevajući veći protok pare po cijevi i veći pad tlaka pare u snopu.
Blokada je nevidljiva spolja. Cijevi izgledaju identično bez obzira da li teče ili su začepljene. Mjerenje diferencijalnog tlaka na ulazu pare i izlazu kondenzata pruža ne-invazivnu metodu za otkrivanje i kvantificiranje blokade.
Princip diferencijalnog pritiska
Para koja teče kroz snop cijevi doživljava pad tlaka. Pad pritiska je proporcionalan kvadratu brzine protoka (za turbulentno strujanje) i obrnuto proporcionalan broju paralelnih cevi. Kako se cijevi blokiraju, protok po preostaloj cijevi se povećava, a ukupni pad tlaka u snopu raste za isti ukupni protok pare.
Osnovni diferencijalni pritisak se uspostavlja kada je izmjenjivač topline nov ili nakon čišćenja. Osnovno mjerenje se snima pri poznatoj brzini i pritisku pare. Naredna mjerenja se upoređuju sa ovom baznom linijom pod istim radnim uslovima.
Povećanje diferencijalnog pritiska za više od 15-20% iznad osnovne linije, uz sve ostale uslove jednake, ukazuje na značajnu blokadu cevi. Povećanje od više od 50% sugerira da 20-30% cijevi može biti blokirano.
Tabela 1: Tumačenje diferencijalnog pritiska za PTFE snopove cijevi izmjenjivača topline
| Promjena diferencijalnog pritiska u odnosu na osnovnu liniju | Procijenjene blokirane cijevi (%) | Performance Impact | Preporučena radnja |
|---|---|---|---|
| < 10% | < 5% | Zanemarljivo | Nastavite sa praćenjem |
| 10-20% | 5-10% | Minor; primetno po velikoj potražnji | Zakažite pregled prilikom sljedećeg održavanja |
| 20-40% | 10-20% | Umjereno; povećana potrošnja pare | Pregledajte i očistite sledećom prilikom |
| 40-70% | 20-30% | Značajan; možda neće ispuniti vršnu radnu snagu | Dajte prioritet pregledu i čišćenju |
| > 70% | > 30% | Teška; ne može ispuniti projektnu obavezu | Trenutni pregled i čišćenje |
Tumačenje pretpostavlja konstantan pritisak dovoda pare i uslove{0}}bočne strane procesa. Promjene u ovim parametrima moraju se nadoknaditi prije primjene tabele.
Izvođenje mjerenja diferencijalnog tlaka
Diferencijalni pritisak se meri između slavine za pritisak na ulazu pare i slavine za pritisak na izlazu kondenzata. Slavine bi trebalo da se ugrade tokom početne proizvodnje. Za postojeće instalacije bez slavina, mogu se koristiti privremeni priključci na postojećim mjernim otvorima ili ventilacijski priključci.
Za mjerenje je potreban diferencijalni manometar ili transmiter s rasponom odgovarajućim za očekivani pad pritiska-obično 0-1 bar za većinu snopova PTFE izmjenjivača topline. Mjerač treba kalibrirati i mjerenje snimiti u stabilnim radnim uslovima.
Mjerenje je najdijagnostičkije kada se izvodi pri konstantnom protoku pare. Brzina protoka se može zaključiti iz brzine protoka kondenzata ili izračunati iz toplinske obaveze. Položaj kontrolnog ventila može poslužiti kao grubi proksi ako su karakteristike ventila poznate.
Lokalizacija blokade
Mjerenje ukupnog diferencijalnog tlaka u snopu potvrđuje da postoji blokada, ali ne identificira koje su cijevi blokirane. Lokalizacija zahtijeva dodatne dijagnostičke korake.
Infracrvena termografija snopa cijevi, gdje je dostupna, identificira hladne cijevi koje nemaju protok pare-što je znak potpune blokade. Djelomično začepljene cijevi mogu pokazati smanjenu temperaturu u odnosu na potpuno otvorene cijevi.
Ispitivanje protoka pojedinačnih cijevi, ako dizajn kolektora dozvoljava pristup pojedinačnim ulazima cijevi, pruža konačnu identifikaciju. Svaka cijev je izolirana i testirana na kapacitet protoka koristeći komprimirani zrak ili vodu pod kontroliranim tlakom. Cijevi sa znatno većim padom tlaka od prosjeka snopa su djelimično blokirane.
Istraga izvora krhotina
Ponavljajuća blokada cijevi ukazuje na sistemski izvor debrisa koji treba identificirati i eliminirati. Potrebno je pregledati parne filtere uzvodno od izmjenjivača topline. Ako filtera nema ili su oštećeni, ostaci iz cijevi za paru mogu dospjeti do ulaza cijevi.
Prenos iz kotla-kapljice vode uvučene u paru koja nosi otopljene čvrste tvari-mogu taložiti čvrste tvari unutar cijevi dok voda isparava. Poboljšano odvajanje pare u kotlu smanjuje ovaj izvor.
Ostaci korozije iz uzvodnih parnih cijevi, posebno iz dijelova koji nisu od nehrđajućeg čelika, ljušte se i putuju s parom. Zamjena korodiranih cjevovoda ili ugradnja filtera odgovarajuće veličine rješava ovaj izvor.
Rezime
Djelomična blokada cijevi u PTFE izmjenjivačima topline dijagnostikuje se poređenjem diferencijalnog pritiska{0}}na strani pare preko snopa sa čistom osnovnom linijom. Povećanja koja prelaze 15-20% ukazuju na značajnu blokadu. Lokalizacija blokiranih cijevi koristi infracrvenu termografiju ili ispitivanje protoka pojedinačnih cijevi.
Ponavljajuća blokada zahtijeva ispitivanje parnog sistema zbog izvora krhotina-neadekvatnih filtera, prenošenja kotla ili korozije uzvodnih cijevi. Eliminacija izvora krhotina je dugoročno-rješenje.
Inženjerska podrška za podešavanje mjerenja diferencijalnog pritiska i dijagnozu blokade dostupna je nakon podnošenja konfiguracije paketa, stanja pare, podataka o osnovnom pritisku i bilo kakvih uočenih trendova performansi.
