Το πρόβλημα με το σφυρί του νερού
Ένας εναλλάκτης θερμότητας PTFE που λειτουργεί με ατμό 4 barg υφίσταται ξαφνικά δυνατό χτύπημα στη γραμμή επιστροφής συμπυκνώματος. Οι εύκαμπτοι σωλήνες PTFE ανατριχιάζουν. Σε διάστημα εβδομάδων, το χτύπημα επαναλαμβάνεται με αυξανόμενη συχνότητα. Τελικά ένας σωλήνας αναπτύσσει διαρροή από οπή καρφίτσας σε ένα σφιγκτήρα στήριξης, κουρασμένος από επαναλαμβανόμενο υδραυλικό σοκ.
Το σφυρί νερού στα συστήματα ατμού δεν είναι ενοχλητικός θόρυβος. Είναι μια αιχμή πίεσης που φτάνει τα εκατοντάδες psi, που ταξιδεύει με ηχητική ταχύτητα μέσω των σωληνώσεων γεμάτων-συμπυκνώματος. Ο σωλήνας PTFE, εύκαμπτος και ελαστικός, αντέχει σε αυτά τα χτυπήματα καλύτερα από το άκαμπτο μέταλλο. Αλλά τα επαναλαμβανόμενα συμβάντα σφυριού συσσωρεύουν ζημιές λόγω κόπωσης σε σημεία συγκέντρωσης τάσεων-σφιγκτήρες, εξαρτήματα, συνδέσεις πολλαπλών.
Η ρίζα προκαλεί ίχνη στην παγίδα ατμού. Ο λάθος τύπος παγίδας ή μια παγίδα σωστού μεγέθους που έχει εγκατασταθεί λανθασμένα, συγκρατεί το συμπύκνωμα στο πηνίο PTFE. Όταν αυτός ο γυμνοσάλιαγκας συμπυκνώματος προωθείται ξαφνικά από τον εισερχόμενο ατμό, δημιουργείται σφυρί νερού.
Πώς οι παγίδες ατμού επηρεάζουν την απόδοση του εναλλάκτη θερμότητας PTFE
Μια παγίδα ατμού έχει μία λειτουργία: εκκένωση συμπυκνώματος ενώ διατηρείται ο ζωντανός ατμός. Η εκτέλεση αυτής της λειτουργίας καθορίζει εάν ο εναλλάκτης θερμότητας PTFE λειτουργεί αποτελεσματικά ή καταστροφικά.
Το συμπύκνωμα που συσσωρεύεται μέσα στους σωλήνες PTFE δημιουργεί δύο προβλήματα. Πρώτον, καλύπτει την επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας. Το τμήμα του σωλήνα που είναι γεμάτο με συμπύκνωμα μεταφέρει πολύ λιγότερη θερμότητα από το τμήμα που είναι γεμάτο με ατμό. Η αποτελεσματική επιφάνεια συρρικνώνεται. Ο ελεγκτής θερμοκρασίας μπάνιου ανοίγει περαιτέρω τη βαλβίδα ατμού για να αντισταθμίσει, αυξάνοντας την πίεση και την ταχύτητα του ατμού.
Δεύτερον, το συσσωρευμένο συμπύκνωμα σχηματίζει ένα γυμνοσάλιαγκο. Όταν δημιουργείται πίεση ατμού πίσω από το γυμνοσάλιαγκο, επιταχύνεται γρήγορα. Στην πρώτη στροφή ή περιορισμό, ο γυμνοσάλιαγκας σταματάει. Η κινητική ενέργεια μετατρέπεται σε ακίδα πίεσης. Αυτό είναι το σφυρί νερού. Στα συστήματα PTFE, η ακίδα πιέζει τα τοιχώματα του σωλήνα και τα σημεία στήριξης.
Πίνακας 1: Καταλληλότητα τύπου παγίδας ατμού για υπηρεσία εναλλάκτη θερμότητας PTFE
| Τύπος παγίδας | Απόκριση στην αλλαγή φορτίου | Δυνατότητα εξαερισμού | Κίνδυνος με σφυρί νερού | Καταλληλότητα για πηνία PTFE |
|---|---|---|---|---|
| Θερμοδυναμική (δίσκος) | Κακή (κυκλική εκκένωση) | Φτωχός | Υψηλή (διακοπτόμενη απόρριψη) | Δεν συνιστάται |
| Θερμοστατικό (ισορροπημένη πίεση) | Καλό (συνεχές) | Εξοχος | Χαμηλός | Κατάλληλο για μικρά πηνία |
| Πλωτήρας και θερμοστατικός | Εξαιρετικό (συνεχές, διαμορφωτές) | Εξαιρετικό (ξεχωριστός αεραγωγός) | Πολύ Χαμηλό | Η καλύτερη επιλογή για όλες τις εφαρμογές PTFE |
| Αντεστραμμένος Κάδος | Μέτριος | Απαιτεί ξεχωριστό αεραγωγό | Μέτρια (διακοπτόμενη) | Αποδεκτό με σωστό εξαερισμό |
Καταλληλότητα με βάση τα χαρακτηριστικά αποστράγγισης συμπυκνωμάτων και την εμπειρία πεδίου με εναλλάκτες θερμότητας εμβάπτισης PTFE.
The Trap Selection Logic
Οι πλωτήρες και οι θερμοστατικές παγίδες παρέχουν την πιο σταθερή αποστράγγιση συμπυκνωμάτων για εναλλάκτες θερμότητας PTFE. Ο μηχανισμός πλωτήρα ανοίγει τη βαλβίδα εκκένωσης ανάλογα με τη ροή του συμπυκνώματος. Δεν υπάρχει ποδηλασία, καμία διακοπτόμενη εκκένωση γυμνοσάλιαγκων, κανένα σφυρί νερού. Ο ενσωματωμένος-θερμοστατικός αεραγωγός αφαιρεί αυτόματα μη-συμπυκνώσιμα αέρια που διαφορετικά θα κάλυπταν την επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας.
Οι θερμοδυναμικές παγίδες είναι οι λιγότερο κατάλληλες. Λειτουργούν σε έναν κύκλο-ανοιχτό-ενδιάμεσο κλειστό. Το συμπύκνωμα συσσωρεύεται έως ότου ανοίξει η παγίδα και στη συνέχεια εκκενώνεται σε μια έκρηξη. Η διακοπτόμενη ροή προωθεί το νερό σφυρί. Η κρύα εκκίνηση δημιουργεί μεγάλα φορτία συμπυκνώματος που οι θερμοδυναμικές παγίδες δεν μπορούν να διαχειριστούν ομαλά.
Οι παγίδες ανεστραμμένου κάδου χρησιμοποιούνται ευρέως σε γενικά συστήματα ατμού αλλά απαιτούν προσεκτική εφαρμογή σε πηνία PTFE. Εκφορτίζονται κατά διαστήματα. Ένας ξεχωριστός αεραγωγός είναι απαραίτητος για την αποφυγή δέσμευσης αέρα. Χωρίς αυτό, ο αέρας συσσωρεύεται στο πηνίο, εμποδίζοντας την είσοδο ατμού και η παγίδα δεν ανοίγει.
Λεπτομέρειες εγκατάστασης που αποτρέπουν προβλήματα
Ακόμη και ο σωστός τύπος παγίδας αποτυγχάνει εάν εγκατασταθεί σωστά. Η παγίδα πρέπει να βρίσκεται κάτω από τη χαμηλότερη έξοδο συμπυκνώματος του πηνίου PTFE. Η αποστράγγιση της βαρύτητας από το πηνίο στην παγίδα είναι απαραίτητη. Μια παγίδα τοποθετημένη πάνω από την έξοδο του πηνίου επιτρέπει στο συμπύκνωμα να λιμνάζει στη σωλήνωση.
Ένα φίλτρο ανάντη της παγίδας εμποδίζει τα υπολείμματα PTFE ή τα άλατα να μπλοκάρουν τον μηχανισμό. Ένα οπτικό τζάμι κατάντη της παγίδας επιτρέπει την οπτική επαλήθευση της ροής του συμπυκνώματος. Μια βαλβίδα ελέγχου στη γραμμή επιστροφής συμπυκνώματος αποτρέπει την αντίστροφη ροή όταν πολλά πηνία μοιράζονται μια κοινή κεφαλίδα επιστροφής.
Για πηνία PTFE με πολλαπλά περάσματα σωλήνων, κάθε πέρασμα πρέπει να αποστραγγίζεται ξεχωριστά σε μια κοινή κεφαλή συμπυκνώματος και μετά στην παγίδα. Οι πολλαπλές εισόδους ατμού και εξόδου συμπυκνωμάτων μειώνουν τον κίνδυνο πλημμύρας ενός περάσματος ενώ ένα άλλο ρέει ελεύθερα.
Περίληψη
Οι σωστές προδιαγραφές παγίδας ατμού αποτρέπουν το σφυρί νερού σε συστήματα συμπυκνώματος εναλλάκτη θερμότητας PTFE. Οι πλωτήρες και οι θερμοστατικές παγίδες παρέχουν την πιο ομαλή, πιο σταθερή αποστράγγιση συμπυκνωμάτων με συνεχή ρυθμιζόμενη εκκένωση και ενσωματωμένο- εξαερισμό. Οι θερμοδυναμικές παγίδες θα πρέπει να αποφεύγονται λόγω της κυκλικής εκκένωσης και του κινδύνου από σφυρί νερού.
Η σωστή εγκατάσταση κάτω από την έξοδο του πηνίου, με φίλτρο, κρύσταλλο και βαλβίδα αντεπιστροφής, διασφαλίζει ότι η σωστά καθορισμένη παγίδα λειτουργεί όπως έχει σχεδιαστεί. Τα πηνία πολλαπλών-περασμάτων απαιτούν αποστράγγιση μεμονωμένων διελεύσεων για την αποφυγή πλημμύρας συμπυκνωμάτων.
Οι συστάσεις μηχανικής για την επιλογή παγίδας ατμού εναλλάκτη θερμότητας PTFE είναι διαθέσιμες μετά την υποβολή της πίεσης ατμού, της διαμόρφωσης πηνίου, του φορτίου συμπυκνώματος και των υπαρχόντων λεπτομερειών συστήματος επιστροφής συμπυκνώματος.
