Ένα σταδιακό και απογοητευτικό μοτίβο συχνά σηματοδοτεί την έναρξη της ρύπανσης. Μια δεξαμενή που κάποτε έφτανε τη θερμοκρασία λειτουργίας σε 30 λεπτά τώρα χρειάζεται σχεδόν μία ώρα. Τα χρονοδιαγράμματα παραγωγής αρχίζουν να ολισθαίνουν και η κατανάλωση ενέργειας αυξάνεται ανοδικά. Ο θερμαντήρας εμβάπτισης εξακολουθεί να ενεργοποιεί και να αντλεί ρεύμα, επομένως η πλήρης αποτυχία φαίνεται απίθανη. Ωστόσο, η απόδοση έχει σαφώς μειωθεί. Αυτός ο αθόρυβος κλέφτης απόδοσης είναι συχνά σχηματισμός αλάτων στην επιφάνεια του θερμαντήρα.
Οι θερμαντήρες εμβάπτισης με επένδυση από πολυτετραφθοροαιθυλένιο (PTFE) εκτιμώνται για χημική αντοχή και σχετικά χαμηλή πρόσφυση επιφάνειας. Ωστόσο, το μη κολλημένο δεν σημαίνει-μη κλιμάκωση. Σε ρεύματα διεργασίας που φέρουν σκληρό νερό ή{4}}ορυκτά, ασβέστιο, μαγνήσιο, πυρίτιο και άλλα διαλυμένα είδη μπορούν να καθιζάνουν όταν θερμαίνονται. Με την πάροδο του χρόνου, αυτά τα κοιτάσματα ορυκτών συσσωρεύονται στην επιφάνεια του θερμαντήρα και παρεμποδίζουν την απόδοση μεταφοράς θερμότητας.
Μηχανισμός Σχηματισμού Ζυγαριάς
Ο σχηματισμός κλίμακας ξεκινά στη διεπαφή θερμαντήρα-υγρού. Καθώς ο θερμαντήρας λειτουργεί, η θερμοκρασία του περιβλήματος του ανεβαίνει πάνω από τη θερμοκρασία του υγρού όγκου. Ακόμη και με την κατάλληλη πυκνότητα watt, υπάρχει μια διαβάθμιση θερμοκρασίας κατά μήκος του οριακού στρώματος. Τα διαλυμένα ορυκτά γίνονται λιγότερο διαλυτά σε υψηλές θερμοκρασίες, ιδιαίτερα το ανθρακικό ασβέστιο και τα άλατα μαγνησίου. Καθώς η διαλυτότητα μειώνεται τοπικά, η καθίζηση εμφανίζεται απευθείας στο περίβλημα.
Το πυρίτιο παρουσιάζει έναν σχετικό αλλά ξεχωριστό μηχανισμό. Σε υψηλότερες θερμοκρασίες ή σε συμπυκνωμένα διαλύματα, το διαλυμένο πυρίτιο μπορεί να πολυμεριστεί και να σχηματίσει ανθεκτικές μεμβράνες-όπως γυαλί. Αυτά τα φιλμ είναι ιδιαίτερα δύσκολο να αφαιρεθούν και συμβάλλουν σημαντικά στη θερμική αντίσταση.
Παρόλο που το PTFE αντιστέκεται στην προσκόλληση πολλών οργανικών ουσιών, οι μεταλλικοί κρύσταλλοι μπορούν ακόμα να πυρηνωθούν και να αναπτυχθούν στην επιφάνειά του. Μόλις σχηματιστεί ένα λεπτό στρώμα, παρέχει πρόσθετες θέσεις τραχύτητας και πυρήνων, επιταχύνοντας την περαιτέρω συσσώρευση.
Η επίδραση του θερμικού φραγμού
Οι εναποθέσεις ορυκτών δημιουργούν ένα θερμικό φράγμα μεταξύ του θερμαντικού στοιχείου και του υγρού διεργασίας. Η ζυγαριά έχει σημαντικά χαμηλότερη θερμική αγωγιμότητα τόσο από τα μεταλλικά θερμαντικά στοιχεία όσο και από τις θήκες PTFE. Ως αποτέλεσμα, η θερμότητα πρέπει να περάσει μέσα από ένα μονωτικό στρώμα πριν φτάσει στο υγρό.
Ακόμη και μια λεπτή απόθεση μπορεί να έχει μετρήσιμο αποτέλεσμα. Στην πράξη, ένα στρώμα αλάτων ασβεστίου 1 χιλιοστού μπορεί να μειώσει την απόδοση μεταφοράς θερμότητας κατά 30 τοις εκατό ή περισσότερο. Για αντιστάθμιση, ο θερμαντήρας λειτουργεί σε υψηλότερη εσωτερική θερμοκρασία και για μεγαλύτερη διάρκεια για να επιτευχθεί το ίδιο αποτέλεσμα θέρμανσης. Αυτό αυξάνει την κατανάλωση ενέργειας και τη μηχανική καταπόνηση στο στοιχείο.
Η παρατεταμένη λειτουργία σε υψηλές εσωτερικές θερμοκρασίες μπορεί να μειώσει τη διάρκεια ζωής του θερμαντήρα. Αν και το εξωτερικό περίβλημα μπορεί να φαίνεται άθικτο, τα εσωτερικά εξαρτήματα υφίστανται μεγαλύτερη θερμική φόρτιση.
Ορατά σημάδια κοιτασμάτων ορυκτών
Η οπτική επιθεώρηση παραμένει μια από τις πιο άμεσες μεθόδους ανίχνευσης ρύπων. Τα κοινά σημάδια περιλαμβάνουν:
Λευκές ή κιμωλιακές αποθέσεις, χαρακτηριστικές του ανθρακικού ασβεστίου.
Γκρι ή ανοιχτό καφέ επιστρώσεις.
Σκληρές συσσωρεύσεις με κρούστα σε σοβαρές περιπτώσεις.
Τραχιά ή κοκκώδη μπαλώματα σε μια κατά τα άλλα λεία επιφάνεια PTFE.
Η κλίμακα του πρώιμου σταδίου-μπορεί να εμφανιστεί ως λεπτή ομίχλη ή ελαφρά θαμπάδα της επιφάνειας και όχι ως παχιά κρούστα. Σε προχωρημένες συνθήκες, οι εναποθέσεις μπορούν να σχηματίσουν ένα συνεχές άκαμπτο στρώμα που είναι εμφανώς διακριτό από το αρχικό περίβλημα.
Μια κοινή παρανόηση είναι ότι η μη κολλητική ιδιότητα του PTFE αποτρέπει κάθε συσσώρευση. Ενώ αντέχει σε πολλές οργανικές μεμβράνες, τα κοιτάσματα ορυκτών μπορούν ακόμα να προσκολληθούν, ειδικά υπό παρατεταμένη θέρμανση και υψηλή συγκέντρωση ορυκτών.
Δείκτες-Βάσει απόδοσης
Η ανίχνευση ρύπων δεν βασίζεται αποκλειστικά στην οπτική επιβεβαίωση. Τα λειτουργικά δεδομένα συχνά αποκαλύπτουν προβλήματα νωρίτερα.
Παρακολούθηση χρόνου θέρμανσης-είναι ιδιαίτερα χρήσιμο. Ο καθορισμός μιας γραμμής βάσης για το χρόνο που χρειάζεται μια δεξαμενή για να φτάσει σε μια καθορισμένη θερμοκρασία επιτρέπει τον γρήγορο εντοπισμό των αποκλίσεων. Μια σταθερή αύξηση του χρόνου θέρμανσης χωρίς αλλαγές στην ισχύ εισόδου ή στον όγκο του υγρού υποδηλώνει έντονα μειωμένη απόδοση μεταφοράς θερμότητας.
Καταγραφή κατανάλωσης ενέργειαςπαρέχει έναν άλλο δείκτη. Εάν η ηλεκτρική ζήτηση παραμένει σταθερή αλλά οι κύκλοι θέρμανσης επιμηκύνονται, η συνολική κατανάλωση ενέργειας αυξάνεται. Η παρακολούθηση κιλοβατώρων-ωρών ανά παρτίδα ή ανά βάρδια μπορεί να αποκαλύψει σταδιακή μείωση της απόδοσης.
Διαφορικές τάσεις θερμοκρασίαςμπορεί επίσης να βοηθήσει. Εάν τα διαθέσιμα όργανα δείχνουν αυξανόμενες διαφορές μεταξύ της θερμοκρασίας της επιφάνειας του θερμαντήρα και της θερμοκρασίας του υγρού όγκου, ο σχηματισμός αλάτων μπορεί να λειτουργεί ως θερμικό φράγμα.
Επιβεβαίωση ρύπανσης
Μόλις παρατηρηθούν αλλαγές στην απόδοση, η επιβεβαίωση απαιτεί επιθεώρηση και βασική δοκιμή.
Απ-ενεργοποιήστε και απομονώστε με ασφάλεια τη θερμάστρα.
Αφαιρέστε το από τη δεξαμενή αν είναι δυνατόν.
Πραγματοποιήστε μια ενδελεχή οπτική εξέταση υπό καλό φωτισμό.
Εάν υπάρχουν ιζήματα, η ελαφριά απόξεση με ένα μη{0}}μη λειαντικό εργαλείο μπορεί να επιβεβαιώσει εάν το υλικό είναι ορυκτό άλας. Το σκληρό, εύθραυστο υλικό που σπάει αντί να κηλιδώνει είναι συνήθως ανόργανο.
Για εγκαταστάσεις με αναλυτική ικανότητα, ένα μικρό δείγμα απόθεσης μπορεί να διαλυθεί σε αραιό οξύ. Ο αναβρασμός υποδηλώνει περιεκτικότητα σε ανθρακικά. Οι εναποθέσεις πυριτίου δεν διαλύονται εύκολα σε ήπια οξέα, υποδεικνύοντας έναν πιο ανθεκτικό τύπο ρύπανσης.
Θέματα Λειτουργικού Πλαισίου
Ορισμένες συνθήκες διεργασίας αυξάνουν την πιθανότητα κλιμάκωσης:
Σκληρό νερό μακιγιάζ χωρίς μαλακτικό.
Υψηλοί ρυθμοί εξάτμισης που συμπυκνώνουν διαλυμένα στερεά.
Αυξημένες θερμοκρασίες λειτουργίας.
Κακή κυκλοφορία που δημιουργεί τοπικό υπερκορεσμό.
Η αναγνώριση αυτών των παραγόντων που συμβάλλουν υποστηρίζει προληπτικές στρατηγικές ανίχνευσης ρύπανσης.
Οι περιοδικές οπτικές επιθεωρήσεις κατά τη διάρκεια της προγραμματισμένης συντήρησης, σε συνδυασμό με τη συνεπή καταγραφή του χρόνου θέρμανσης-και της χρήσης ενέργειας, παρέχουν ένα αξιόπιστο σύστημα έγκαιρης-προειδοποίησης. Η αναμονή μέχρι να αναπτυχθούν παχιές κρούστες οδηγεί σε υψηλότερο ενεργειακό κόστος και πιο δύσκολο καθάρισμα.
Σύναψη
Ο σχηματισμός αλάτων σε θερμαντήρες εμβάπτισης από PTFE μειώνει την απόδοση μεταφοράς θερμότητας δημιουργώντας ένα μονωτικό θερμικό φράγμα. Ο θερμαντήρας πρέπει να λειτουργεί πιο ζεστά και περισσότερο για να παρέχει την ίδια απόδοση, αυξάνοντας την κατανάλωση ενέργειας και την καταπόνηση του εξοπλισμού. Η έγκαιρη ανίχνευση ρύπων μέσω οπτικής επιθεώρησης, παρακολούθησης απόδοσης και παρακολούθησης λειτουργικών δεδομένων αποτρέπει την παρατεταμένη απώλεια απόδοσης.
Μόλις εντοπιστούν κοιτάσματα ορυκτών, η έγκαιρη παρέμβαση αποκαθιστά την απόδοση και προστατεύει τη μακροζωία του θερμαντήρα. Το επόμενο κρίσιμο ζήτημα είναι η επιλογή μιας μεθόδου αφαίρεσης που εξαλείφει αποτελεσματικά τα άλατα χωρίς να καταστρέφει το περίβλημα PTFE.
