Jäähdytysveden muuttuja
Jäähdytysvesi ei ole yksittäinen neste. Se vaihtelee kasveittain-puhtaista kerran-jokivedestä korkean-kierron jäähdytystorniveteen, joka on täynnä liuenneita kiintoaineita, suspendoituneita hiukkasia ja biologista aktiivisuutta. Vaipan {{5}puoleinen nestenopeus PTFE-kuoren-ja-putken lämmönvaihtimessa on sovitettava tiettyyn jäähdytysveden kemiaan.
Liian alhainen nopeus sallii suspendoituneiden kiintoaineiden laskeutumisen, edistää biofilmin kiinnittymistä ja nopeuttaa hilseilyä PTFE-putkien pinnoilla. Liian suuri nopeus hukkaa pumppausenergiaa, lisää eroosioriskiä ja voi aiheuttaa virtauksen{1}}indusoimaa tärinää taipuisiin PTFE-putkiin.
Optimaalinen nopeus on kompromissi näiden kilpailevien vaatimusten välillä, ja tasapainopiste siirtyy jäähdytysveden kemian mukaan. Yksi-koko-sopii-kaikkiin nopeussuositus on riittämätön.
Likaantumisnopeuden kynnys
Eri likaantumismekanismeissa on erilaiset nopeusriippuvuudet. Sen ymmärtäminen, mikä mekanismi hallitsee tiettyä jäähdytysveden kemiaa, ohjaa nopeusmäärittelyä.
Kalsiumkarbonaatin, kalsiumsulfaatin tai piidioksidin kiteytymistä-saostumista- ohjataan ensisijaisesti lämpötilalla ja pitoisuudella, ei nopeudella. Suurempi nopeus kuitenkin alentaa seinämän lämpötilaa parantamalla lämmönsiirtoa, mikä vähentää kiteytymisvoimaa putken pinnalla.
Hiukkasten likaantuminen-suspendoituneen lieteen, korroosiotuotteiden tai ilmassa leviävien roskien kerääntyminen-on vahvasti nopeudesta{2}}riippuvainen. Kriittisen nopeuden alapuolella hiukkaset laskeutuvat painovoiman vaikutuksesta vaakasuuntaisille putken pinnoille. Kriittinen nopeus hiukkasten laskeutumisen estämiseksi PTFE:llä on noin 0,3-0,5 m/s, pienempi kuin metalliputkilla, koska sileä, hydrofobinen pinta vähentää hiukkasten tarttumista.
Mikro-organismien-kiinnittyminen ja kasvu-on nopeus-herkkä. Biofilmin muodostuminen estyy yli 0,8-1,0 m/s nopeuksilla, joissa nesteen leikkausjännitys ylittää mikrobikalvon tarttumislujuuden. Kuitenkin PTFE:n alhainen pintaenergia vähentää jo biokalvon tarttumista metallipintoihin verrattuna.
Taulukko 1: Suositeltu kuori-sivunopeus jäähdytysvesityypin mukaan
| Jäähdytysvesityyppi | Tyypillinen kemia | Ensisijainen likaantumisriski | Suositeltu nopeus (m/s) | Perusta |
|---|---|---|---|---|
| Kerran-joen läpi | Matala TDS, vaihtelevat suspendoituneet kiintoaineet | Hiukkasmainen, kausiluonteinen biolikaantuminen | 0.5-0.8 | Estää asettumisen; säätelee biofilmiä |
| Jäähdytystornin vesi (alhaiset kierrot) | Keskivaikea TDS, käsitelty biosidilla | Kalkkia, jonkin verran biofoulingia | 0.6-1.0 | Ohjaa skaalausta alentamalla seinän lämpötilaa |
| Jäähdytystornin vesi (korkeat kierrokset) | Korkea TDS, korkea kovuus | Vakava skaalausriski | 0.8-1.2 | Maksimoi lämmönsiirron seinän lämpötilan minimoimiseksi |
| Suljetulla-silmukalla käsitelty vesi | Matala TDS, estetty | Minimaalinen likaantuminen | 0.4-0.6 | energia{0}}tehokas; alhainen likaantumisriski |
| Merivesi (kerran{0}}läpi) | Korkea TDS, kloridi, biologinen aktiivisuus | Biolikaantuminen, jonkin verran hilseilyä | 1.0-1.5 | Suuri nopeus estää makro{0}}likaantumisen kiinnittymisen |
| Murtovesi | Muuttuva TDS, sulfaatti | Scaling, biofouling | 0.8-1.2 | Kompromissi hilseilyn ja likaantumisen hallinnan välillä |
PTFE-Erityiset nopeushuomiot
PTFE-putket ovat joustavia. Yli 1,5 m/s kuoren-sivunopeuksilla virtauksen-indusoitu tärinä voi herättää putken liikettä. Tärinän alkamisen kriittinen nopeus riippuu tukemattomasta putken jännevälistä. Pienemmät tukivälit mahdollistavat suuremmat nopeudet ilman tärinää.
PTFE-pinnat ovat hydrofobisia. Rajakerroksen käyttäytyminen eroaa hydrofiilisistä metallipinnoista. Liukunopeus PTFE-vesirajapinnassa vähentää hieman seinämän leikkausjännitystä verrattuna liukumattomaan metallipintaan. Käytännön vaikutus on pienen nopeuden pieneneminen, joka vaaditaan tietyn likaantumisvastuksen saavuttamiseksi.
PTFE is not subject to erosion-corrosion in the conventional sense because there is no protective film to remove. However, at very high velocities (>2,5 m/s) hankaavia hiukkasia sisältävän veden kanssa, PTFE-pinnan mekaaninen eroosio voi tapahtua. Tämä on harvinaista jäähdytysvesipalveluissa, mutta olennaista vesilähteille, joissa on suuri lietekuormitus.
Nopeuden optimointi -likaantumisenestoominaisuuksilla
PTFE-lämmönvaihtimen rakenne voi sisältää ominaisuuksia, jotka parantavat likaantumiskestävyyttä pienemmillä nopeuksilla. Kierteiset ohjauslevyt luovat pyörteisen virtauksen, joka hankaa putken pintoja tehokkaammin kuin segmenttilevyjen suora viivavirtaus. Pyörteilevä virtaus ylläpitää hiukkassuspensiota ja estää biofilmin kiinnittymisen nopeuksilla, jotka ovat 20-30 % pienemmät kuin mitä vaaditaan tavanomaisessa välilevyssä.
Pienempi nopeus vähentää pumppausenergian kustannuksia samalla, kun se säilyttää korkeamman-nopeuden mallien likaantumisvastuksen. Energiansäästö laitteen käyttöiän aikana voi olla huomattava.
Yhteenveto
Jäähdytysveden kemia määrittää optimaalisen kuoren-sivunopeuden PTFE-kuorilla-ja-putkilämmönvaihtimissa. Suositeltu alue kattaa 0,4 m/s puhtaan suljetun -silmukan vedessä ja 1,5 m/s merivedessä. Nopeusvalinta tasapainottaa hiukkasten laskeutumisen eston, biofilmin eston ja hilseilyn hallinnan pumppausenergian ja tärinän rajoja vastaan.
PTFE:n alhainen pintaenergia ja sileä pinta tarjoavat luontaisen likaantumiskestävyyden, joka mahdollistaa 10-20 % pienemmät nopeudet kuin mitä vaaditaan metallisten vaihtimien samassa palvelussa. Kierteiset ohjauslevyt vähentävät entisestään nopeusvaatimusta säilyttäen samalla likaantumisen hallinnan.
Tekniset suositukset PTFE-kuoren{0}}ja-putkenvaihtimen nopeusmäärityksistä ovat saatavilla, kun toimitetaan jäähdytysvesianalyysi, käyttölämpötila-alue, olemassa olevien vaihtimien likaantumishistoria ja käytettävissä oleva pumppukapasiteetti.
