Muuttuvan tason haaste
Päällystyslinjan huuhtelusäiliö toimii 80 %:n kapasiteetilla normaalituotannon aikana, mutta laskee 40 %:iin osien vaihdon aikana. PTFE-lämmönvaihtimen on toimitettava täysi lämmitysteho alhaisella tasolla ilman, että se vaurioidu, kun säiliö on täytetty korkealle tasolle. Upotussyvyys-pystysuora etäisyys nesteen pinnasta lämmönvaihtimen yläosaan-määrittää sekä lämpösuorituskyvyn että mekaanisen turvallisuuden.
Aseta vaihdin liian syvälle, ja alhaisilla säiliötasoilla yläputket paljastuvat. Höyrykäytössä näkyvät putket ylikuumenevat ilmassa, mikä voi vaurioittaa tukirakenteita ja aiheuttaa palovammavaaran. Aseta lämmönvaihdin liian matalalle, ja korkeilla säiliötasoilla lämmityspinta keskittyy lähelle säiliön pohjaa, mikä edistää lämpökerrostumista ja epätäydellistä sekoittumista.
Optimaalinen upotussyvyys on laskettu prosenttiosuus putkinipun korkeudesta, joka takaa upottamisen kaikilla normaaleille käyttötasoille säilyttäen samalla riittävän välyksen lämpölaajenemiselle ja välttäen kosketusta säiliön pohjalla olevan lietteen kanssa.
Vähimmäisvaatimus vedenalaisena
PTFE-lämmönvaihdinputken, joka kuljettaa kylläistä höyryä 3 barg:lla, sisälämpötila on 143 astetta. Nesteeseen upotettuna ulkoseinän lämpötila on 10-30 astetta alhaisempi kuin höyryn lämpötila lämmönsiirtokertoimesta riippuen. Ilmalle altistuessaan ulkoseinän lämpötila lähestyy höyryn lämpötilaa, koska ilmajäähdytys poistaa lämpöä mitättömästi.
Paljastuneiden putkien huolenaihe ei ole itse PTFE{0}}, joka on mitoitettu 260 asteen jatkuvaan käyttöön-, vaan tukijärjestelmä. PVDF - tukilevyt pehmenevät yli 150 astetta . Metalliset tukikannattimet laajenevat eri nopeuksilla kuin PTFE, mikä mahdollisesti löysää putken kahvaa. Turvallinen suunnittelukäytäntö varmistaa, että kaikki höyryä kuljettavat putket pysyvät veden alla minimikäyttötasolla.
Pienin upotussyvyys lasketaan etäisyydeksi alimmasta odotetusta nestetasosta ylimmän -höyryä kuljettavan putken yläosaan sekä turvamarginaali pinnanmittauksen epävarmuudelle ja sekoituksesta aiheutuvalle aaltotoiminnalle. Tyypillinen marginaali on 50-100 mm.
Taulukko 1: Suositeltavat upotusparametrit PTFE-lämmönvaihtimille vaihtelevissa-tasoisissa säiliöissä
| Parametri | Suositeltu arvo | Perusta |
|---|---|---|
| Minimi upotus putken ylärivin yläpuolelle | 75-100mm | Ottaa huomioon tasoanturin virheen ja pinta-aallot |
| Suurin putken altistustoleranssi | 0 % (ei putkia nesteen yläpuolella minimitasolla) | PTFE-putket kestävät lyhyen altistuksen, mutta tuet eivät välttämättä |
| Pohjaväli säiliön pohjasta | 100-150mm | Estää lietteen nielemisen ja mahdollistaa kierron |
| Lämpölaajenemisvälys maksimitason yläpuolella | Ei sovellettavissa (laajennus vaakasuoraan) | PTFE-käämin rakenne sisältää laajennussilmukat |
| Prosenttiosuus putkinipusta upotettuna minimitasolla | 100 % aktiivisia lämmitysputkia | Kaikkien höyryä{0}}johtavien letkujen on oltava veden alla |
| Prosenttiosuus putkinipusta upotettuna enimmäistasolla | 100 % + välys säiliön vanteeseen ylivuotoa varten | Estää kelojen häiriöt säiliön kansiin |
Thermal Stratification Balance
Upotussyvyys vaikuttaa enemmän kuin kuiva{0}}paloturvallisuuteen. Se määrittää lämmöntuonnin pystyjakauman. Kokonaan säiliön pohjan lähelle sijoitettu lämmönvaihdin lämmittää pohjavyöhykkeen voimakkaasti luoden kelluvan pölyn, joka nousee pintaan. Pystysuora lämpötilaprofiili riippuu siitä, kuinka tehokkaasti tämä pillu sekoittuu säiliön sisältöön.
Syvissä säiliöissä, joissa on vaihtelevat tasot, optimaalinen kokoonpano käyttää usein pystysuoraa PTFE-ristikkoa, joka ulottuu minimitason alueelta säiliön pohjan lähelle. Korkealla säiliötasolla koko verkko on aktiivinen ja lämpenee tasaisesti syvyyden läpi. Matalilla tasoilla ruudukon yläosa on passiivinen-höyry poistuu näille osille-kun taas alaosa jatkaa lämmitystä.
Vaihtoehtoisesti koko vaihdin on mitoitettu toimimaan minimitasolla, ja korkeammilla tasoilla lämmitystarve vastaa sama vaihdin, joka toimii alennetulla höyrynpaineella tai -virtauksella. Tämä lähestymistapa yksinkertaistaa ohjausta, mutta edellyttää, että vaihdin mahtuu pienennetylle syvyydelle minimitasolla.
Moni-tason tunnistus ja höyrynhallinta
Säiliöt, joissa on laaja tasovaihtelu, hyötyvät taso{0}}kompensoidusta höyrynhallinnasta. Pinta-anturi ilmoittaa ohjausjärjestelmälle, kun nesteen taso laskee kynnyksen alle. Ohjausjärjestelmä joko alentaa höyryn painetta rajoittaakseen putken seinämän lämpötilaa osittain paljastetussa osassa tai eristää höyryn ylempiin putkiriveihin erillisten ohjausventtiilien kautta monipiirivaihtimissa.
Yksinkertaisempi lähestymistapa-useimmissa asennuksissa-on mitoittaa vaihdin toimimaan täysin upotettuna minimitasolla ja hyväksyä, että korkeammilla tasoilla vaihdin edustaa konservatiivisen kokoista järjestelmää, jossa on varakapasiteetti. Varakapasiteetti pidentää lämmönvaihtimen käyttöikää ja mahdollistaa prosessin tehostamisen tulevaisuudessa ilman laitteiden vaihtoa.
Yhteenveto
Optimaalinen upotussyvyys PTFE-lämmönvaihtimelle säiliöissä, joissa on vaihtelevat käyttötasot, varmistaa, että kaikki höyryä{0}}kannattavat putket pysyvät veden alla odotetulla vähimmäistasolla 75-100 mm:n turvamarginaalilla. Vaihtimen pohjaväli on 100-150 mm lietteen hallintaa varten. Syvissä säiliöissä, joissa on suuret tasonvaihtelut, monipiiriset mallit mahdollistavat ylempien putkiosien eristämisen matalilla tasoilla.
Oikea upotussyvyyden laskeminen estää tukien kuivan-palovaurion, eliminoi paljaiden kuumaputkien aiheuttamat palovammat ja varmistaa luotettavan lämmityksen kaikilla normaaleina käyttötasoilla.
Tekniset suositukset PTFE-lämmönvaihtimen sijoittamisesta vaihtelevatasoisiin{0}}säiliöihin ovat saatavilla, kun säiliön mitat, vähimmäis- ja enimmäiskäyttötasot, tasoanturin tarkkuus ja lämmityskäyttövaatimukset on toimitettu.
