Steamin laatuoletus
Useimmat PTFE-lämmönvaihtimen tekniset tiedot sisältävät höyryn paineen ja lämpötilan. Harvat sisältävät höyryn laatuparametrit-kuivuusosuuden, tulistuksen, ei--kondensoituvan kaasun sisällön ja kemiallisen puhtauden. Oletuksena on, että normaali kasvihöyry on riittävä. Tämä oletus on usein väärä.
Kasvihöyry kuljettaa kattilakemikaaleja, liuenneita kiintoaineita ja vaihtelevia määriä mukana kulkeutunutta vettä. Metallilämmönvaihtimissa nämä epäpuhtaudet vaikuttavat ensisijaisesti höyrypuolelle hilseilyn ja korroosion-hitaiden prosessien kautta, joita ohjataan kattilaveden käsittelyllä. PTFE-lämmönvaihtimien vaikutukset vaihtelevat, koska materiaali ei syöpy tai hilseile.
Tietyt höyryn laadun puutteet voivat kuitenkin vahingoittaa PTFE-vaihtimia korroosioon liittymättömien mekanismien vuoksi. Tulistettu höyry voi ylittää tukimateriaalien jatkuvan käyttölämpötilan. Kattilan kiintoaineet voivat kuluttaa PTFE-pintoja suurilla nopeuksilla. Ei--kondensoituvat kaasut voivat peittää lämmönsiirtopintoja. Höyryn laadun määrittäminen ja tarkistaminen estää nämä vältettävissä olevat ongelmat.
Kuivuusosuus: kriittinen parametri
Höyryn kuivuusosuus on höyryn massaprosentti höyry-vesiseoksessa. Kyllästetty höyry 100 % kuivana ei sisällä vesipisaroita. Kasvihöyry saapuu tyypillisesti 95-98-prosenttisena kuivana ja kuljettaa mukanaan 2-5 massaprosenttia vettä.
PTFE-lämmönvaihtimissa alhainen kuivuusosuus aiheuttaa kaksi ongelmaa. Kattilan paineessa mukana kulkeutuneet vesipisarat kuljettavat liuenneita kiinteitä aineita -natriumia, piidioksidia, fosfaatteja-, jotka kerääntyvät PTFE-putkiin veden haihtuessa. Nämä kerrostumat eivät syövytä PTFE:tä, mutta ne eristävät putken seinämän ja vähentävät lämmönsiirtoa. Kuukausien aikana kertyneet kiinteät aineet voivat osittain tukkia putken reikiä.
Merkittävämpää on, että suurella nopeudella kulkeutunut vesi aiheuttaa PTFE-pinnan eroosion. Putken seinämään osuvat vesipisarat höyrynopeuksilla 20-30 m/s aiheuttavat paikallista pinnan karhentumista. Vaikutus on vähäinen lyhyellä aikavälillä, mutta kumulatiivinen palveluvuosien aikana.
Jatkuvassa käytössä oleville PTFE-lämmönvaihtimille suositellaan 98 %:n tai korkeampaa kuivuusosuutta. Tämä saavutetaan asianmukaisella höyryn erottelulla kattilassa ja riittävän kokoisilla höyryputkilla ja asianmukaisella tyhjennyksellä.
Taulukko 1: PTFE-lämmönvaihdinhuollon höyryn laatuvaatimukset
| Steamin laatuparametri | Suositeltu raja | Rajan ylityksen seuraus | Mittausmenetelmä |
|---|---|---|---|
| Kuivuusfraktio | Suurempi tai yhtä suuri kuin 98 % | Kiinteiden aineiden laskeuma; eroosio putken tuloaukoissa | Kuristuskalorimetri |
| Superheat (yli kylläisyys) | Vähemmän tai yhtä suuri kuin 10 astetta | Ylittää tukimateriaalin luokituksen; PVDF-komponenttien lämpöhajoamisriski | Lämpötila-anturi ennen lämmönvaihdinta |
| Ei--kondensoituvat kaasut (CO₂, O2, N₂) | Vähemmän tai yhtä suuri kuin 0,5 tilavuusprosenttia | Lämmönsiirtopeitto; pienentynyt tehollinen pinta-ala | Kaasuliukoisuus tai Orsat-analyysi |
| Kondensaatissa liuenneiden kiintoaineiden kokonaismäärä | Vähemmän tai yhtä suuri kuin 10 ppm | Putken sisäinen likaantuminen; alennettu U{0}}-arvo | Kondensaattinäytteen johtavuusmittari |
| Kattilan käsittelykemikaalien siirto | Amiinit Vähemmän tai yhtä suuri kuin 1 ppm; hapenpoistoaineet Vähemmän tai yhtä suuri kuin 0,5 ppm | Läpäisyriski, jos putken{0}}puolen ja kuoren-puoleisten nesteiden on pysyttävä erillään | Spesifinen ionianalyysi |
| Hiukkaset (putkihilse, ruoste) | Hiukkaskoko pienempi tai yhtä suuri kuin 100 μm | Putken tuloaukon tukos; eroosiota mutkissa | In-siivilän tarkastus |
Ylikuumenemisrajat
Tulistettu höyry on höyryä, joka on kuumennettu sen kyllästyslämpötilan yläpuolelle tietyssä paineessa. Lievä 5-10 asteen tulistus on yleistä laitoksissa, joissa höyry kulkee pitkiä matkoja kattilasta. Korkeampia tulistustasoja esiintyy, kun kattilat toimivat tulistimen kanssa.
PTFE-lämmönvaihtimien huolenaihe ei ole itse PTFE-letku, joka kestää 260 astetta. Huoli on tukijärjestelmästä. PVDF-tukilevyjen jatkuva käyttöraja on 150 astetta. Jos tulistettua höyryä 180{6}}200 asteessa tulee lämmönvaihtimeen, upottamaton kokoojaosa ja ensimmäiset tukilevyt näkevät lämpötilansa arvonsa yläpuolella.
Yli 10 asteen ylikuumeneminen tulee poistaa höyrynpoistolämmittimellä-veden ruiskutusjärjestelmällä, joka laskee höyryn lämpötilan kylläisyyteen-ennen kuin höyry tulee PTFE-vaihtimeen. Vaihtoehtoisesti tulisi määrittää tukimateriaalit, jotka on mitoitettu korkeimpaan mahdolliseen tulistuslämpötilaan.
Ei--kondensoituvat kaasut
Ilmaa ja hiilidioksidia pääsee höyryjärjestelmiin kattilan käynnistyksen yhteydessä, alipainekatkaisijoiden kautta ja kattilan käsittelykemikaalien hajoamisesta. Nämä ei--kondensoituvat kaasut eivät kondensoidu höyryn mukana. Ne kerääntyvät lämmönvaihtimeen muodostaen pysähtyneen kaasupeiton putken seinämän höyrypuolelle.
Kaasupeite on tehokas eriste. Lämmönsiirto kaasukerroksen läpi tapahtuu vain johtumisen kautta, ilman piilevää lämmön vaikutusta. Vain 1 tilavuusprosentin kaasupitoisuus voi pienentää tehollista lämmönsiirtokerrointa 10-15 % vaikutusalueella.
Oikea höyrylukon valinta sisäänrakennetuilla -ilmanpoistomahdollisuuksilla-termostaattisilla tuuletusaukoilla tai kelluvilla-ja-termostaattisilla erottimilla-poistaa jatkuvasti ei--kondensoituvia kaasuja vaihtimesta. Höyryjärjestelmässä tulee olla tuuletusaukot kaikissa korkeissa kohdissa, joihin kaasut voivat kerääntyä.
Yhteenveto
Luotettava PTFE-lämmönvaihtimen suorituskyky edellyttää höyryn laatuparametreja paineen ja lämpötilan lisäksi. Vähimmäiskuivuusosuus 98 % estää kiintoaineiden laskeuman ja eroosion. Tulikuumennus tulisi rajoittaa 10 asteeseen kyllästymisen yläpuolelle tukimateriaalien suojaamiseksi. Ei--kondensoituvan kaasun pitoisuus tulee pitää alle 0,5 % oikean ilmanpoiston ja höyrylukon valinnan avulla.
Nämä eritelmät, kun ne sisältyvät lämmönvaihtimen hankintaan ja höyryjärjestelmän suunnitteluun, varmistavat, että PTFE-lämmönvaihdin tarjoaa suunnitellun lämpöteknisen suorituskyvyn koko käyttöikänsä ajan ilman höyrypuolen likaantumista tai tukimateriaalin heikkenemistä.
Tekniset suositukset höyryn laadun parantamiseksi olemassa olevissa PTFE-lämmönvaihdinasennuksissa ovat saatavilla, kun lähetät nykyiset höyryn laatumittaukset, vaihtimen suorituskykytiedot ja havaitut sisäiset likaantumiset tai tuen heikkeneminen.
