Flash Steam -palapeli
PTFE-lämmönvaihdin tuottaa ylimääräistä leimahdushöyryä lauhteen paluulinjassa. Höyrylukko on vaihdettu uuteen oikeankokoiseen yksikköön. Loukku pyörii normaalisti. Silti lauhteen paluuputki pysyy täynnä höyryä, lauhteen vastaanotto tyhjentää höyryä jatkuvasti ja energiahäviö näkyy kattilan polttoaineen kulutuksessa.
Luonnollinen oletus on, että höyryloukku puhaltaa läpi-antaen elävän höyryn kulkevan. Mutta testaus vahvistaa, että ansa on ehjä. Loukkuun tulevan lauhteen lämpötila on kyllästyslämpötilassa tai lähellä sitä. Ongelma ei ole viallisessa ansassa. Se johtuu siitä, että PTFE-lämmönvaihdin tuottaa kondensaattia, jolla on epätavallisen korkea entalpia, lähempänä kyllästystä kuin metallisille vaihtimille tyypillinen alijäähdytetty lauhde. Lämmönsiirron fysiikka PTFE:ssä selittää miksi.
Alijäähdytysvaje
Metallisessa lämmönvaihtimessa putken seinämän lämpötila on lähes tasainen höyrypuolelta prosessipuolelle. Ulkopinnan lämpötila on lähellä höyrykyllästyslämpötilaa. Putken seinämää pitkin valuva kondenssivesi joutuu kosketuksiin pinnan kanssa, joka on melkein yhtä kuuma kuin sitä tuottanut höyry. Kondensaatti poistuu vaihtimesta lähellä kyllästymislämpötilaa.
PTFE-lämmönvaihtimessa putken seinämän poikki on merkittävä lämpötilagradientti. Prosessinesteen kanssa kosketuksissa oleva ulkopinta on 20-40 astetta viileämpi kuin höyryn kanssa kosketuksissa oleva sisäpinta. Sisäseinää pitkin valuva kondenssivesi on kosketuksessa höyrypuolen pinnan kanssa, joka on kyllästymislämpötilassa tai lähellä sitä. Lauhteen lämpötila pysyy lähellä kyllästymistä valuessaan.
Kondensaatti kuitenkin kokee jonkin verran alijäähtymistä, kun se kulkee lauhteen kokoojan läpi ja lähestyy loukkua. Tämän alijäähdytyksen suuruus riippuu lauhteen virtausreitin pituudesta, kokoojan lämpötilasta ja lämpöhäviöstä kokoojasta ympäröivään ympäristöön.
PTFE-vaihtimessa kokoomien pienempi lämpömassa ja kompakti rakenne tarkoittavat usein sitä, että alijäähdytysmahdollisuutta on vähemmän ennen kuin lauhde saavuttaa erottimen. Loukkuun tuleva lauhde on 2-5 astetta alijäähdytettyä verrattuna suurille metallisille vaihtimille tyypilliseen 10-20 asteen alijäähdytykseen. Alempi alijäähdytys tarkoittaa, että suurempi osa lauhteesta välähtää höyryksi, kun se kulkee erottimen läpi ja tyhjentää paineen.
| Flash Steam -parametri | Metallinen vaihdin | PTFE Lämmönvaihdin |
|---|---|---|
| Lauhteen lämpötila erottimen sisääntulossa | 125-135 astetta (10-20 astetta alijäähdytys 143 asteen kyllästysasteesta) | 138-141 astetta (2-5 astetta alijäähdytys) |
| Flash-höyryfraktio ilmakehän purkauksessa | 5-10% | 10-14% |
| Lauhteen paluulinjan ulkonäkö | Jaksottainen höyry; enimmäkseen nestemäistä | Jatkuva höyry; nopea{0}}kaksivaiheinen-virtaus |
| Energiahäviö 100 kW:aa kohden (kW ekvivalentti) | 3-5 | 5-7 |
| Trap syklin taajuus | 4-10 kierrosta/minuutti | 2-5 sykliä/minuutti (suurempi äänenvoimakkuus sykliä kohden) |
Energian talteenottoratkaisu
PTFE-vaihtimen korkeampi leimahdushöyrynopeus ei ole toimintahäiriö-se johtuu tehokkaasta lämmönsiirrosta, joka jättää lauhteen lähes kyllästymiseen. Flash-höyry edustaa talteen otettavaa energiaa. Ratkaisu ei ole vähentää leimahdushöyryä vaihtimessa, vaan ottaa se talteen myötävirtaan.
Flash-höyryn talteenottojärjestelmä ottaa talteen lauhteen vastaanottimen tuuletusaukosta tulevan höyryn ja käyttää sitä alhaisemman-paineen lämmityssovelluksissa-syöttöveden esilämmitykseen, tilan lämmitykseen tai matalan lämpötilan prosessin lämmittämiseen{2}}. Talteen otettu energia kompensoi kattilan polttoaineen kulutusta. Järjestelmän nettohyötysuhde, talteenotto mukaan lukien, voi ylittää metallisen vaihtimen tehon, jolla on alhaisempi leimahdushöyry, mutta myös alhaisempi lämmönsiirtotehokkuus.
Tiloissa, joissa ei ole olemassa höyryn talteenottoa, PTFE-vaihtimien suurempi leimahdusnopeus voi oikeuttaa investoinnin talteenottolaitteistoon. Talteenoton energiansäästö koskee kaikkia lauhdejärjestelmän vaihtimia, ei vain PTFE-yksiköitä.
Trapin suorituskyvyn tarkistaminen
Ennen kuin liität korkean höyryn PTFE:n ominaisuuksiin, varmista, että höyrylukko on oikean kokoinen ja toimii. Liian pieni erotin kerää kondenssivettä takaisin vaihtimeen, mikä vähentää lämmönsiirtoa. Liian suuri loukku pyörii harvoin ja saattaa päästää höyryä läpi avoimen jakson aikana.
Oikean erottimen koon määrää lauhdekuorma täydellä lämpökäytöllä, ja käynnistysolosuhteiden turvallisuuskerroin on 1,5{2}}2,0. Erottimen tulee olla kelluva-ja-termostaattinen tyyppinen lauhdekuormituksen modulointi, joka on tyypillistä lämpötilaohjatuille prosesseille. Termostaattisen tuuletusaukon on oltava toimiva, jotta ilma ei keräänny.
Lauhteen lämpötilan mittaus erottimen tuloaukossa vahvistaa alijäähdytystason. Kontaktilämpöpari tai infrapunalämpömittari tarjoaa riittävän tarkkuuden. Jos alijäähdytys ylittää 10 astetta, erotin saattaa tulvii lämmönvaihtimeen-eri ongelma, joka vaatii lauhteen paluujärjestelmän vastapaineen tutkimista.
Yhteenveto
Liiallinen leimahdushöyry PTFE-lämmönvaihtimesta, jossa on kunnolla toimiva höyrylukko, johtuu vaihtimesta lähtevän kondensaatin alhaisesta alijäähtymisestä -tyypillisesti 2–5 astetta verrattuna 10–20 asteeseen metallisten vaihtimien tapauksessa. Tämä johtuu PTFE:n lämmönsiirto-ominaisuuksista, ei toimintahäiriöstä. Flash-höyry edustaa talteen otettavaa energiaa, joka voidaan ottaa talteen pikahöyryn talteenottojärjestelmän avulla, mikä parantaa laitoksen yleistä energiatehokkuutta.
Erottimen koon ja lauhteen lämpötilan tarkistus vahvistaa, että järjestelmä toimii suunnitellusti. Merkittävästi yli 5 asteen alijäähdytys viittaa erilaiseen ongelmaan-kondensaattitulva-, joka vaatii erillisen tutkimuksen.
Tekninen tuki PTFE-lämmönvaihtimen lauhdejärjestelmän analyysille ja höyryn talteenoton arvioinnille on saatavilla, kun höyrynpaine, lauhteen lämpötilamittaukset, erottimen tekniset tiedot ja nykyinen lauhdejärjestelmän kokoonpano on toimitettu.
