Þversögnin
PTFE varmaskiptir sem er að stærð fyrir 60 kW vinnu við 4 barg gufuþrýsting nær ekki að viðhalda hitastigi ferlisins þegar hann er notaður við 4 barg. Gufuventillinn opnast að fullu. Baðhitinn lækkar undir markmiðinu. Samt þegar stjórnandinn lækkar gufuþrýstinginn í 2 barg, skilar skiptarinn skyndilega betri árangri-baðhitastigið hækkar og verður stöðugt nálægt settpunktinum. Skiptinn skilar meiri hita við lægri gufuþrýsting. Þetta er gagnsætt-innsæi.
Orsökin er þéttivatnsflóð við hærri þrýsting. Við 4 barg er gufuhitinn 152 gráður og hitaflutningshraði á flatarmálseiningu er hátt. Þéttivatnsframleiðsluhraði er samsvarandi hátt. Þéttivatnafrennsliskerfið-gufugildran og afturleiðslan-þolir ekki hámarksþéttniálagið við 4 barg. Þéttivatn kemur aftur upp í rörin og flæðir yfir neðri hlutann. Flóðrörin stuðla ekkert að hitaflutningi. Virkt yfirborðsflatarmál minnkar. Skiptinn getur ekki skilað gjaldinu sínu.
Við 2 barg er gufuhitinn 133 gráður. Hitaflutningshraði er lægri og þéttiframleiðsluhraði er lægri. Frárennsliskerfið þolir minna álag. Engin flóð eiga sér stað. Öll rör stuðla að hitaflutningi. Virkt yfirborð er stærra en við 4 barg (þar sem flóð fjarlægðu hluta svæðisins). Heildarhitaframleiðsla er hærri við lægri þrýsting þrátt fyrir lægri LMTD.
Útreikningur á þéttiálagi
Þéttivatnsmyndunarhraði er: m_cond=Q / h_fg, þar sem Q er varmaskylda og h_fg er duldi gufuvarmi. Við 4 barg er h_fg um það bil 2.100 kJ/kg. Við 2 barg er það um það bil 2.160 kJ/kg. Duldi hitinn er næstum stöðugur, þannig að þéttimassaflæðið er í réttu hlutfalli við hitaskylduna.
Ef skiptarinn á 4 barg reynir að skila 60 kW er þéttihleðslan 60/2,100=0.0286 kg/s=103 kg/klst. Við 2 barg, fyrir 45 kW lækkaða toll (takmarkast af lægri LMTD), er álagið 45/2,160=0.0208 kg/s=75 kg/klst.-sem er 27% lækkun.
Gufugildran og þéttiafturslínan verður að vera stærð fyrir hámarksþéttniálag. Ef gildran var valin út frá venjulegu notkunarástandi við 2-3 barg, gæti hún verið undirstærð fyrir 4 barg tilvikið þar sem þéttivatnsálagið er meira. Gildugettan við rekstrarmismunaþrýsting (gufuþrýstingur að frádregnum þrýstingi í afturlínu) ákvarðar hvort hún þolir álagið.
| Gufuþrýstingur | Hitaskylda | Þéttivatnsálag | gildrugeta (dæmi: DN15 F&T) | Flóð? |
|---|---|---|---|---|
| 2 barg | 45 kW | 75 kg/klst | 120 kg/klst. við 1,5 bör ΔP | Nei |
| 3 barg | 53 kW | 89 kg/klst | 140 kg/klst. við 2,5 bör ΔP | Nei |
| 4 barg | 60 kW | 103 kg/klst | 100 kg/klst. við 3,5 bör ΔP (minnkuð afköst vegna leifturgufu) | Já |
Greiningarstaðfestingin
Flóðagreiningin er staðfest með því að mæla hitastig rörveggsins. Ef neðri hlutar röranna eru kaldir (nálægt vinnsluhitastig), er þéttivatn að flæða yfir þá hluta. Mælinguna er hægt að gera með innrauðum hitamæli eða snertihitabúnaði á aðgengilegum stöðum á slöngubúntinu.
Önnur staðfesting er tímabundin aukning á frárennslisgetu þéttivatns. Ef gufugildruhjáveitan er opnuð í stutta stund (ef framhjáveita er sett upp) eða auka loftræstingu þéttivatnsleiðslna getur það eytt flóðinu tímabundið og endurheimt varmaafköst í 4 barg. Ef þetta próf endurheimtir árangur er frárennsliskerfið undirstærð.
Leiðréttingaraðgerðin
Varanleg lausnin er að auka afrennslisgetu þéttivatnsins. Valkostir fela í sér: að setja upp stærri gufugildru, bæta við annarri gildru samhliða, auka þvermál þéttivatnsrennslislínunnar, draga úr bakþrýstingi þéttivatnsleiðslna (með því að bæta loftræstingu eða setja upp þéttivatnsdælu), eða endur-halla þéttihausinn til að bæta frárennsli.
Ef ekki er hægt að auka frárennslisgetu er hægt að takmarka gufuþrýstinginn við það hámark sem frárennsliskerfið þolir án þess að flæða. Þrýstinga-takmörkunarventill eða stillingarmörk stjórnkerfis koma í veg fyrir notkun við þrýsting sem veldur flóði.
Samantekt
PTFE varmaskiptir sem skilar betri árangri við lágan gufuþrýsting en við hönnunarþrýsting er að upplifa þéttivatn við hærri þrýsting. Þéttivatnsmyndunarhraði fer yfir getu frárennsliskerfisins, flæðir yfir neðri rörhlutana og dregur úr virku yfirborði. Greining er staðfest með hitastigi rörveggsins og gildruhjáveituprófi. Lausnin er aukin frárennslisgeta eða takmörkun á hámarksgufuþrýstingi.
Verkfræðiaðstoð fyrir bilanaleit á frammistöðu PTFE varmaskipta er fáanlegur við framlagningu gufuþrýstings, þéttivatnsálags, gildruforskrifta, uppsetningu þéttiefnisskila og frammistöðugagna.
