Flash Steam Puzzle
PTFE soojusvaheti tekitab kondensaadi tagasivoolutorus olevat liigset kiirauru. Aurupüüdur on asendatud uue õige suurusega seadmega. Lõks töötab normaalselt. Kondensaadi tagasivoolutoru jääb aga auruga täidetuks, kondensaadi vastuvõtja laseb pidevalt auru välja ning energiakadu on näha katla kütusekulus.
Loomulik eeldus on, et aurulõks puhub läbi-, võimaldades elaval aurul läbi pääseda. Kuid testimine kinnitab, et lõks on terve. Püüdurisse siseneva kondensaadi temperatuur on küllastustemperatuuril või selle lähedal. Probleem ei ole mittetöötavas lõksus. Põhjus on selles, et PTFE soojusvaheti toodab ebatavaliselt kõrge entalpiaga kondensaati, mis on küllastumisele lähemal kui metallvahetitele tüüpiline alajahutatud kondensaat. PTFE soojusülekande füüsika selgitab, miks.
Alajahutuse defitsiit
Metallist soojusvahetis on toru seina temperatuur auru poolelt protsessi pooleni peaaegu ühtlane. Välispinna temperatuur on lähedane auru küllastumise temperatuurile. Piki toru seina voolav kondensaat puutub kokku pinnaga, mis on peaaegu sama kuum kui seda tekitanud aur. Kondensaat väljub soojusvahetist küllastustemperatuuri lähedal.
PTFE-soojusvahetis on toru seina ulatuses oluline temperatuurigradient. Töötlemisvedelikuga kokkupuutuv välispind on 20-40 kraadi jahedam kui auruga kokkupuutuv sisepind. Piki siseseina voolav kondensaat puutub kokku aurupoolse pinnaga, mis on küllastustemperatuuril või selle lähedal. Kondensaadi temperatuur jääb äravoolu ajal küllastumise lähedale.
Kondensaadi päise läbimisel ja lõksule lähenedes kogeb aga kondensaadi alajahtumist. Selle alajahutuse ulatus sõltub kondensaadi voolutee pikkusest, kollektori temperatuurist ja soojuskaost heedrist ümbritsevasse keskkonda.
PTFE soojusvaheti puhul tähendab kollektorite väiksem soojusmass ja kompaktne konstruktsioon sageli vähem võimalust alajahtumiseks enne, kui kondensaat lõksu jõuab. Püüdurisse saabuv kondensaat on 2-5 kraadise alajahutusega, võrreldes suurtele metallvahetitele omase 10-20 kraadise alajahutusega. Väiksem alajahutus tähendab, et suurem osa kondensaadist eraldub auruks, kui see läbib püüdurit ja langeb rõhu.
| Flash Steami parameeter | Metallist soojusvaheti | PTFE soojusvaheti |
|---|---|---|
| Kondensaadi temperatuur püüduri sisselaskeava juures | 125-135 kraadi (10-20 kraadi alajahutus alates 143 kraadi küllastus) | 138-141 kraadi (alajahutus 2-5 kraadi) |
| Auru kiirfraktsioon atmosfäärilahendusel | 5-10% | 10-14% |
| Kondensaadi tagasivoolutoru välimus | Vahelduv aur; enamasti vedelad | Pidev aur; suure-kiirusega kahe-faasi vool |
| Energiakadu 100 kW töökoormuse kohta (kW ekvivalent) | 3-5 | 5-7 |
| Lõksutsükli sagedus | 4-10 tsüklit minutis | 2-5 tsüklit minutis (suurem helitugevus tsükli kohta) |
Energia taastamise lahendus
PTFE-vaheti suurem kiirauru kiirus ei ole talitlushäire-see on tõhusa soojusülekande tagajärg, mis jätab kondensaadi küllastumise lähedale. Välk aur esindab taastuvat energiat. Lahenduseks ei ole soojusvaheti kiirauru vähendamine, vaid selle tagasivõtmine allavoolu.
Auru kiirtagastussüsteem kogub kondensaadi vastuvõtja ventilatsiooniavast välgatava auru ja kasutab seda madalamal-rõhuga kütterakendustes-toitevee eelsoojendamiseks, ruumi soojendamiseks või madalal{2}}temperatuuril protsessi soojendamiseks. Taaskasutatud energia kompenseerib katla kütusekulu. Süsteemi netoefektiivsus, sealhulgas taastumine, võib ületada metallivaheti oma, millel on madalam kiirgauur, kuid ka väiksem soojusülekande efektiivsus.
Rajatiste puhul, kus auru kiirtagastus puudub, võib PTFE-vahetite suurem leekkiirus õigustada investeeringut regenereerimisseadmetesse. Taaskasutamisest tulenev energiasääst kehtib kõikide kondensaadisüsteemi soojusvahetite, mitte ainult PTFE seadmete kohta.
Lõksu jõudluse kontrollimine
Enne PTFE omadustele suure lekkimisauru omistamist veenduge, et aurulõksu suurus on õige ja see töötab. Liiga väike püüdur suunab kondensaadi tagasi soojusvahetisse, vähendades soojusülekannet. Liiga suur lõks tsüklib harva ja võib avatud tsükli ajal võimaldada auru läbipääsu.
Püünise õige suuruse määrab kondensaadi koormus täissoojusrežiimil, käivitustingimuste korral on ohutusfaktor 1,5{2}}2,0. Püünis peaks olema ujuk-ja-termostaatiline, et reguleerida temperatuuriga juhitavatele protsessidele tüüpilist kondensaadikoormust. Termostaatiline õhuava peab olema töökorras, et vältida õhu kogunemist.
Kondensaadi temperatuuri mõõtmine püüduri sisselaskeava juures kinnitab alajahutuse taset. Kontakttermopaar või infrapunatermomeeter tagab piisava täpsuse. Kui alajahutus ületab 10 kraadi, võib püüdur soojusvaheti üle ujutada-teine probleem, mis nõuab kondensaadi tagastussüsteemi vasturõhu uurimist.
Kokkuvõte
Korralikult töötava aurulõksuga PTFE-soojusvahetist tulenev liigne aur on põhjustatud soojusvahetist väljuva kondensaadi vähesest allajahutusest -tavaliselt 2–5 kraadi ja metallvahetite puhul 10–20 kraadi. See on PTFE soojusülekande omaduste tagajärg, mitte talitlushäire. Välk aur kujutab endast taastuvat energiat, mida saab püüda kiirauru taaskasutussüsteemi kaudu, parandades tehase üldist energiatõhusust.
Püüduri suuruse ja kondensaadi temperatuuri kontrollimine kinnitab, et süsteem töötab kavandatud viisil. Alajahutus, mis on oluliselt suurem kui 5 kraadi, viitab teisele probleemile-kondensaadi üleujutus-, mis nõuab eraldi uurimist.
Tehniline tugi PTFE-soojusvaheti kondensaadisüsteemi analüüsiks ja auru kiirtagastuse hindamiseks on saadaval aururõhu, kondensaadi temperatuuri mõõtmiste, püüduri spetsifikatsioonide ja praeguse kondensaadisüsteemi konfiguratsiooni esitamisel.
