Изазов променљивог нивоа
Резервоар за испирање у линији за облагање ради са 80% капацитета током нормалне производње, али пада на 40% током замене делова. ПТФЕ измењивач топлоте мора да обезбеди пуну функцију грејања на ниском нивоу, а да се не оштети када се резервоар напуни до високог нивоа. Дубина урањања-вертикална удаљеност од површине течности до врха измењивача топлоте-одређује и термичке перформансе и механичку сигурност.
Поставите измењивач сувише дубоко, а при ниским нивоима резервоара горње цеви ће бити изложене. Изложене цеви у парном систему се прегревају на ваздуху, потенцијално оштећујући потпорне структуре и стварајући опасност од опекотина. Поставите измењивач превише плитко, а при високим нивоима резервоара грејна површина је концентрисана близу дна резервоара, промовишући термичку стратификацију и непотпуно мешање.
Оптимална дубина урањања је израчунати проценат висине снопа цеви који гарантује потапање на свим нормалним радним нивоима уз одржавање одговарајућег размака за термичко ширење и избегавање контакта са муљем на дну резервоара.
Минимални захтев за потапање
ПТФЕ цев размењивача топлоте која носи засићену пару на 3 бара има унутрашњу температуру од 143 степена. Када је уроњен у течност, температура спољашњег зида је 10-30 степени нижа од температуре паре, у зависности од коефицијента преноса топлоте. Када је изложена ваздуху, температура спољног зида се приближава температури паре, јер ваздушно хлађење уклања занемарљиву топлоту.
Проблем са изложеним цевима није сам ПТФЕ-оцењен за 260 степени непрекидног рада-већ систем подршке. ПВДФ потпорне плоче омекшају изнад 150 степени. Металне потпорне конзоле се шире различитим брзинама од ПТФЕ, потенцијално олабавајући држач цеви. Пракса безбедног пројектовања обезбеђује да све цеви које воде пару остану потопљене на минималном радном нивоу.
Минимална дубина урањања се израчунава као растојање од најнижег очекиваног нивоа течности до врха највишег реда цеви за -водење паре, плус безбедносна маргина за несигурност мерења нивоа и дејство таласа услед мешања. Типична је маргина од 50-100 мм.
Табела 1: Препоручени параметри урањања за ПТФЕ измењиваче топлоте у резервоарима са променљивим- нивоом
| Параметар | Препоручена вредност | Основа |
|---|---|---|
| Минимално потапање изнад горњег реда цеви | 75-100мм | Обрачунава грешку сензора нивоа и површинске таласе |
| Максимална толеранција изложености цеви | 0% (нема епрувета изнад течности на минималном нивоу) | ПТФЕ цеви преживе кратко излагање, али носачи можда неће |
| Одмак од дна резервоара | 100-150мм | Спречава гутање муља и омогућава циркулацију |
| Зазор термичке експанзије изнад максималног нивоа | Није применљиво (проширење постављено хоризонтално) | Дизајн ПТФЕ намотаја укључује петље за проширење |
| Проценат снопа цеви потопљеног на минималном нивоу | 100% активних цеви за грејање | Све цеви{0}}које носе пару морају бити потопљене |
| Проценат снопа цеви потопљеног на максималном нивоу | 100% + зазор до ивице резервоара за преливање | Спречава ометање калемова са поклопцима резервоара |
Тхермал Стратифицатион Баланце
Дубина урањања утиче више од суве{0}}пожарне безбедности. Одређује вертикалну дистрибуцију топлоте. Измјењивач топлоте постављен у потпуности близу дна резервоара снажно загрева доњу зону, стварајући плутајући облак који се диже на површину. Вертикални температурни профил зависи од тога колико се ова перјаница ефикасно меша са садржајем резервоара.
У дубоким резервоарима са променљивим нивоима, оптимална конфигурација често користи вертикалну ПТФЕ мрежу која се протеже од зоне минималног нивоа до близу дна резервоара. На високим нивоима резервоара, цела мрежа је активна и загрева се равномерно кроз дубину. На ниским нивоима, горњи део мреже је пасиван-пара се испушта на те делове-док доњи део наставља да се загрева.
Алтернативно, цео измењивач је димензионисан за рад на минималном нивоу, а дужност грејања на вишим нивоима испуњава исти измењивач који ради при смањеном притиску или протоку паре. Овај приступ поједностављује контролу, али захтева да измењивач стане унутар смањене дубине на минималном нивоу.
Више{0}}осетљивост и контрола паре
Резервоари са великим варијацијама нивоа имају користи од -компензоване контроле паре. Сензор нивоа сигнализира контролном систему када ниво течности падне испод прага. Контролни систем или смањује притисак паре да би ограничио температуру зида цеви у делимично изложеном делу, или изолује пару до горњих редова цеви преко засебних контролних вентила на измењивачима са више -кола.
Једноставнији приступ-који се користи у већини инсталација-је димензионисање измењивача тако да ради потпуно потопљен на минималном нивоу и прихватање да на вишим нивоима измењивач представља систем конзервативне величине са резервним капацитетом. Резервни капацитет продужава век измењивача топлоте и омогућава будуће интензивирање процеса без замене опреме.
Резиме
Оптимална дубина урањања за ПТФЕ измењивач топлоте у резервоарима са варијабилним радним нивоима обезбеђује да све цеви за -преношење паре остану потопљене на минималном очекиваном нивоу, са сигурносном маргином од 75-100 мм. Измјењивач је позициониран са 100-150 мм доњег простора за управљање муљем. У дубоким резервоарима са великим флуктуацијама нивоа, дизајн са више кругова омогућава изолацију горњих делова цеви на ниским нивоима.
Правилно израчунавање дубине потапања спречава оштећење носача од суве-пожаре, елиминише опасност од опекотина од изложених врућих цеви и обезбеђује поуздано грејање на свим нормалним радним нивоима.
Инжењерске препоруке за постављање ПТФЕ измењивача топлоте у резервоаре променљивог-нивоа су доступне након достављања димензија резервоара, минималног и максималног нивоа рада, прецизности сензора нивоа и захтева за грејање.
