Uganka Cold Spot
Infrardeči pregled snopa toplotnega izmenjevalnika PTFE razkrije izrazite hladne točke-lokalizirana območja s premerom 50–150 mm, kjer je temperatura površine cevi za 15–30 stopinj nižja od okolice. Hladne lise se pojavijo na več ceveh, niso dosledno na istem mestu na vsaki cevi in vztrajajo ne glede na prilagoditve tlaka pare.
Dovod pare je enakomeren. Tlak glave je stabilen. Ni znakov zamašitve cevi. Kljub temu deli cevnega snopa ne prenašajo toplote učinkovito. Hladne točke predstavljajo izgubljeno zmogljivost prenosa toplote, ki je ni mogoče obnoviti s preprostim povečanjem pretoka pare.
Trije različni mehanizmi ustvarjajo vidne hladne lise na toplotnih izmenjevalnikih iz PTFE: zbiranje notranjega kondenzata, umazanje zunanjih površin in kanaliziranje toka-na strani procesa. Vsak proizvaja značilen toplotni vzorec, ki identificira glavni vzrok.
Mehanizem 1: notranje zbiranje kondenzata
Ko ima PTFE cev lokalno povešanje ali nizko točko-zaradi neustrezne podpore, deformacije zaradi termičnega lezenja ali napake pri namestitvi-se v vdolbini nabira kondenzat. Zbrani kondenzat napolni spodnji del prečnega-prereza cevi in izpodriva paro iz stika s tem delom stene cevi. Kondenzat pri 100 stopinjah ali nižje prenaša veliko manj toplote kot kondenzirana para pri 143 stopinjah. Površina cevi nad bazenom je na termoviziji videti hladna.
Hladna točka zaradi notranjega združevanja ima značilno obliko: usmerjena je vodoravno čez cev (če je cev vodoravna), ima ostro spodnjo mejo, kjer leži površina bazena, in se lahko delno razteza po obodu cevi. Pika se ne premakne s spremembami toka procesa-fiksirana je z geometrijo cevi.
Popravek je mehanski: ponovna-podpora cevi za odpravo povešenosti ali zamenjava cevi, ki so razvile trajno deformacijo zaradi lezenja. Povečanje tlaka pare ne odpravi bazena; lahko poveča stopnjo vrenja v bazenu, vendar ne izloči kondenzata.
Mehanizem 2: Obraščanje zunanje površine
Čeprav se PTFE upira obraščanju bolje kot kovine, ni odporen. V kopelih z visoko obremenitvijo trdnih delcev, lepljivimi oborinami ali močnimi nagnjenostmi k nabiranju vodnega kamna se lahko na površinah cevi naberejo lokalizirane usedline. Nanos izolira steno cevi od procesne tekočine. Površina cevi pod usedlino je na strani pare bolj vroča, na zunanji površini pa hladnejša-toplotna inverzija, ki loči umazanje od zbiranja kondenzata.
Hladno mesto zaradi umazanije ima nepravilno obliko, ki se ujema z obrisom usedline. Pojavi se lahko kjerkoli na cevi. Več točk na isti cevi kaže na odlaganje delcev zaradi ne-enotnega toka procesa. Pege se lahko sčasoma povečajo ali premaknejo, ko se usedline kopičijo ali luščijo.
Rešitev je čiščenje{0}}kemično ali mehansko odstranjevanje usedlin. Kemična inertnost PTFE omogoča, da agresivne čistilne kemikalije raztopijo usedline, ne da bi pri tem napadle cev. Preprečevanje vključuje izboljšanje filtracije procesne raztopine ali prilagajanje kemije za zmanjšanje padavin.
Tabela 1: Diagnoza mrzle točke glede na toplotni vzorec
| Značilnost hladne točke | Notranje zbiranje kondenzata | Zunanje obraščanje | Kanalizacija toka |
|---|---|---|---|
| oblika | Vodoravni pas; oster spodnji rob | nepravilno; ustreza obliki depozita | Razpršen navpični ali diagonalni pas |
| Lokacija | Pri povešenju cevi ali nizki točki | Kjerkoli; pogosto naključno | Sledi poti poteka procesa |
| Temperaturni kontrast | 20-30 stopinj pod sosednjo cevjo | 10-20 stopinj pod sosednjo cevjo | 5-15 stopinj čez več cevi |
| Odziv na povečanje pare | Pega vztraja ali se stopnjuje | Točka se lahko rahlo skrči | Spot nespremenjen |
| Odziv na spremembo poteka procesa | Brez sprememb | Lahko se rahlo premakne | Premiki točkovnega vzorca |
| Fizični pregled | Cev je vidno povešena ali deformirana | Vidna usedlina na površini cevi | Brez vidne napake cevi |
| Korektivni ukrep | Znova -podprite ali zamenjajte cev | Očistite površino cevi | Namestite pregrade za porazdelitev pretoka |
Mehanizem 3: Proces-stransko usmerjanje toka
V snopih, potopljenih v -in-cev ali rezervoar-, procesna tekočina ne teče vedno enakomerno po vseh ceveh. Usmerjanje toka se pojavi, ko tekočina najde prednostno pot z nizkim-uporom skozi snop in obide druge dele. Cevi v obvodnem območju imajo zmanjšan zunanji prenos toplote. Njihova površinska temperatura pade, ker počasna procesna tekočina odvaja manj toplote.
Hladna točka zaradi kanaliziranja toka vpliva na več sosednjih cevi v vzorcu, ki je poravnan s smerjo toka. Temperaturni kontrast je manj dramatičen kot kopičenje ali obraščanje-običajno 5-15 stopinj. Vzorec se premakne, ko se spremeni pretok ali smer procesa, kar ga razlikuje od stalnih vzorcev združevanja in obraščanja.
Popravek je mehanski: namestitev loput za porazdelitev pretoka, prilagajanje usmerjenosti vstopne šobe ali dodajanje usmerjevalcev pretoka za enakomerno porazdelitev procesne tekočine po cevnem snopu.
Povzetek
Hladne lise na PTFE ceveh toplotnega izmenjevalnika, vidne na termoviziji, imajo tri glavne vzroke. Notranje zbiranje kondenzata proizvaja vodoravne pasove z ostrimi spodnjimi robovi na povešenih cevnih mestih. Zunanje obraščanje proizvaja nepravilne lise, ki se ujemajo z oblikami usedlin. Usmerjanje toka ustvarja difuzne vzorce, ki vplivajo na več sosednjih cevi. Značilnosti toplotnega vzorca v kombinaciji s fizičnim pregledom identificirajo glavni vzrok in usmerjajo korektivne ukrepe.
Toplotno slikanje je izbrano diagnostično orodje za ne{0}}invazivno razlikovanje teh mehanizmov med delovanjem. Letne toplotne raziskave določijo izhodišče in odkrijejo nastajajoče težave, preden povzročijo merljivo izgubo zmogljivosti.
Inženirska podpora za interpretacijo termičnih slik PTFE toplotnega izmenjevalnika je na voljo po predložitvi toplotnih slik, risb postavitve cevi, delovnih temperatur in pretokov ter morebitnih opaženih sprememb delovanja.
