Студеният чук за стартиране
Понеделник сутринта, 6:00 сутринта. Изключеният през уикенда PTFE топлообменник-се състои от студени-тръби, колектори и тръбопроводи за конденз, всички при температура на околната среда. Клапанът за подаване на пара се отваря. В рамките на секунди серия от силни трясъци отекват през тръбите. Целият обменник изтръпва. Операторите трепват. Шумът изчезва след 2-3 минути, когато системата се загрее, но повредата-умора на фитинги, разхлабени връзки, микро-пукнатини в стените на тръбите се натрупват с всеки студен старт.
Този сценарий се повтаря в стотици съоръжения, тъй като дизайнът на парната система и процедурата за стартиране не отчитат уникалните условия на студен PTFE топлообменник. Чукът не е присъща характеристика на PTFE. Това е поправим дефект в процедурата за инсталиране или работа.
Механизмът за събиране на кондензат
Когато PTFE топлообменник се изключи и изстине, парата вътре в тръбите се кондензира напълно. Кондензатът се събира в най-долните секции на тръбния сноп и в колектора за кондензат. За разлика от металния топлообменник, който задържа достатъчно топлина, за да поддържа кондензата близо до кипене известно време след спиране, ниската топлинна маса на PTFE позволява на тръбите да се охлаждат бързо. Кондензатът достига температурата на околната среда в рамките на един час.
Когато парата се допусне до студения топлообменник, парата се натъква на този басейн от студен кондензат. Парата се кондензира силно при контакт със студената течност, създавайки локализиран вакуум. Околният кондензат се втурва, за да запълни вакуума, като се сблъсква със стената на тръбата и създава характерния удар с чук. Това е воден удар,-предизвикан от пара, различен от двуфазния-поточен чук, който се получава при постоянна работа.
Чукът продължава, докато събраният кондензат или се нагрее до температура, близка до насищане, или физически се изчисти от тръбите от потока пара. Продължителността на периода на удар зависи от обема на събрания кондензат и скоростта на постъпване на пара.
| Фактор на чук | Проблемна инсталация | Коригирана инсталация |
|---|---|---|
| Събиране на кондензат след изключване | Кондензат, уловен в ниските точки на тръбата и колектора | Пълен дренаж чрез правилно наклонени тръби и дренажни клапани |
| Скорост на допускане на пара | Пълното налягане на парата се прилага моментално | Постепенно загряване-с малък байпасен клапан |
| Състояние на парен уловител по време на стартиране | Капанът затворен (студен); кондензатът не може да излезе | Байпас на сифона отворен или термостатичен елемент позволява дренаж |
| Конфигурация на кондензната линия | Джоб или провисване след капана; кондензат не може да тече | Непрекъснат наклон надолу към приемника за кондензат |
| Наклон на тръбния сноп | Равни или обратно{0}}наклонени тръби; кондензатът не може да се оттича | Минимален наклон 1:100 към колектора за кондензат |
Коригиращи практики за инсталиране
Пълното оттичане на конденза по време на спиране е основната защита срещу удар при студено стартиране. PTFE тръбният пакет трябва да бъде монтиран с непрекъснат наклон надолу от най-малко 1:100 (1 см на метър от дължината на тръбата) към колектора за кондензат. Самият колектор за кондензат трябва да е наклонен към уловителя на пара. Никакви ниски точки, провисвания или джобове не могат да бъдат толерирани никъде по дренажния път.
Ръчен или автоматичен дренажен клапан в най-ниската точка на кондензната система позволява тръбите да се източат напълно след изключване. Изпускателният вентил трябва да се отвори като част от процедурата за изключване и да остане отворен, докато парата бъде допусната отново. При автоматизирани системи, термостатичен дренажен вентил се отваря, когато температурата падне под зададена точка, източвайки кондензата без намесата на оператора.
Парен уловител с термостатичен вентилационен отвор осигурява дренажен път по време на студено състояние. Стандартните поплавъчни-и-термостатични сифони включват термостатичен елемент, който е отворен, когато е студен, което позволява на конденза и въздуха да преминават свободно по време на стартиране. Елементът се затваря, когато температурата се повиши, възстановявайки нормалната работа на сифона.
Процедурата за контролирано{0}}загряване
Дори при правилен дренаж ще се образува малко кондензат по време на първоначалното подаване на пара. Контролираната процедура-на загряване ограничава скоростта на това образуване на кондензат и предотвратява удара.
Вентилът за подаване на пара трябва да се отвори бавно-, за да се пропусне първоначално малък поток от пара. Малък (15-20 mm) байпасен клапан около главния парен клапан е предпочитаният метод. Байпасът позволява контролиран, нисък поток на пара за постепенно загряване на топлообменника. Операторът отваря байпаса и изчаква, докато тръбопроводът за кондензат стане топъл на допир-което показва, че тръбите са над температурата на кондензация - преди да отвори главния вентил за пара.
Периодът на-загряване обикновено изисква 3-5 минути за малък топлообменник и 10-15 минути за голям. Времето може да се автоматизира с температурен сензор на изхода за кондензат, който блокира главния парен клапан, предотвратявайки отварянето му, докато температурата на кондензата достигне зададена точка.
Дългосрочната-полза
Премахването на чука при студено стартиране удължава живота на PTFE топлообменника и свързаните компоненти на парната система. Повтарящият се удар от воден удар уморява компресионните фитинги, разхлабва връзките на колектора и в крайна сметка може да причини напукване на стената на тръбата в точките на концентрация на напрежението. Пароуловителите и управляващите вентили, подложени на ударни вълни, изискват по-честа поддръжка.
Инвестицията в подходящ дренажен наклон, дренажни клапани и байпас-за загряване се възвръща чрез намалена поддръжка и удължен живот на оборудването. Елиминирането на характерното тропане в понеделник сутрин е добре дошъл бонус за операторите.
Резюме
Парен чук по време на студено стартиране на PTFE топлообменник се причинява от силна кондензация на пара в събрания студен кондензат. Корекцията включва осигуряване на пълен дренаж на кондензата след спиране чрез правилен наклон на тръбата и дренажни клапани, инсталиране на парен уловител с възможност за студен дренаж и прилагане на контролирана{1}}процедура за загряване с помощта на малък байпасен клапан. Тези мерки премахват чука, защитават оборудването и удължават експлоатационния живот на цялата парна система.
Инженерна поддръжка за проектиране на парна система на PTFE топлообменник и разработване на процедура за стартиране е достъпна при подаване на текуща конфигурация на тръбопровода, налягане на парата, честота на спиране и наблюдавани инциденти с чук.
