Проблемът с наклонения под
Резервоарите за пречистване на отпадъчни води, сгъстителите на утайки и някои резервоари за покритие включват наклонени подове-обикновено 2-5 градуса от хоризонталата за насочване на утаените твърди частици към събирателен резервоар. Топлообменникът, инсталиран над наклонения под, трябва да следва наклона на пода, за да поддържа постоянна дълбочина на потапяне и хлабина. Това означава, че тръбният сноп не е нивелиран. Краят на входа на парата се намира по-високо от края на изхода на кондензата или обратното, в зависимост от посоката на наклона спрямо ориентацията на колектора.
Стандартните колектори на PTFE топлообменник предполагат сноп от нивелирни тръби. Колекторите за разпределение на пара и събиране на кондензат са проектирани за еднакъв статичен напор при всички тръбни връзки. На наклон това предположение се проваля. Тръбите в долния край на колектора изпитват различно задвижващо налягане от тръбите в горния край. Резултати от неправилно разпределение на потока.
Персонализираният дизайн на колектора компенсира наклона, осигурявайки равномерно разпределение на парата и пълно оттичане на конденза от всяка тръба, независимо от надморската й височина по протежение на колектора.
Компенсация на разпределението на потока
В стандартен хоризонтален колектор, захранващ множество вертикални или наклонени тръби, статичното налягане варира в зависимост от надморската височина. В долния край на наклонен колектор статичният напор на парата в колектора е по-висок, което увеличава задвижващото налягане през тръбите в този край. Във високия край статичният напор е по-нисък, което намалява натиска за задвижване. Тръбите в долния край получават повече поток от пара от тръбите в горния край.
Дисбалансът на потока може да бъде компенсиран чрез няколко проектни подхода. Конусният колектор-намалява напречното-сечение от високия край към долния край-увеличава скоростта и възстановяването на налягането в долния край, като частично компенсира ефекта на статичния напор. Алтернативно, отделни входни отвори на тръбата с различни диаметри-по-големи във високия край, по-малки в долния край-изравняват съпротивлението на потока на всеки тръбен път.
За PTFE топлообменници се предпочита подходът с отвор. Малки PTFE или PVDF отворни вложки са монтирани във всяка входна връзка на тръбата. Диаметрите на отвора се изчисляват въз основа на надморската височина на всяка тръбна връзка и желания поток на тръба. Вложките са сменяеми, ако условията на процеса се променят.
Таблица 1: Персонализирани параметри на дизайна на колектора за резервоари с наклонен под (5 градуса наклон на пода, 3 метра дължина на колектора)
| Параметър на дизайна | Стандартен колонтитул (ниво) | Персонализиран горен колонтитул (наклонен) | Метод на компенсация |
|---|---|---|---|
| Разлика в надморската височина през колектора | 0 мм | 262 мм (над 3 м при 5 градуса) | – |
| Статична разлика в главата | 0 Pa | ~550 Pa (пара при 3 barg) | – |
| Вариация на потока без компенсация | < 5% | 25-35% | – |
| Вариант на потока със заострен колектор | – | < 10% | Диаметърът на хедера намалява с 20% от висок до нисък край |
| Вариация на потока с входни отвори | – | < 5% | 6 размера на отвора, стъпки от 0,5 mm |
| Дизайн на колектора за кондензат | ниво; равномерен наклон | Стъпаловидно или наклонено с парен колектор | Съвпада с височината на изхода на тръбата |
| Вариация на дължината на тръбата | Униформа | Увеличава се от висок до нисък край с до 262 mm | Компенсира наклона на пода |
Конструкция за дренаж на кондензат
Отводняването на кондензат на наклон представлява допълнителни предизвикателства. Ако колекторът за кондензат е успореден на колектора за пара и също е наклонен, кондензатът от тръбите в горния край трябва да тече надолу по колектора, за да достигне уловителя на пара в долния край. Дву{2}}фазният поток в колектора за кондензат (кондензат плюс мигновена пара) може да претърпи задръстване при по-стръмен ефективен наклон.
Предпочитаният подход е стъпаловиден колектор за кондензат: колекторът е изработен на къси хоризонтални секции, всяка обслужваща 4-6 тръби, като всяка секция се оттича през падащ крак към общ колектор за събиране на кондензат отдолу. Това гарантира, че всяка тръбна група се оттича хоризонтално, като се избягва нестабилността на двуфазния наклон, докато събирателният колектор върви под по-стръмен наклон към сифона.
Компенсация на дължината на тръбата
Тръбите в долния край на снопа трябва да са по-дълги от тръбите в горния край, за да се поддържа същото разстояние над наклонения под. Разликата в дължината на тръбата се изчислява от ъгъла на наклона и дължината на колектора. За наклон от 5 градуса и колектор от 3 метра дължината на тръбата в долния край е приблизително 262 mm по-дълга, отколкото в горния край.
С топлообменника се доставят-нарязани по поръчка тръби с градуирана дължина. Всяка позиция на тръбата е обозначена на заглавната част и на самата тръба, за да се осигури правилен монтаж. Градуираните дължини на тръбите осигуряват равномерно разстояние над пода на резервоара, предотвратявайки локализирано натрупване на утайка под топлообменника.
Резюме
Необходими са персонализирани конструкции на колектора за PTFE топлообменници, инсталирани над наклонените подове на резервоара, за да се компенсира статичното изменение на напора по колектора, което причинява неправилно разпределение на потока. Конусните колектори или входните отвори с индивидуален размер изравняват потока. Стъпаловидни колектори за кондензат осигуряват пълен дренаж без дву-запушване на фази. Градуираните дължини на тръбите поддържат еднакво разстояние от пода.
Персонализираният дизайн гарантира, че PTFE топлообменникът изпълнява пълното си задължение за отопление без наводняване и студени петна, които биха възникнали при инсталиране на стандартен нивелиран-дизайн на земята върху наклонен под.
Инженерна поддръжка за дизайн на PTFE топлообменник с{0}}наклонен под е налице при подаване на наклон на пода на резервоара, дължина на колектора, налягане на парата, брой тръби и изисквания за топлинна мощност.
