विरोधाभास
4 बार्ग भाप दबाव पर 60 किलोवाट ड्यूटी के लिए आकार का एक पीटीएफई हीट एक्सचेंजर 4 बार्ग पर संचालन करते समय प्रक्रिया तापमान सेटपॉइंट को बनाए रखने में विफल रहता है। भाप वाल्व पूरी तरह से खुलता है। स्नान का तापमान लक्ष्य से नीचे चला गया। फिर भी जब ऑपरेटर भाप के दबाव को 2 बार्ग तक कम कर देता है, तो एक्सचेंजर अचानक बेहतर प्रदर्शन करता है - स्नान का तापमान बढ़ जाता है और सेटपॉइंट के पास स्थिर हो जाता है। एक्सचेंजर कम भाप दबाव पर अधिक गर्मी प्रदान करता है। यह प्रति-सहज ज्ञान युक्त है।
इसका कारण उच्च दबाव पर घनीभूत बाढ़ है। 4 बार्ग पर, भाप का तापमान 152 डिग्री है, और प्रति इकाई क्षेत्र में गर्मी हस्तांतरण दर अधिक है। घनीभूत उत्पादन दर तदनुसार उच्च है। कंडेनसेट ड्रेनेज सिस्टम {{5}स्टीम ट्रैप और रिटर्न पाइपिंग{{6}4 बार्ग पर पीक कंडेनसेट लोड को संभाल नहीं सकता है। घनीभूत होकर ट्यूबों में वापस आ जाता है, जिससे निचले हिस्से में पानी भर जाता है। बाढ़ वाली नलिकाएं गर्मी हस्तांतरण में कोई योगदान नहीं देती हैं। प्रभावी सतह क्षेत्र कम हो गया है. एक्सचेंजर अपनी रेटेड ड्यूटी नहीं दे सकता।
2 बर्ग पर भाप का तापमान 133 डिग्री होता है। गर्मी हस्तांतरण दर कम है, और घनीभूत उत्पादन दर कम है। जल निकासी प्रणाली कम भार को संभाल सकती है। बाढ़ नहीं आती. सभी ट्यूब गर्मी हस्तांतरण में योगदान करते हैं। प्रभावी सतह क्षेत्र 4 बार्ग (जहां बाढ़ ने क्षेत्र का हिस्सा हटा दिया है) से बड़ा है। कम एलएमटीडी के बावजूद कम दबाव पर कुल ताप उत्पादन अधिक होता है।
घनीभूत भार गणना
घनीभूत उत्पादन दर है: m_cond=Q / h_fg, जहां Q ऊष्मा कर्तव्य है और h_fg भाप की गुप्त ऊष्मा है। 4 बार्ग पर, h_fg लगभग 2,100 kJ/kg है। 2 बार्ग पर, यह लगभग 2,160 kJ/kg है। गुप्त ऊष्मा लगभग स्थिर होती है, इसलिए घनीभूत द्रव्यमान प्रवाह ऊष्मा कर्तव्य के सीधे आनुपातिक होता है।
यदि 4 बार्ग पर एक्सचेंजर 60 किलोवाट देने का प्रयास करता है, तो कंडेनसेट लोड 60/2, 100=0.0286 किग्रा/सेकेंड {{5%) किग्रा/घंटा है। 2 बार्ग पर, 45 किलोवाट (निचले एलएमटीडी द्वारा सीमित) के कम शुल्क के लिए, भार 45/2 है, 160=0.0208 किग्रा/सेकेंड {{12%) किग्रा/घंटा-27% की कमी।
स्टीम ट्रैप और कंडेनसेट रिटर्न लाइन का आकार पीक कंडेनसेट लोड के लिए होना चाहिए। यदि 2-3 बार्ग पर सामान्य परिचालन स्थिति के आधार पर जाल का चयन किया गया था, तो 4 बार्ग मामले के लिए इसका आकार छोटा हो सकता है, जहां कंडेनसेट लोड अधिक है। ऑपरेटिंग डिफरेंशियल प्रेशर (स्टीम प्रेशर माइनस रिटर्न लाइन प्रेशर) पर ट्रैप क्षमता यह निर्धारित करती है कि यह लोड को संभाल सकता है या नहीं।
| भाप का दबाव | हीट ड्यूटी | घनीभूत भार | जाल क्षमता (उदाहरण: DN15 F&T) | बाढ़? |
|---|---|---|---|---|
| 2 बार्ग | 45 किलोवाट | 75 किग्रा/घंटा | 1.5 बार ΔP पर 120 किग्रा/घंटा | नहीं |
| 3 बार्ग | 53 किलोवाट | 89 किग्रा/घंटा | 2.5 बार ΔP पर 140 किग्रा/घंटा | नहीं |
| 4 बार्ग | 60 किलोवाट | 103 किग्रा/घंटा | 3.5 बार ΔP पर 100 किग्रा/घंटा (फ्लैश स्टीम के कारण क्षमता में कमी) | हाँ |
निदान पुष्टि
बाढ़ के निदान की पुष्टि ट्यूब की दीवार के तापमान प्रोफाइल को मापकर की जाती है। यदि ट्यूबों के निचले हिस्से ठंडे हैं (प्रक्रिया तापमान के करीब), तो उन हिस्सों में घनीभूत बाढ़ आ रही है। माप इंफ्रारेड थर्मामीटर या ट्यूब बंडल पर सुलभ बिंदुओं पर संपर्क थर्मोकपल से किया जा सकता है।
दूसरी पुष्टि घनीभूत जल निकासी क्षमता में अस्थायी वृद्धि है। स्टीम ट्रैप बाइपास को थोड़े समय के लिए खोलने (यदि बाइपास स्थापित है) या कंडेनसेट रिटर्न लाइन वेंटिंग को बढ़ाने से बाढ़ को अस्थायी रूप से साफ़ किया जा सकता है और 4 बार्ग पर हीट आउटपुट को बहाल किया जा सकता है। यदि यह परीक्षण प्रदर्शन बहाल करता है, तो जल निकासी प्रणाली कमजोर है।
सुधारात्मक कार्रवाई
स्थायी समाधान घनीभूत जल निकासी क्षमता को बढ़ाना है। विकल्पों में शामिल हैं: एक बड़ा स्टीम ट्रैप स्थापित करना, समानांतर में दूसरा ट्रैप जोड़ना, कंडेनसेट रिटर्न लाइन का व्यास बढ़ाना, कंडेनसेट रिटर्न लाइन बैकप्रेशर को कम करना (वेंटिंग में सुधार करके या कंडेनसेट पंप स्थापित करके), या जल निकासी में सुधार के लिए कंडेनसेट हेडर को फिर से झुकाना।
यदि जल निकासी क्षमता बढ़ाना संभव नहीं है, तो भाप के दबाव को अधिकतम तक सीमित किया जा सकता है, जिसे जल निकासी प्रणाली बाढ़ के बिना संभाल सकती है। एक दबाव सीमित करने वाला वाल्व या एक नियंत्रण प्रणाली सेटपॉइंट सीमा उन दबावों पर संचालन को रोकती है जो बाढ़ का कारण बनते हैं।
सारांश
एक PTFE हीट एक्सचेंजर जो डिज़ाइन दबाव की तुलना में कम भाप दबाव पर बेहतर प्रदर्शन करता है, उच्च दबाव पर घनीभूत बाढ़ का अनुभव कर रहा है। घनीभूत उत्पादन दर जल निकासी प्रणाली की क्षमता से अधिक हो जाती है, जिससे निचले ट्यूब खंडों में बाढ़ आ जाती है और प्रभावी सतह क्षेत्र कम हो जाता है। निदान की पुष्टि ट्यूब दीवार तापमान प्रोफाइलिंग और ट्रैप बाईपास परीक्षण द्वारा की जाती है। इसका समाधान जल निकासी क्षमता बढ़ाना या अधिकतम भाप दबाव को सीमित करना है।
पीटीएफई हीट एक्सचेंजर प्रदर्शन समस्या निवारण के लिए इंजीनियरिंग समर्थन भाप दबाव, कंडेनसेट लोड, ट्रैप विनिर्देश, कंडेनसेट रिटर्न लाइन कॉन्फ़िगरेशन और देखे गए प्रदर्शन डेटा प्रस्तुत करने पर उपलब्ध है।
