पीटीएफई हीट एक्सचेंजर समय के साथ दक्षता क्यों खो देता है और प्रदर्शन कैसे बहाल किया जाता है?

एक पीटीएफई हीट एक्सचेंजर जो एक बार प्रक्रिया तापमान को आसानी से बनाए रखता है, उसे धीरे-धीरे उच्च भाप दबाव या लंबे हीटिंग चक्र की आवश्यकता होती है। थर्मल प्रदर्शन में यह क्रमिक गिरावट आम है और कुछ पूर्वानुमानित कारणों से उत्पन्न होती है, जिनमें से अधिकांश को एक्सचेंजर को बदले बिना ठीक किया जा सकता है। अंतर्निहित को समझनापीटीएफई हीट एक्सचेंजर दक्षता हानि का कारण बनता हैलक्षित बहाली और विस्तारित सेवा जीवन को सक्षम बनाता है। यह मार्गदर्शिका प्रदर्शन में गिरावट के प्राथमिक कारणों का वर्णन करती है और व्यावहारिक बहाली के तरीके प्रदान करती है।

प्रदर्शन में गिरावट के सामान्य कारण

दक्षता हानि का मतलब है कि हीट एक्सचेंजर समान इनलेट स्थितियों (प्रवाह दर, तापमान और भाप दबाव) के लिए कम गर्मी स्थानांतरित करता है। अधिकांश फ़ील्ड विफलताओं के लिए चार कारक ज़िम्मेदार हैं।

1. पीटीएफई ट्यूब सतहों पर फाउलिंग या स्केलिंग

पीटीएफई (पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन) की सतह ऊर्जा कम होती है, जो कई सामग्रियों के आसंजन का प्रतिरोध करती है। हालाँकि, कोई भी सतह पूरी तरह से गैर-छड़ी नहीं होती। महीनों या वर्षों में, प्रक्रिया तरल पदार्थ जमा हो सकते हैं:

अकार्बनिक तराजू- कैल्शियम कार्बोनेट, कैल्शियम सल्फेट, या कठोर पानी या नमकीन धाराओं से सिलिका स्केल।

जैविक फिल्में- ठंडे पानी में पॉलिमर अवशेष, तेल कैरीओवर, या जैविक कीचड़।

कणिकीय दूषण- महीन ठोस पदार्थ जो क्षैतिज ट्यूब सतहों पर या ट्यूब के मोड़ों पर जम जाते हैं।

यहां तक ​​कि कम चालकता वाली दूषण की एक पतली परत (0.1-0.5 मिमी) भी महत्वपूर्ण तापीय प्रतिरोध जोड़ती है। उदाहरण के लिए, 0.2 मिमी कैल्शियम कार्बोनेट स्केल (चालकता ~2 W/m·K) कई PTFE एक्सचेंजर्स में समग्र गर्मी हस्तांतरण गुणांक को 30-50% तक कम कर देता है, क्योंकि PTFE में पहले से ही कम तापीय चालकता (~0.25 W/m·K) होती है। दूषण परत एक अतिरिक्त इन्सुलेटर के रूप में कार्य करती है।

क्षेत्र अवलोकन:निरंतर भाप दबाव पर शेल के पार्श्व द्रव निकास तापमान में गिरावट आती है, या समान आउटलेट तापमान बनाए रखने के लिए आवश्यक भाप दबाव बढ़ जाता है।

2. भाप में फंसी गैर संघनित गैसें -हीटेड एक्सचेंजर्स

भाप के लिए {{0}गर्म पीटीएफई एक्सचेंजर्स (अचार स्नान, रासायनिक रिएक्टर और अपशिष्ट उपचार में आम), गैर-संघनित गैसें (वायु, कार्बन डाइऑक्साइड, या नाइट्रोजन) भाप स्थान में जमा हो सकती हैं। ये गैसें भाप की आपूर्ति के साथ आती हैं या शटडाउन के दौरान रिसाव के साथ आती हैं।

गैर-संघनित गैसें पीटीएफई ट्यूबों को ढक देती हैं, जिससे एक वाष्प अवरोध बनता है जो भाप को ट्यूब की सतह से संपर्क करने से रोकता है। तब ऊष्मा स्थानांतरण केवल गैस संवहन द्वारा होता है, जो भाप संघनन से कम परिमाण का होता है। फंसी हुई हवा की एक छोटी मात्रा दक्षता को 50-80% तक कम कर सकती है।

क्षेत्र अवलोकन:भाप छाती का दबाव अधिक है, लेकिन घनीभूत निर्वहन तापमान कम है (भाप कुशलतापूर्वक संघनित नहीं हो रही है)। एक्सचेंजर फुसफुसाहट या स्पटरिंग ध्वनि बनाता है।

3. क्षतिग्रस्त बैफल्स या गुम सीलिंग स्ट्रिप्स के कारण फ्लो बाईपास

शेल {{0}और {{1}ट्यूब पीटीएफई एक्सचेंजर्स में, बाफ़ल ट्यूब बंडल के आर-पार शेल{2}साइड तरल पदार्थ को निर्देशित करते हैं। यदि बफ़ल ढीले, संक्षारित या शारीरिक रूप से क्षतिग्रस्त हो जाते हैं, तो द्रव कम से कम प्रतिरोध का मार्ग अपनाता है - बफ़ल और शेल दीवार के बीच के अंतर के माध्यम से ट्यूब बंडल को दरकिनार कर देता है।

गुम सीलिंग स्ट्रिप्स (फ्लैट बार जो ट्यूब बंडल और शेल के बीच की निकासी को बंद कर देते हैं) भी बायपास की अनुमति देते हैं। शेल के 30% तक का पार्श्व प्रवाह खराब रखरखाव वाले एक्सचेंजर्स में ट्यूबों को बायपास कर सकता है, जिससे आनुपातिक रूप से गर्मी हस्तांतरण कम हो जाता है।

क्षेत्र अवलोकन:समान प्रवाह दर (कम प्रतिरोध का संकेत) के लिए शेल पक्ष में दबाव ड्रॉप ऐतिहासिक मूल्यों से कम है। शेल के पार्श्व द्रव का तापमान परिवर्तन अपेक्षा से कम है।

4. कम प्रवाह दरें (शैल साइड या ट्यूब साइड)

एक आंशिक रूप से भरा हुआ छलनी, एक घिसा हुआ पंप प्ररित करनेवाला, या एक बंद मैनुअल वाल्व एक्सचेंजर के दोनों ओर प्रवाह वेग को कम कर सकता है। ऊष्मा स्थानांतरण गुणांक दृढ़ता से द्रव वेग पर निर्भर होते हैं। जब वेग गिरता है, तो सीमा परत की मोटाई बढ़ जाती है, और समग्र ताप हस्तांतरण गुणांक गिर जाता है।

क्षेत्र का अनुभव बताता है कि ट्यूब के पार्श्व प्रवाह में 50% की कमी गर्मी हस्तांतरण गुणांक को 30-40% तक कम कर सकती है। समस्या को अक्सर फाउलिंग समझ लिया जाता है, लेकिन यह पूरी तरह से हाइड्रोलिक है।

क्षेत्र अवलोकन:प्रवाह मीटर सामान्य प्रवाह दर से कम -दिखाते हैं। पंप डिस्चार्ज दबाव कम (घिसा हुआ प्ररित करनेवाला) या उच्च (भरी हुई छलनी या वाल्व आंशिक रूप से बंद) हो सकता है।

निदानात्मक दृष्टिकोण

किसी भी पुनर्स्थापना का प्रयास करने से पहले, कारण की पहचान की जानी चाहिए। निम्न तालिका लक्षणों को संभावित कारणों और अनुशंसित जांचों से जोड़ती है।

यह देखा गया है कि कई कारण एक साथ मौजूद हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, यदि वेंट संचालित नहीं है तो खराब एक्सचेंजर में भी हवा फंस सकती है।

पुनर्स्थापना के तरीके

फाउलिंग और स्केलिंग के लिए रासायनिक सफाई

क्योंकि पीटीएफई ट्यूब रासायनिक रूप से निष्क्रिय हैं, आक्रामक एसिड सफाई का उपयोग ट्यूबों को नुकसान पहुंचाए बिना सुरक्षित रूप से किया जा सकता है। हालाँकि, धातु के खोल, ट्यूबशीट और गास्केट असुरक्षित हो सकते हैं। अनुकूलता सत्यापित होनी चाहिए.

सामान्य सफाई समाधान:

जगह की सफ़ाई के लिए प्रक्रिया:

एक्सचेंजर को अलग कर दिया जाता है और सूखा दिया जाता है।

सफाई समाधान को गंदे हिस्से (शेल या ट्यूब) पर कम वेग से प्रसारित किया जाता है।

बाहरी ताप स्रोत का उपयोग करके घोल को गर्म किया जाता है (यदि आवश्यक हो)।

परिसंचरण के बाद, पीएच तटस्थ होने तक एक्सचेंजर को पानी से अच्छी तरह से धोया जाता है।

बहाल दक्षता की पुष्टि के लिए स्वच्छ पानी या प्रक्रिया द्रव के साथ एक प्रदर्शन परीक्षण आयोजित किया जाता है।

कई मामलों में, एक एकल रासायनिक सफाई 90-100% मूल गर्मी हस्तांतरण क्षमता को बहाल कर देती है।

स्टीम से गैर संघनित गैसों को बाहर निकालना -हीटेड एक्सचेंजर्स

फंसे हुए गैर-संघनित पदार्थों को ठीक करना सबसे आसान समस्या है। स्टीम वेंट स्टीम चेस्ट (स्टीम-साइड शेल) के उच्चतम बिंदु पर स्थित होना चाहिए। उस स्थान पर एक मैनुअल या स्वचालित वेंट वाल्व स्थापित किया गया है।

वेंटिंग प्रक्रिया:

भाप का दबाव लागू होने पर, वेंट वाल्व थोड़ा खुल जाता है।

भाप को 30-60 सेकंड के लिए बाहर निकलने दिया जाता है। यदि हवा मौजूद है, तो हवा और भाप का मिश्रण निकलेगा (श्रव्य फुसफुसाहट)। जब केवल शुद्ध भाप निकलती है (शुष्क, शांत प्रवाह), तो वेंट बंद कर दिया जाता है।

स्वचालित वेंट (थर्मोस्टेटिक या फ़्लोट-प्रकार) के लिए, वाल्व के उचित संचालन की जाँच की जाती है। अटका हुआ बंद वेंट एक सामान्य विफलता है।

सर्वोत्तम परिणामों के लिए, एक निरंतर स्वचालित वेंट की सिफारिश की जाती है जो थोड़ी मात्रा में भाप (उदाहरण के लिए, कुल भाप प्रवाह का 0.5%) निकालता है। यह समय के साथ संचय को रोकता है।

प्रवाह अखंडता बहाल करना: बाफ़ल और सीलिंग पट्टी की मरम्मत

फ्लो बायपास के लिए निर्धारित आउटेज के दौरान यांत्रिक निरीक्षण की आवश्यकता होती है। शेल कवर को हटा दिया जाता है, और ट्यूब बंडल को हटा दिया जाता है (हटाने योग्य बंडल डिज़ाइन के लिए) या जगह का निरीक्षण किया जाता है।

उचित प्रवाह बहाल करने के लिए कार्रवाई:

क्षतिग्रस्त बफल्स- मुड़े हुए या जंग लगे बाफ़लों को बदला जाता है। ढीले बैफल्स को पुनः वेल्ड किया जाता है या टाई रॉड्स से पुनः जोड़ा जाता है।

सीलिंग पट्टियाँ गायब- नई सीलिंग स्ट्रिप्स (आमतौर पर पीटीएफई या मेटल स्ट्रिप्स) को बैफल्स की बाहरी परिधि पर स्लॉट्स में स्थापित किया जाता है। ये पट्टियाँ बंडल और खोल के बीच के कुंडलाकार अंतर को बंद कर देती हैं।

बाईपास लेन- अनुदैर्ध्य बफ़ल वाले एक्सचेंजर्स के लिए, बाईपास लेन पर अंतर को डमी ट्यूब या फिलर रॉड से सील कर दिया जाता है।

मरम्मत के बाद, ज्ञात प्रवाह दर पर शेल साइड प्रेशर ड्रॉप को ऐतिहासिक मूल्यों पर वापस आना चाहिए, यह दर्शाता है कि बाईपास को समाप्त कर दिया गया है।

कम प्रवाह दरों को संबोधित करना

हाइड्रोलिक सर्किट की जांच करके प्रवाह दर के मुद्दों को ठीक किया जाता है:

बंद छलनी- पंप पर सक्शन स्ट्रेनर को साफ किया जाता है या बदला जाता है।

घिसा हुआ पंप प्ररित करनेवाला- पंप का प्रदर्शन मापा जाता है (प्रवाह बनाम हेड)। घिसे हुए प्ररित करनेवाला को बदल दिया जाता है।

आंशिक रूप से बंद वाल्व- सर्किट में सभी मैनुअल वाल्व पूरी तरह से खुले होने के लिए सत्यापित हैं। पूर्ण यात्रा की पुष्टि के लिए स्वचालित नियंत्रण वाल्वों को स्ट्रोक किया जाता है।

ट्यूब की ओर से रुकावट- व्यक्तिगत पीटीएफई ट्यूब ठोस मलबे से अवरुद्ध हो सकती हैं। ऐसे मामलों में, मैकेनिकल रॉडिंग या हाइड्रोब्लास्टिंग की जाती है (ध्यान से, ट्यूब टूटने से बचने के लिए)।

डिज़ाइन प्रवाह दर को बहाल करना आम तौर पर गर्मी हस्तांतरण गुणांक को उसके मूल मूल्य पर लौटाता है, यह मानते हुए कि कोई दूषण मौजूद नहीं है।

निवारक रखरखाव कार्यक्रम

एक सक्रिय रखरखाव कार्यक्रम दक्षता हानि को रोकता है और एक्सचेंजर जीवन को बढ़ाता है। अनुशंसित कार्रवाइयों में शामिल हैं:

महीने के- भाप का दबाव, प्रक्रिया आउटलेट तापमान और प्रवाह दर रिकॉर्ड करें। बेसलाइन से तुलना करें.

त्रैमासिक- स्टीम चेस्ट को बाहर निकालें (यदि भाप गर्म हो)। छलनी टोकरियों का निरीक्षण करें।

हर साल- यदि गंदगी का संदेह हो तो रासायनिक सफाई करें। बायपास का पता लगाने के लिए एक निश्चित प्रवाह दर पर शेल -साइड प्रेशर ड्रॉप को मापें।

हर 3-5 साल में- बैफल्स, सीलिंग स्ट्रिप्स और ट्यूब की स्थिति का आंतरिक निरीक्षण।

निष्कर्ष

पीटीएफई हीट एक्सचेंजर्स में अधिकांश दक्षता हानि उचित रखरखाव के माध्यम से प्रतिवर्ती होती है। फाउलिंग और स्केलिंग एसिड या सॉल्वैंट्स का उपयोग करके रासायनिक सफाई पर प्रतिक्रिया करते हैं जो पीटीएफई के लिए सुरक्षित हैं लेकिन धातु घटकों के साथ संगत हैं। फंसी हुई गैर संघनित गैसों को भाप चेस्ट के उचित निकास द्वारा ठीक किया जाता है। क्षतिग्रस्त बैफल्स या गुम सीलिंग स्ट्रिप्स से फ्लो बाईपास के लिए यांत्रिक मरम्मत की आवश्यकता होती है। छलनी के बंद होने या पंप के खराब होने के कारण कम प्रवाह दरों को हाइड्रोलिक प्रदर्शन को बहाल करके ठीक किया जाता है। प्रारंभिक हस्तक्षेप अधिक गंभीर क्षति जैसे ट्यूब टूटना या शेल क्षरण को रोकता है। एक सक्रिय रखरखाव कार्यक्रम जिसमें नियमित वेंटिंग, दबाव ड्रॉप की निगरानी और समय-समय पर सफाई शामिल है, यह सुनिश्चित करता है कि पीटीएफई हीट एक्सचेंजर कई वर्षों तक अपनी मूल दक्षता बनाए रखता है। सामान्य को समझनापीटीएफई हीट एक्सचेंजर दक्षता हानि का कारण बनता हैप्रभावी बहाली और विश्वसनीय प्रक्रिया संचालन की दिशा में पहला कदम है।