Den gradvise præstationsnedgang
En PTFE-varmeveksler, der engang holdt badtemperaturen med 60 % dampventilåbning, kræver nu 85 % åbning for den samme drift. Damptrykket er uændret. Processens-sidetemperatur og flowhastighed er normale. Kondensatet dræner uden problemer. Ydeevnefaldet tyder på en gradvis stigning i strømningsmodstanden på dampsiden.
Delvis rørblokering er den sandsynlige årsag. Affald fra damprørs-rørskalaen, kedeloverførte faste stoffer, fragmenter af forringede pakninger- trænger ind i varmevekslersamlingen og sætter sig fast i individuelle rørindløb. Hvert blokeret rør fjerner en brøkdel af den samlede varmeoverførselsoverflade. De resterende rør skal klare den fulde varmebelastning, hvilket kræver højere dampflow pr. rør og højere damptrykfald over bundtet.
Blokeringen er usynlig udefra. Rørene ser identiske ud, uanset om de flyder eller er blokerede. Differenstrykmåling på tværs af dampindløbet og kondensatudløbet giver en ikke-invasiv metode til at detektere og kvantificere blokeringen.
Differenstrykprincippet
Damp, der strømmer gennem et rørbundt, oplever et trykfald. Trykfaldet er proportionalt med flowhastigheden i kvadrat (for turbulent flow) og omvendt proportionalt med antallet af rør i parallel. Efterhånden som rør bliver blokeret, øges flowet pr. resterende rør, og det totale trykfald over bundtet stiger for den samme totale dampstrøm.
Basislinjedifferenstrykket etableres, når varmeveksleren er ny eller efter rengøring. Basislinjemålingen registreres ved en kendt dampstrømningshastighed og -tryk. Efterfølgende målinger sammenlignes med denne baseline under de samme driftsbetingelser.
En stigning i differenstrykket på mere end 15-20 % over baseline, med alle andre betingelser lige, indikerer betydelig rørblokering. En stigning på mere end 50 % tyder på, at 20-30 % af rørene kan være blokerede.
Tabel 1: Fortolkning af differenstryk for PTFE varmevekslerrørbundter
| Differenstrykændring fra baseline | Estimeret blokerede rør (%) | Ydeevnepåvirkning | Anbefalet handling |
|---|---|---|---|
| < 10% | < 5% | Ubetydelig | Fortsæt overvågning |
| 10-20% | 5-10% | Mindre; mærkbar ved høj efterspørgsel | Planlæg inspektion ved næste vedligeholdelse |
| 20-40% | 10-20% | Moderat; øget dampforbrug | Efterse og rengør ved næste lejlighed |
| 40-70% | 20-30% | Betydelige; opfylder muligvis ikke spidsbelastning | Prioriter eftersyn og rengøring |
| > 70% | > 30% | Alvorlig; kan ikke opfylde designpligt | Øjeblikkelig eftersyn og rengøring |
Fortolkning forudsætter konstant dampforsyningstryk og proces-sidebetingelser. Ændringer i disse parametre skal kompenseres, før tabellen anvendes.
Udførelse af differenstrykmåling
Differenstryk måles mellem en trykhane på dampindløbssamlingen og en trykhane på kondensatudløbssamlingen. Vandhanerne skal installeres under den første fremstilling. For eksisterende installationer uden vandhaner kan der anvendes midlertidige tilslutninger ved eksisterende målerporte eller udluftningsforbindelser.
Målingen kræver en differenstrykmåler eller transmitter med et interval, der passer til det forventede trykfald -typisk 0-1 bar for de fleste PTFE-varmevekslerbundter. Måleren skal kalibreres, og målingen skal registreres ved steady-state driftsforhold.
Målingen er mest diagnostisk, når den udføres med en ensartet dampstrøm. Strømningshastigheden kan udledes af kondensatets strømningshastighed eller beregnes ud fra varmeforbruget. En kontrolventilposition kan tjene som en grov proxy, hvis ventilens karakteristika er kendt.
Lokalisering af blokeringen
En total differenstrykmåling på tværs af bundtet bekræfter, at der er blokering, men identificerer ikke, hvilke rør der er blokeret. Lokalisering kræver yderligere diagnostiske trin.
Infrarød termografi af rørbundtet, hvor det er tilgængeligt, identificerer kolde rør, der ikke modtager nogen dampstrøm,-kendetegnet ved fuldstændig blokering. Delvist blokerede rør kan vise en reduceret temperatur sammenlignet med helt åbne rør.
Individuel rørstrømstest, hvis samlingsrørdesignet tillader adgang til individuelle rørindløb, giver endelig identifikation. Hvert rør er isoleret og testet for flowkapacitet ved hjælp af trykluft eller vand ved et kontrolleret tryk. Rør med væsentligt højere trykfald end bundtgennemsnittet er delvist blokeret.
Affaldskildeundersøgelse
Tilbagevendende slangeblokering indikerer en systemisk affaldskilde, som bør identificeres og elimineres. Dampfiltre opstrøms for varmeveksleren bør efterses. Hvis si er fraværende eller beskadigede, kan snavs fra damprørene nå rørindløbene.
Kedeloverførsel-vanddråber medført i damp, der transporterer opløste faste stoffer-kan aflejre faste stoffer inde i rørene, når vandet fordamper. Forbedret dampseparation ved kedlen reducerer denne kilde.
Korrosionsaffald fra opstrøms damprør, især fra sektioner, der ikke er af rustfrit stål, flager af og bevæger sig med dampen. Udskiftning af korroderede rørledninger eller installation af sir af passende størrelse adresserer denne kilde.
Oversigt
Delvis rørblokering i PTFE-varmevekslere diagnosticeres ved at sammenligne dampforskellens-sidedifferenstryk over bundtet med den rene basislinje. Forøgelser på over 15-20% indikerer betydelig blokering. Lokalisering af blokerede rør bruger infrarød termografi eller individuel rørstrømstest.
Tilbagevendende blokering berettiger undersøgelse af dampsystemet for affaldskilder-utilstrækkelige sie, kedeloverførsel eller opstrøms rørkorrosion. Eliminering af affaldskilden er den langsigtede-løsning.
Teknisk support til opsætning af differenstrykmåling og blokeringsdiagnose er tilgængelig ved indsendelse af bundtkonfiguration, dampforhold, basistrykdata og eventuelle observerede præstationstendenser.
