見えない侵入者
目に見える兆候もなく、空気が PTFE 熱交換器の蒸気スペースに入ります。蒸気が外部に漏れません。凝縮水の滴下はありません。蒸気圧は一定に保たれます。しかし、熱出力は数週間にわたって徐々に低下します。熱交換器は、もともと適切なマージンを持ったサイズであったため、フル生産速度で浴温度を維持できなくなりました。
原因はオフサイクル時の空気の侵入です。蒸気が隔離され、熱交換器が冷えると、内部の蒸気が凝縮します。ドレンの体積は元の蒸気の体積の約1/1,600になります。この体積の減少により、チューブ内に部分的な真空が生じます。バルブステム、フランジガスケット、計器取付具などの接続部-にわずかな内部漏れが生じると、空気が蒸気空間に引き込まれます。次の加熱サイクルでは、空気は残りますが、蒸気が入ります。-空気はサイクルごとに蓄積し、熱伝達面を覆います。
凝縮液サンプルの溶存酸素分析は、測定可能な性能損失に至るまで空気が蓄積する前に、この空気の侵入を検出します。酸素は、目に見えない漏れを明らかにするトレーサーです。
酸素検出原理
適切に密閉されたシステム内の蒸気凝縮水には、非常に低い溶存酸素が含まれます。{0}}効果的なボイラー水脱気を備えたシステムでは、通常 10 ppb 未満です。補給水とともにボイラー内に入った酸素は脱気装置により除去されます。凝縮水システムに入る可能性のある酸素は化学処理によって除去されます。
オフサイクル中に PTFE 熱交換器の蒸気スペースに空気が漏れると、その空気に含まれる酸素が残留凝縮水に溶け込みます。次の加熱サイクルでは、この酸素が豊富な凝縮水が入ってくる蒸気と混合し、スチーム トラップを通って排出されます。-トラップ排出時に採取された凝縮水サンプルでは、システムのベースラインと比較して、溶存酸素の上昇が示されており、-多くの場合 50 ～ 500 ppb です。
測定は、電気化学センサーまたは光学センサーを使用した溶存酸素計で実行されます。大気の再汚染を防ぐために、サンプルは密閉された容器に収集されます。-数サイクルにわたる複数のサンプルにより、定常運転中のベースライン酸素、冷間始動後の最初の凝縮水排出中の酸素上昇というパターンが確立されます。
| 凝縮水の酸素レベル | 解釈 | 必要なアクション |
|---|---|---|
| < 10 ppb | 普通;空気の侵入がない | なし |
| 10～50ppb | わずかな空気の侵入。累積される可能性があります | 傾向を監視します。アクセス可能な接続を検査する |
| 50～200ppb | 中程度の空気の侵入。パフォーマンスは数週間以内に低下する可能性があります | 次回のシャットダウン時のリークテスト |
| 200～500ppb | 著しい空気の侵入。予想される熱伝達損失 | 漏れの発見と修理を優先する |
| >500ppb | 重大な浸入またはボイラー脱気装置の故障 | 即時調査 |
進入ポイントの特定
酸素分析により空気の侵入が確認されましたが、発生源は特定されませんでした。通常、入口点は、正の蒸気圧下では適切にシールされますが、真空下では内部への漏れが許容される接続部にあります。バルブステムパッキンが一般的な原因です。 4 barg の蒸気圧を外側に保持するバルブは、ステムパッキンが真空下で緩むと内側に空気が漏れる可能性があります。
圧縮永久歪みが生じたガスケットを備えたフランジ継手は、内圧下ではシールする可能性がありますが、真空下では滲みます。テーパー管ねじを備えた計器接続-圧力計継手、サーモウェル貫通部-も疑われます。微細な漏れ経路であっても、オフサイクルの数時間にわたって空気が侵入します。
最終的な位置特定方法は真空テストです。交換器の蒸気スペースは真空ポンプで約 -0.8 barg まで排気されます。漏れの可能性のある各箇所は、ヘリウムスニファーを使用するか、石鹸液を塗布して気泡の形成 (真空空間に空気が入っていることを示す) を観察することによってテストされます。テストは、スケジュールされたメンテナンス時間枠中に実行されます。
PTFE-特有の考慮事項
PTFE 熱交換器には、チューブとヘッダーの接続部に圧縮継手が付いています。{0}{1}これらの継手は、正圧下でも信頼性がありますが、シールを維持するために PTFE フェルールの弾性を利用しています。熱サイクルを何度も繰り返すと、フェルールが緩むことがあります。真空下では、フェルールが緩んでいるため、検出できるほどの外部への蒸気漏れは生じない程度のわずかな空気の侵入が許容される場合があります。
メーカーの仕様に従って圧縮フィッティングを定期的にトルク変更することで、両方向のシールの完全性が維持されます。-定期メンテナンス中に取り付けトルクを年に一度チェックすることで、酸素分析で問題の発生として検出されるような真空漏れのゆっくりとした進行を防ぎます。
まとめ
オフサイクル真空中の PTFE 熱交換器の蒸気空間への空気の侵入は、凝縮液サンプル中の溶存酸素が 10 ppb 未満のベースラインと比較して 50 ～ 50 ppb 増加することで検出されます。-酸素は、正圧下では適切にシールされますが、真空下では内部に漏れる接続部を通って入る空気の追跡子です。定期メンテナンス中の真空テストにより、特定の入口ポイントが特定されます。圧縮フィッティングを定期的に再トルクすることで、時間の経過とともに真空漏れが発生するのを防ぎます。
PTFE 熱交換器システムにおける凝縮水酸素の監視と真空漏れ検出のエンジニアリング サポートは、現在の酸素測定値、システムの動作サイクル、観察された性能低下傾向を提出すると利用できます。
