PTFE 熱交換器内の汚れによる性能低下と凝縮水の浸水を区別するにはどうすればよいですか?{0}

同じ症状でも原因は違う

PTFE 熱交換器の熱出力が低下しています。蒸気圧は安定しています。コントロールバルブが全開になっています。生産中にバス温度が設定値に達しない。症状は明らかです。熱伝達が不十分です。原因は明らかではありません。 2 つのまったく異なる問題により、同じ症状が発生します。

外部の汚れは、チューブ表面を絶縁スケールでコーティングすることにより熱伝達を減少させます。内部の凝縮水の浸水により、チューブの下部が停滞した水で満たされ、熱伝達が減少します。どちらも実効 U- 値を減少させます。どちらも温度を維持するために蒸気流量を増やす必要があります。どちらも最終的にはヒーターの容量を超えます。

間違った原因に対処すると、メンテナンスの労力が無駄になります。化学薬品によるスケール除去は、浸水したコイルには何の効果もありません。 -汚れたコイルには凝縮水戻り管を再配管しても効果はありません。是正措置を講じる前に、正確な診断を行う必要があります。

診断測定

3 つの測定により、汚れと浸水が区別されます。コイル上のさまざまな高さでの蒸気入口圧力、凝縮水出口温度、および管壁温度。これらは、標準的な機器と赤外線温度計または接触熱電対を使用して簡単に入手できます。

汚れはチューブの外側からの熱伝達に影響を与えます。蒸気側は正常に動作します。蒸気は完全に凝縮します。凝縮液は飽和温度近くで、わずかに過冷却されます。スケール抵抗が外側にあるため、管の壁の温度は管の長さに沿って均一で、蒸気の飽和温度に近くなります。

凝縮水の浸水は内部からの熱伝達に影響を与えます。チューブの浸水部分には、蒸気ではなく過冷却された凝縮水が含まれています。浸水ゾーンの管壁は凝縮水温度またはそれに近い温度であり、その上の蒸気ゾーンよりも大幅に低温です。急激な温度勾配がチューブ内の凝縮液レベルを示します。トラップを出た凝縮水は、浸水部分によって飽和温度よりもかなり低く冷却されているため、深く過冷却されます。

表 1: 汚れと凝縮水の浸水の診断上の区別

確認検査

蒸気圧力応答テストでは、メカニズムを動的に識別します。蒸気圧力を 0.5 bar 増加させ、熱出力を観察します。コイルが汚れると、熱出力が増加します。-蒸気温度が高くなると、熱駆動力が増加します。浸水したコイルは反応が鈍くなります。-蒸気圧が高くなると浸水レベルが上昇し、有効な熱伝達面積がさらに減少する可能性があります。

急速排水テストは最終的なものです。蒸気の供給を遮断し、凝縮水のドレンを完全に開きます。凝縮水をすべて排出させます。蒸気を回復し、すぐに熱出力を測定します。浸水したコイルは、凝縮水が再蓄積するまでの短期間、劇的に性能が向上します。-汚れたコイルは性能に変化がありません。

是正措置

外部汚れの場合、修正措置はスケールのタイプによって異なります。柔らかいスラッジや金属水酸化物は、多くの場合、水で洗い流すか、PTFE 表面から優しく拭き取ることができます。硬い結晶質のスケールは、PTFE と互換性のある酸を使用した化学洗浄が必要な場合があります。 PTFE は化学的に不活性であるため、金属コイルを損傷する可能性のある強力な洗浄用化学薬品が使用できます。

凝縮水の浸水の場合は、凝縮水経路の制限を追跡します。スチームトラップが正しく動作しているか確認してください。凝縮水ラインの傾斜と直径を確認します。閉じたバルブ、詰まったストレーナー、または浸水した共通リターンヘッダーを探します。重力帰還システムの場合、動作中の凝縮水出口の圧力は大気圧に近くなければなりません。圧力の上昇は下流の制限を示します。

浸水の再発を防ぐには、凝縮水返送システムの再設計が必要になる場合があります。ラインの直径を大きくする、復水ポンプを追加する、または過負荷になった共通リターンヘッダーからコイルを分離することが一般的な解決策です。

まとめ

汚れや凝縮水の浸入は同じ症状を引き起こし、{0}熱出力の低下{1}}を引き起こしますが、異なる是正措置が必要です。管壁温度プロファイリングは最も明確な診断を提供します。温度が均一であれば汚れを示し、垂直方向の温度勾配が急であれば浸水を示します。

確認試験には、蒸気圧力応答と急速ドレン試験が含まれます。是正措置は根本原因を対象とします。つまり、汚れに対する化学的または機械的な洗浄、浸水に対する凝縮水経路の制限です。-正確な診断により、無駄なメンテナンス作業が防止され、熱出力が効率的に回復されます。

PTFE 熱交換器の性能診断に関するエンジニアリング サポートは、蒸気圧力、凝縮水温度、チューブ壁温度の測定値、観察された症状などの運転データを提出すると利用できます。