堆積物が下 3 分の 1 を覆うと、PTFE 浸漬ヒーターの出力が低下するのはなぜですか?

リン酸塩処理ラインは、タンクが設定値に到達するまでに毎月時間がかかっていることに気づきました。ヒーター電流は銘板と一致し、コントローラーは加熱を要求しており、液体上のヒーター表面はきれいに見えました。検査のためにヒーターを引き抜いたところ、シースの下 3 分の 1 が、タンクの床に沈殿して固まった、圧縮された堆積物-の 25 mm の層、リン酸鉄スラッジ、スケール、キャリーオーバー砂利の下に埋もれていました。

堆積物の付着は、PTFE 浸漬ヒーターの出力損失の一般的な原因ですが、見落とされがちです。堆積物層はヒーターの下部を断熱し、熱を閉じ込め、同じ出力を供給するためにヒーターをより高温で動作させます。表面温度が高くなると PTFE の劣化が促進され、エネルギー消費が増加します。

ヒーター下部に堆積物が堆積する様子

沈殿物は重力によって沈降します。底部付近の流量が少ないタンクでは、沈殿物が床とヒーターの下部に蓄積します。より多くの固体が沈降するにつれて、堆積物層は上向きに成長します。

堆積物層は通常、ヒーター表面のスケールよりも密度が高く、より強化されています。これは、沈殿した固体、腐食生成物、キャリーオーバー粒子の混合物です。堆積物の熱伝導率はその組成と気孔率によって異なりますが、一般に PTFE シースよりも低くなります。

堆積物の種類とその堆積の特徴

なぜ下半身3分の1が最も影響を受けるのか

ヒーターの下 3 分の 1 はタンクの床に最も近く、そこに沈殿物が沈殿します。また、ほとんどのタンクで流速が最も低い領域でもあります。流れは、撹拌が生じる表面で最も強く、堆積物が蓄積する底部で最も弱くなります。

下 3 分の 1 の堆積物層が熱障壁を形成します。ヒーターによって生成された熱は、バルク流体に到達する前に堆積物層を通過する必要があります。堆積物により熱抵抗が増加し、ヒーターの表面温度が上昇します。

1.2 W/cm2 で動作するヒーターの場合、熱伝導率 0.5 W/m・K の 25 mm の堆積物層により、約 60 度の温度低下が生じます。その分だけヒーターの表面温度が上昇し、PTFE が劣化範囲に入る可能性があります。

ヒーターの性能への影響

ヒーターの下 3 分の 1 が堆積物で覆われているため、浴槽への熱の供給が少なくなります。{0}ヒーターの有効表面積が減少します。同じ総熱出力を供給するにはヒーターをより高温で動作させる必要があり、エネルギー消費量が増加します。

堆積物はヒーター周囲の流れパターンも変化させます。堆積物層によりヒーターの底部の流路が詰まり、全体の循環が減少し、デッドゾーンが生じる可能性があります。

土砂の堆積を防ぐ

最も効果的な予防策は、堆積物が蓄積する前に除去することです。定期的なタンク洗浄-高固形物槽では 3 ～ 6 か月ごと--）、堆積物層がヒーターの性能に影響を与える厚さに達するのを防ぎます。

タンク底部の流れを改善することで、沈殿物の蓄積が減少します。タンクの床に沿って配置されたスパージ パイプまたはエダクターにより、沈殿物が浮遊状態に保たれ、濾過によって沈殿物を除去できるようになります。

タンク床の上の{0}}スタンドオフまたはブラケット-にヒーターを取り付けると、堆積物層にさらされるヒーターの面積が減ります。床には土砂が溜まっていますが、ヒーターはその上にあります。

PTFE浸漬ヒーターの堆積防止対策

堆積物の被覆が設計上の問題を示している場合

定期的な清掃にもかかわらず、堆積物が付着してヒーターの出力が低下する場合は、タンクの設計またはヒーターの取り付けが用途に適していないことを示しています。盛り上がった取り付け、改善された底流、および低いワット密度を備えたカスタム PTFE 浸漬ヒーター構成は、堆積物被覆の根本原因に対処します。仕様プロセスでは、浴の化学的性質、固形物の生成速度、タンクの寸法、および必要なワット数が必要です。高固形分プロセスバスを備えた施設では、この用途固有のアプローチにより、堆積物関連の出力損失が削減され、ヒーターの耐用年数が延長されます。{4}{5}