Zemas dzesēšanas līdzsvars
Kondensāts atstāj tvaiku{0}}sildītu PTFE siltummaini temperatūrā, kas ir zemāka par tvaika piesātinājuma temperatūru. Šī temperatūras starpība ir zemas dzesēšanas pakāpe. Ja kondensāts tiek izvadīts pārāk karsts-ar pārāk zemu dzesēšanu-, tas mirgo, lai tvaicētu zemākā-spiediena kondensāta atgaitas līnijā. Uzliesmojošais tvaiks atspoguļo zaudēto enerģiju, kas jāaizstāj ar katlu. Ja kondensāts tiek pārāk atdzesēts, kondensāta caurule ir auksta, un ūdens āmura risks no kondensācijas tvaika kabatām samazinās, -taču siltummainis var darboties ar applūdušām caurulēm, samazinot efektīvo virsmas laukumu.
Optimālā zemdzesēšanas pakāpe līdzsvaro šos konkurējošos faktorus. Tas nodrošina pietiekamu dzesēšanu, lai samazinātu tvaika zudumus, vienlaikus saglabājot pietiekami augstu kondensāta temperatūru, lai nodrošinātu, ka siltummaiņa caurules netiek appludinātas ar kondensātu.
PTFE siltummaiņiem optimālais zemdzesēšanas diapazons nedaudz atšķiras no metāliskajiem apmainītājiem, jo PTFE caurulēm ir mazāka termiskā masa un tās ātrāk reaģē uz kondensāta līmeņa izmaiņām.
Flash tvaika mehānisms
Kondensāts piesātinājuma temperatūrā un spiedienā satur jūtamu siltumu pie piesātinājuma entalpijas. Kad šis kondensāts caur tvaika uztvērēju nonāk zemāka spiediena atgriešanas līnijā, pārmērīgā entalpija liek daļai kondensāta uzliesmot līdz tvaikam. Frakcija, kas mirgo, ir: zibspuldzes frakcija=(hf{4}} hf2) / hfg2, kur hf1 ir kondensāta entalpija augšpus spiedienā, hf2 ir kondensāta entalpija lejupvērstā spiedienā, un hfg2 ir latentais siltums pakārtotā spiedienā.
Kondensāta izvadīšanai no 3 bargu (143 grādi) sistēmas atmosfēras atgriešanas līnijā (100 grādi), uzliesmojuma frakcija ir aptuveni 10%. Viens kilograms kondensāta rada 0,1 kg zibens tvaika. Šis zibspuldzes tvaiks virzās pa atpakaļgaitas līniju, bieži izplūstot atmosfērā pie kondensāta uztvērēja. Zaudētais tvaiks ir jāaizstāj ar katla papildu apdedzināšanu.
Kondensāta atdzesēšana, pirms tas iziet cauri slazdam, samazina uzliesmošanas frakciju. Pie 10 grādu zemdzesēšanas (izlāde pie 133 grādiem, nevis 143 grādiem) uzliesmojuma frakcija samazinās līdz aptuveni 6%. Pie 20 grādu atdzišanas tas samazinās līdz 2%.
1. tabula: zibens tvaika un zemdzesēšanas attiecības (3 barg tvaika, atmosfēras kondensāta atdeve)
| Kondensāta izplūdes temperatūra ( grāds ) | Zemdzesēšanas grāds ( grāds ) | Flash Steam frakcija (%) | Enerģijas zudumi (kW uz 100 kW slodzi) | Ūdens āmura risks | Caurules applūšanas risks |
|---|---|---|---|---|---|
| 143 (piesātināts) | 0 | 10 | 3.5 | Augsta (divu{0}}fāžu plūsma atgriešanās līnijā) | Nav |
| 138 | 5 | 7.5 | 2.6 | Mērens | Ļoti zems |
| 133 | 10 | 5.5 | 1.9 | Zems | Zems |
| 128 | 15 | 3.5 | 1.2 | Ļoti zems | Mērens |
| 123 | 20 | 2.0 | 0.7 | Nav | Augsts (iespējams, applūdušas caurules) |
PTFE zemdzesēšanas kontroles metode
Apakšdzesēšanu kontrolē kondensāta drenāžas konstrukcija, nevis temperatūras regulators. Pareiza izmēra pludiņš-un-termostatiskais tvaika uztvērējs nodrošina kondensāta blīvējumu drenāžas līnijā, vienlaikus nepārtraukti izvadot kondensātu. Blīvējums neļauj dzīvam tvaikam izplūst cauri slazdam. Nepārtrauktā izlāde ļauj izvairīties no periodiskiem spārniem, kas izraisa ūdens āmuru.
Dabiskā zemdzesēšana, kas rodas, kondensātam aizplūstot caur PTFE siltummaiņa caurulēm un kondensāta kolektoru, nodrošina 5-10 grādu atdzišanu bez papildu aprīkojuma. PTFE caurules siena kondensāta pusē saskaras ar procesa šķidrumu, kura temperatūra ir zemāka par tvaiku. Kad gar šo sienu notek kondensāts, tā atdziest.
Ja ir nepieciešama papildu zemdzesēšana, to nodrošina īss neapsildīta kondensāta cauruļvads starp siltummaini un uztvērēju. Caurule darbojas kā siltummainis starp kondensātu un apkārtējo gaisu. PTFE sistēmām tas ir reti nepieciešams, jo dabiskā zemdzesēšana par 5-10 grādiem ir tuvu optimālajam.
Ūdens āmura savienojums
Ūdens āmurs kondensāta atgriešanas līnijās rodas tvaika kabatu sabrukšanas rezultātā. Kad tvaiks un atdzesēts kondensāts vienlaikus pastāv caurulē, tvaika burbuļi kondensējoties ātri sabrūk. Sabrūkošais burbulis rada lokalizētu vakuumu, kas velk apkārtējo šķidrumu uz iekšu. Šķidrumu masu ietekme rada āmura spiediena impulsu.
Novēršot tvaiku, saglabājot 10-15 grādu zemu dzesēšanu, tiek novērsts tvaika burbuļu avots. Kondensāta atgaitas līnija plūst kā vienfāzes šķidrums, kas ir kluss un mehāniski labdabīgs. Enerģijas zudumi no zibens tvaika tiek samazināti par 50-65%, salīdzinot ar piesātināta kondensāta izlādi.
Kopsavilkums
Optimālā kondensāta zemdzesēšanas pakāpe PTFE siltummaiņiem ir 10-15 grādi. Tas samazina zibens tvaika zudumus līdz 3,5–5,5% no kopējās tvaika plūsmas, salīdzinot ar 10% piesātinātai izlādei, vienlaikus saglabājot caurules drenāžu bez applūšanas. Dabiskā zemdzesēšana, kas rodas, kondensātam izplūstot caur PTFE caurulēm un kolektoru, nodrošina lielāko daļu šīs dzesēšanas bez papildu aprīkojuma.
Apakšdzesēšana par 10-15 grādiem arī novērš ūdens āmuru, nodrošinot vienfāzes šķidruma plūsmu kondensāta atgaitas līnijā. Enerģijas ietaupījumi, ko nodrošina samazināts tvaiks, apvienojumā ar samazinātu apkopi, ko rada ūdens āmura likvidēšana, nodrošina ātru atdevi no jebkādiem ieguldījumiem kondensāta sistēmas optimizācijā.
Inženiertehniskie ieteikumi PTFE siltummaiņa kondensāta sistēmas projektēšanai ir pieejami pēc tvaika spiediena, kondensāta atgriešanas sistēmas spiediena, siltuma noslodzes un jebkura novērotā ūdens āmura vai augstām kondensāta temperatūrām.
