Jak monitorovat průtok a tlak pro ochranu vašeho PTFE tepelného výměníku

PTFE výměník tepla cinkal. Během týdnů selhal svazek trubek. Problém byl způsoben příliš vysokou rychlostí proudění. Pumpa byla příliš velká, což způsobilo, že PTFE ohebná hadička vibrovala a třela se o sebe. S každodenním monitorováním tlaku a průtoku bychom si všimli problému brzy.
Tepelné výměníky PTFE se v dynamice tekutin nechovají jako kovové výměníky tepla. Trubky jsou navrženy tak, aby byly tenkostěnné a flexibilní, aby umožňovaly tepelnou roztažnost. Díky ohebnosti trubek jsou také vystaveny silám v trase proudění. Nad návrhovým prahem-obvykle 2 m/s v trubkách-spustí kinetická energie tekutiny vzrušující přirozené vibrace. Trubky se kývají tam a zpět a narážejí do sousedních trubek nebo podpěr přepážky tisíckrát každou minutu. Tento opakovaný mikro-náraz, známý jako třecí opotřebení, rychle opotřebovává povrch PTFE. Pak dostanete jemné chrastítko . Pak se objeví dírky, které umožňují korozivní procesní kapalinu dostat se k ocelovému plášti. Tichý výměník je šťastný výměník; hluk je varování.
Vysoký pokles tlaku zvyšuje riziko. Diferenční tlak ve svazku trubek se mění s druhou mocninou rychlosti, takže i malé překročení rychlosti může zdvojnásobit nebo ztrojnásobit diferenční tlak. Tenká stěna z PTFE je navržena tak, aby odolala chemickému napadení spíše než strukturálním tlakům, a může se ohýbat dovnitř pod extrémním vnějším tlakem nebo se místně zhroutí tam, kde není vložka dostatečně podepřena. Operátoři to často nejprve zjistí jako neočekávané zvýšení výstupního tlaku čerpadla nebo snížení průtoku při pevných otáčkách čerpadla. Výměník není zpočátku v podstatě mimo provoz, je pouze tlačený, aby se vypořádal s vyšším hydraulickým zatížením, než snesou jeho pružné vnitřky.
Třetím a bezprostředním nebezpečím je vodní ráz. Když se ventil s bouchnutím zavře nebo sepne čerpadlo a sloupec kapaliny se náhle zastaví, prochází systémem vysokorychlostní tlaková vlna. U pevných kovových trubek je vlna absorbována stěnou trubky, zatímco u výměníku s PTFE-vyložením nebo PTFE{4}}trubkovým výměníkem vlna dopadá přímo na měkkou vložku. Následný otřes může přesáhnout pevnost vložky a způsobit zborcení trubek nebo roztržení PTFE-na-ocelové spojení na trubkovnici. Občas stačí jediný vodní-ráz k vytvoření skrytých trhlin, které prosakují až po dnech provozu. Denní hodnoty měřidel jsou impulsem vašeho zařízení{11}}sledujte je.
Disciplinovaný každodenní monitoring je prvním krokem k ochraně výměníku. Na začátku každé směny zaznamenejte vstupní a výstupní tlaky pro procesní i užitkovou stranu. Vypočítejte tlakovou ztrátu a porovnejte ji s čistou návrhovou hodnotou uvedenou v datovém listu. Rychlé zvýšení může znamenat znečištění nebo částečně zablokovaný kanál; náhlé snížení je často příznakem prasknutí trubice, která obešla cestu průtoku. Zároveň se procházejte kolem výměníku a poslouchejte. Jakékoli nové chrastění, hučení nebo kovové bzučení znamená vibrace trubice a vyžaduje rychlou pozornost – snižte průtok o 20 % a než budete pokračovat, zavolejte údržbu.
Průtok samotný musí být potvrzen oproti původnímu návrhu. Pokud bylo čerpadlo vyměněno za větší nebo byl regulační ventil přiškrcen po proudu, rychlost v trubkách se mohla zvýšit, aniž by si to někdo uvědomoval. Pokud je rychlost systému vždy vyšší než 2 m/s, zvažte instalaci jednoduché clony s omezovačem průtoku nebo frekvenčního měniče na čerpadlo. Tam, kde jsou tlakové rázy známým problémem, například u vedení s rychlo{4}}uzavíracími ventily, nainstalujte do blízkosti vstupu výměníku tlumič rázů nebo vakový{5}}akumulátor. Tato zařízení absorbují rázovou vlnu, NEŽ se dostane do PTFE trubek. Nikdy nestrkejte-čerpadlo proti uzavřenému ventilu na výměníku. Nadměrné{10}}přetlakování vyfoukne PTFE trubice směrem ven, dokud neprasknou nebo se neodlepí ze sedel.
Pro každý výměník veďte deník nebo digitální trendový list. Zaznamenávejte každý den ve stejnou dobu pokles tlaku, průtok a vstupní a výstupní teploty a všechny zvuky, které uslyšíte. A data za týdny a měsíce odhalují zjevné trendy. Pomalý nárůst poklesu tlaku indikuje normální znečištění, které lze ošetřit v příští plánované odstávce. Pokud dojde k náhlému skoku, znamená to ucpání, selhání trubice nebo nečistoty ve svazku. Trendy také pomáhají rozlišovat mezi typickými sezónními změnami teploty chladicí vody a skutečným mechanickým namáháním. Pokud záznam ukazuje, že se rychlost blíží maximálnímu limitu, může operátor zasáhnout předtím, než začne opotřebení.
Rutinní denní pozorování tlaku, průtoku a zvuku může odvrátit katastrofické poruchy svazku trubek. Operátoři naslouchají a zaznamenávají data, to je první linie obrany. Zařízení považuje každé chrastění za signál a každý nevysvětlitelný posun tlaku jako podnět k vyšetření. To udržuje tepelné výměníky z PTFE v závodě bezpečně fungující v rámci jejich-dynamických omezení. Výsledkem je delší životnost, méně úniků a jistota, že zařízení je zabezpečeno pozorným monitorováním, které není ponecháno náhodě.