Jakou roli hrají ohřívače PTFE při předehřívání mořské vody pro více{0}}efektní destilační odsolování?

K využití tepla k přeměně slané vody na sladkou jsou potřeba velké výměníky tepla a ohřívače, které musí odolat horké, korozivní solance. Aby se předešlo tepelnému šoku v prvním stupni výparníku zařízení na multi-efekt destilace (MED), vstupní mořská voda se ohřívá. Žádné kovové topné těleso se nemůže rovnat odolnosti proti korozi a -usazování vodního kamene jako ponorné topné těleso z PTFE, takže je ideální pro tento ohřev.

Krok předehřátí multi{0}}efektové destilace
Surová slaná voda o pokojové teplotě (15–25 stupňů) je čerpána ve směru prvního výparníku při standardním odsolovacím postupu MED. Bez předehřevu by náhlé zvýšení teploty uvnitř výparníku mělo za následek tepelný šok, který by urychlil usazování vodního kamene a způsobil mechanické namáhání tenkých teplosměnných ploch. Výsledkem je, že před vstupem do prvního efektu se příchozí proud předehřeje na teplotu mezi 85 a 90 stupni.

Toto je nezbytný krok předehřívání. Snižuje možnost lokalizovaného varu, který způsobuje tvorbu tvrdého vodního kamene, zvyšuje celkový koeficient přenosu tepla a stabilizuje tepelný profil napříč výparníkovou řadou.

Proč tato služba nefunguje s kovovými ohřívači
V každém systému, který si poradí s mořskou vodou, je boj s vodním kamenem a korozí každodenní boj. V horkém, okysličeném, na chloridy-bohatém prostředí mořské vody by se kovové topné těleso sestávající z titanu, nerezové oceli nebo slitin mědi-niklu rychle znehodnotilo. Navzdory své odolnosti vůči důlkové korozi není titan schopen zastavit uvolňování stopových kovových iontů, jako je nikl, měď nebo železo. Podporou krystalizace uhličitanu vápenatého a hydroxidu hořečnatého na površích výparníku tyto ionty proudí po proudu a znesnadňují kontrolu tvorby kotelního kamene.

Navíc kovové povrchy nabízejí ideální místa pro nukleaci minerálního kamene. Jakmile se vytvoří vodní kámen, výkon ohřívače se drasticky sníží, což vyžaduje opakované čištění kyselinou, která dále poškozuje kovový povrch.

Řešení PTFE: Odolnost proti vodnímu kameni{{0} a korozi-Odolnost
Problém s korozí je zcela vyřešen pomocí ohřívače PTFE (polytetrafluorethylen). Dokonce i při 90 stupních je PTFE chemicky inertní vůči solím, chloridům a celému spektru složek mořské vody. Chemické složení vody je zachováno pro následné inhibitory vodního kamene, protože do proudu solanky nejsou vypouštěny žádné kovové ionty.

Nepřilnavý povrch PTFE-je stejně významný. Síran vápenatý a hydroxid hořečnatý jsou příklady minerálních usazenin, které velmi špatně přilnou k PTFE. V důsledku toho je ve srovnání s jakýmkoli kovovým povrchem výrazně snížena rychlost tvorby vodního kamene. Intervaly údržby se často prodlužují z týdnů na měsíce, protože ohřívač si zachovává svou účinnost po delší dobu a vyžaduje mnohem méně čištění kyselinou.

Teplotní rozsah a bezpečnostní rezerva pro výkon předehřívání
V systémech MED je cílová teplota předehřívání obvykle mezi 85 a 90 stupni. PTFE nabízí 20stupňový bezpečnostní nárazník v provozním bodě díky jeho trvalému provoznímu limitu zhruba 110 stupňů. Tento nárazník zaručuje dlouhodobou-stabilitu materiálu, která eliminuje možnost měknutí nebo deformace. Pro aplikace vyžadující vyšší teploty je třeba vzít v úvahu jiné materiály, ačkoli PTFE je v rámci typického předehřívacího okna MED zcela spolehlivý.

V mnoha zařízeních pro tepelné odsolování se proto nastavení odsolování MED s předehřevem mořské vody z PTFE stalo osvědčeným-a{1}}skutečným standardem, zvláště když je nejvyšší prioritou odolnost proti korozi a řízení vodního kamene.

Přesné řízení spotřeby pomocí řízení SCR
Sezónní výkyvy, zatížení elektrárny a přílivové podmínky ovlivňují průtoky mořské vody a vstupní teploty ve skutečné elektrárně MED. Výkon ohřívače je třeba regulovat, aby i přes tyto výkyvy byla výstupní teplota předehřevu konstantní. K tomu se používá křemíkový-regulátor výkonu řízeného usměrňovače (SCR).

V reakci na teplotní čidlo za předehřívačem upravuje regulátor SCR napětí dodávané do PTFE ohřívače. Přesným přizpůsobením tepelného příkonu průtoku a vstupní teplotě tato uzavřená -regulace zabraňuje přehřátí nebo podhřátí. Tím, že se zabrání zbytečnému překmitu nebo pomalé odezvě, přesná modulace nejen stabilizuje proces destilace, ale také maximalizuje celkovou energetickou účinnost závodu.

Poznámka k procesu: Kritická hustota wattů
Poznámka k procesu: Je třeba zajistit nízkou hustotu ve wattech (obvykle 2–5 W/cm²), aby se zabránilo pod-podchlazení varu a lokalizované tvorbě vodního kamene na povrchu PTFE. I když je teplota kapaliny pod bodem varu, vysoká wattová hustota vede k lokalizovanému varu filmu pod vrstvou vodního kamene. Toto mikro-vaření odstraňuje nepřilnavou vlastnost PTFE-, koncentruje soli a urychluje přilnavost vodního kamene. Poraďte se s výrobcem ohřívače, abyste potvrdili hustotu ve wattech na základě skutečné rychlosti proudění a složení mořské vody.

Na závěr
Regulací koroze a usazování vodního kamene při ohřevu mořské vody plní ohřívače PTFE zásadní zákulisní-zákulisní roli{1} při uskutečňování tepelného odsolování. Imunita proti chloridům, odolnost proti přilepení vodního kamene a přesné řízení SCR umožňují elektrárnám MED spolehlivě fungovat s menšími nároky na údržbu od prvního předehřívacího stupně až po smyčky recirkulace solanky. Silný výběr materiálů je nezbytný pro udržitelnou výrobu vody, protože světová potřeba sladké vody neustále roste a PTFE se ukázal jako klíčová část této rovnice.