Проблема гидроудара
В теплообменнике из ПТФЭ, работающем с паром под давлением 4 бар, внезапно возникает громкий стук в линии возврата конденсата. Гибкие трубки из ПТФЭ вздрагивают. В течение нескольких недель стук повторяется все чаще. В конце концов в трубке возникает точечная утечка в опорном зажиме, уставшем от повторяющихся гидравлических ударов.
Гидроудар в паровых системах не является неприятным шумом. Это скачок давления, достигающий сотен фунтов на квадратный дюйм, распространяющийся со скоростью звука через трубопроводы,-заполненные конденсатом. Трубки из ПТФЭ, гибкие и упругие, выдерживают такие удары лучше, чем твердый металл. Однако повторяющиеся удары приводят к накоплению усталостных повреждений в точках концентрации напряжений-хомутов, фитингов, соединений коллекторов.
Основная причина кроется в конденсатоотводчике. Неправильный тип сифона или сифон правильного размера, установленный неправильно, удерживает конденсат в змеевике из ПТФЭ. Когда эта пробка конденсата внезапно выбрасывается в движение поступающим паром, возникает гидравлический удар.
Как конденсатоотводчики влияют на производительность теплообменника из ПТФЭ
У конденсатоотводчика одна функция: отводить конденсат, сохраняя при этом свежий пар. Выполнение этой функции определяет, будет ли теплообменник из ПТФЭ работать эффективно или разрушительно.
Конденсат, скапливающийся внутри трубок из ПТФЭ, создает две проблемы. Во-первых, он покрывает поверхность теплопередачи. Участок трубы, заполненный конденсатом, передает гораздо меньше тепла, чем участок, заполненный паром. Эффективная площадь поверхности уменьшается. Регулятор температуры ванны дополнительно открывает паровой клапан для компенсации, увеличивая давление и скорость пара.
Во-вторых, накопившийся конденсат образует пробку. Когда давление пара за пулей возрастает, она быстро ускоряется. При первом повороте или ограничении пуля резко останавливается. Кинетическая энергия преобразуется в скачок давления. Это гидроудар. В системах из ПТФЭ шип создает нагрузку на стенки труб и точки опоры.
Таблица 1. Пригодность типа конденсатоотводчика для эксплуатации теплообменника из ПТФЭ
| Тип ловушки | Реакция на изменение нагрузки | Возможность вентиляции воздуха | Риск гидравлического удара | Пригодность для катушек из ПТФЭ |
|---|---|---|---|---|
| Термодинамический (диск) | Плохое (циклический разряд) | Бедный | Высокий (прерывистый разряд) | Не рекомендуется |
| Термостатический (сбалансированное давление) | Хорошо (постоянно) | Отличный | Низкий | Подходит для небольших катушек. |
| Поплавковый и термостатический | Отличное (непрерывное, модулирующее) | Отлично (отдельный воздуховод) | Очень низкий | Лучший выбор для всех применений ПТФЭ. |
| Перевернутое ведро | Умеренный | Требуется отдельный воздухозаборник | Умеренный (периодический) | Приемлемо при условии правильной вентиляции. |
Пригодность основана на характеристиках отвода конденсата и опыте эксплуатации погружных теплообменников из ПТФЭ.
Логика выбора ловушки
Поплавковые и термостатические ловушки обеспечивают наиболее стабильный отвод конденсата из тефлоновых теплообменников. Поплавковый механизм открывает выпускной клапан пропорционально потоку конденсата. Нет циклического движения, периодического выброса пробок, гидравлического удара. Встроенный-термостатический воздухоотводчик автоматически удаляет не-конденсирующиеся газы, которые в противном случае покрывали бы поверхность теплопередачи.
Термодинамические ловушки наименее пригодны. Они работают в мгновенном-открытом-замкнутом цикле. Конденсат накапливается до тех пор, пока ловушка не откроется, а затем выводится взрывом. Прерывистый поток способствует гидравлическому удару. Холодный запуск создает большие нагрузки конденсата, с которыми термодинамические ловушки не могут справиться плавно.
Конденсаторы с перевернутым баком широко используются в паровых системах общего назначения, но требуют осторожного применения на змеевиках из ПТФЭ. Они периодически разряжаются. Отдельный вентиляционный клапан необходим для предотвращения застревания воздуха. Без него в змеевике скапливается воздух, блокируя поступление пара, и ловушка не открывается.
Подробности установки, предотвращающие проблемы
Даже правильный тип ловушки выйдет из строя, если он установлен неправильно. Сифон должен быть расположен под самым нижним выпуском конденсата теплообменника из ПТФЭ. Крайне важен гравитационный дренаж от змеевика к ловушке. Уловитель, установленный над выпускным отверстием змеевика, позволяет конденсату скапливаться в трубках.
Фильтр перед ловушкой предотвращает засорение механизма мусором или накипью из ПТФЭ. Смотровое стекло после конденсатоотводчика позволяет визуально контролировать поток конденсата. Обратный клапан на линии возврата конденсата предотвращает обратный поток, когда несколько теплообменников имеют общий обратный коллектор.
Для змеевиков из ПТФЭ с несколькими проходами трубок каждый проход должен стекать индивидуально в общий коллектор конденсата, а затем в уловитель. Коллекторные входы пара и выходы конденсата снижают риск затопления одного прохода, в то время как другой протекает свободно.
Краткое содержание
Правильная спецификация конденсатоотводчика предотвращает гидравлический удар в системах конденсата теплообменников из ПТФЭ. Поплавковые и термостатические конденсатоотводчики обеспечивают максимально плавный и стабильный отвод конденсата с непрерывным модулируемым сливом и встроенным-выпуском воздуха. Следует избегать использования термодинамических ловушек из-за риска циклических разрядов и гидравлического удара.
Правильная установка под выпускным отверстием змеевика с сетчатым фильтром, смотровым стеклом и обратным клапаном гарантирует, что правильно выбранный конденсатоотводчик будет работать так, как задумано. Многоходовые теплообменники требуют индивидуального дренажа во избежание затопления конденсатом.
Технические рекомендации по выбору конденсатоотводчика теплообменника из ПТФЭ доступны после предоставления данных о давлении пара, конфигурации змеевика, нагрузке конденсата и существующей системе возврата конденсата.
