Рівень прихованого конденсату
Трубка теплообмінника з ПТФЕ, частково заповнена конденсатом, зовні виглядає ідентичною звичайній дренажній трубці. Обидва гарячі. Обидва несуть пару. Обидва виробляють конденсат у пастці. Єдина відмінність:-стовп застояного конденсату, що займає нижні 20-40% трубки, невидимий без відкриття системи.
Неповний дренаж зменшує ефективну площу поверхні теплопередачі. Затоплена секція передає мінімальне тепло, оскільки конденсат має температуру наближення до температури насичення і вже віддав своє приховане тепло. Обмінник повинен компенсувати вищий тиск пари або прийняти знижену потужність. З часом коливання рівня конденсату на межі розділу-парового конденсату спричиняє гідроудар і прискорений знос труб на ватерлінії.
Без{0}}безконтактне ультразвукове визначення рівня забезпечує метод ідентифікації залитих труб без розбирання системи. Ультразвуковий перетворювач, розміщений на зовнішній стінці трубки, виявляє наявність рідини та пари всередині трубки шляхом аналізу невідповідності акустичного опору на внутрішній стінці трубки.
Принцип ультразвукового виявлення
Ультразвукові хвилі, що проходять крізь суцільну стінку труби, відбиваються по-різному залежно від того, чи контактує внутрішня стінка з газом чи рідиною. Коли всередині трубки міститься пара, існує велика невідповідність акустичного опору на інтерфейсі пари з PTFE-. Велика частина ультразвукової енергії відбивається назад. Коли всередині трубки міститься конденсат, розбіжність імпедансу на поверхні PTFE-води менша. Значна частина енергії переходить у рідину і не повертається у вигляді сильного відбиття.
Ультразвуковий-імпульсний ехо-пристрій передає короткий сплеск ультразвуку на стінку трубки та вимірює амплітуду зворотного ехо-сигналу від внутрішньої стінки. Сильна луна вказує на пар. Слабке відлуння свідчить про контакт рідини. Скануючи датчик уздовж довжини труби, оператор визначає точку переходу, де змінюється амплітуда відлуння-це рівень конденсату.
Метод не-інвазивний. Перетворювач з'єднується з зовнішньою поверхнею трубки за допомогою невеликої кількості ультразвукового гелю. Не потрібно відкривати систему, зливати воду чи скидати тиск. Вимірювання можна виконувати під час нормальної роботи.
Таблиця 1: Інтерпретація ультразвукового виявлення для труб теплообмінника з PTFE
| Ехо-характеристика | Внутрішній стан | Інтерпретація | Прийнятність |
|---|---|---|---|
| Сильна, постійна луна по всій довжині труби | Пар всюди | Повний дренаж; немає затоплення | Прийнятно |
| Сильна луна у верхній частині; слабке відлуння в нижній частині | Конденсат в нижній частині; різкий перехід | Часткове затоплення; зверніть увагу на рівень конденсату | маргінальний; дослідити дренаж |
| Слабке ехо по всій довжині | Повністю заповнений рідиною- | Повністю залита труба | Не прийнятно; потрібна негайна корекція |
| Сила відлуння коливається | Збиваючий дво{0}}фазний потік | Слизовий потік; нестабільний дренаж | Не прийнятно; ризик гідроудару |
| Немає відлуння (повна передача) | Труба порожня (без пари, без конденсату) | Заблокована або ізольована трубка | Дослідіть причину відсутності-потоку |
Виконання сканування
Ультразвукове сканування виконується в теплообміннику за стабільних робочих умов-стабільного тиску пари, постійного теплового навантаження та нормального потоку конденсату. Перетворювач встановлюється навпроти трубки на кінці вхідного отвору для пари, і фіксується амплітуда ехосигналу. Потім перетворювач поступово переміщується вздовж труби до вихідного отвору для конденсату. У кожній позиції реєструється амплітуда ехосигналу.
Перехід від сильного відлуння до слабкого відлуння визначає рівень конденсату. Відстань цього переходу від кінця виходу конденсату представляє довжину затоплення. Довжина затоплення, що перевищує 10-15% загальної довжини труби, вказує на проблему з дренажем, яка потребує дослідження.
Сканування кількох труб по всьому пучку визначає, чи є затоплення ізольованим (вказує на локальне засмічення або провисання в окремих трубах) чи широко поширеним (вказує на проблему дренажу-на рівні системи, як-от малий сифон або надмірний протитиск).
Підтвердження діагнозу
Ультразвуковий діагноз можна підтвердити тепловим методом. Інфрачервона камера або контактна термопара вимірюють температуру зовнішньої поверхні трубки по її довжині. Секція,-заповнена парою, нагрівається на 10-30 градусів вище, ніж секція, заповнена конденсатом. Тепловий перехід повинен збігатися з переходом ультразвукового відлуння в межах похибки вимірювання.
Третім підтвердженням є тимчасове збільшення пропускної здатності конденсатовідвідника шляхом обходу або регулювання конденсатовідвідника. Якщо рівень конденсату падає у відповідь на покращення дренажу, підтверджується діагноз дренажного-обмеженого затоплення.
Резюме
Без{0}}контактне ультразвукове визначення рівня діагностує неповний дренаж конденсату в трубках теплообмінника з ПТФЕ шляхом вимірювання амплітуди відлуння на внутрішній стінці труби. Сильна луна вказує на пар; слабке відлуння свідчить про конденсат. Сканування по довжині трубки визначає рівень конденсату без розбирання системи.
Затоплені довжини, що перевищують 10-15% довжини труби, потребують дослідження адекватності конденсаційної системи. Метод швидкий, неінвазивний і застосовний під час нормальної роботи. Тепловізор забезпечує додаткове підтвердження.
Інженерна підтримка ультразвукової оцінки дренажу PTFE теплообмінників доступна після надання розмірів труб, робочого тиску пари, поточних даних про продуктивність та будь-яких спостережених симптомів дренажу.
