Проблема похилої підлоги
Резервуари для очищення стічних вод, згущувачі осаду та певні резервуари для облицювання містять похилу підлогу-зазвичай під кутом 2-5 градусів від горизонталі, щоб направляти тверді речовини, що осіли, до збірного відстійника. Теплообмінник, встановлений над похилою підлогою, повинен повторювати нахил підлоги, щоб підтримувати постійну глибину занурення та відстань. Це означає, що пучок труб нерівний. Кінець входу пари знаходиться вище, ніж кінець випуску конденсату, або навпаки, залежно від напрямку нахилу відносно орієнтації коллектора.
Стандартні колектори теплообмінника з ПТФЕ передбачають пучок рівних труб. Колектори розподілу пари та збору конденсату розроблені для однакового статичного напору на всіх з’єднаннях труб. На схилі це припущення не виконується. Труби на нижньому кінці колектора відчувають інший рушійний тиск, ніж труби на верхньому кінці. Результати неправильного розподілу потоку.
Спеціальна конструкція колектора компенсує нахил, забезпечуючи рівномірний розподіл пари та повний дренаж конденсату з кожної труби, незалежно від її висоти вздовж колектора.
Компенсація розподілу потоку
У стандартному горизонтальному колекторі, що живить кілька вертикальних або похилих труб, статичний тиск змінюється залежно від висоти. У нижньому кінці похилого коллектора статичний напір пари в колекторі вищий, що збільшує рушійний тиск на трубах на цьому кінці. На високому рівні статичний напір нижчий, що зменшує тиск руху. Труби на нижньому кінці отримують більше пари, ніж труби на високому кінці.
Дисбаланс потоку можна компенсувати кількома проектними підходами. Конічний колектор-зменшує поперечний-переріз від верхнього до нижнього-збільшує швидкість і відновлення тиску на нижньому кінці, частково компенсуючи ефект статичного напору. Як альтернатива, окремі вхідні отвори труб різного діаметру-більші на верхньому кінці, менші на нижньому кінці-вирівнюють опір потоку кожного шляху труби.
Для PTFE теплообмінників перевага надається діафрагмовому підходу. У кожне вхідне з’єднання трубки встановлюються невеликі вставки з PTFE або PVDF. Діаметр отвору розраховується на основі висоти кожного трубного з’єднання та бажаного потоку на трубу. Вставки можна замінити, якщо умови процесу змінюються.
Таблиця 1: Спеціальні параметри конструкції колектора для резервуарів з похилим дном (нахил підлоги 5 градусів, довжина колектора 3 м)
| Параметр конструкції | Стандартний заголовок (рівень) | Спеціальний заголовок (з нахилом) | Спосіб компенсації |
|---|---|---|---|
| Перепад висот по жатці | 0 мм | 262 мм (понад 3 м під кутом 5 градусів) | – |
| Статична різниця напору | 0 Па | ~550 Па (пара при 3 барах) | – |
| Зміна потоку без компенсації | < 5% | 25-35% | – |
| Варіація потоку з конічним колектором | – | < 10% | Діаметр жатки зменшується на 20% від високого до нижнього рівня |
| Зміна потоку з впускними отворами | – | < 5% | 6 розмірів отвору з кроком 0,5 мм |
| Конструкція колектора конденсату | рівень; рівномірний нахил | Східчастий або похилий з паровим колектором | Відповідає висоті виходу труби |
| Варіація довжини труби | Уніформа | Збільшується від високого до нижнього рівня до 262 мм | Компенсує нахил підлоги |
Конструкція відведення конденсату
Відведення конденсату на схилі створює додаткові труднощі. Якщо колектор для конденсату паралельний колектору для пари і також має нахил, конденсат із труб у верхньому кінці повинен текти вниз уздовж колектора, щоб досягти парової уловлювачі в нижньому кінці. Дво-фазний потік у колекторі конденсату (конденсат плюс миттєва пара) може зазнати затримки на більш крутому ефективному схилі.
Переважним підходом є ступінчастий колектор конденсату: колектор складається з коротких горизонтальних секцій, кожна з яких обслуговує 4-6 трубок, причому кожна секція стікає через опускаючу трубу до загального колектора для збору конденсату внизу. Це забезпечує горизонтальне стікання кожної групи труб, уникаючи нестабільності двофазного нахилу, тоді як колектор збирання проходить під більш крутим нахилом до сифона.
Компенсація довжини труби
Труби на нижньому кінці пучка повинні бути довшими, ніж труби на верхньому кінці, щоб підтримувати однакову відстань над похилою підлогою. Різниця довжини труби розраховується з кута нахилу та довжини колектора. Для схилу 5 градусів і 3-метрового жатка довжина труби на нижньому кінці приблизно на 262 мм більша, ніж на верхньому кінці.
З теплообмінником постачаються-нарізані трубки градуйованої довжини. Кожне положення труби позначено на колекторі та на самій трубі, щоб забезпечити правильне складання. Градуйована довжина трубок забезпечує рівномірний зазор над дном резервуара, запобігаючи локальному накопиченню шламу під теплообмінником.
Резюме
Спеціальні конструкції колекторів необхідні для теплообмінників з ПТФЕ, встановлених над похилим дном резервуарів, щоб компенсувати статичну зміну напору вздовж колектора, що спричиняє неправильний розподіл потоку. Конічні колектори або вхідні отвори індивідуального розміру вирівнюють потік. Ступінчасті колектори конденсату забезпечують повний дренаж без дво-фазного скупчення. Градуйована довжина труб забезпечує рівномірний зазор від підлоги.
Індивідуальна конструкція гарантує, що теплообмінник з ПТФЕ забезпечує повну роботу нагрівання без затоплення та холодних точок, які виникли б у разі встановлення стандартної{0}}дизайну на похилій підлозі.
Інженерна підтримка конструкції теплообмінника з PTFE з похилою підлогою доступна після надання вимог щодо нахилу дна резервуару, довжини колектора, тиску пари, кількості труб і вимог до нагріву.
