Булькаючий конденсат
Щоранку, коли пара вперше надходить до теплообмінника з ПТФЕ після нічного вимкнення, конденсат, що виходить із парової уловлювача, наповнюється дрібними бульбашками газу. Конденсат виглядає як газована-прозора рідина з потоками крихітних бульбашок, що піднімаються крізь нього. Пулькання триває протягом 10-20 хвилин після запуску, потім поступово зменшується та припиняється. Конденсат прозорий і без бульбашок протягом решти робочого дня.
Бульбашки – це повітря-розчинені атмосферні гази, які потрапили в паровий простір під час нічного вимкнення. Коли подачу пари вимикають і теплообмінник охолоджується, пара всередині труб конденсується. Об'єм конденсату становить приблизно 1/1600 початкового об'єму пари. Це зменшення обсягу створює частковий вакуум. Повітря втягується в паровий простір через ущільнення штока клапана, фланцеві прокладки або вакуумні переривники. Повітря розчиняється в залишках конденсату.
Коли пара знову впускається вранці, повітря-наповнений конденсат нагрівається. Розчинність повітря у воді зменшується з підвищенням температури. Розчинене повітря виходить із розчину у вигляді бульбашок, створюючи газований вигляд. Коли повітря видаляється із системи, бульбашки припиняються.
Механізм вторгнення повітря
Під час зупинки на ніч клапан подачі пари закритий. Теплообмінник охолоджується від робочої температури (приблизно 143 градуси для пари під тиском 3 бар) до температури навколишнього середовища. Пара всередині труб повністю конденсується. Питомий об'єм насиченої пари при тиску 3 бар становить приблизно 0,46 м³/кг. Питомий об'єм утвореного конденсату при 25 градусах становить приблизно 0,001 м³/кг. Коефіцієнт зменшення обсягу становить 460:1.
Це зменшення об’єму створює сильний вакуум всередині трубок. Абсолютний тиск падає нижче атмосферного. Будь-який шлях витоку-ущільнювач штока клапана, який герметизує під надлишковим тиском, але стікає під вакуумом, фланцева прокладка з невеликим стисненням, з’єднання приладу-дозволяє втягувати навколишнє повітря в паровий простір. Повітря розчиняється в залишках конденсату. Кількість повітря, що надходить, залежить від кількості та розміру шляхів витоку та тривалості відключення.
| Параметр міхура запуску | Вторгнення повітря (звичайне) | Витік процесу (ненормальний) |
|---|---|---|
| Час | Перші 10-30 хв після запуску | стійкий; може збільшитися |
| Поява бульбашок | Тонкий, рівномірний; рідина прозора | змінна; рідина може змінити колір |
| pH конденсату | Від нейтрального до слаболужного | Кислий (якщо процес кислотний) |
| Провідність конденсату | Низький (базова лінія котлової води) | Підвищений (процесуальні іони) |
| Запах | Немає або незначна | Специфічний-процес |
| Очищається після-розігріву? | так | немає |
Відмінність від витоку процесу
Бульбашки газу в конденсаті також можуть бути викликані витоком процесу в паровий простір. Якщо в трубі утворилася дірка, технологічна рідина може потрапити в систему-парового конденсату. Технологічні рідини можуть містити розчинені гази або можуть утворювати гази (CO₂ від розкладання карбонатів, H₂ від кислотного впливу на метал) при нагріванні. Ці гази утворюють бульбашки в конденсаті.
Розрізнення здійснюється за допомогою аналізу конденсату. Вторгнення повітря утворює конденсат зі звичайним хімічним складом котлової води-від нейтрального до слаболужного рН, низькою електропровідністю. Витік технологічного процесу створює конденсат із ненормальним хімічним складом-кислим рН (через кислотний процес), підвищеною провідністю (через розчинені технологічні хімікати) або специфічними іонами, характерними для технологічної рідини.
Випробування зниження тиску на ізольованому теплообміннику дає остаточну відповідь. Герметичний обмінник підтверджує проникнення повітря. Обмінник, що протікає, потребує ремонту трубки.
Профілактичні заходи
Вторгнення повітря під час зупинки можна звести до мінімуму, встановивши вакуумний переривник у паровому просторі, який впускає повітря контрольованим чином, запобігаючи глибокому вакууму, який втягує повітря через шляхи витоку. Після вимкнення паровий простір можна герметизувати азотом, щоб підтримувати позитивний тиск, повністю запобігаючи проникненню повітря. Перед запуском азот випускається.
Жоден захід не є необхідним, якщо проникнення повітря невелике і бульбашки швидко зникають. Бульбання – це косметична проблема, яка не пошкоджує теплообмінник з ПТФЕ та не впливає на його роботу. Це можна прийняти як нормальну характеристику послідовності запуску.
Резюме
Бульбашки газу в конденсаті під час ранкового запуску теплообмінника з ПТФЕ спричинені розчиненим повітрям, що виділяється з конденсату під час його нагрівання. Повітря потрапило в паровий простір під час зупинки на ніч через вакуумне всмоктування повітря через незначні шляхи витоку. Бульбання зникає протягом 30 хвилин і нешкідливо. Його відрізняє від витоку процесу нормальний хімічний склад конденсату та випробування тиском. Профілактичні заходи включають вакуумні вимикачі або азотне покриття під час зупинки.
Інженерна підтримка для дослідження якості конденсату при запуску доступна після надання аналізу конденсату, тривалості зупинки, конфігурації парової системи та будь-якої історії витоків процесу.
