سیستم میعانات نوسانی
یک مرکز تولیدی دارای هشت مبدل حرارتی PTFE است که هر کدام یک مخزن آبکاری جداگانه را ارائه میکنند که همگی به یک هدر برگشتی میعانات مشترک متصل هستند. سیستم نوسانات فشار دوره ای را تجربه می کند: فشار هدر بین 0.2 و 1.5 بارگ با دوره 30-90 ثانیه در نوسان است. نوسانات با چکش متناوب آب در لوله های برگشت و عملکرد گرمایش ناسازگار از مبدل های جداگانه همراه است.
مشکل زمانی شروع شد که دو مبدل اضافی به شش مبدل موجود اضافه شد، اما اندازه هدر بازگشتی تغییر نکرد. تعامل بین مبدلهای متعددی که یک سیستم میعانات مشترک را به اشتراک میگذارند، پویایی پیچیدهای ایجاد میکند که رویکردهای تشخیصی تک مبدل نمیتوانند حل کنند.
بررسی سطح سیستم{0}}نیاز است. فرآیند تشخیصی سهم هر مبدل در ناپایداری را جدا میکند و مشخص میکند که آیا علت اصلی ظرفیت ناکافی هدر، خرابی تلههای بخار، یا تعامل فشار بین مبدلهایی است که در فشارهای بخار مختلف کار میکنند.
مکانیسم تعامل چند- مبدل
هر مبدل حرارتی PTFE میعانات را به طور متناوب از طریق تله بخار خود تخلیه می کند. تخلیه پیوسته نیست-حتی شناور-و-تله های ترموستاتیک باز و بسته می شوند زیرا سطح میعانات در بدنه تله نوسان می کند. هنگامی که یک تله باز می شود، یک لجن از میعانات اشباع نزدیک- وارد هدر برگشتی می شود. میعانات در حین کاهش فشار تا حدی به بخار چشمک می زند. بخار فلاش یک پالس فشار ایجاد می کند که در امتداد هدر حرکت می کند.
هنگامی که یک مبدل تخلیه می شود، پالس فشار به طور موقت فشار برگشتی را که همه مبدل های دیگر روی همان هدر مشاهده می کنند، افزایش می دهد. مبدلی با یک تله با اندازه حاشیه- یا تله ای نزدیک به حداکثر ظرفیت خود ممکن است در برابر این فشار برگشتی بالا تخلیه نشود. میعانات آن پشتیبان می گیرد. هنگامی که فشار هدر کاهش مییابد، میعانات پشتیبانشده-بهعنوان یک حلزون بزرگتر تخلیه میشود و یک پالس فشار بزرگتر ایجاد میکند که مبدلهای بیشتری را تحت تأثیر قرار میدهد. حلقه بازخورد نوسان را حفظ می کند.
این مشکل با اضافه شدن مبدل های بیشتری به هدر تشدید می شود که جریان کل میعانات و فرکانس برهمکنش های پالس فشار را افزایش می دهد.
جدول 1: مراحل تشخیصی برای ناپایداری سیستم میعانات چندگانه-
| مرحله | اقدام | مشاهده | تفسیر |
|---|---|---|---|
| 1 | روند فشار هدر را ثبت کنید (فاصله 1-5 ثانیه) | دوره نوسان، دامنه، شکل موج | نوسان منظم نشان می دهد دوچرخه سواری تله. نامنظم نشان دهنده تعامل است |
| 2 | هر مبدل را به صورت جداگانه جدا کنید (دریچه های بخار و میعانات را ببندید) | روند فشار با هر جداسازی تغییر می کند | مبدلی که جداسازی آن نوسان را متوقف می کند، عامل اصلی است |
| 3 | جریان و دما میعانات مبدل جداگانه را اندازه گیری کنید | نرخ جریان؛ درجه ساب کولینگ | جریان زیاد + زیرخنک کم=دمیدن دام. جریان کم + زیرخنک کننده بالا=تله مسدود شده است |
| 4 | ظرفیت هدر را در فشار فعلی محاسبه کنید | بار کل میعانات را با ظرفیت هدر در فشار اندازه گیری شده مقایسه کنید | بار بیش از 50٪ از ظرفیت هدر نیاز به افزایش هدر دارد |
| 5 | کفایت تخلیه بخار فلاش را بررسی کنید | دما و جریان خط هواکش هدر | تهویه ناکافی بخار فلاش را به دام می اندازد. بارگذاری موثر هدر را افزایش می دهد |
| 6 | بررسی شیرهای چک در شاخه های میعانات | عملکرد شیر چک؛ شواهد جریان برگشتی | عدم وجود یا خرابی دریچههای چک اجازه انتشار پالس فشار بین مبدلها را میدهد |
محاسبه ظرفیت سرصفحه
هدرهای برگشتی میعانات باید هم حجم میعانات مایع و هم حجم بخار فلاش تولید شده در هنگام کاهش فشار میعانات را در خود جای دهند. برای تخلیه میعانات از 3 بارگ به بازگشت اتمسفر، حجم بخار فلاش تقریباً 0.5 m³ در هر کیلوگرم میعانات است-تقریباً 500 برابر حجم مایع.
اندازه سرصفحه ای که فقط برای جریان مایع-مخلوط است، برای مخلوط دو فازی بسیار کم است. اندازه هدر باید به گونه ای باشد که سرعت جریان دو فازی از 20-25 متر بر ثانیه تجاوز نکند تا از افت فشار بیش از حد و ضربه زدن به آب جلوگیری شود. قطر مورد نیاز برای بار میعانات معین از مجموع جریان جرمی، کسر بخار فلاش و سرعت مجاز محاسبه می شود.
هنگامی که مبدل های اضافی به هدر موجود اضافه می شوند، این محاسبه باید تکرار شود. یک هدر مناسب برای شش مبدل ممکن است برای هشت مبدل حاشیه ای باشد. علامت نارسایی دقیقاً همان الگوی نوسان فشار است که شرح داده شده است.
الزامات شیر چک
هر شاخه میعانات مبدل باید دارای یک شیر چک در پایین دست تله بخار باشد. شیر چک از انتشار پالس های فشار از هدر مشترک به سمت عقب از طریق تله به مبدل جلوگیری می کند. بدون دریچههای بازرسی، یک نوک فشار در هدر بهطور لحظهای به سمت میعانات تله فشار میآورد، به طور بالقوه شناور یا دیسک را بلند میکند و اجازه میدهد بخار- از آن عبور کند.
شیرهای چک اجزای ساده و ارزانی هستند که اغلب حذف می شوند. عدم وجود آنها یک عامل رایج در ناپایداری میعانات چند مبدل است. نصب بهینه شیرهای چک در هر شاخه بسیاری از مشکلات تعامل را بدون تغییر هدر حل می کند.
خلاصه
نوسانات فشار غیرقابل توضیح در سیستم های برگشتی میعانات که چندین مبدل حرارتی PTFE را خدمت می کنند، معمولاً ناشی از تعامل پالس فشار بخار فلاش بین مبدل ها در یک هدر مشترک کم اندازه است. تشخیص سیستماتیک سهم هر مبدل را جدا میکند، عملکرد تلههای فردی را اندازهگیری میکند، کفایت هدر را محاسبه میکند، و حفاظت سوپاپ را تأیید میکند.
اصلاح ممکن است شامل افزایش اندازه هدر، بهبود تخلیه بخار فلاش، نگهداری تله یا نصب شیر چک باشد. مراحل تشخیصی مشخص می کند که چه ترکیبی از اقدامات مورد نیاز است.
پشتیبانی مهندسی برای تجزیه و تحلیل سیستم میعانات چند مبدل پس از ارائه طرحبندی سیستم، قطر و طول هدر، تعداد و اندازه مبدلهای متصل، فشار بخار، و دادههای روند فشار موجود است.
