가변 레벨 챌린지
도금 라인의 린스 탱크는 정상 생산 중에는 용량의 80%로 작동하지만 부품 교체 중에는 용량이 40%로 떨어집니다. PTFE 열교환기는 탱크가 높은 수준까지 채워질 때 손상되지 않고 낮은 수준에서 전체 가열 기능을 제공해야 합니다. 담금 깊이-액체 표면에서 열 교환기 상단까지의 수직 거리-가 열 성능과 기계적 안전성을 모두 결정합니다.
교환기를 너무 깊게 설정하면 낮은 탱크 레벨에서 상부 튜브가 노출됩니다. 증기 서비스에 노출된 튜브는 공기 중에서 과열되어 잠재적으로 지지 구조를 손상시키고 화상 위험을 야기합니다. 교환기를 너무 얕게 설정하면 높은 탱크 레벨에서 가열 표면이 탱크 바닥 근처에 집중되어 열 성층화 및 불완전한 혼합이 촉진됩니다.
최적의 침수 깊이는 열팽창을 위한 적절한 간격을 유지하고 탱크 바닥의 슬러지와의 접촉을 피하면서 모든 정상 작동 수준에서 침수를 보장하는 튜브 번들 높이의 계산된 백분율입니다.
최소 침수 요구 사항
3barg의 포화 증기를 운반하는 PTFE 열교환기 튜브의 내부 온도는 143도입니다. 액체에 담그면 외벽 온도는 열전달 계수에 따라 증기 온도보다 10{5}}30도 낮아집니다. 공기에 노출되면 외벽 온도는 증기 온도에 가까워집니다. 공기 냉각이 미미한 열을 제거하기 때문입니다.
노출된 튜브의 문제는 PTFE 자체가 -260도 연속 서비스 등급-이 아니라 지원 시스템입니다. PVDF 지지판은 150도 이상에서 부드러워집니다. 금속 지지 브래킷은 PTFE와 다른 속도로 팽창하여 튜브 그립이 느슨해질 수 있습니다. 안전한 설계 방식을 통해 증기를 운반하는 모든 튜브는 최소 작동 수준에서 물에 잠긴 상태로 유지됩니다.
최소 담금 깊이는 예상되는 가장 낮은 액체 레벨에서 가장 높은 증기 운반 튜브 열의 상단까지의 거리에 레벨 측정 불확실성 및 교반으로 인한 파동 작용에 대한 안전 여유를 더해 계산됩니다. 50-100mm의 여백이 일반적입니다.
표 1: 가변-수위 탱크의 PTFE 열교환기에 권장되는 침수 매개변수
| 매개변수 | 권장값 | 기초 |
|---|---|---|
| 탑 튜브 열 위의 최소 침수 | 75-100mm | 레벨 센서 오류 및 표면파를 설명합니다. |
| 최대 튜브 노출 허용 오차 | 0%(최소 레벨의 액체 위에 튜브가 없음) | PTFE 튜브는 짧은 노출에도 견딜 수 있지만 지지대는 그렇지 않을 수 있습니다. |
| 탱크 바닥으로부터 바닥 간격 | 100-150mm | 슬러지 섭취 방지 및 순환 가능 |
| 최대 레벨 이상의 열팽창 여유 공간 | 해당 없음(수평으로 확장 수용) | PTFE 코일 설계에는 확장 루프가 포함되어 있습니다. |
| 최소 수준에서 잠긴 튜브 묶음의 비율 | 액티브 히팅 튜브 100% | 모든 증기-운반 튜브는 물에 잠겨야 합니다. |
| 최대 레벨에서 잠긴 튜브 다발의 비율 | 100% + 오버플로를 위한 탱크 림 여유 공간 | 탱크 커버와의 코일 간섭 방지 |
열 성층 균형
침수 깊이는 건식-화재 안전보다 더 많은 영향을 미칩니다. 열 입력의 수직 분포를 결정합니다. 탱크 바닥 근처에 완전히 배치된 열 교환기는 바닥 구역을 강하게 가열하여 표면으로 올라가는 부력 기둥을 생성합니다. 수직 온도 분포는 이 연기가 탱크 내용물과 얼마나 효과적으로 혼합되는지에 따라 달라집니다.
가변 레벨이 있는 깊은 탱크에서 최적의 구성은 종종 최소 레벨 영역에서 탱크 바닥 근처까지 이어지는 수직 PTFE 그리드를 사용합니다. 높은 탱크 레벨에서는 전체 그리드가 활성화되고 깊이 전체에 걸쳐 균일하게 가열됩니다. 낮은 수준에서 그리드의 상부는 수동적입니다.-증기는 밸브로 해당 섹션으로 배출되는 반면-하부 부분은 계속 가열됩니다.
대안으로, 전체 교환기는 최소 수준에서 작동하도록 크기를 조정하고, 더 높은 수준의 가열 의무는 감소된 증기 압력 또는 유량에서 작동하는 동일한 교환기에 의해 충족됩니다. 이 접근 방식은 제어를 단순화하지만 교환기가 최소 수준에서 감소된 깊이 내에 맞아야 합니다.
다중-레벨 감지 및 증기 제어
레벨 변화가 넓은 탱크는 레벨-보상 증기 제어의 이점을 누릴 수 있습니다. 레벨 센서는 액체 레벨이 임계값 아래로 떨어지면 제어 시스템에 신호를 보냅니다. 제어 시스템은 증기 압력을 줄여 부분적으로 노출된 부분의 튜브 벽 온도를 제한하거나 다중-회로 교환기의 별도 제어 밸브를 통해 증기를 상부 튜브 열로 격리합니다.
대부분의 설치에서 사용되는 -간단한 접근 방식은-최소 수준에서 완전히 물속에 잠겨 작동하도록 교환기의 크기를 조정하고 더 높은 수준에서 교환기가 예비 용량을 갖춘 보수적인 크기의 시스템을 나타낸다는 점을 수용하는 것입니다. 예비 용량은 열 교환기 수명을 연장하고 장비 교체 없이 향후 공정 강화를 수용합니다.
요약
작동 수준이 가변적인 탱크 내 PTFE 열 교환기에 대한 최적의 담금 깊이는 모든 증기 운반 튜브가 75-100mm의 안전 여유를 두고 예상되는 최소 수준으로 잠긴 상태를 유지하도록 보장합니다. 교환기는 슬러지 관리를 위해 바닥 간격이 100-150mm로 위치합니다. 수위 변동이 넓은 깊은 탱크에서는 다중 회로 설계를 통해 낮은 수위에서 상부 튜브 섹션을 격리할 수 있습니다.
적절한 침수 깊이 계산은 지지대의 건조{0}}화재 손상을 방지하고 노출된 뜨거운 튜브로 인한 화상 위험을 제거하며 모든 정상 작동 수준에서 안정적인 가열을 보장합니다.
가변-레벨 탱크의 PTFE 열 교환기 배치에 대한 엔지니어링 권장 사항은 탱크 치수, 최소 및 최대 작동 레벨, 레벨 센서 정확도 및 가열 의무 요구 사항을 제출하면 제공됩니다.
