Mức ngưng tụ ẩn
Ống trao đổi nhiệt PTFE ngập một phần nước ngưng trông giống hệt ống thoát nước thông thường nhìn từ bên ngoài. Cả hai đều nóng. Cả hai đều mang theo hơi nước. Cả hai đều tạo ra nước ngưng ở bẫy. Sự khác biệt duy nhất-cột ngưng tụ ứ đọng chiếm 20-40% phía dưới của ống-là không thể nhìn thấy được nếu không mở hệ thống.
Thoát nước không đầy đủ làm giảm diện tích bề mặt truyền nhiệt hiệu quả. Phần ngập nước truyền nhiệt tối thiểu vì nước ngưng ở gần nhiệt độ bão hòa và đã giải phóng nhiệt tiềm ẩn. Bộ trao đổi phải bù bằng áp suất hơi cao hơn hoặc chấp nhận giảm công suất. Theo thời gian, mức nước ngưng dao động ở bề mặt ngưng tụ hơi nước-gây ra hiện tượng búa nước và làm tăng tốc độ mài mòn ống ở đường nước.
Tính năng phát hiện mức siêu âm không tiếp xúc-cung cấp phương pháp xác định các ống bị ngập mà không cần tháo rời hệ thống. Đầu dò siêu âm đặt sát thành ống bên ngoài sẽ phát hiện sự hiện diện của chất lỏng và hơi bên trong ống bằng cách phân tích sự không khớp trở kháng âm thanh ở thành trong của ống.
Nguyên lý phát hiện siêu âm
Sóng siêu âm truyền qua thành ống rắn phản xạ khác nhau tùy thuộc vào việc thành trong có tiếp xúc với chất khí hay chất lỏng hay không. Khi bên trong ống chứa hơi nước, trở kháng âm thanh không khớp lớn sẽ tồn tại ở bề mặt hơi nước- của PTFE. Hầu hết năng lượng siêu âm phản xạ trở lại. Khi bên trong ống chứa chất ngưng tụ, trở kháng không khớp ở bề mặt tiếp xúc nước- của PTFE sẽ nhỏ hơn. Một phần năng lượng đáng kể truyền vào chất lỏng và không trở lại dưới dạng phản xạ mạnh.
Thiết bị siêu âm tiếng vang xung-truyền một chùm siêu âm ngắn vào thành ống và đo biên độ của tiếng vang phản hồi từ thành trong. Một tiếng vang mạnh cho thấy hơi nước. Tiếng vang yếu cho thấy sự tiếp xúc với chất lỏng. Bằng cách quét đầu dò dọc theo chiều dài ống, người vận hành xác định điểm chuyển tiếp nơi biên độ tiếng vang thay đổi-đây là mức ngưng tụ.
Phương pháp này không-xâm lấn. Đầu dò kết hợp với bề mặt ống bên ngoài bằng một lượng nhỏ gel siêu âm. Không cần mở, xả hoặc giảm áp suất hệ thống. Phép đo có thể được thực hiện trong quá trình hoạt động bình thường.
Bảng 1: Giải thích phát hiện siêu âm cho ống trao đổi nhiệt PTFE
| Đặc điểm tiếng vang | Tình trạng bên trong | Phiên dịch | Khả năng chấp nhận |
|---|---|---|---|
| Tiếng vang mạnh mẽ, nhất quán dọc theo toàn bộ chiều dài ống | Hấp khắp nơi | Thoát nước hoàn chỉnh; không có lũ lụt | Có thể chấp nhận được |
| Tiếng vang mạnh ở phần trên; tiếng vang yếu ở phần dưới | Ngưng tụ ở phần dưới; chuyển tiếp sắc nét | Ngập lụt cục bộ; lưu ý mức độ ngưng tụ | cận biên; khảo sát hệ thống thoát nước |
| Tiếng vang yếu dọc theo toàn bộ chiều dài | Hoàn toàn ở dạng lỏng-đổ đầy | Ống bị ngập hoàn toàn | Không được chấp nhận; cần chỉnh sửa ngay |
| Cường độ tiếng vang dao động | Dòng chảy hai pha | dòng chảy sên; thoát nước không ổn định | Không được chấp nhận; nguy cơ búa nước |
| Không có tiếng vang (truyền hoàn toàn) | Ống rỗng (không có hơi nước, không ngưng tụ) | Ống bị chặn hoặc bị cô lập | Điều tra nguyên nhân gây ra tình trạng-không có dòng chảy |
Thực hiện quét
Quá trình quét siêu âm được thực hiện với bộ trao đổi nhiệt ở điều kiện vận hành ổn định-áp suất hơi ổn định, tải nhiệt ổn định và lưu lượng ngưng tụ bình thường. Bộ chuyển đổi được đặt sát vào ống ở đầu vào hơi nước và ghi lại biên độ tiếng vang. Sau đó, đầu dò được di chuyển dần dần dọc theo ống về phía đầu ra của nước ngưng. Tại mỗi vị trí, biên độ tiếng vang được ghi lại.
Sự chuyển đổi từ tiếng vang mạnh sang tiếng vang yếu xác định mức ngưng tụ. Khoảng cách của quá trình chuyển đổi này từ đầu thoát nước ngưng biểu thị chiều dài ngập nước. Chiều dài ngập nước vượt quá 10-15% tổng chiều dài ống cho thấy có vấn đề về thoát nước cần được điều tra.
Việc quét nhiều ống trong bó sẽ cho biết liệu tình trạng ngập lụt có bị cô lập hay không (gợi ý tắc nghẽn cục bộ hoặc độ võng trong các ống cụ thể) hay lan rộng (gợi ý vấn đề thoát nước ở cấp độ hệ thống-chẳng hạn như bẫy quá nhỏ hoặc áp suất ngược quá mức).
Xác nhận chẩn đoán
Chẩn đoán siêu âm có thể được xác nhận bằng phương pháp nhiệt. Camera hồng ngoại hoặc cặp nhiệt điện tiếp xúc đo nhiệt độ bề mặt ống bên ngoài dọc theo chiều dài của ống. Phần chứa hơi nước-nóng hơn 10-30 độ so với phần chứa đầy nước ngưng tụ. Quá trình chuyển đổi nhiệt phải trùng với quá trình chuyển đổi tiếng vang siêu âm trong phạm vi độ không đảm bảo đo.
Xác nhận thứ ba là sự gia tăng tạm thời công suất bẫy hơi bằng cách bỏ qua hoặc điều chỉnh bẫy. Nếu mức nước ngưng tụ giảm xuống do hệ thống thoát nước được cải thiện thì chẩn đoán hệ thống thoát nước-có lũ lụt hạn chế sẽ được xác nhận.
Bản tóm tắt
Tính năng phát hiện mức siêu âm không tiếp xúc giúp chẩn đoán sự thoát nước ngưng tụ không hoàn toàn trong các ống trao đổi nhiệt PTFE bằng cách đo biên độ tiếng vang ở thành trong của ống. Tiếng vang mạnh cho thấy hơi nước; tiếng vang yếu biểu thị sự ngưng tụ. Quét dọc theo chiều dài ống xác định mức ngưng tụ mà không cần tháo rời hệ thống.
Chiều dài ngập vượt quá 10-15% chiều dài ống đảm bảo phải điều tra xem hệ thống ngưng tụ có phù hợp hay không. Phương pháp này nhanh chóng, không xâm lấn và có thể áp dụng trong quá trình hoạt động bình thường. Hình ảnh nhiệt cung cấp xác nhận bổ sung.
Hỗ trợ kỹ thuật để đánh giá khả năng thoát nước bằng siêu âm của bộ trao đổi nhiệt PTFE được cung cấp khi gửi kích thước ống, áp suất hơi vận hành, dữ liệu hiệu suất hiện tại và bất kỳ triệu chứng thoát nước nào được quan sát.
