Vấn đề sàn dốc
Bể xử lý nước thải, thiết bị làm đặc bùn và một số bể mạ nhất định có sàn dốc-thường là 2-5 độ so với phương ngang để chất rắn lắng trực tiếp về phía bể thu gom. Bộ trao đổi nhiệt được lắp đặt phía trên sàn dốc phải tuân theo độ dốc của sàn để duy trì độ sâu ngập nước và khoảng trống phù hợp. Điều này có nghĩa là bó ống không được cân bằng. Đầu vào hơi nước nằm cao hơn đầu ra nước ngưng hoặc ngược lại, tùy thuộc vào hướng dốc so với hướng của ống góp.
Các đầu trao đổi nhiệt PTFE tiêu chuẩn giả định một bó ống cấp. Các ống phân phối hơi nước và thu gom nước ngưng được thiết kế cho áp suất tĩnh bằng nhau ở tất cả các kết nối ống. Trên một sườn dốc, giả định này không thành công. Các ống ở đầu thấp của tiêu đề có áp suất dẫn động khác với các ống ở đầu cao. Kết quả phân phối dòng chảy không đúng.
Thiết kế đầu ống tùy chỉnh bù đắp cho độ dốc, đảm bảo phân phối hơi nước đồng đều và thoát nước ngưng hoàn toàn từ mỗi ống bất kể độ cao của nó dọc theo đầu ống.
Bồi thường phân phối dòng chảy
Trong một tiêu đề ngang tiêu chuẩn cung cấp nhiều ống thẳng đứng hoặc nghiêng, áp suất tĩnh thay đổi theo độ cao. Ở đầu thấp của ống góp nghiêng, cột hơi tĩnh trong ống góp cao hơn, làm tăng áp suất truyền qua các ống ở đầu đó. Ở cấp cao hơn, đầu tĩnh thấp hơn, giảm áp suất truyền động. Ống ở đầu thấp nhận được nhiều lưu lượng hơi hơn ống ở đầu cao.
Sự mất cân bằng dòng chảy có thể được bù đắp thông qua một số phương pháp thiết kế. Tiêu đề thon gọn-giảm mặt cắt ngang-từ đầu cao xuống đầu thấp-làm tăng vận tốc và khả năng phục hồi áp suất ở đầu thấp, bù đắp một phần hiệu ứng đầu tĩnh. Ngoài ra, các lỗ đầu vào của ống riêng lẻ có đường kính khác nhau-lớn hơn ở đầu cao, nhỏ hơn ở đầu thấp-cân bằng khả năng cản dòng chảy của mỗi đường ống.
Đối với các bộ trao đổi PTFE, phương pháp tiếp cận lỗ được ưu tiên hơn. Các miếng đệm lỗ nhỏ bằng PTFE hoặc PVDF được lắp vào mỗi đầu nối đầu vào của ống. Đường kính lỗ được tính toán dựa trên độ cao của từng kết nối ống và lưu lượng mong muốn trên mỗi ống. Các phần chèn có thể thay thế được nếu điều kiện quy trình thay đổi.
Bảng 1: Thông số thiết kế tiêu đề tùy chỉnh cho bể sàn nghiêng (Độ dốc sàn 5 độ, chiều dài tiêu đề 3 m)
| Thông số thiết kế | Tiêu đề chuẩn (Cấp độ) | Tiêu đề tùy chỉnh (Dốc) | Phương thức bồi thường |
|---|---|---|---|
| Chênh lệch độ cao trên tiêu đề | 0mm | 262 mm (trên 3m ở góc 5 độ) | – |
| Chênh lệch cột áp tĩnh | 0 Pa | ~550 Pa (hơi ở mức 3 xà) | – |
| Biến đổi dòng chảy mà không cần bù | < 5% | 25-35% | – |
| Biến đổi dòng chảy với tiêu đề giảm dần | – | < 10% | Đường kính đầu giảm 20% từ cấp cao đến cấp thấp |
| Sự thay đổi dòng chảy với các lỗ đầu vào | – | < 5% | 6 kích cỡ lỗ, bước tăng 0,5mm |
| Thiết kế tiêu đề ngưng tụ | Mức độ; độ dốc đồng đều | Bậc thang hoặc dốc với đầu phun hơi nước | Phù hợp với độ cao đầu ra của ống |
| Sự thay đổi chiều dài ống | Đồng phục | Tăng từ cao đến thấp lên tới 262mm | Bù độ dốc sàn |
Thiết kế thoát nước ngưng tụ
Thoát nước ngưng tụ trên sườn dốc đặt ra những thách thức bổ sung. Nếu ống góp nước ngưng song song với ống góp hơi và cũng nghiêng, nước ngưng từ các ống ở đầu cao phải chảy xuống dốc dọc theo ống góp để đến bẫy hơi ở đầu thấp. Dòng chảy hai pha trong bình ngưng tụ (ngưng tụ và hơi nước nhanh) có thể gặp hiện tượng trượt ở độ dốc hiệu dụng lớn hơn.
Cách tiếp cận ưa thích là một ống góp nước ngưng theo bậc: ống góp được chế tạo thành các đoạn ngang ngắn, mỗi ống có 4-6 ống, trong đó mỗi đoạn chảy qua một chân thả tới ống thu gom nước ngưng chung bên dưới. Điều này đảm bảo mỗi nhóm ống thoát nước theo chiều ngang, tránh mất ổn định độ dốc hai pha, trong khi ống thu gom chạy ở độ dốc lớn hơn so với bẫy.
Việc bù chiều dài ống
Các ống ở đầu thấp của bó phải dài hơn các ống ở đầu cao để duy trì khoảng trống tương tự phía trên sàn dốc. Chênh lệch chiều dài ống được tính từ góc dốc và chiều dài tiêu đề. Đối với độ dốc 5 độ và tiêu đề 3 m, chiều dài ống ở đầu thấp dài hơn khoảng 262mm so với đầu cao.
Các ống cắt-tùy chỉnh có độ dài chia độ được cung cấp cùng với bộ trao đổi. Mỗi vị trí ống được dán nhãn trên đầu ống và trên chính ống để đảm bảo lắp ráp chính xác. Chiều dài ống chia độ đảm bảo độ hở đồng đều phía trên sàn bể, ngăn chặn sự tích tụ bùn cục bộ dưới bộ trao đổi nhiệt.
Bản tóm tắt
Thiết kế tiêu đề tùy chỉnh là cần thiết cho các bộ trao đổi nhiệt PTFE được lắp đặt trên sàn bể nghiêng để bù đắp cho sự thay đổi đầu tĩnh dọc theo tiêu đề gây ra sự phân phối dòng chảy kém. Các đầu thuôn nhọn hoặc các lỗ đầu vào có kích thước riêng giúp cân bằng dòng chảy. Các ống ngưng tụ theo từng bậc đảm bảo thoát nước hoàn toàn mà không bị trượt hai{2}}pha. Chiều dài ống chia độ duy trì độ hở sàn đồng đều.
Thiết kế tùy chỉnh đảm bảo bộ trao đổi nhiệt PTFE cung cấp đầy đủ nhiệm vụ sưởi ấm mà không bị ngập nước và các điểm lạnh do lắp đặt thiết kế mặt đất-bằng tiêu chuẩn trên sàn dốc.
Hỗ trợ kỹ thuật cho thiết kế bộ trao đổi nhiệt PTFE trên sàn dốc-được cung cấp khi gửi yêu cầu về độ dốc sàn bể, chiều dài đầu ống, áp suất hơi, số lượng ống và nhiệm vụ nhiệt.
