Het bruisende opstartcondensaat
Gedurende het eerste uur nadat stoom in een koude PTFE-warmtewisselaar is toegelaten, verschilt het condensaat dat uit de condenspot wordt afgevoerd van het condensaat in stabiele- toestand. Het is gevuld met dampbellen-een twee--fasenmengsel van vloeistof en flitsstoom. Het condensaat lijkt te koken als het uit de condenspot komt. Het borrelen is krachtig gedurende de eerste 10-15 minuten en neemt daarna geleidelijk af. Na ongeveer één uur is het condensaat een heldere, eenfasige vloeistof met alleen de normale flash-stoomfractie.
Dit gedrag duidt niet op een defect. Het is de normale thermische transiënt wanneer de warmtewisselaar opwarmt van de omgevingstemperatuur naar de bedrijfstemperatuur. Het twee-condensaat is kenmerkend voor het opwarmproces-.
De opwarmende-thermische dynamiek
Wanneer stoom voor het eerst in een koude PTFE-warmtewisselaar wordt toegelaten, condenseert de stoom snel op de koude buiswanden. De condensatiesnelheid is zeer hoog omdat het temperatuurverschil tussen de stoom (143 graden voor 3 barg) en de koude buiswand (25 graden) groot is. De hoge condensatiesnelheid produceert een groot volume condensaat op of nabij de verzadigingstemperatuur.
Het condensaat, bij 143 graden, stroomt naar de condenspot. De condenspot voert het condensaat af naar de atmosferische condensaatretourleiding. Het condensaat van 143 graden, plotseling drukloos gemaakt tot atmosferische druk, bevat meer voelbare warmte dan water van 100 graden kan bevatten. Door de overtollige warmte wordt een deel van het condensaat omgezet in stoom: de flash-stoomfractie voor 143 graden condensaat bedraagt ongeveer 8%.
Tijdens het opwarmen- heeft het condensaat de volledige verzadigingstemperatuur-er heeft zich nog geen onderkoeling ontwikkeld omdat de buiswanden nog steeds aan het opwarmen zijn. De condenspot voert vrijwel verzadigd condensaat af, waardoor de maximale flash-stoomfractie ontstaat. Het twee-fasencondensaat is het resultaat.
| Opwarmfase-Opwarmfase | Condensaattemperatuur | Flash-stoomfractie | Condensaat uiterlijk |
|---|---|---|---|
| Eerste 10 minuten | 140-143 graden (bijna verzadiging) | 8-9% | Krachtig borrelen; twee-fasen |
| 10-30 minuten | 130-140 graden (ontwikkeling van onderkoeling) | 5-7% | Matig borrelen |
| 30-60 minuten | 110-130 graden (aanzienlijke onderkoeling) | 2-4% | Licht borrelend |
| Stabiele staat | 90-110 graden (volledige onderkoeling) | 1-3% | Heldere vloeistof |
De ontwikkeling van onderkoeling
Naarmate de warmtewisselaar warmer wordt, begint het condensaat af te koelen tot onder de verzadigingstemperatuur voordat het de condenspot bereikt. De onderkoeling ontstaat doordat het condensaat, terwijl het langs de buiswanden wegstroomt, in contact komt met de buiswand die wordt verwarmd door de stoom maar ook aan de buitenkant afkoelt door de procesvloeistof. Hoe langer het condensaat door de buis reist, hoe meer onderkoeling er ontstaat.
Door de onderkoeling wordt de flash-stoomfractie verminderd. Na ongeveer een uur bereikt de warmtewisselaar het thermisch evenwicht, is de onderkoeling stabiel en is de condensaatafvoer een heldere vloeistof met de stabiele- flashfractie.
De operationele implicatie
Het twee-condensaat tijdens het opwarmen-is geen probleem. Het beschadigt de condenspot en de condensaatretourleiding niet. Het condensaatretoursysteem is ontworpen voor de snelle stoom-de twee- stroom is de normale bedrijfstoestand. De condenspot verwerkt de hoge opstartcondensaatbelasting als onderdeel van zijn ontwerpcapaciteit.
Het opwarmgedrag- vereist echter wel dat de condensaatretourleiding geschikt is voor de flashbelasting bij het opstarten, en niet alleen voor de constante- belasting. Bij de dimensioneringsberekening worden het opstartcondensaatdebiet en de maximale flitsstoomfractie als ontwerpvoorwaarde gebruikt.
Samenvatting
Twee{0}}condensaat tijdens het eerste uur van stomen uit een PTFE-warmtewisselaar is de normale opwarmtijd-. De hoge condensatiesnelheid op de koude buizen produceert bijna-verzadigd condensaat, dat meer stoom laat ontsnappen als de druk wordt verlaagd. Naarmate de wisselaar warmer wordt en de onderkoeling zich ontwikkelt, neemt de flashfractie af tot de stabiele- waarde. Het gedrag is te verwachten en vereist geen corrigerende actie. Het condensaatsysteem is ontworpen voor de opstartconditie.
Technische ondersteuning voor het ontwerp van het condensaatsysteem is beschikbaar na indiening van het opwarmprofiel-, de condensaatstroomsnelheden en de huidige afmetingen van de retourleiding.
