Tingkat Kondensat Tersembunyi
Tabung penukar panas PTFE yang sebagian dibanjiri kondensat tampak identik dengan tabung yang biasanya mengalir dari luar. Keduanya panas. Keduanya membawa uap. Keduanya menghasilkan kondensat pada perangkap. Satu-satunya perbedaan-kolom kondensat stagnan yang menempati 20-40% bagian bawah tabung-tidak terlihat tanpa membuka sistem.
Drainase yang tidak lengkap mengurangi luas permukaan perpindahan panas yang efektif. Bagian yang tergenang memindahkan panas yang minimal karena kondensat mendekati suhu jenuh dan telah melepaskan panas latennya. Penukar harus mengimbangi dengan tekanan uap yang lebih tinggi atau menerima pengurangan kapasitas. Seiring waktu, tingkat kondensat yang berfluktuasi pada antarmuka-kondensat uap menyebabkan water hammer dan mempercepat keausan tabung di permukaan air.
Deteksi level ultrasonik non-kontak menyediakan metode untuk mengidentifikasi tabung yang tergenang tanpa perlu membongkar sistem. Transduser ultrasonik yang ditempatkan pada dinding tabung luar mendeteksi keberadaan cairan versus uap di dalam tabung dengan menganalisis ketidaksesuaian impedansi akustik pada dinding bagian dalam tabung.
Prinsip Deteksi Ultrasonik
Gelombang ultrasonik yang merambat melalui dinding tabung padat memantulkan secara berbeda tergantung pada apakah dinding bagian dalam bersentuhan dengan gas atau cairan. Bila bagian dalam tabung berisi uap, ketidaksesuaian impedansi akustik yang besar terjadi pada antarmuka uap-PTFE. Sebagian besar energi ultrasonik dipantulkan kembali. Jika bagian dalam tabung berisi kondensat, ketidaksesuaian impedansi pada antarmuka air PTFE-lebih kecil. Sebagian besar energi ditransmisikan ke dalam cairan dan tidak kembali sebagai pantulan yang kuat.
Perangkat ultrasonik pulse-gema mentransmisikan gelombang ultrasonik singkat ke dalam dinding tabung dan mengukur amplitudo gema yang kembali dari dinding bagian dalam. Gema yang kuat menandakan adanya uap. Gema yang lemah menunjukkan adanya kontak dengan cairan. Dengan memindai transduser sepanjang panjang tabung, operator mengidentifikasi titik transisi di mana amplitudo gema berubah-ini adalah tingkat kondensat.
Metode ini tidak-invasif. Transduser dipasangkan ke permukaan tabung luar dengan sedikit gel ultrasonik. Tidak diperlukan pembukaan, pengurasan, atau depresurisasi sistem. Pengukuran dapat dilakukan selama pengoperasian normal.
Tabel 1: Interpretasi Deteksi Ultrasonik untuk Tabung Penukar Panas PTFE
| Karakteristik Gema | Kondisi Dalaman | Interpretasi | Penerimaan |
|---|---|---|---|
| Gema yang kuat dan konsisten di sepanjang tabung | Kukus seluruhnya | Drainase lengkap; tidak ada banjir | Dapat diterima |
| Gema yang kuat di bagian atas; gema lemah di bagian bawah | Kondensasi di bagian bawah; transisi yang tajam | Banjir sebagian; perhatikan tingkat kondensat | Marjinal; menyelidiki drainase |
| Gema lemah sepanjang keseluruhan | Sepenuhnya berisi cairan- | Tabung terisi penuh | Tidak dapat diterima; diperlukan koreksi segera |
| Kekuatan gema berfluktuasi | Mengaduk aliran dua-fasa | Aliran siput; drainase yang tidak stabil | Tidak dapat diterima; risiko palu air |
| Tidak ada gema (transmisi lengkap) | Tabung kosong (tidak ada uap, tidak ada kondensat) | Tabung tersumbat atau terisolasi | Selidiki penyebab tidak-kondisi aliran |
Melakukan Pemindaian
Pemindaian ultrasonik dilakukan dengan penukar pada kondisi pengoperasian stabil-tekanan uap stabil, beban panas konsisten, dan aliran kondensat normal. Transduser ditempatkan pada tabung di ujung saluran masuk uap, dan amplitudo gema dicatat. Transduser kemudian digerakkan secara bertahap sepanjang tabung menuju ujung saluran keluar kondensat. Pada setiap posisi, amplitudo gema dicatat.
Transisi dari gema kuat ke gema lemah mengidentifikasi tingkat kondensat. Jarak transisi ini dari ujung saluran keluar kondensat mewakili panjang banjir. Panjang genangan yang melebihi 10-15% dari total panjang pipa menunjukkan adanya masalah drainase yang memerlukan penyelidikan.
Memindai beberapa pipa di seluruh paket akan menunjukkan apakah banjir terjadi secara terisolasi (menunjukkan penyumbatan lokal atau penurunan pada pipa tertentu) atau meluas (menunjukkan masalah drainase tingkat sistem seperti jebakan berukuran terlalu kecil atau tekanan balik yang berlebihan).
Mengonfirmasi Diagnosa
Diagnosis ultrasonik dapat dipastikan dengan metode termal. Kamera inframerah atau termokopel kontak mengukur suhu permukaan tabung eksternal sepanjang tabung. Bagian yang diisi uap-bersuhu 10-30 derajat lebih panas daripada bagian yang diisi kondensat. Transisi termal harus bertepatan dengan transisi gema ultrasonik dalam ketidakpastian pengukuran.
Konfirmasi ketiga adalah peningkatan sementara pada keluaran steam trap dengan melewati atau menyesuaikan trap. Jika tingkat kondensat turun sebagai respons terhadap perbaikan drainase, diagnosis drainase-banjir terbatas akan terkonfirmasi.
Ringkasan
Deteksi tingkat ultrasonik non-kontak mendiagnosis drainase kondensat yang tidak lengkap dalam tabung penukar panas PTFE dengan mengukur amplitudo gema di dinding bagian dalam tabung. Gema yang kuat menandakan uap; gema yang lemah menunjukkan kondensasi. Pemindaian sepanjang tabung mengidentifikasi tingkat kondensat tanpa pembongkaran sistem.
Panjang genangan yang melebihi 10-15% panjang tabung memerlukan penyelidikan terhadap kecukupan sistem kondensat. Metode ini cepat, non-invasif, dan dapat diterapkan selama pengoperasian normal. Pencitraan termal memberikan konfirmasi tambahan.
Dukungan teknik untuk penilaian drainase ultrasonik pada penukar panas PTFE tersedia berdasarkan dimensi tabung, tekanan uap pengoperasian, data kinerja saat ini, dan gejala drainase yang diamati.
