Penurunan Kinerja Secara Bertahap
Penukar panas PTFE yang dulunya mempertahankan suhu bak dengan pembukaan katup uap 60% kini memerlukan pembukaan 85% untuk tugas yang sama. Tekanan uap tidak berubah. Suhu-sisi proses dan laju alirannya normal. Kondensat terkuras tanpa masalah. Penurunan kinerja menunjukkan peningkatan bertahap dalam hambatan aliran di sisi uap.
Kemungkinan penyebabnya adalah penyumbatan sebagian tabung. Puing-puing dari pipa uap-kerak pipa, padatan sisa boiler, pecahan gasket yang rusak-memasuki header penukar panas dan tersangkut di saluran masuk tabung tersendiri. Setiap tabung yang tersumbat menghilangkan sebagian kecil dari total permukaan perpindahan panas. Tabung yang tersisa harus menangani tugas panas penuh, memerlukan aliran uap yang lebih tinggi per tabung dan penurunan tekanan uap yang lebih tinggi di seluruh bundel.
Penyumbatan tersebut tidak terlihat dari luar. Tabung tampak identik baik mengalir atau tersumbat. Pengukuran tekanan diferensial di saluran masuk uap dan saluran keluar kondensat memberikan metode non-invasif untuk mendeteksi dan mengukur penyumbatan.
Prinsip Tekanan Diferensial
Uap yang mengalir melalui suatu ikatan tabung mengalami penurunan tekanan. Penurunan tekanan sebanding dengan kuadrat laju aliran (untuk aliran turbulen) dan berbanding terbalik dengan jumlah tabung yang paralel. Ketika tabung tersumbat, aliran per tabung yang tersisa meningkat, dan penurunan tekanan total melintasi bundel meningkat untuk total aliran uap yang sama.
Tekanan diferensial dasar ditetapkan saat penukar panas masih baru atau setelah dibersihkan. Pengukuran garis dasar dicatat pada laju aliran dan tekanan uap yang diketahui. Pengukuran selanjutnya dibandingkan dengan garis dasar ini pada kondisi operasi yang sama.
Peningkatan tekanan diferensial lebih dari 15-20% di atas garis dasar, dengan semua kondisi lainnya sama, menunjukkan penyumbatan tabung yang signifikan. Peningkatan lebih dari 50% menunjukkan bahwa 20-30% tabung mungkin tersumbat.
Tabel 1: Interpretasi Tekanan Diferensial untuk Bundel Tabung Penukar Panas PTFE
| Perubahan Tekanan Diferensial dari Baseline | Perkiraan Tabung Tersumbat (%) | Dampak Kinerja | Tindakan yang Direkomendasikan |
|---|---|---|---|
| < 10% | < 5% | Dapat diabaikan | Lanjutkan pemantauan |
| 10-20% | 5-10% | Kecil; terlihat pada permintaan tinggi | Jadwalkan pemeriksaan pada maintenance berikutnya |
| 20-40% | 10-20% | Sedang; peningkatan konsumsi uap | Periksa dan bersihkan pada kesempatan berikutnya |
| 40-70% | 20-30% | Penting; mungkin tidak memenuhi tugas puncak | Prioritaskan inspeksi dan pembersihan |
| > 70% | > 30% | Berat; tidak dapat memenuhi tugas desain | Inspeksi dan pembersihan segera |
Interpretasinya mengasumsikan tekanan pasokan uap dan kondisi-sisi proses yang konstan. Perubahan parameter ini harus dikompensasikan sebelum menerapkan tabel.
Melakukan Pengukuran Tekanan Diferensial
Perbedaan tekanan diukur antara keran tekanan pada header saluran masuk uap dan keran tekanan pada header saluran keluar kondensat. Keran harus dipasang pada fabrikasi awal. Untuk instalasi yang sudah ada tanpa keran, sambungan sementara pada lubang pengukur yang ada atau sambungan ventilasi dapat digunakan.
Pengukuran ini memerlukan pengukur tekanan diferensial atau pemancar dengan rentang yang sesuai dengan perkiraan penurunan tekanan-biasanya 0-1 bar untuk sebagian besar paket penukar panas PTFE. Alat ukur harus dikalibrasi dan pengukuran dicatat pada kondisi operasi kondisi tunak.
Pengukuran ini paling diagnostik bila dilakukan pada laju aliran uap yang konsisten. Laju aliran dapat disimpulkan dari laju aliran kondensat atau dihitung dari tugas panas. Posisi katup kontrol dapat berfungsi sebagai gambaran kasar jika karakteristik katup diketahui.
Melokalisasi Penyumbatan
Pengukuran tekanan diferensial total pada bundel memastikan adanya penyumbatan tetapi tidak mengidentifikasi tabung mana yang tersumbat. Lokalisasi memerlukan langkah diagnostik tambahan.
Termografi inframerah pada bundel tabung, jika dapat diakses, mengidentifikasi tabung dingin yang tidak menerima aliran uap-ciri penyumbatan total. Tabung yang tersumbat sebagian mungkin menunjukkan suhu yang lebih rendah dibandingkan dengan tabung yang terbuka penuh.
Pengujian aliran tabung individual, jika desain header memungkinkan akses ke saluran masuk tabung individual, memberikan identifikasi pasti. Setiap tabung diisolasi dan diuji kapasitas alirannya menggunakan udara bertekanan atau air pada tekanan terkontrol. Tabung dengan penurunan tekanan yang jauh lebih tinggi daripada rata-rata bundel akan tersumbat sebagian.
Investigasi Sumber Puing
Penyumbatan tabung yang berulang menunjukkan sumber kotoran sistemik yang harus diidentifikasi dan dihilangkan. Saringan uap di bagian hulu penukar panas harus diperiksa. Jika saringan tidak ada atau rusak, kotoran dari pipa steam dapat mencapai saluran masuk tabung.
Sisa boiler-tetesan air yang terperangkap dalam uap yang membawa padatan terlarut-dapat menyimpan padatan di dalam tabung saat air menguap. Peningkatan pemisahan uap pada boiler mengurangi sumber ini.
Puing-puing korosi dari pipa steam bagian hulu, terutama dari bagian yang bukan baja tahan karat, mengelupas dan berpindah bersama steam. Penggantian pipa yang terkorosi atau pemasangan saringan berukuran memadai dapat mengatasi sumber ini.
Ringkasan
Penyumbatan sebagian tabung pada penukar panas PTFE didiagnosis dengan membandingkan tekanan diferensial sisi uap di seluruh bundel dengan garis dasar bersih. Peningkatan melebihi 15-20% menunjukkan penyumbatan yang signifikan. Lokalisasi tabung yang tersumbat menggunakan termografi inframerah atau pengujian aliran tabung individual.
Penyumbatan yang berulang memerlukan penyelidikan pada sistem uap untuk mencari sumber serpihan-saringan yang tidak memadai, sisa boiler, atau korosi pada pipa hulu. Menghilangkan sumber sampah adalah-solusi jangka panjang.
Dukungan teknik untuk pengaturan pengukuran tekanan diferensial dan diagnosis penyumbatan tersedia setelah penyerahan konfigurasi bundel, kondisi uap, data tekanan dasar, dan tren kinerja apa pun yang diamati.
