Dlaczego efekt STALL (podciśnienie) występuje?
Czy znacie zjawisko efektu 'Stall - podciśnienia' ? Jeżeli nawet nie słyszeliście o nim, warto zapoznać się z tym artykułem gdyż, wielu z was zapewne doświadczyło takich problemów jak :
- Uszkodzenie wymienników
- Odgłos uderzeń wodnych dochodzących z wymiennika
- Nierównomierny proces grzania
Jeżeli doświadczasz tego rodzaju problemów , jest wysoce prawdopodobne, że występuje efekt stall
który można opisać w następujący sposób :
"Efekt Stall występuje, gdy mamy do czynienia z ujemna różnicą ciśnień na odwadniaczu tzn. gdy ciśnienie na dolocie do odwadniacza jest niższe od ciśnienia za odwadniaczem i kondensat nie może być odprowadzany, co prowadzi do jego zbierania się w wymienniku i zalewania powierzchni wymiany ciepła"
Odwadniacze same z siebie nie mają zdolności do transportowania kondensatu, gdyż tym co powoduje że kondensat jest odprowadzany z odwadniacza jest dodatnia różnica ciśnień. W dodatniej różnicy ciśnień ciśnienie na dolocie do odwadniacza jest wyższe od ciśnienia po stronie wylotowej i kondensat może być wtedy odprowadzany bez przeszkód. Dlatego, aby odwadniacz pracował prawidłowo ciśnienie na dolocie musi być wyższe od ciśnienia po stornie wylotowej odwadniacza.
Układy parokondensatu są tak projektowane, aby istniała dodatnia różnica ciśnień , ale ze względu na stosowanie urządzeń wymiennikowych z zaworami regulującymi temperaturę , podczas ich pracy różnica
ciśnień może się zmieniać i okresowo być ujemna.
Moc urządzeń wymiennikowych jest tak dobierana, aby pokryć maksymalne obciążenie cieplne jakiego można się spodziewać w danym procesie. Ponieważ powierzchnia wymiany ciepła wymiennika jest stała i nie może się zmieniać, aby ograniczyć jego wydajność cieplną dławimy przepływ czynnika grzewczego (Pary wodnej). Dzięki temu możemy zmieniać wydajność układu w zależności od zmian przepływu czynnika ogrzewanego. Na przykład,gdy w nagrzewnicy powietrza redukujemy jego przepływ , aby utrzymać jego temperaturę dławimy przepływ pary będącej czynnikiem grzewczym obniżając równocześnie jej ciśnienie.
Jeżeli otwarcie zaworu regulacyjnego zmniejsza się w stronę pełnego zamknięcia, ciśnienie w wymienniku spada i w rezultacie ciśnienie przed odwadniaczem będzie niższe od ciśnienia po stronie wylotowej i kondensat nie będzie odprowadzany.
Mechanizm efektu Stall w parowej nagrzewnicy powietrza
Zawór regulacyjny poprzez czujnik temperatury oraz regulator reguluje przepływ pary zasilającej o ciśnieniu 0.3 MPa g, aby uzyskać temperaturę powietrza 80 'C. Efekt stall występuje w tej sytuacji, co pokazano na animacji poniżej. Animacja pokazuje podstawowe parametry pracy tzn ciśnienie przed zaworem regulacyjnym , ciśnienie w wymienniku , stopień otwarcia , temperaturę powietrza.
Zielony pasek pokazuje otwarcie zaworu
Różowy pasek temperaturę ogrzewanego powietrza
Pierwszy manometr cisnienie dolotowe pary
Drugi manometr ciśnienie pary w wymienniku
Problemy wynikające z efektu STALL
Kondensat , który nie może być odprowadzony przez odwadniacz akumuluje się przed nim i zalewa wymiennik. Występuje wtedy efekt Stall, który może zostać wyeliminowany przez ponowne zwiększenie ciśnienia przed odwadniaczem , jednakże w okresach zanim ciśnienie wzrośnie kondensat zalewa wymiennik , spada jego temperatura i mogą pojawić się problemy o których wspomnieliśmy na początku.
Uderzenia wodne
Uderzenia wodne mogą wystąpić gdy para wodna będzie stykała się z ochłodzonym kondensatem i różnica temperatury spowoduje szybką kondensację pary. W wymiennikach o wąskich rurkach, takich jak wykonania z nagrzewnicą które pokazano na poniższej animacji może to prowadzić do uszkodzeń rurek nagrzewnicy.
Uszkodzenia wężownic
Nierównomierny rozkład temperatur
W przypadku występowania efektu Stall, szczególnie w wymiennikach z płaszczem, może prowadzić to do powstawania nierównomiernego rozkładu temperatur i problemów z temperaturą czynnika ogrzewanego.
Jak wyjaśniliśmy wcześniej, efekt stall występuje gdy mamy do czynienia z ujemną różnicą ciśnień na odwadniaczu , dlatego wymiana odwadniacza na inny nie rozwiązuje tego problemu.
Jest kilka metod zapobiegania występowania efektu stall .
- Obniżyć ciśnienie za odwadniaczem
- Zastosować odwadniacz pompujący POWERTRAP
|
