كيف يتم اختيار طول المنطقة الباردة الصحيح لسخان PTFE في خزان مملوء بالبخار ومغطى؟
ترك رسالة
غالبًا ما يتم استخدام الخزان ذو الغطاء المحكم والمثبت بمسامير لحفظ سوائل العمليات المتطايرة أو المسببة للتآكل في ظل ظروف منظمة. لكن البيئة الموجودة فوق سطح السائل ليست خاملة على الإطلاق. عادةً ما يتم ملء مساحة الرأس ببخار مشبع ساخن يمكن أن يكون معاديًا كيميائيًا للمكونات الكهربائية وموصلة ومهاجمة بمرور الوقت. لذلك يجب أن يمر السخان الغاطس، المصنوع من مادة PTFE والذي يتم إدخاله عبر غطاء الخزان، عبر ظروف غمر السائل بالإضافة إلى منطقة البخار المسببة للتآكل قبل أن يصل إلى بيئة خارجية آمنة. قد تكون المنطقة الباردة العادية للتركيبات العلوية المفتوحة- غير كافية ويمكن أن تتعرض المجموعة الطرفية لهجوم كيميائي مستمر.
لذلك، يعد اختيار خزان البخار المغطى بسخان PTFE المناسب بطول المنطقة الباردة أمرًا ضروريًا لتوفير عزل آمن بين كيمياء العملية ومعدات الإنهاء الكهربائية.
دور المنطقة الباردة في تصميم سخان PTFE
مبدأ العزل الحراري والكهربائي
بالنسبة إلى سخان PTFE، فإن المنطقة الباردة هي -الامتداد الهيكلي غير المسخن بين عنصر التسخين النشط والغلاف الطرفي. فهو يمنع بشكل أساسي التعرض للحرارة والمواد الكيميائية من إتلاف التوصيلات الكهربائية الحساسة.
في أنظمة الخزانات المغطاة، تكون هذه الوظيفة أكثر تعقيدًا، لأن مساحة البخار ليست هواء محايدًا، ولكنها بيئة كيميائية نشطة. اعتمادًا على الطريقة، يمكن أن يحتوي البخار على:
أبخرة الحمض
بخار المذيبات العضوية
المكثفات المحملة بالرطوبة
الهباء الجوي المسببة للتآكل.
وبالتالي، يجب أن تحتوي المنطقة الباردة على حاجز حراري وعمود فصل مادي.
ولزيادة رأس المدفأة يجب أن تكون المنطقة الباردة عبارة عن رقبة طويلة آمنة ترتفع فوق بحر البخار المتآكل.
متطلبات هندسة خزان البخار (مغطى)
مراحل السائل والبخار الخارجية
الحجم المناسب للمنطقة الباردة يأخذ في الاعتبار العديد من المناطق الرأسية داخل مجموعة الخزان:
منطقة سائلة مغمورة
مساحة رأس البخار
سمك غطاء الخزان وتصميم الحافة
منطقة الهواء المحيط خارج الخزان
يجب أن تمتد المنطقة الباردة عبر جميع مناطق التعرض للمواد الكيميائية الداخلية ويجب أن تنتهي فقط في الهواء المحيط النظيف.
وهذا يضمن عدم تراكم أي بخار مسبب للتآكل أو حدوث دورات تكثيف في الصندوق الطرفي.
أهمية موقع صندوق المحطة
يجب أن يكون غلاف الجهاز دائمًا خارج بيئة الخزان. وهذا يعني من الناحية العملية:
عدم التعرض لمساحة البخار
لا يوجد اتصال مع مناطق التكثيف حول أسطح الغطاء
لا يوجد توصيل للحرارة من داخل الخزان
التنسيب الكامل في الظروف الجوية المحيطة.
ومن ثم، فإن تصنيف العلبة يعتمد على ظروف التثبيت الخارجية وليس على كيمياء الخزان الداخلي.
مشاكل مساحة البخار
خصائص درجة حرارة البخار
بالنسبة للعديد من الخزانات المغطاة، تكون درجة حرارة مساحة البخار قريبة من درجة حرارة السائل السائب. وهذا يوفر بيئة كيميائية عالية الحرارة يمكنها:
أسرع تآكل المعادن المكشوفة
تدهور المواد العازلة
تشجيع دورات التكثيف على الأسطح الأكثر برودة
تحسين انتشار المواد الكيميائية في المفاصل والأختام
ولهذا السبب لا يمكن اعتبار منطقة البخار بيئة منخفضة المخاطر-.
نقل البخار عبر سطح السخان
هناك أيضًا احتمال إضافي لزحف البخار حول الجزء الخارجي من غلاف المدفأة. قد تسمح مسافة الفصل غير الكافية للبخار بما يلي:
يدرب ساق السخان
بالقرب من منطقة الحافة، التكثيف
اختراق واجهة الحشية
الوصول إلى مناطق التقاطع النهائية
يمنع طول المنطقة الباردة المصمم بشكل صحيح هذه الهجرة من الوصول إلى منطقة الإنهاء الكهربائي.
طريقة اختيار طول المنطقة الباردة
مدخلات التصميم الحرجة
أساس تحديد طول المنطقة الباردة الأمثل لسخان PTFE المغطى بتخطيط خزان البخار.
ارتفاع الحد الأقصى لمستوى السائل
سمك غطاء الخزان
ارتفاع مساحة البخار ودرجة الحرارة
ارتفاع شفة التثبيت
معايير التخليص المحيط الخارجي
يجب أن تكون المنطقة الباردة بأكملها أكبر من ارتفاع التعرض الداخلي بالإضافة إلى هامش أمان إضافي فوق سطح الخزان.
هامش الأمان فوق قمة الخزان
أحد المبادئ التوجيهية الرئيسية للتصميم هو وضع الصندوق الطرفي بما يكفي فوق غطاء الخزان لمنع:
التعرض لتكثيف البخار
الرش عند التحريض أو الشحن
التوصيل الحراري من خلال تركيب الأجهزة
تراكم-مواد كيميائية على أسطح الحواف
ويضمن هذا المخزن المؤقت استقرارًا طويل الأمد-في ظل ظروف عملية مختلفة.
استراتيجية إغلاق واحتواء البخار
متطلبات الختم الثانوية
تعد طريقة الختم جانبًا مهمًا في الأنظمة المغطاة لتجنب هروب البخار من خلال التوصيلات الميكانيكية. غالبًا ما يكون نظام الختم الإضافي مطلوبًا عند شفة التثبيت.
تشمل الأساليب الشائعة ما يلي:
واجهات جوانات محكمة البخار
ضغط -وصلات شفة محكمة الغلق
مركبات مانعة للتسرب مقاومة للمواد الكيميائية
أنظمة تركيب حواجز مزدوجة-.
تمنع هذه التقنيات البخار من الهروب خارج منطقة الحبس المحددة.
منع مسارات التكثيف الخارجية
وحتى إذا تم إيقاف تسرب البخار، فقد يتشكل التكثيف على الأسطح الخارجية الأكثر برودة. سيضمن التصميم المناسب للمنطقة الباردة أن تكون أي منطقة تكثيف أقل بكثير من أجهزة الإنهاء الكهربائية.
التحكم في التدرج الحراري
تجنب نقل الحرارة إلى صندوق المحطة
المنطقة الباردة هي أيضًا منطقة عازلة للتدرج الحراري. إذا لم يكن ذلك لفترة طويلة بما فيه الكفاية، يمكن أن يؤدي التوصيل الحراري الناتج عن العملية إلى رفع درجة حرارة العلبة الطرفية.
يمكن أن يؤدي ارتفاع درجة الحرارة في المحطات إلى ما يلي:
تدهور العزل
تليين الختم
انخفاض قوة التخليص الكهربائية
تسارعت شيخوخة المكونات
تسمح المنطقة الباردة الممتدة بشكل صحيح للتدرجات الحرارية بالتناقص تمامًا قبل الوصول إلى الواجهة الكهربائية.
قضايا السلامة الكهربائية
اختيار تقييمات الضميمة الطرفية
يقع صندوق الأطراف في الهواء المحيط ولذلك يجب أن يأخذ تصنيف الحماية الخاص به في الاعتبار المتغيرات البيئية الخارجية، على سبيل المثال:
التعرض للغبار
الرطوبة المحيطة
تصنيف التثبيت خارجي/داخلي
لا يمكن اختياره بناءً على الظروف الكيميائية الداخلية للخزان حيث أن العلبة محمية فعليًا من تلك البيئة عند تصميمها بشكل مناسب.
التثبيت والاستقرار الميكانيكي
الدعم الهيكلي الممتد للمنطقة الباردة
تخلق المناطق الباردة الأطول أيضًا اعتبارات ميكانيكية بما في ذلك:
عزم انحناء أعلى عند شفة التركيب
حساسية الاهتزاز للمنشآت العالية
يتطلب أقواس الدعم الخارجية
تعويض التمدد الحراري-.
يوفر التعزيز الميكانيكي المناسب الاستقرار والمحاذاة على المدى الطويل.
خاتمة:
بالنسبة للخزان المغطى بالبخار، يجب تصميم المنطقة الباردة بشكل صحيح للحفاظ على كيمياء العملية العدوانية منفصلة عن المكونات الكهربائية الحساسة. يجب أن يكون طول المنطقة الباردة لسخان PTFE الذي يغطي خزان البخار كافيًا لتغطية المنطقة السائلة بأكملها، ومساحة البخار المسببة للتآكل ومجموعة غطاء الخزان، وينتهي فقط في الهواء المحيط النظيف حيث يمكن أن يعمل الصندوق الطرفي بشكل آمن.
يؤدي هذا إلى إنشاء منطقة باردة - عبارة عن حاجز هيكلي وحراري طويل بشكل مقصود - لحماية التوصيلات الكهربائية من التعرض للمواد الكيميائية وانتقال الحرارة. إن طول عمر السخان، في التحليل النهائي، هو مسألة إبقاء أجزائه الأكثر حساسية، المحطات الكهربائية، خارج نظام الطقس الكيميائي في الخزان.
