تتطلب إضافة درع مقياس قابل للإزالة إلى سخان PFA الموجود في الخدمة تصميمًا أنبوبيًا منقسمًا- يتم تثبيته حول السخان دون تصريف الخزان. الدرع عبارة عن أنبوب رقيق الجدران-(0.5–1.0 مم) PTFE أو أنبوب PFA مقسم طوليًا، مع حواف متداخلة. يتم وضع النصفين حول المدفأة باستخدام أداة تصل من خلال فتحة أو منفذ وصول. يتم إغلاق الحواف بمادة لاصقة من السيليكون ذات درجة حرارة عالية-أو بمشبك ميكانيكي. يقوم الدرع بجمع رواسب الحجم. عندما يصبح القشور شديدًا (كل 3 إلى 12 شهرًا)، تتم إزالة الدرع والتخلص منه واستبداله بآخر جديد - مرة أخرى دون استنزاف الخزان. الابتكار الرئيسي هو تصميم الأنبوب المقسم-وأداة الإدخال/الإزالة البسيطة. يعمل هذا التعديل التحديثي على إطالة عمر السخان بمقدار 2-3 مرات ويزيل إزالة الترسبات الكيميائية. تبلغ تكلفة الدرع 50-150 دولارًا؛ العمل هو 1-2 ساعات لكل استبدال.
تصميم درع الأنبوب المقسم
| عنصر | مادة | سمك (مم) | الطول (مم) | عرض الانقسام (مم) | طريقة لقط |
|---|---|---|---|---|---|
| النصف الداخلي-من الغلاف | PTFE أو PFA | 0.5–0.8 | طول التسخين + 50 ملم | 10-15 ملم على كل جانب | التداخل المتشابك |
| النصف الخارجي-الغلاف | PTFE أو PFA | 0.5–0.8 | نفس | تداخل 15-20 ملم | مقطع الربيع أو المشبك الفرقة |
| ختم الحافة | -سيليكون بدرجة حرارة عالية (RTV، 300 درجة) | يتم تطبيقه أثناء التثبيت | مكتمل الطول | N/A | ضغط |
| أداة إزالة | قضيب من الفولاذ المقاوم للصدأ مع خطاف | قطر 6 ملم | 2 × عمق الخزان | N/A | يسحب الدرع |
خطوة-بواسطة-إجراء التعديل التحديثي (الخزان ممتلئ، السخان مفعل؟ لا، السخان متوقف)
قم بإلغاء-تنشيط المدفأة(أمان). انتظر 30 دقيقة حتى يبرد المدفأة<50°C.
وصولمن خلال ممر الخزان أو الفتح العلوي. بالنسبة للمنافذ الصغيرة، استخدم المنظار لتحديد موضع نصفي الدرع.
تنظيف سطح السخانبفرشاة ناعمة لإزالة القشور السائبة (لا تخدش). شطف بالماء.
تطبيق لاصق السيليكونإلى السطح الداخلي للصدفتين النصفيتين- (خرزة رفيعة، 2-3 مم).
ضع النصف الداخلي-من الصدفةضد المدفأة باستخدام قضيب مزود بكوب شفط أو شريط لاصق.
ضع النصف الخارجي-من الغلافعلى الجزء الداخلي، متداخلة مع خطوط الانقسام بمقدار 10-15 ملم.
تثبيت المشابك الفرقة(الفولاذ الزنبركي، ومطلي بـ PTFE-) في الجزء العلوي والسفلي من الدرع (2-4 مشابك). تشديد بلطف (لا تسحق PFA).
دواءالسيليكون لمدة 24 ساعة قبل إعادة تشغيل المدفأة (أو استخدم -معالجة سريعة (ساعة واحدة) عالية-سيليكون بدرجة حرارة عالية).
أعد تشغيل السخان. مراقبة درجة الحرارة. توقع وقت تسخين أطول قليلاً-بسبب المقاومة الحرارية الإضافية (5-10%).
إزالة الدرع واستبداله
| خطوة | فعل | وقت |
|---|---|---|
| 1 | قم بإلغاء-تنشيط المدفأة، ثم قم بتبريدها<50°C | 30 دقيقة |
| 2 | إزالة المشابك الفرقة مع كماشة طويلة | 5 دقائق |
| 3 | قم بربط حافة الدرع الخارجي باستخدام أداة الإزالة؛ انسحب | 5 دقائق |
| 4 | ربط حافة الدرع الداخلية. تنزلق | 5 دقائق |
| 5 | فحص سطح السخان (نظيف إذا لزم الأمر) | 5 دقائق |
| 6 | تثبيت درع جديد (حسب الإجراء أعلاه) | 20 دقيقة |
| 7 | أعد تشغيل السخان | 1 دقيقة |
إجمالي وقت التوقف عن العمل: ~1 ساعة لاستبدال الدرع (مقابل . 4–8 ساعات لتصريف الخزان وإزالة الترسبات وإعادة التعبئة).
الفعالية في نطاق الخدمة-المنبطحة
| صلابة المياه | معدل التحجيم (مم/شهر) | الفاصل الزمني لاستبدال الدرع | سخان الحياة بدون درع | عمر السخان مع الدرع (تم استبدال الدرع) |
|---|---|---|---|---|
| ناعم (<50 ppm) | <0.05 | 12-24 شهرًا | 10+ سنة | ليست هناك حاجة |
| متوسطة (100-200 جزء في المليون) | 0.1–0.2 | 6-12 شهرًا | 3-5 سنوات | 8-10 سنوات |
| صلب (300-500 جزء في المليون) | 0.3–0.6 | 3-6 أشهر | 1-2 سنوات | 5-8 سنوات |
| Very hard (>500 جزء في المليون) | 0.8–1.5 | 2-3 أشهر | 6-12 شهرًا | 3-5 سنوات |
مثال ميداني
يحتوي مصنع لتجهيز الأغذية على خزان ماء ساخن سعة 2000 لتر (80 درجة، ماء عسر 400 جزء في المليون) مع سخانين PFA. يتم زيادة حجم السخانات كل 4 أشهر، مما يتطلب تصريف الخزان، والتنظيف بالأحماض (8 ساعات توقف)، والمخاطرة بتلف السخان بسبب إزالة الترسبات الكيميائية من المواد الكيميائية. قام المصنع بتعديل كلا السخانات باستخدام دروع مقسمة من مادة PTFE قابلة للإزالة (بسمك 1 مم). يستغرق استبدال الدرع ساعة واحدة كل 4 أشهر. انخفض وقت التوقف عن العمل من 8 ساعات إلى ساعة واحدة لكل دورة تنظيف. امتد عمر السخان من 3 سنوات (أصلية) إلى 8+ سنة (تم استبدال الدروع، السخانات لم تمس). تكلفة الدرع 100 لكل قطعة. التوفير السنوي: 100 لكل قطعة. التوفير السنوي: 5000 في وقت التوقف عن العمل، 500 من المواد الكيميائية لإزالة الترسبات، 500 من المواد الكيميائية لإزالة الترسبات، 1000 في تأجيل استبدال السخان.
القيود والتحذيرات
التخليص: يضيف الدرع المقسم 1-2 ملم إلى قطر السخان. تأكد من وجود مسافة كافية بين السخانات وجدران الخزان أو الحواجز أو السخانات الأخرى.
انخفاض درجة الحرارة: يضيف الدرع مقاومة حرارية (R=t/k). بالنسبة إلى 1 مم PTFE (k=0.25)، R=0.004 m²·K/W. عند 3 واط/سم²، ΔT_أضيفت=12 درجة . القلب المعدني أكثر سخونة بمقدار 12 درجة؛ خفض معدل الطاقة بنسبة 5-10% للتعويض.
فشل لاصق: إذا فشل السيليكون، فقد ينزلق الدرع لأسفل. استخدم توقفًا ميكانيكيًا إيجابيًا (الياقة في الأسفل).
ليس للتدفق عالي السرعة-.: >يمكن لتدفق 2 م / ث أن يقشر الدرع. استخدم أشرطة المشبك كل 200 مم.
الاستنتاج: تعمل التعديلات التحديثية للدرع المقسم على إطالة عمر السخان دون تصريف الخزان
يمكن تحديث سخان PFA باستخدام درع ميزان أنبوبي منقسم -قابل للإزالة (PTFE أو PFA) دون تصريف الخزان. يتم تثبيت الغلافين النصفيين- حول المدفأة، ومختومين بمادة السيليكون ذات درجة الحرارة العالية-. يجمع الدرع الترسبات الكلسية، ويتم استبداله كل 3 إلى 12 شهرًا (حسب عسر الماء). يعمل هذا على إطالة عمر السخان بمقدار 2-3 مرات ويقلل وقت توقف التنظيف من ساعات إلى ساعة واحدة لكل عملية استبدال. يعتبر الدرع المقسم مثاليًا لخدمة المياه الصلبة، أو قياس الحمامات الكيميائية، أو أي تطبيق حيث يقتل المقياس السخانات. الدرع رخيص. يعد وقت التوقف المحفوظ ذا قيمة. قم بتثبيته واستبداله وحماية السخان. يظل الخزان ممتلئًا. يبقى المدفأة نظيفة. لقد حقق المقياس مطابقته.
