凝析油去除

热交换器的初级侧将被称为“蒸汽空间”，并且蒸汽捕获装置将被称为“陷阱”。“陷阱”可以是“蒸汽陷阱”，“泵陷阱”或“蒸汽陷阱和泵”组合。
在这些装置上，控制传感器监测次级电路中的输出加热流体的温度。无论热负荷的变化如何，控制阀的延伸使由控制器测定的温度。阀门通过打开或关闭以改变蒸汽的流量来实现这一点，从而改变蒸汽空间压力。
来自蒸汽疏水阀的排出可以受到冷凝物管线的升力和/或压力，或者可能落到开口端，其中它仅受到大气压。该块将指的是“背压”的冷凝水压。
热交换设备几乎可以是任何满足上述标准的设备。例子包括:

• 壳管式热交换器。
• 板式热交换器。
• 空气加热卷材或导管中的电池。
• 工艺设备、储罐、大缸等中的管道或盘管。

为简洁起见，此块将所有此类设备称为“热交换器”或“加热器”，而由热交换器加热的流体通道将称为通过热交换器的“二次”侧。
蒸汽热交换器的性能经常由于冷凝水浸没蒸汽空间和积水而降低。造成内涝的两个主要原因是:

• 安装错误类型的疏水阀。
• 摊位。

重要的提示

一些系统旨在通过积极促进热交换器的蒸汽空间的局部溢流来实现对温度的控制。在这些情况下，控制阀在冷凝物出口处的调节作用在蒸汽空间中的冷凝水中变化。这改变了暴露于蒸汽的加热表面的区域，并且效果是改变传热速率，以控制次级出口温度。
对于这种类型的系统，重要的是热交换器的设计和制造要特别能够承受溢流的影响。如果不这样做，热交换器中冷凝物的存在将对运行性能产生不利影响，并将减少使用寿命。
如果系统正确设计，这种控制方法可能具有某些好处。一个是在排出之前在热交换器中的冷凝物亚冷却。这可以大大减少冷凝水管道中的闪蒸量，这可以改善冷凝物系统的性能并降低热量损失。
主要操作缺点是这种类型的系统慢慢响应热负荷的变化。

摊位是什么意思?

失速是换热器冷凝水流动的减少或停止，当换热器内的压力等于或小于施加在疏水阀上的总反压时发生。
下列任何一种情况都可能导致热交换器的压力低于预期:
•由于热负荷下降，二次流体入口温度上升。
•由于热负荷下降，二次流体流量下降。
•次级流体出口温度由于设定点的降低而下降。
随着控制阀降低蒸汽压力以满足较下降的热负荷，蒸汽疏水阀上的差压缺乏导致冷凝物涝蒸汽空间，如图13.1.1所示。

由于应用的安全因素和热交换器的销售在预先确定的尺寸，他们通常有更多的加热面积比需要。这将使换热器的传热能力超过所要求的能力。这也意味着运行的蒸汽压力将低于一个相当大小的热交换器相同的职责。其结果是，用于排出凝结水的蒸汽压力低于预期。换热器内的蒸汽压力很重要，因为它影响失速条件，而失速条件又影响疏水阀的选择。
在任何陷阱选择和尺寸可能发生之前，有必要确定是否会出现档位，如果它确实在多大程度上。如果不是这样做，换热器可能会遭受其一些或全部使用寿命的涝渍。这是，当发生时，观察者或操作员可能不会立即识别，因为在超大的热交换器中可能不会降低操作性能。然而，除非换热器旨在以这种方式操作，否则涝渍可能具有严重的财务后果，短期和长期。

短期问题

如图13.1.1所示，考虑将一个超大的加热器电池作为霜管，并安装了错误类型(或尺寸)的疏水阀。
在该示例中，霜线圈在将冷却的空气通向主加热器电池之前预热。虽然霜线圈是满足其热预期（因为它为责任过大而超大），但它将与其线圈的下半部分浇水。进入的冷空气接近0°C（通常在3米/秒流动）通过线圈，可以容易地使其在其中冻结。这导致必须修理或更换加热器电池，致以造成不便或意外的支出。
如果应用程序设计正确，就不会出现水浸和结冰现象。

长期的问题

如果加热器过大，过小的疏水阀有时不会立即对加热器性能产生不利影响。
具有讽刺意味的是，安装在热交换器上的错误类型的疏水阀往往会夸大冷凝水系统其他地方的表面改善。例如，安装在任何热交换器上的恒温孔或固定孔将阻止冷凝水，使其过冷低于蒸汽饱和温度。这将有减少从任何自然出口(如凝结水接收器通风口)的闪蒸的效果。漫不经心的观察者会认为这是一种节约能源的方式，并很容易受到诱惑去安装这些设备。不幸的是，情况并不像看上去那么简单。事实是，在冷凝物过冷之前不让它凝结意味着一定程度的内涝。冷凝水持续浸没蒸汽空间会引起腐蚀，造成昂贵的后果。换热器的使用寿命降低，安装的总寿命成本会增加。
浸水的热交换器所受的影响取决于特定安装的环境。
档位的症状和效果在该模块后面逐项逐项列出。

摊位如何发生？

为了理解“失速”，有必要认识到饱和蒸汽是一种冷凝蒸汽，它在冷凝成水时放弃了热量。当蒸汽空间的压力保持不变时，冷凝总是在温度不变的情况下发生。
例如，饱和蒸汽在大气压下的温度为100℃，在100℃时也会冷凝回水，而在表压为1bar时，饱和蒸汽的温度为120℃，在120℃时又会冷凝回水。蒸汽也可以存在于低于大气压力的热交换器中，即蒸汽在低于大气压力0.5 bar时的温度约为82°C，在82°C时也会凝结成水。饱和蒸汽的压力和温度关系是完全可以预测的，并记录在蒸汽表中。
基本的换热理论表明，蒸汽温度高于被加热的二次流体的温度越高，潜在的换热速率就越大。为了改变冷凝蒸汽的热量传递，蒸汽空间中蒸汽的温度(以及由此产生的压力)是变化的。
例如，如果热交换器在最大负载下在160℃下使用蒸汽，并且负载减小50％，则需要较低温度的蒸汽。为此，必须降低蒸汽压力，并且在许多情况下，变得小于背压。

例子:

以全负荷运行的热交换器使用1巴G（120℃）的饱和蒸汽从40℃加热到60℃。因此，当水温升高20°C时，发生满载，平均水温是：

蒸汽温度和平均水温之间的差异称为算术平均温度差或AMTD，传热速率与此成比例。该示例中的全负载AMTD为120°C - 50°C = 70°C。
考虑流程负载的情况²/_3.负载。
满载时，水温上升20℃。
如果负荷落到²/_3.满载时，出水温度保持在60°C，这意味着温升必须为²/_3.20°C
因此:
在²/_3.负载，温度升高=²/_3.20°C = 13.3°C和入口温度= 60°C - 13.3°C = 46.7°C
因此²/_3.负荷时，回水温度已上升至46.7℃，此时平均水温为:

在²/_3.负载，所需的热传递将是²/_3.和AMTD一样²/_3.在满载的情况下，即

由此可知，蒸汽温度为²/_3.负载必须是平均水温²/_3.加载加上AMTD²/_3.负载，即

由于饱和蒸汽在大气压下的温度是100℃，这意味着蒸汽空间的压力现在是大气压。因此，在蒸汽空间中没有蒸汽压力可用来推动冷凝水通过疏水阀。即使凝结水管线落在开放式疏水阀上，凝结水也可能不会从换热器中排出。除非采取适当的预防措施，否则凝结水将“堵塞”排水管道，使热交换器积水。
如果凝结水回流到换热器中，可用于凝结水的表面积就会减少，热流下降，流出的热水温度开始下降。当温度传感器检测到这一点时，控制器再稍微打开控制阀，蒸汽的流入增加。这提高了蒸汽空间的压力高于大气(在这种情况下)，很快变得足够高，推动冷凝水通过疏水阀。冷凝液水平下降，但现在蒸汽空间的压力高于将水加热到60°C所需的大气压力。水温随之上升。当传感器检测到这一点时，控制器关闭控制阀。蒸汽空间的压力下降到大气中，洪水又开始了。
其结果是水温在60°C以上和以下的持续循环。如果第二介质不是水，在许多情况下，这可能影响它的质量。

失速的症状和影响是什么?

以下症状中的一种或多种可能是显而易见的：

总之：

1. 冷疏水阀或冷疏水阀。
2. 狩猎控制阀。
3. 波动出口温度。
4. 分层加热温度。
5. Waterhammer。
6. 减少热输出。
7. 降低产品质量。
8. 腐蚀的热交换器。
9. 泄漏热交换器。
10. 换热器失败。

详细地：

• 蒸汽疏水阀变冷，或者明显低于热交换器的蒸汽管道入口的温度。
• 控制阀容易出现“蛇行”现象，即在开启和关闭位置之间定期循环。
• 从热交换器流动的二次流体的温度比预期或所需的更易于精确。
• 在热交换器的输出端有温度分层。这将在加热器电池和单元加热器上更加明显。

例如，在图13.1.1所示的空气加热器电池上几乎可以检测到。该设计使得热交换器表面的面通常通过管道侧的接入面板或门来接近。如果发生档位，最接近蒸汽入口的电池顶部将非常热，而较低，它将冷却甚至冷，陷阱将冷却或冷。流过电池顶部的空气的温度将明显高于流过底部的温度。

• 热交换器连续或间歇地使噼啪作用，撞击或捶击噪声。有时这些噪声与严重的游泳器有关，可能会对热交换器和适合于其的任何设备造成物理损坏。冷凝进入涝缩剂的热蒸汽导致水麦混蛋并产生的噪声，特别是当涝水平随负载的变化而变化时。
• 在流程应用程序中，上述一个或多个症状的结果可能是产品质量差或不可靠。
• 增加了腐蚀。浸水的冷凝水冷却到远低于蒸汽空间入口的蒸汽温度。二氧化碳和氧气更容易溶解在较冷的水中。
• 二氧化碳是锅炉水处理不正确的常见副产物，并用蒸汽传送到热交换器中。当它溶于水时，它形成碳酸，这导致腐蚀。

氧气存在于原水中，如果没有完全被水处理过程中除去，它也会随着蒸汽进行。它在水中的存在，尤其是凉爽的水，易于溶解，也加剧了腐蚀。

当两种气体存在时，腐蚀速率大大加速。
腐蚀的程度取决于热交换器的材料。铜、碳钢和不锈钢会受到不同的影响。

机械应力。

蒸汽空间顶部的热蒸汽将导致热交换器在那里膨胀，而蒸汽空间底部的冷水具有相反的效果。这种不均匀的膨胀/收缩可能导致热交换器结构的机械应力，特别是在“板”和“壳牌和管”热交换器和空气加热器电池中的焊接，钎焊，焊接或膨胀的关节和空气加热器电池。最常见的结果是蒸汽泄漏到前者的周围环境，或者进入后者的二级气流。如果涝渍水平不断变化，则压力趋于差，特别是如果它很快变化。由于负荷变化，涝渍水平会随着负载而变化，因此;控制阀和蒸汽疏水阀将难以实现稳定的控制。
应该说，设计合理的板式热交换器带有为蒸汽设计的垫圈接头，对这种应力具有很强的弹性。

失速的最终效果是增加了换热器和相关设备的维护和更短的使用寿命。这增加了整体运行成本。

是否所有的热交换器都存在失速现象?

不可以。该条件可能使得蒸汽疏水阀上游总是存在足够的正压，以清除冷凝物，因此不能发生倒置。
一般来说，超过100°C的二次温度越高，运行负荷越稳定(特别是接近热交换器的最大输出)，发生失速的可能性越小。然而，每个应用程序都是独特的，需要单独考虑。确定安装动态的唯一方法是在图表上绘制应用程序温度或执行数学计算。这在模块13.2“从热交换器中移除冷凝物”中有解释。
一些应用似乎可以用部分涝渍来运作，并显示出水母麦克马特的影响很小。这些往往是稳定的负载应用，或者负载仅略微且非常缓慢地变化，和/或采用非常坚固的热交换设备的应用。
一个这样的例子将是罐内的大孔腐蚀加热线圈，该罐内被正确地布置成具有朝向捕获点的正落下。
即使在这种类型的应用中，如果设计或校正安装以消除摊位，则实际上保证了改进的操作，提高的可靠性和降低的寿命。