Stratégie de combustion à sec intermittente induite par la vaporisation de vapeur et stratégie de prévention pour les réchauffeurs de liquide
La plupart des défauts de combustion à sec des tubes de chauffage de liquide ne sont pas causés par un manque d'eau ou une baisse du niveau de liquide, mais par une vaporisation locale de vapeur moyenne, formant des défauts de combustion à sec cachés et intermittents. Lorsque la température locale de la surface du tube chauffant dépasse le point d'ébullition du milieu, le milieu liquide se vaporise rapidement pour former une couche d'isolation de vapeur entre la paroi du tube et le liquide. La couche de vapeur a une conductivité thermique extrêmement faible, ce qui bloque la dissipation thermique et forme un état de combustion sec instantané. Une fois la vapeur condensée et effondrée, le liquide entre à nouveau en contact avec la paroi du tube pour rétablir un chauffage normal. Cette combustion à sec par vaporisation cyclique est répétée au cours du processus de fonctionnement, provoquant des dommages alternés par impact froid et chaud sur le tube chauffant. La surveillance de la température à haute fréquence-des thermocouples peut capturer les caractéristiques périodiques de fluctuation de température de la combustion à sec par vaporisation et réaliser une prévention d'alerte précoce.
Le principe de formation de la combustion à sec par vaporisation de vapeur est différent de la combustion à sec traditionnelle par manque d'eau. La combustion à sec traditionnelle est une séparation complète du corps du tube du milieu, tandis que la combustion à sec par vaporisation contient toujours un milieu liquide dans l'équipement et le niveau de liquide du système est normal. L'incitation au cœur est une température de surface locale excessive du tube chauffant, qui dépasse la limite d'ébullition du milieu, entraînant une vaporisation instantanée et une isolation de la vapeur. Ce type de combustion à sec appartient à une inadéquation des paramètres des conditions de travail plutôt qu'à une défaillance mécanique de l'équipement, il est donc difficile à éliminer grâce à la protection conventionnelle de verrouillage du niveau de liquide.
La combustion à sec par vaporisation produit des chocs thermiques alternés sur les matériaux des tubes chauffants. Chaque processus de vaporisation fait augmenter brusquement la température de la paroi du tube jusqu'à 600 degrés à 800 degrés, et chaque processus de condensation fait chuter rapidement la température jusqu'à la température moyenne. Des cycles froids et chauds alternés fréquemment produisent de fortes contraintes de fatigue thermique sur la coque métallique et la structure d'isolation interne. La poudre d'isolation en oxyde de magnésium se dilate et se contracte de manière répétée avec la température, ce qui entraîne un relâchement structurel et une génération d'espaces ; la paroi du tube métallique produit des microfissures de fatigue thermique, qui se dilatent progressivement pour former des canaux de corrosion et de fuite.
Une densité de puissance élevée et un faible débit moyen sont les principales incitations à la combustion à sec par vaporisation. Une charge superficielle trop élevée du tube chauffant entraîne une génération excessive de chaleur par unité de surface, qui ne peut pas être dissipée dans le temps par le fluide en circulation, ce qui entraîne une ébullition et une vaporisation locales. Dans les systèmes de chauffage statique et de chauffage à circulation à faible-débit, la vitesse de mise à jour du fluide est lente et le fluide à haute température-près de la paroi du tube ne peut pas être remplacé, ce qui entraîne une ébullition continue et une combustion sèche par vaporisation cyclique. Les équipements de chauffage à l'huile thermique sont plus sujets à ce défaut en raison de leur point d'ébullition élevé et de leurs caractéristiques de viscosité élevée.
La combustion à sec par vaporisation à long terme entraîne une défaillance typique du vieillissement des tubes chauffants. L'impact répété de la vapeur provoque une carbonisation continue de l'isolation locale, entraînant une fuite électrique de la coque à point fixe ; les fissures de fatigue thermique provoquent une pénétration moyenne et une corrosion interne ; les fluctuations périodiques de la température réduisent l'efficacité du chauffage et provoquent une température du fluide instable. Finalement, le tube chauffant est complètement mis au rebut en raison d'une perforation locale et d'un défaut d'isolation.
L'optimisation des paramètres et l'amélioration du débit éliminent les dangers cachés de la combustion à sec par vaporisation. Réduisez de manière appropriée la charge de surface locale du tube chauffant pour éviter une surchauffe en ébullition ; augmenter la vitesse du flux de circulation du fluide pour accélérer le remplacement du fluide à haute -température ; optimisez la logique de démarrage du chauffage pour adopter un chauffage à puissance graduelle et éviter une ébullition instantanée à haute puissance-. Coopérant avec la surveillance périodique des fluctuations de température du thermocouple et la protection contre la surchauffe, il résout complètement les défauts intermittents de combustion à sec causés par la vaporisation du milieu et améliore la stabilité de l'équipement de chauffage de liquide.
