Strategia przerywanego spalania na sucho wywołanego parowaniem pary i zapobiegania nim w przypadku podgrzewaczy cieczy
Większość usterek spalania na sucho w rurach grzewczych cieczy nie jest spowodowana niedoborem wody i spadkiem poziomu cieczy, ale lokalnym odparowaniem pary medium, tworząc sporadyczne, ukryte błędy spalania na sucho. Kiedy lokalna temperatura powierzchni rury grzewczej przekracza temperaturę wrzenia medium, płynne medium szybko odparowuje, tworząc warstwę izolującą parę wodną pomiędzy ścianką rury a cieczą. Warstwa pary ma wyjątkowo niską przewodność cieplną, co blokuje rozpraszanie ciepła i tworzy natychmiastowy stan suchego spalania. Po skropleniu i opadnięciu pary ciecz ponownie styka się ze ścianką rury, aby przywrócić normalne ogrzewanie. To cykliczne spalanie na sucho przez odparowanie powtarza się w procesie operacyjnym, powodując naprzemienne uszkodzenia rury grzewczej na skutek uderzenia zimnem i gorącem. Monitorowanie temperatury za pomocą termopary o wysokiej-częstotliwości może wychwycić charakterystykę okresowych wahań temperatury podczas spalania na sucho w wyniku odparowania i zapewnić wczesne ostrzeganie.
Zasada powstawania suchego spalania z odparowaniem pary różni się od tradycyjnego spalania na sucho z niedoborem wody. Tradycyjne spalanie na sucho polega na całkowitym oddzieleniu korpusu rury od medium, podczas gdy spalanie na sucho przez odparowanie nadal zawiera płynne medium w urządzeniu, a poziom cieczy w systemie jest normalny. Głównym czynnikiem powodującym jest nadmierna lokalna temperatura powierzchni rury grzejnej, która przekracza granicę wrzenia czynnika, co powoduje natychmiastowe odparowanie i izolację pary. Ten rodzaj suchego spalania wynika raczej z niedopasowania parametrów warunków pracy niż z awarii mechanicznej sprzętu, dlatego trudno jest go wyeliminować za pomocą konwencjonalnej blokady poziomu cieczy.
Spalanie na sucho w wyniku parowania powoduje naprzemienne szoki termiczne, uszkodzenia materiałów rur grzewczych. Każdy proces parowania powoduje gwałtowny wzrost temperatury ścianki rury do 600–800 stopni, a każdy proces kondensacji powoduje szybki spadek temperatury do temperatury medium. Częste naprzemienne cykle zimne i gorące powodują silne naprężenia zmęczenia cieplnego metalowej powłoki i wewnętrznej struktury izolacyjnej. Proszek izolacyjny z tlenku magnezu wielokrotnie rozszerza się i kurczy pod wpływem temperatury, powodując rozluźnienie strukturalne i powstawanie szczelin; na ściance metalowej rury powstają mikro-pęknięcia zmęczenia cieplnego, które stopniowo rozszerzają się, tworząc kanały korozji i wycieków.
Wysoka gęstość mocy i niski przepływ medium są głównymi czynnikami powodującymi suche spalanie w wyniku odparowania. Zbyt duże obciążenie powierzchniowe rury grzejnej powoduje nadmierne wydzielanie ciepła na jednostkę powierzchni, które nie może zostać w czasie odprowadzone przez przepływające medium, co powoduje miejscowe wrzenie i odparowanie. W systemach ogrzewania statycznego i systemach grzewczych z cyrkulacją o niskim{{2}przepływie prędkość aktualizacji medium jest powolna, a medium o wysokiej-temperaturze w pobliżu ścianki rury nie można zastąpić, co powoduje ciągłe wrzenie i cykliczne spalanie na sucho przez odparowanie. Urządzenia do ogrzewania olejem termicznym są bardziej podatne na tę usterkę ze względu na wysoką temperaturę wrzenia i wysoką lepkość.
Długotrwałe-suche spalanie w wyniku odparowania prowadzi do typowych uszkodzeń związanych ze starzeniem się rur grzewczych. Powtarzające się uderzenie pary powoduje ciągłe zwęglenie lokalnej izolacji, co powoduje upływ prądu-w stałym punkcie powłoki; pęknięcia zmęczenia cieplnego powodują średnią penetrację i korozję wewnętrzną; okresowe wahania temperatury zmniejszają efektywność grzania i powodują niestabilność temperatury medium. Na koniec rura grzejna jest całkowicie złomowana z powodu lokalnej perforacji i uszkodzenia izolacji.
Optymalizacja parametrów i poprawa przepływu eliminują ukryte zagrożenia związane z parowaniem na sucho. Odpowiednio zmniejsz lokalne obciążenie powierzchniowe rury grzewczej, aby uniknąć przegrzania wrzenia; zwiększyć prędkość przepływu medium krążącego, aby przyspieszyć-wymianę medium o wysokiej temperaturze; zoptymalizuj logikę uruchamiania ogrzewania, aby zastosować ogrzewanie ze stopniowaną mocą i uniknąć chwilowego wrzenia przy dużej-mocy. Współpracując z okresowym monitorowaniem wahań temperatury za pomocą termopary i-zabezpieczeniem przed przegrzaniem, całkowicie rozwiązuje sporadyczne błędy spalania na sucho spowodowane parowaniem medium i poprawia stabilność urządzeń grzewczych do cieczy.
