Äärikküttetorude kuivpõlemise rikke mehhanism suurtes{0}}veepaagiseadmetes
Äärikküttetorud on enim kasutatavad küttekomponendid suurtes tööstuslikes veepaakides, õlimahutites ja tsentraliseeritud küttesüsteemides ning nende kuivpõlemise rikkemehhanism ja riskikohad on täiesti erinevad tavalistest sukelküttetorudest. Suure küttevõimsuse, pika torukorpuse ja kihilise paigaldusstruktuuri tõttu on äärikuküttekehadel pigem kohalik kuivpõlemine kui üldine kuivpõlemine, mis tekitab ebatüüpilisi kohalikke ülekuumenemiskahjustusi. Kohalik kuivpõlemine põhjustab toru korpuse asümmeetrilist vananemist, isolatsiooni lokaalset karboniseerumist ja kesta osalist perforatsiooni, mis vähendab oluliselt äärikuküttetorude üldist kasutusiga. Sobiv termopaari tsoneerimise temperatuuri jälgimise skeem võib tõhusalt lahendada suurte äärikuküttetorude tuvastamata kohaliku kuivpõlemise probleemi.
Äärikuküttetorude konstruktsiooniomadused määravad nende ainulaadse kuivpõlemisohu. Äärikküttetorud koosnevad mitmest U-kujulisest kuumutustorust, mis on paigutatud massiividesse, millel on suur koguvõimsus ja pikk kuumutuspikendus. Seadmete projekteerimise ja paigaldamise ajal on toru alumine osa täielikult keskkonda sukeldatud, samas kui toru ülemine osa on vedeliku taseme piiri lähedal. Kui vedeliku tase veidi langeb või keskkonna tsirkulatsioon on ebaühtlane, puutub ülemine torumassiv kõigepealt õhuga kokku, moodustades kohaliku kuivpõlemise, samal ajal kui toru alumine korpus on endiselt normaalses kuumutusasendis. See asümmeetriline kuumutusseisund muudab toru korpuse kohaliku temperatuuri rohkem kui 400 kraadi võrra, tekitades tohutu termilise pinge erinevuse.
Kohalik kuivpõlemine põhjustab äärikuküttetorude astmelisi kahjustusi. Katmata toruosa tekitab ülikõrge temperatuuriga kuivpõlemiskahjustusi, mille tulemuseks on isolatsiooni karboniseerimine, kesta oksüdatsioon ja punase kuumuse deformatsioon; sukeldatud toruosa töötab normaalselt stabiilse temperatuuriga. Pikaajaline asümmeetriline töö põhjustab toru korpuse tõsiseid moonutusi ja paindumist termilise pinge all, sisemise isolatsioonistruktuuri ekstrusioonikahjustusi paindepiiril ja kontsentreeritud elektrilekke rikkeid vedeliku taseme piiril. Enamik ääriku küttetoru tõrkeid ilmnevad vedeliku taseme joonel, mis on tüüpiline kohaliku kuiva põlemiskahjustuse tunnus.
Suure paagi keskmise kihistumise ja voolu surnud tsoonid suurendavad kohalikku kuiva põlemise ohtu. Suurtes staatilistes veepaakides ja õlimahutites on keskkonnal halb voolavus ja temperatuuri kihistumise nähtus. Kuumutustoru lähedal olevat lokaalset keskkonda kuumutatakse ja aurustatakse, et moodustada mööduvaid auruvahesid, mille tulemuseks on toru korpuse vahelduv lokaalne kuivpõlemine. See auru{3}}indutseeritud kuivpõlemine on äärmiselt varjatud ja süsteemi vedelikutaseme näit on normaalne, mistõttu on tavapärase vedelikutaseme tuvastamise abil võimatu tuvastada varjatud ohte.
Traditsioonilisel ühe kaitse konfiguratsioonil on ääriku küttekeha kaitses ilmsed vead. Üks vedelikutaseme lüliti suudab jälgida ainult üldist vedelikutaset ja ei suuda tuvastada kohalikku toru kokkupuudet; üks termopaar suudab tuvastada ainult keskmise temperatuuri ega suuda tabada ülemise torumassiivi kohalikku kuiva põlemistemperatuuri tõusu, mille tulemuseks on pikaajaline kaitsmata kohalik ülekuumenemine.
Tsooniline kaitse ja optimeeritud disain lahendavad ääriku toru lokaalse kuivpõlemise põhimõtteliselt. Võtta kasutusele vedelikutaseme mitmepunktiline jälgimine, et määrata küttetoru massiivi vedelikutaseme piirile varajase hoiatuslävi; seadistada tsoneeritud termopaari temperatuuriandurid ülemises kergesti{2}}kuiv-põlemise osas, et teostada sõltumatut temperatuuri jälgimist ja üle{4}}temperatuuri väljalülitamist-; optimeerige keskmise tsirkulatsiooniga segamisseadet, et kõrvaldada voolu surnud tsoonid ja auruvahe varjatud ohud. Mõistlik konstruktsiooni optimeerimine ja mitme-punkti kaitse konfiguratsioon kõrvaldavad täielikult suurte äärikküttetorude kohalikud kuivapõlemisvead ja parandavad tööstuslike paakide küttesüsteemide üldist stabiilsust.
