板交換における各種故障の発生原因と対処法

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プレート式熱交換器の正常な運転を確保し、プレートやゴムパッキンといった重要部品の使用寿命を延ばすためには、プレート式熱交換器で発生する故障やその原因、および対処法を理解しておくことが特に重要です。 1 外漏 　1.1 発生原因　　①クランプのサイズが適切でなく、各部のサイズにばらつきがある（各部のサイズの偏差は3 mmを超えてはならない）か、またはクランプボルトが緩んでいる。② 一部のガスケットがシール溝から外れている、ガスケットの主要なシール面に汚れがある、ガスケットが損傷しているまたはガスケットが劣化している。③ 板片が変形し、組み立てのずれによってランニングマットが生じる。④板片のシール溝部分または二重シール領域にひび割れがある。例：北京、青海省、新疆ウイグル自治区などの複数のボイラー施設では、一次側の熱源として飽和蒸気が使用されている。蒸気の温度が高いため、装置の運転初期にシステムが不安定な状態にあると、ゴム製のシールパッドが高温で機能を失い、蒸気が漏れ出すことがある。 　1.2 処理方法　　　① 非加圧状態で、製造元が指定するクランプ寸法に従って装置を再クランプする。寸法は均一でなければならず、クランプ時の寸法偏差は±0.2N(mm)を超えてはならない。（N。（板片の総数に対して）、2つの圧縮板間の平行度は2mm以内に保つべきである。 ② 漏れている部分に印をつけ、その後エンジンコイルを分解して一つずつ問題を調査し、ガスケットやプレートを再組み立てるか交換します。 ③ 熱交換器を分解し、板の変形した部分を修理するか、板を交換します。部品の板がない場合は、変形した部分の板を一時的に取り外してから、再び組み立てて使用できます。 ④ 分解した板を再組み立てる際は、板の表面を清掃し、ガスケットのシール面に汚れが付着するのを防ぐ必要があります。 2串液 2.1 発生原因　　① 板材の選定ミスにより、板が腐食してひび割れや穴ができること。②運転条件が設計要件を満たしていない。③ 板片の冷間打ち抜き成形後の残留応力と、組み立て時のクランプ寸法が小さすぎることによる応力腐食。④板片漏れ溝部からわずかな漏れがあり、それにより媒体中の有害物質（例：Cl）が濃縮し板片を腐食させ、液の混在を引き起こしている。事例：あるアルミニウム製品会社の硫酸処理システムにある、板材が254 SMo製のBR03型板式熱交換器は、運転開始から5ヶ月後に冷却水側の炭素鋼製接続部が腐食して漏れ、酸液が冷却水側に漏出した。点検の結果、板片酸液の入口部と誘導領域に深刻な腐食および亀裂が見られました。現場分析の結果、システムの運転温度、流量、濃度などのプロセスパラメータがすべて設計条件を超えており、使用温度は材料の適用範囲をはるかに超えていた。一次側の熱源として飽和蒸気を使用するプレート式熱交換器は、運転中にプレートが腐食しやすく、その結果製品の混入が起こります。これは、蒸気の温度が高いため、装置が稼働中にゴム製のシールパッドが高温で機能を失いやすくなり、蒸気が漏れ出して第二のシール領域で急速に凝縮するためです。漏れが続くにつれて、凝縮した残留液がどんどん蓄積され、局所的にClの質量濃度が高くなる領域が形成され、これにより板の表面にある不動態層が破壊される腐食条件が生じる。同時に、この領域の板金が冷間圧延されることで生じる内部応力が大きいため、表面の不動態層が破壊されると、その内部応力によって応力腐食が発生する。 　2.2処理方法　①亀裂や穴がある板を交換し、現場で透過光法によって板の亀裂を探す。 ②運転パラメータを調整し、設計条件に合わせる。 ③熱交換器の修理・組み立て時のクランプサイズは規定に適合していなければならず、小さい方が良いというわけではありません。 ④ 板材材料の合理的なマッチング。 3圧力降が過大 　3.1発生原因　　①運用中のシステム配管が適切に洗浄されておらず、特に新しく設置されたシステム配管内の多くの汚れ（溶接スラグなど）がプレート式熱交換器の内部に入り込む。プレート式熱交換器の流路断面積が狭いため、内部の沈着物や懸濁物が角部や導流域に蓄積し、そこでの流路面積が大幅に縮小する。その結果、圧力損失が主にこの部分で生じる。 ② プレート式熱交換器を初めて選定する際に面積が小さすぎると、プレート間の流速が過度に高くなり、圧損が大きくなってしまいます。 ③ 板式熱交換器を一定期間運転すると、板の表面にスケールが付着することで圧損が過大になる。事例：2000年、当社は新疆のユーザー向けに、水－水熱交換を行う集中暖房システム用のBR10型プレート式熱交換器を供給しました。ここでの給水設計温度は130度でした。C。熱交換器の設計選定時、熱伝達係数は高く、5500 W/(m²·K)に近いが、実際には3500 W/(m²·K)であるべきである。同時に、設計单位がポンプ選定の際に流量余裕を過大に設定したため、熱交換器の二次側媒体の板間流速が1 m/sを超え、実際の運転時の圧力損失は0.2～0.3 MPaとなり、二次網の水力バランスが著しく崩れてしまった。 　3.2処理方法　　①熱交換器の流路内にある汚れやフィンのスケールを除去する。新しく運用を開始したシステムの場合は、状況に応じて週1回洗浄する。板金の表面に付着したスケールの除去（主にCaCO₃を指す）。その際、洗浄液として0.3％のアミノスルホン酸溶液、または0.3％のウロトピン、0.2％のアニリン、0.1％のカリウムシアン酸を含む0.8％の酸溶液を使用し、洗浄温度は40～60℃とする。装置を分解せずに化学浸漬洗浄を行う場合は、熱交換器の冷却媒体の入口および出口を開けるか、装置を設置する際に媒体の入口・出口の接続管にDN25の洗浄口を取り付け、調製した洗浄液を装置内に注入します。浸漬した後は清水で残留した酸液をきれいに洗い流し、pHを7以上にします。分解して洗浄する際は、板を洗浄液に30分間浸し、その後柔らかいブラシでスケールを軽くこすり、最後に清水できれいに洗い流します。洗浄時は、板とゴムパッドが損傷しないように注意する必要があります。機械的逆洗を行わない場合は、事前に媒体の入口・出口配管に接続口を設け、装置を洗浄用車両に接続し、媒体の流れとは逆方向に洗浄液を装置内に注入する。循環洗浄時間は10～15分で、媒体の流速は0.05～0.15 m/sに制御する。最後に清水で数回循環させ、清水中のClの質量濃度を25 mg/L未満に抑えます。 ② 二次循環水は、できれば軟化処理を施した軟水を使用するのが望ましい。一般的に、水中の懸濁物質の質量濃度は5 mg/L未満、不純物の直径は3 mm未満、pHは7以上であることが求められる。水温が95℃以下の場合、Ca、Mgの濃度は2 mmol/L以下でなければならない；水温が95℃を超える場合、CaおよびMgの濃度は0.3 mmol/L以下でなければならず、溶存酸素の質量濃度は0.1 mg/L以下でなければならない。 ③集中給熱システムでは、一度に二次側に水を補充する方法が用いられる。 4 加熱温度が要求を満たせない　4.1 発生原因　　① 一次側の媒体流量が不足しているため、熱側の温度差が大きくなり、圧力損失が小さくなる。 ② 冷却側の温度が低く、また冷却端と加熱端の温度も低い。 ③ 並列運転する複数のプレート式熱交換器における流量分配が不均一。 ④熱交換器の内部に深刻なスケールが発生している。 　4.2処理方法　　　① 加熱源の流量を増やすか、加熱源媒体の配管直径を大きくする。 　　 ② バランスよく並列運転される複数のプレート式熱交換器の流量。 ③プレート式熱交換器を分解し、プレート表面のスケールを洗浄する。