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板式熱交換器のよくある故障と対処法

2016-06-04View Original

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外部漏れの発生原因 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(各部のサイズ偏差は3mm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 一部のシールパッドがシール溝から外れており、シールパッドの主要なシール面に汚れがあり、シールパッドが損傷しているか、板式熱交換器のシールガスケットが劣化している。③ 板片が変形し、組み立てのずれがランニングマットを引き起こす。④プレートのシール溝部分または二重シール領域に亀裂があります。例:北京、青海省、新疆ウイグル自治区などの複数の熱供給施設では、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。 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びクランプする。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。(板枚数合計)、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、その後エンジンの熱交換器を分解して一つずつ点検し問題を解決し、ガスケットやプレートを再組み立てるか交換する。③ 熱交換器を分解し、板の変形している部分を修理するか、板を交換します。板金部品がない場合は、変形した部分の板金を一時的に取り外してから、再組み立てて使用することができます。④ 分解した板を再組み立てる際は、板の表面を清掃し、パッキンのシール面に汚れが付着するのを防ぐ必要があります。 シリングが発生する原因 ① 板材の選定ミスにより、板が腐食してひび割れや穿孔が生じる。②操作条件が設計要件を満たしていません。③ 板材の冷間プレス成形後の残留応力と、組立時のクランプ寸法が小さすぎることが応力腐食を引き起こす。④板の漏れ部にわずかな漏れがあり、媒体中の有害物質(例えばC1)が濃縮されて板を腐食させ、液の混入が生じている。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重度の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、濃度といった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ることがわかった。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、装置の運転中にゴム製のシールパッドが高温で機能を失いやすく、その結果蒸気が漏れ出し、2重のシール部分で急速に凝縮するからです。外部への漏れが続くにつれて、凝縮した残留液がますます蓄積し、局所的にClの質量濃度が高くなる領域が形成され、これが板の表面にある不動態層を破壊する腐食条件となる。同時に、この領域の板材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。 処理方法 ① 亀裂や穿孔がある板を交換し、現場で透光法により板の亀裂を探す。②運転パラメータを調整し、設計条件を満たすようにする。 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プレート式熱交換器のプレート材質は適切にマッチしている。 圧力損失が過大になる原因 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んでいる。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の穴や流路案内領域に蓄積し、その部分の流路面積が大幅に縮小する。これにより、圧力損失が主にこの部位で生じる。 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力損失が過大になる。 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提供しました。ここでの給水設計温度は130℃でした。熱交換器の設計選定時、熱伝達係数が高く、5,500 W/(m²·K)に近い値となっているが、実際には3,500 W/(m²·K)であるべきである。同時に、設計業者はポンプの選定時に流量の余裕を過度に大きく取りすぎたため、熱交換器の二次側における媒体板間の流速が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、二次側の水力バランスが深刻に崩れてしまった。 処理方法 ① 熱交換器の流路内の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。プレート表面のスケール(主にCaCO3)を洗浄する際は、0.3%のアミノスルホン酸溶液、または0.3%の**、0.2%のアニリン、0.1%の硫黄酸カリウムを含む0.8%の酸溶液を洗浄液として使用し、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の洗浄用接続口を取り付け、準備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く、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およびMgの濃度は2 mmol/Lを超えてはならない;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集中暖房システムでは、一度に二次側に水を補給する方法が採用できる。 温度不足の発生原因 ① 一次側の媒体流量が不足し、熱側の温度差が大きくなり、圧力降下が小さくなる。 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 並列運転される複数のプレート式熱交換器の流量配分が均一でない。 ④熱交換器の内部に深刻なスケールが発生している。 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板式熱交換器を分解し、板の表面に付着したスケールを洗浄する。

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