판형 열교환기의 다양한 고장 원인 및 대처 방법

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판형 열교환기의 정상적인 작동을 보장하고, 판재나 고무 패드와 같은 핵심 부품들의 수명을 연장하기 위해서는, 판형 열교환기에서 발생하는 고장들과 그 원인 및 처리 방법을 잘 이해하는 것이 매우 중요합니다. 1 외부 누출 　1.1 발생 원인 　　① 체결 크기가 적절하지 않거나, 각 부분의 크기가 균일하지 않음(각 부분의 크기 편차는 3mm를 초과해서는 안 됨), 혹은 체결 볼트가 느슨한 경우.② 일부 실링 패드가 실링 홈에서 빠져나왔으며, 실링 패드의 주요 밀봉면에 이물질이 있고, 실링 패드가 손상되었거나 가스켓이 노화되었습니다.③ 판재가 변형되고 조립이 어긋나면 러닝 매트가 발생합니다.④판재 밀봉 홈 부위나 2차 밀봉 영역에 균열이 있습니다.예시: 베이징, 칭하이, 신장 등지의 여러 열병합발전소에서는 1차 열원으로 증기를 사용하여 난방을 합니다. 증기의 온도가 높기 때문에, 장비가 처음 가동될 때 시스템이 안정적이지 않은 상태에서 고온으로 인해 고무 실링이 손상되어 증기가 유출될 수 있습니다. 　1.2 처리 방법　　　① 압력이 가해지지 않은 상태에서, 제조업체가 제공한 클램핑 크기에 따라 장비를 다시 클램핑해야 합니다. 크기는 균일해야 하며, 클램핑 시의 편차는 ±0.2N(mm)을 초과해서는 안 됩니다.판의 총수를 고려할 때, 두 압축판 사이의 평행도는 2mm 이내로 유지되어야 합니다. ② 외부 누출 부위에 표시를 하고, 그 다음 열교환기를 분해하여 하나씩 점검하여 문제를 해결한 뒤, 가스켓과 판을 다시 조립하거나 교체합니다. ③ 열교환기를 분해하여, 판의 변형된 부분을 수리하거나 판을 교체합니다.판재 부품이 없을 경우, 변형된 부분의 판재를 임시로 제거한 뒤 다시 조립하여 사용할 수 있습니다. ④ 분해된 판을 다시 조립할 때는 판 표면을 깨끗이 청소하여, 이물질이 가스켓의 밀봉면에 달라붙는 것을 방지해야 합니다. 2. 액체 누출 2.1 발생 원인 　　① 부적절한 판재 선택으로 인해 판에 부식이 생겨 균열이나 구멍이 발생함.②운전 조건이 설계 요구사항을 충족하지 않습니다.③ 판재의 냉간 프레스 성형 후에 남는 잔류응력과 조립 시의 체결 크기가 너무 작아서 응력 부식이 발생한다.④판재 누출 홈 부위에서 약간의 누수가 발생하여, 매체 내의 유해 물질(예: C1)이 집중되어 판재를 부식시키고, 그로 인해 액체가 새어 나오게 됩니다.예시: 모 알루미늄 산업 회사의 황산 처리 시스템에 있는, 재질이 254 SMo인 BR03형 판형 열교환기가 있었습니다. 이 열교환기는 5개월간 가동된 후 냉각수 측에 있는 탄소강으로 만들어진 연결 부품들이 부식되어 누수가 발생했으며, 그로 인해 산성 액체가 냉각수 측으로 유출되었습니다.점검 결과, 판재 산액 입구와 유도 구역에 심각한 부식 및 균열 현상이 발견되었습니다.현장 분석 결과, 시스템의 운전 온도, 유량, 농도와 같은 공정 파라미터들이 모두 설계 조건을 초과했으며, 사용 온도는 재료의 적용 범위를 훨씬 넘어섰습니다.포화수증기를 1차측 열원으로 사용하는 판형 열교환기는 운전 과정에서 판의 부식이 쉽게 발생하여 제품 간의 혼합이 일어날 수 있다.이는 증기 온도가 높아 장비가 가동되는 동안 고온으로 인해 고무 실링이 손상되기 쉬워, 증기가 유출되고 2차 밀봉 구역에서 급격히 응축되기 때문입니다.외부로의 누출이 계속되면서 응축된 잔액이 점점 더 많아지고, 특정 부위에서는 Cl의 농도가 높은 영역이 형성되어 판재 표면의 피막층을 파괴하는 부식 조건이 만들어집니다.동시에, 이 영역의 판재가 냉간 프레스 공정을 거치면서 내부 응력이 크게 발생하며, 표면의 피막이 손상될 경우 이 내부 응력으로 인해 응력 부식이 일어납니다. 　2.2 처리 방법 　　① 균열이 있거나 구멍이 뚫린 판을 교체하며, 현장에서 투광법을 이용해 판의 균열을 찾는다. ②운영 파라미터를 조정하여 설계 조건에 도달하도록 한다. ③열교환기 수리 조립 시 클램핑 크기는 요구 사항을 충족해야 하며, 작을수록 좋은 것은 아닙니다. ④ 판재 재료의 적절한 매칭. 3 압력 강하가 심함 　3.1 발생 원인 　　① 운영 중인 시스템의 배관이 제대로 세척되지 않았으며, 특히 새로 설치된 시스템의 배관에는 용접 찌꺼기와 같은 오물들이 많이 있습니다. 이러한 오물들이 판형 열교환기 내부로 들어가게 되고, 판형 열교환기의 유로 면적이 좁기 때문에 침전물과 부유물들이 모서리나 유도 구역에 쌓이게 됩니다. 그 결과 해당 부위의 유로 면적이 크게 줄어들어 압력 손실이 주로 그 부위에서 발생하게 됩니다. ② 판형 열교환기를 처음 선정할 때 면적이 작아 판 사이의 유속이 과도하게 높아지고 압력 강하가 커집니다. ③ 판형 열교환기가 일정 시간 동안 가동된 후, 판 표면에 스케일이 생겨 압력 강하가 심해집니다.예시: 2000년에 당사는 신장 지역의 고객들을 위해 물과 물 사이의 열교환에 사용되는 BR10형 판형 열교환기를 공급했습니다. 이 장비는 집중식 난방 시스템에 사용되며, 물의 공급 온도는 130도입니다.C.열교환기 설계 시 선택 시, 열전도율이 5500 W/(m·K)에 가까울 정도로 높은 반면, 실제로는 3500 W/(m·K)가 되어야 합니다.동시에, 설계 단위는 수펌프 선정 시 유량 여유를 과도하게 설정함으로써 열교환기 2차측의 매체판 사이 흐름 속도가 1 m/s를 초과하게 되었으며, 실제 운전 시 압력 강하는 0.2~0.3 MPa에 달해 2차 네트워크의 수력 균형이 심각하게 깨지게 되었습니다. 　3.2 처리 방법 　　① 열교환기의 유로 내에 있는 이물질이나 판금 표면의 스케일을 제거합니다. 새로 가동되는 시스템의 경우, 실제 상황에 따라 매주 한 번씩 청소해 주어야 합니다.판재 표면의 녹 제거 (주로 CaCO를 의미함.) 이때는 0.3의 아미노설포산이 포함된 용액, 또는 0.3의 울로토피움과 0.2의 아닐린, 0.1의 황화칼륨이 포함된 0.8 M의 산성 용액을 세척제로 사용하며, 세척 온도는 40~60℃입니다.장비를 분해하지 않고 화학적 침지 세척을 할 때는 열교환기의 냉매 입구와 출구를 열어야 하며, 장비를 설치할 때에는 냉매의 입구와 출구에 DN25 크기의 세척용 연결구를 설치해야 합니다. 준비된 세척액을 장비 내부에 주입한 후, 침지시킨 뒤 깨끗한 물로 남아 있는 산성 물질을 제거하여 pH 값을 7 이상으로 만들어야 합니다.분해하여 세척할 때는 판을 세척액에 30분간 담가둔 다음, 부드러운 브러시로 스케일을 살짝 문질러 제거하고, 마지막으로 깨끗한 물로 잘 헹궈냅니다.청소 과정에서 판과 고무 패드가 손상되지 않도록 주의해야 합니다.기계적 역세척 방식을 사용할 경우, 먼저 매체의 입구와 출구에 연결관을 설치하여 장비를 세척용 차량에 연결해야 합니다. 그런 다음 세척액을 매체가 흐르는 반대 방향으로 장비 내부에 주입합니다. 세척 시간은 10~15분이며, 매체의 흐름 속도는 0.05~0.15 m/s로 조절됩니다.마지막으로 깨끗한 물로 몇 번 더 헹궈서, 물속의 Cl 농도를 25 mg/L 이하로 유지합니다. ② 2차 순환수로는 연화 처리가 된 연수를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 일반적으로 물에 포함된 부유물의 농도는 5 mg/L를 넘지 않아야 하며, 이물질의 직경은 3 mm를 넘지 않아야 합니다. 또한 pH 값은 7 이상이어야 합니다.수온이 95℃를 초과하지 않을 때, Ca와 Mg의 농도는 2 mmol/L를 초과해서는 안 됩니다；수온이 95°C를 초과할 경우, Ca와 Mg의 농도는 0.3 mmol/L를 넘어서서는 안 되며, 용존 산소의 농도는 0.1 mg/L를 넘어서서는 안 됩니다. ③집중 난방 시스템의 경우, 1차로 물을 공급한 후 2차로 추가로 물을 공급하는 방법을 사용할 수 있습니다. 4. 난방 온도가 요구 사항을 충족하지 못함 　4.1 발생 원인 　　① 1차측의 유체 흐름이 부족하여, 열측의 온도 차이가 커지고 압력 강하가 작아짐. ② 냉측 온도가 낮으며, 냉·열 단부 온도도 낮습니다. ③ 병렬로 가동되는 여러 개의 판형 열교환기의 유량 분배가 고르지 않습니다. ④열교환기 내부의 스케일이 심각합니다. 　4.2 처리 방법　　　① 열원의 유량을 늘리거나, 열원 매체가 흐르는 관의 직경을 크게 한다. 　　 ② 병렬로 운전되는 여러 개의 판형 열교환기의 유량을 균형 있게 조절합니다. ③판형 열교환기를 분해하여 판 표면의 스케일을 제거합니다.