管殻式熱交換器のスケール化の5つの一般的な原因、予防策

引用：&#8220 ;エネルギー泥棒&#8221 ;

忙しい工業加工の世界では、効率を破壊し、エネルギー請求書を上昇させ、工場が働きたくないときに仕事を停止させる静かな問題がある。この問題は、「 よごれ.

大型石化工場、複雑な暖房空調システム、または食品加工生産ラインを管理する人にとって、管殻式熱交換器（STHE）は基本的に操作全体の核心である。心臓がつまると、あなたが失ったお金はほとんどすぐに発生します。これは小さな悩みだけではありません。これは巨大な資金消費である。世界各地の最近の報告によると、熱交換器の汚れが工業化国にもたらすコストは、ほぼ 国内総生産の0.25%を占める 毎年。パイプが汚いので、大量の資金が消えつつある。

さらに恐ろしいことに、問題を引き起こすにはわずかな汚れしか必要ありません。1枚の汚れ. 0.6 mm 粘度は燃焼する燃料を増やすことができます 40%エンジンが汚れているだけで、ガソリン代を40%余計に払うことを想像してみてください。これはまさに現在工場で起きていることだ。

アット グラノ、熱交換器が清潔に保たれて運転を続けることができるときだけが良いことがわかります。毎週渋滞している場合は、資産ではありません。これは責任です。10年以上にわたって効率的なホットソリューションを設計してきた経験により、40か国以上のお客様がこれらの課題に対応できるように支援しています。粘液から岩石の硬いスケールまですべてを見てきましたが、修復方法を知っています。

この詳細なガイドでは、スケールが発生する5つの最も一般的な原因を分析し、予算を破壊する前に阻止するための真のエンジニアリング戦略を提供します。

反則の真の代価：数字

私たちが原因に入る前に、私たちに、私たちはまず利害関係を定量化する。汚れは熱交換器のパイプの中に厚い冬服を着ているようなものだ。断熱材です。断熱層が厚いほど、熱が通りにくくなります。それが難しいほど、コストが高くなり、回転計器の速度が速くなり、特にポンプやボイラーを使用する場合。

表1：酸化皮膜の厚さがエネルギー消費に与える影響

出所：工業ボイラーと熱交換器の効率データに由来する。

上のデータからご覧のように、ちょっとした積み重ねでも効果的に機能します。万引き&#8221 ;あなたのエネルギー。あなたは本当に移動したことのない熱のために注文しています。今、この混乱を招いた悪人を見つけましょう。

管殻スケールの5つの一般的な原因

汚れについて話すとき、通常はチューブ内で発生する5つの特別なケースの1つを指します。問題を解決する第一歩は、実際にこの5つのことのうちどれなのかを特定することです。

1.結晶（スケール）

と考える けっしょう として&#8220 ;動脈閉塞&#8221 ;冷却システム。古いやかんで見つけた白亜白色の粘り気のあるものと同じように、水が熱くなれば、すくすくと成長します。

科学は簡単だ：カルシウムやマグネシウムなどの溶解塩を満たした水はその活性を失う、グリップ&#8221 ;温度が上昇すると、これらのミネラルは影響を受けます。塩が凝固し、ヒートパイプに付着し、硬い石質の殻を形成する。

• 犯罪者： 冷却塔は最大の元凶だ。熱と絶えず蒸発する間に、ミネラルは急速に濃縮され、ハードシェルになり、効率を低下させた。

2.粒子状物質（堆積物）汚染

このタイプの汚れの方がわかりやすいです。それは基本的に土です。川の砂、古いパイプの錆、泥、触媒のほこりなどの懸濁固体は、疲れを感じて沈殿するまで水の中を漂うことができます。

重力はこれらの重粒子を熱交換器管の底に引き寄せる。これは通常、流れが遅すぎるときに発生します。流体の速度が十分でなく、汚れを流すことができないと、砂丘のように堆積してしまいます。

• キー領域： 管殻式熱交換器の中には、&1220 ;デッドゾーン。”これらの場所は通常、バッフルの近くにあり、水の流れは非常に穏やかです。堆積物はこれらの場所が好きで、そこに急速に堆積します。

3.生物汚染

これは聞こえと同じように気持ち悪い。暖かく湿った環境は生物の成長の理想的な場所である。もしあなたの水に栄養物質、細菌、藻類、さらに小さなフジツボが含まれていれば、あなたの熱交換器内で生存することができます。

これらの生体は表面に付着し、粘液の層を成長させ、通常は「粘液層」と呼ばれ、バイオフィルム。”この粘液は恐ろしい問題で、原因は2つある。まず、それは素晴らしい絶縁体であるため、熱伝達をうまく遮断しています。第二に、細菌は酸を放出し、金属を腐食させ、微生物の影響腐食（MIC）を引き起こすことができる。

• 一般的なシーン： これは、未処理の川の水や海水を使用して冷却ニーズを満たす植物にとっては頭の痛い問題です。

4.腐食スケール

時々、問題はチューブ自体から発生します。チューブの材料がそれを流れる流体と化学反応を起こすと、金属が錆びたり腐食したりする可能性があります。

この腐食の産物は、パイプの表面積に集まった鉄さびのようなものだ。これは工場の社長に二重の懲罰を与えた。まず、管壁が薄くなって弱くなり、これは漏れたり破裂したりする可能性があることを意味します。次に、この鉄さびはバリアのように、熱が効率的に流れるのを阻止します。

• 一般的なシーン： このような状況は、酸性流体を処理するために適切な耐食性合金にアップグレードするのではなく、標準的な炭素鋼管を使用する場合にしばしば発生する。

5.化学反応スケール

このようなことは、流体自体が過熱によって化学的に変化する場合に発生する。汚れでもなく、錆でもありません。これはパイプに煮込んだ液体です。

良い例は石油業界です。油を加熱しすぎると、&#8220 ;コークス。”これは、炭化水素が分解され、焦げた糖やタールのように見える固体炭素系残留物を残すことを意味しています。これは通常、チューブの表面温度が高すぎて流体が処理できないためです。

• 一般的なシーン： 私たちは製油と石化の過程でよくこのような状況を見て、これらの過程で温度は限界まで押されました。

効果的な予防策

悪いニュースは、汚れを常に100%消すことができないことです。良いニュースは、制御と管理ができるので、それはできません。あなたのビジネスを台無しにしてはいけません。以下は専門家プロジェクトがどのように機能するかです。

1.流体速度の最適化（洗浄効果）

流体運動の速度はあなたの最初の防御線です。プロセスは&#8220 ;乱流、&#8221 ;これは、滑らかでゆっくりしたものではなく、混乱して混合して移動していることを意味します。この乱流は、粒子が付着する前に押し流す自然なスクラブ作用をもたらします。

• グラノの方法： 私たちは私たちの シェル形熱交換器 壁のせん断応力を高く保つために。パイプとベゼルの切り欠き間の空間を慎重に調整することにより、水が十分に速い速度で自己洗浄することを確保し、堆積物が隠すことを好む停滞領域を解消した。

2.厳格な温度管理

スケールと化学反応スケールはいずれも熱によるものであるため、過剰な壁温を避けることがそれらを阻止する鍵となる。

ヒント： LMTD（対数平均温度差）と呼ばれるものを監視する必要があります。基本的には、配管の金属表面が流体が処理できる温度よりも高くなると、必ずスケールが発生します。温度を&#8220 ;に保つセキュリティエリア&#8221 ;パイプ上で流体が沸騰するのを防ぐ。

3.先進材料の選択

機械を開く前に腐食汚れに対抗し始めます。これは適切な金属の選択から始まります。塩化物や酸などの浸食性流体に触れると、標準鋼は無効になります。

Granoソリューション： 例えば、高度な材料を使用したカスタム製造を提供しています。 チタン、ハースト合金、ステンレス鋼（304/316）例えば、海水を使うと、チタン管はほとんど貫通不可能な防御を提供します。フジツボや鉄さびがくっつきにくい。

4.インテリジェントな設計と、デッドスペース除去

多くの標準&#8220 ;既製の&#8221 ;熱交換器の設計は、特定の汚れた水を考慮していません。それらのバッフルのデザインは往々にして悪く、水の流れを止めるポケットを形成する。

工事修復： ヘリカルフラップを使用したり、フラップカットのパーセンテージを最適化したりすることで、流量がハウジング全体に均一に分布することを確保することができます。これにより、固体が沈殿し、面倒な静かな隅を作り始めることはありません。

ケーススタディ：解決&#8220 ;3ヶ月の大渋滞&#8221 ;石化工場で

現実世界でどのように働いているのかを示すために、最近のプロジェクトを見てみましょう。

課題：

中型石化のお客様が深刻な頭痛を持って私たちを探しに来ました。彼らは標準的なシェルチューブ式オイルクーラを使用しようと努力しているが、このクーラはよく故障する。この装置のシェルプロセスには深刻な粒子状物質汚染が存在する。生産ライン全体を閉鎖して清掃しなければならないほど状況が悪化しています 3ヶ月.

それを見たとき、私たちはすぐに張本人を見つけた。シェルの速度が低すぎて、バッフルの間隔が遠すぎて、汚泥が隅に溜まる原因になります。

Granoソリューション：

我々のエンジニアリングチームは彼らのプロセスデータを分析し、提案した カスタムSTHE改質私たちは持っていません。古い壊れた設備の新しいバージョンだけを売ってはいけません。私たちはそれを再設計しました。

1. 再設計されたベゼル間隔： 私たちはベゼル間の間隔を引き締めた。これにより、流体の移動が速くなり、速度が&#8220 ;臨界沈降速度&#8221 ;汚泥。

2. 材料のアップグレード： 粗い炭素鋼管の代わりに研磨された316ステンレス鋼を使用しました。より滑らかな表面により、粘性粒子が壁に付着しにくくなります。

結果：

• 運転時間の延長： メンテナンス間隔 3ヶ月～14ヶ月。これはほとんど1年間生産を停止していない余分な生産時間です。

• 省電力： お客様からの報告 12%削減 圧力が安定しているため、流体をポンプするのに必要なエネルギー。

• ROI： 新しい装置は、最初の8ヶ月間はメンテナンスコストを削減しました。

結論：唐、反則をして速度を遅らせてはいけない。

はい、汚れは確かに発生しますが、必ずしも堤防を破壊する必要はありません。スケール、堆積物、生物成長または腐食などの根本的な原因を特定し、工学原理を正しく応用することで、設備の寿命を最大限に延長することができる。

Granoでは、熱交換器だけでなく、私たち エンジニア 流体の特性と要件に適切なソリューションを提供します。既存の汚染熱交換器設備を交換するにしても、新しい工場を建設するにしても、私たちはここであなたのために助けを提供します。

熱効率を最適化する準備はできていますか。

Granoに今すぐ連絡してください または次の方法で連絡してください。 プレート熱交換器 クイックコンサルティング。

FAQについて

Q：恒久的な損傷を防ぐために、どのくらいの頻度でチューブシェル式熱交換器を掃除すればいいですか。

入口温度の監視は、問題を早期に検出します 洗浄周波数は流体の汚れ係数によって決まる。経験則は：熱伝達係数（U値）が15-20%低下したり、圧力低下が10%増加したりした場合に洗浄する。入口と出口の温度を測定して、設備の最適な清掃計画を決定します。

Q：Granoは他のブランドの既存の熱交換器の代替品を作ることができますか？

入口温度の監視は、問題を早期に検出します はい。Granoは、アファラバ、GEA、APVデバイスに高品質の代替品を提供します。元の寸法をコピーして挿入交換したり、配管の変化を回避するために同じ外部接続を維持しながら、内部管束を再設計してより優れた性能と耐汚れ性を得ることができます。

Q：海水応用における生物汚染防止に最適な材料は？

入口温度の監視は、問題を早期に検出します チタンは&#8220 ;金本位&#8221 ;海水サービス材料。それは塩化物による腐食に抵抗できる。その表面も生物汚染を大きく抑制し、銅ニッケルやステンレス鋼に比べて洗浄しやすく、洗浄頻度が低い。