ちょっと、そこ！取り外し可能なプレート熱交換器のサプライヤーとして、私はこれらの気の利いたデバイスのパフォーマンスをファウリングがどのように混乱するかを直接見ました。このブログでは、ファウリングが何であるか、それが取り外し可能なプレート熱交換器のパフォーマンスにどのように影響するか、そしてそれについて何ができるかを分解します。
ファウリングとは何ですか？
ファウリングは、基本的に熱交換器の表面に不要な材料の蓄積です。この材料は、汚れ、鉱物、藻類、さらには細菌など、さまざまなソースから来ることができます。このようなものが取り外し可能なプレート熱交換器のプレートに蓄積すると、絶縁体として機能する層を形成し、熱が液体間を移動するのが難しくなります。
ファウリングにはさまざまな種類があり、それぞれが熱交換器のパフォーマンスにユニークな影響を与える可能性があります。たとえば、粒子のファウリングは、液体中の固体粒子がプレートに沈殿するときに発生します。これは、液体に砂、シルト、または他の破片が含まれている場合に発生する可能性があります。一方、化学的ファウリングは、プレートに堆積物を形成する化学反応によって引き起こされます。これは、液体に炭酸カルシウムや酸化鉄などの物質が含まれている場合に発生する可能性があります。生物学的ファウリングは、プレート上の微生物の成長であり、十分な栄養素と適切な温度がある水ベースのシステムで発生する可能性があります。
熱伝達効率への影響
取り外し可能なプレート熱交換器に対するファウリングの最も重要な影響の1つは、熱伝達効率の低下です。ファウリング層は熱抵抗として機能し、熱が熱液から冷水に熱を伝達できる速度を減らします。これは、熱交換器が同じ温度変化を達成するために一生懸命働かなければならないことを意味し、エネルギー消費の増加につながる可能性があります。
熱いプロセス液から冷たいユーティリティ液に一定量の熱を伝達するように設計された熱交換器があるとしましょう。ファウリングが発生すると、熱伝達速度が低下します。プロセス流体の望ましい温度を維持するには、ユーティリティ流体の流量を上げるか、その温度を上げる必要があるかもしれません。これらのソリューションはどちらも、より多くのエネルギーが必要であるため、運用コストを引き上げることができます。
圧力降下の増加
ファウリングはまた、熱交換器全体で圧力降下の増加を引き起こします。ファウリング層がプレート上に蓄積すると、それらの間のフローチャネルが狭くなります。これにより、流体の流れが制限され、熱交換器を通過するのが難しくなります。その結果、同じ流量を維持するために必要な圧力が増加します。
より高い圧力降下は、流体を循環するために使用されるポンプまたはコンプレッサーがより激しく働かなければならないことを意味します。これは、より多くのエネルギーを消費するだけでなく、機器の早すぎる摩耗につながる可能性があります。場合によっては、圧力降下が高すぎると、システムがシャットダウンすることさえあります。
サービス寿命の削減
時間が経つにつれて、ファウリングは、取り外し可能なプレート熱交換器のサービス寿命を大幅に減らすことができます。ファウリング層への絶え間ない曝露は、プレートの腐食と侵食を引き起こす可能性があります。腐食はプレートの材料を弱め、漏れが発生しやすくなります。一方、侵食はプレートの表面を摩耗させ、その有効性をさらに低下させる可能性があります。
さらに、ファウリングに関連する圧力低下とエネルギー消費量の増加は、熱交換器やシステムの他の成分に追加のストレスをかける可能性があります。これにより、より頻繁に故障し、費用のかかる修理や交換の必要性につながる可能性があります。
ファウリングの影響を緩和する方法
ファウリングが取り外し可能なプレート熱交換器のパフォーマンスにどのように影響するかがわかったので、それを防止または減らすために何ができるかについて話しましょう。
定期的なクリーニング
ファウリングと戦う最も効果的な方法の1つは、定期的な清掃をすることです。ファウリングの種類と動作条件に応じて、さまざまな洗浄方法を使用できます。たとえば、機械的洗浄には、ブラシまたは高圧ウォータージェットを使用して、プレートからファウリング層を物理的に除去することが含まれます。一方、化学洗浄は化学物質を使用してファウリング堆積物を溶解します。
流体の前処理
ファウリングを減らす別の方法は、熱交換器に入る前に液体を前処理することです。これには、液体をろ過して固体粒子を除去し、水柔軟剤を使用して水の硬度を低下させるか、生物学的成長を防ぐために化学物質を添加することが含まれます。
適切な熱交換器を選択します
適切なタイプの取り外し可能なプレート熱交換器をアプリケーション用に選択すると、ファウリングを最小限に抑えることができます。例えば、ワイドギャッププレート熱交換器より広いフローチャネルで設計されているため、粒子状のファウリングのリスクを減らすことができます。ろう付けされたプレート熱交換器コンパクトで、熱伝達効率が高くなりますが、掃除がより困難になる可能性があります。ガスケットプレートとフレームの熱交換器分解してきれいなのは、ファウリングが懸念事項であるアプリケーションに適した選択肢となります。
結論
ファウリングは、取り外し可能なプレート熱交換器の性能に大きな影響を与える可能性があります。熱伝達効率を低下させ、圧力低下を増加させ、機器のサービス寿命を短くします。ただし、定期的な洗浄、流体前処理、適切な熱交換器などの積極的な測定を行うことにより、これらの効果を最小限に抑え、熱交換器を効率的に稼働させることができます。
取り外し可能なプレート熱交換器の市場にいる場合、またはファウリングの予防と緩和の助けが必要な場合は、遠慮なく手を差し伸べてください。私たちはあなたの熱伝達ニーズに最適なソリューションを提供するためにここにいます。システムがピークパフォーマンスで動作するように協力してみましょう。
参照
- Incropera、FP、＆Dewitt、DP（2002）。熱と物質移動の基礎。ワイリー。
- Kakac、S。、＆Liu、H。（2002）。熱交換器：選択、評価、および熱デザイン。 CRCプレス。
- Müller-Steinhagen、H。（2005）。熱交換器設計ハンドブック。 Begal House。