파울링 관리 과제
낮은 표면 에너지와 내오염성을 지닌 PTFE 열교환기라도 고형물 함량이 높고 끈적끈적한 침전물이 있거나 스케일링 경향이 있는 공정에서는 결국 침전물이 축적됩니다. 오염으로 인해 열 전달이 허용 가능한 수준 이하로 감소하는 경우 전통적인 대응 방법은 탱크를 배수하고, 열 교환기를 제거하거나 접근하고, 튜브 표면을 수동으로 청소하는 것입니다. 이 유지 관리 이벤트에는 4~8시간의 생산 시간이 소요됩니다.
일체형 스프레이 청소 시스템-열 교환기 지지 구조에 내장된 작은-스프레이 노즐 네트워크-를 통해 탱크 배수 없이 자동 청소가 가능합니다. 예정된 간격으로 또는 열 전달 계수가 임계값 아래로 떨어지면 스프레이 시스템이 활성화됩니다. 세척 용액은 노즐을 통해 펌핑되어 튜브 표면에 고속-분류를 보냅니다. 제트는 탱크 바닥에 가라앉거나 탱크의 여과 시스템에 의해 제거되는 침전물을 제거합니다. 세척 주기는 생산 중단 없이 15~30분 안에 완료됩니다.
스프레이 시스템 설계
스프레이 노즐은 PTFE 또는 PVDF로 제작되며 열교환기 지지 프레임에 통합된 전용 스프레이 바에 장착됩니다. 스프레이 바는 튜브 열과 평행하게 움직이며 인접한 튜브 사이에 노즐을 배치합니다. 각 노즐은 하나 이상의 튜브 표면에 부채꼴-팬 또는 일직선{3}}스트림 스프레이 패턴을 보냅니다.
노즐은 전용 관통부를 통해 탱크에서 나가거나 열 교환기의 기존 탱크 관통부를 공유하는 세척 용액 공급 헤더에 연결됩니다. 정상적인 가열 작동 중에는 청소 헤더가 격리되어 비어 있습니다. 청소 주기 동안 청소 용액은 외부 탱크에서 헤더를 통해 노즐로 펌핑됩니다.
세척 용액은 예상되는 침전물 구성에 따라 선택됩니다. 수용성 퇴적물의 경우 뜨거운 물이나 저압-증기 응축수로 충분합니다. 스케일 침전물의 경우 묽은 산성 용액(억제된 염산 또는 설팜산)이 사용됩니다. 유기 침전물의 경우 세제나 약한 부식성 용액이 효과적입니다. PTFE의 보편적인 내화학성은 부식에 대한 걱정 없이 모든 세척 화학 물질을 사용할 수 있게 해줍니다.
| 스프레이 청소 매개변수 | 사양 |
|---|---|
| 노즐 재질 | PTFE 또는 PVDF |
| 노즐 유형 | 평면-팬(45~90도 분사 각도) |
| 노즐 간격 | 스프레이 바를 따라 100-200mm |
| 스프레이 바 배열 | 튜브 열과 평행; 인접한 튜브 평면 사이 |
| 세정액 공급 | 외부 펌프 및 탱크; 전용탱크 관통을 통한 연결 |
| 세척액 압력 | 노즐 입구에서 2-5 barg |
| 튜브 표면의 제트 속도 | 5-15 m/s |
| 청소 주기 기간 | 15~30분 |
| 청소주기 빈도 | 매주 ~ 매월(프로세스-에 따라 다름) |
| 제어방식 | 타이머-U-값 감소에 따라 또는 트리거됨 |
자동화된 제어 논리
청소 시스템은 시설의 PLC 또는 전용 컨트롤러에 의해 제어됩니다. 타이머-기반과 조건-기반의 두 가지 트리거 모드를 사용할 수 있습니다.
타이머{0} 기반 모드에서는 프로세스의 알려진 오염률에 따라 고정된 일정으로-매주 월요일 아침 또는 14일마다-청소 주기가 시작됩니다. 일정은 운영 경험이 쌓이면 조정됩니다.
조건- 기반 모드에서는 전체 열 전달 계수(U-값)가 증기 유량, 증기 압력, 공정 유체 입구 및 출구 온도, 알려진 열 교환기 표면적을 통해 지속적으로 모니터링됩니다. U-값이 깨끗한 기준선에서 미리 설정된 비율({4}}일반적으로 10-15%)만큼 감소하면 청소 주기가 시작됩니다. 이 접근 방식은 필요할 때만 청소하여 세척액 소비를 최소화하고 불필요한 중단을 방지합니다.
결합된 접근 방식은 타이머-조건 기반 재정의와 함께 타이머 기반 예약을 사용합니다.-교환기는 최소 일정에 따라 청소되고 U-값이 예상보다 빠르게 저하되면 추가 청소가 트리거됩니다.
노즐 막힘 방지 기능-
파울링 서비스의 스프레이 노즐은 막히기 쉽습니다. PTFE 노즐에는 여러 가지 막힘 방지 기능이 포함되어 있습니다.- 노즐 구멍은 세척 용액에 들어갈 수 있는 작은 입자를 통과시킬 수 있을 만큼 충분히 큰 크기(직경 1.5-3.0mm)입니다. 세척액 공급 라인의 여과기는 오리피스 직경의 절반보다 큰 입자를 포착합니다.
정상적인 가열 작업 중에는 노즐이 비어 있고 공정 유체에 노출됩니다. 가열하는 동안 노즐을 통해 깨끗한 물이나 공기를 조금씩 연속적으로 퍼지하면 공정 유체가 노즐 구멍으로 들어가고 다음 청소 주기 동안 노즐 구멍을 막는 고체가 쌓이는 것을 방지할 수 있습니다. 퍼지 흐름은 노즐당 최소 0.1-0.2L/min입니다.
요약
일체형 스프레이 세척 노즐이 있는 PTFE 열교환기를 사용하면 탱크 배수나 수동 개입 없이 자동으로 현장 튜브 번들 세척이 가능합니다. 지지 프레임에 통합된 스프레이 바는 튜브 표면에 고속-클리닝 제트를 직접 분사합니다. 타이머-기반 또는 조건- 기반 제어는 15~30분 안에 완료되는 청소 주기를 트리거합니다. 이 시스템은 수동 세척 중단 간격을 연장하고 좁은 범위 내에서 열 전달 성능을 유지하여 생산 가동 시간과 공정 일관성을 모두 향상시킵니다.
통합 스프레이 세척 PTFE 열 교환기 설계에 대한 엔지니어링 지원은 공정 유체 화학, 오염 침전물 구성 및 비율, 탱크 크기 및 사용 가능한 세척 솔루션 유틸리티를 제출하면 제공됩니다.
