PTFE 熱交換器の圧力降下サージ: 原因と診断手順

ポンプの動作が激しくなり、PTFE 熱交換器前の圧力計が本来の値より高くなります。何かが流れを妨げています。圧力損失が大きいと、エネルギーが無駄になり、流量が低下し、ひいては性能が低下することを意味します。制限を取得する方法は次のとおりです。
熱交換器全体の圧力降下は、流量、流体の粘度、密度、および流路の形状の直接的な関数です。流量と流体特性が変化していないにもかかわらず、ΔP が増加する場合は、熱交換器内部の形状に何かが変化していることになります。何かが水路に詰まって、チューブが歪んでいます。 PTFE 熱交換器では、チューブが柔らかく柔軟であり、小さな制限によって簡単にチューブが潰れたり、流れが完全に遮断されたりする可能性があるため、この問題は特に緊急です。圧力計を信頼してください。それらは交換器を見つめるあなたの目です。パフォーマンスの低下や漏れが発生するずっと前に、隠れた問題を発見します。
流量が増加していないことを確認することからトラブルシューティングを開始します。ポンプ速度、制御バルブ位置、および流量計の結果を元のベースライン データと比較します。設計に対して流量が大きい場合、ΔP は速度の 2 乗に応じて自然に増加します。フローを設計に戻して再確認してください。-フローが変更されない場合、制約はユニット内にあります。
両側の差圧を独立して測定します。 もう一方の側のバルブを閉じ、チューブ側のみでΔP を読み取り、次にシェル側のみでΔP を読み取ります。この側に固有の分離は、最も強力な診断手順です。- ΔP がチューブ側だけで上昇している場合、問題はチューブの内部にあります - 有効断面積を減少させたスケール、潰れた PTFE チューブ、または 1 つ以上のチューブに異物が詰まっていることが最も考えられます。シェル側の DP のみが高い場合は、問題はシェルにあります。バッフルの汚れ、チューブ間の堆積物の蓄積、または移動して流路を遮断した壊れたバッフル。 PTFE チューブのつぶれは、通常、バキューム ブレーカーが欠落していることを示します。チューブ側の突然の真空（ポンプの吸引または急冷時によくあること）または外部の過剰な圧力により、薄いライナーが内側に曲がり、流路面積が大幅に減少する可能性があります。{8}}
次に、マシンがまだ動作している間に、温度の異常を検索します。赤外線カメラまたは適切な PPE を使用してシェルとノズルを視覚的に検査し、アクセス可能な領域に注意深く触れます。シェル上のコールドパッチは、液体が停滞している局所的な閉塞を示していることがよくあります。ホット スポットは、汚れた領域の周りを循環している流体が不足しているバイパスを示しています。-これらの熱指紋により、影響を受けたチューブの特定の列またはシェルのセクションを特定できます。同時に、よく聞いてください。カタカタ音やうなり音が聞こえる場合は、おそらく高速でくびれた部分を伝わるチューブの振動です。甲高い口笛は、部分的な障害物やチューブの 1 つが潰れた場合のベンチュリ効果によって発生することがよくあります。静かな交換器は正常に動作しています。新たな音は警告であり、すぐに調査する必要があります。
ΔP がクリーンなベースライン値の 2 倍である場合、将来の損傷のリスクは無視できないほど深刻です。交換器を隔離し、両側を減圧して内部検査の準備をします。チューブ側では、ボアスコープをチャネルまたはヘッダーに挿入して、各チューブの入り口を検査します。スケールの付着や潰れ、異物の有無を確認してください。設計が許せば、シェル側でチューブの束を引っ張って、チューブの外側の表面とバッフルのクリアランスを目視検査します。すべてを写真に撮ります。画像は永続的なメンテナンス記録の一部であり、将来の清掃間隔を見積もるのに役立ちます。
その多くは実践的な指導によって回避できます。突然の吸引が発生する可能性のあるラインにはフーバーブレーカーを設置し、保守してください。メーカーが推奨する最大圧力降下を超えてはなりません。 PTFE チューブは、システムの総圧力が正常に見えても、過剰な差圧によって潰れる可能性があります。同じ流量でのチューブ-側とシェル-側の ΔP を毎日追跡します。数週間にわたってゆっくりと増加する場合は、通常、スケールや汚れが付着していることを示しており、化学洗浄で処理できます。素早いジャンプは、ほとんどの場合、チューブのつぶれ、バッフルの外れ、障害物などの機械的故障を示しているため、プラントを直ちに停止する必要があります。
問題が発見されると、是正措置は迅速に行われます。チューブ側面のスケーリングは、化学薬品の浸漬や低圧フラッシュに非常によく反応します。通常、潰れたチューブや異物がある場合は、バンドルを取り外し、専門家による修理または交換が必要です。 PTFE のフィールドパッチは決して信頼できません。シェル-側の汚れにより、脆弱な PTFE ライニングに傷を付けないように注意しながら、束の抽出と外面の機械的または化学的洗浄が必要になる場合があります。
圧力降下が高い場合は、流量制限を示す良い指標となります。オペレーターは、チューブ側とシェル側を迅速に分離し、発生源を特定し、洗浄または修理のスケジュールを設定できます。早期検出はポンプを保護し、ポンプを設計の性能に戻し、エネルギーを節約し、さらに重要なことに、小さな制限が大きな漏れや交換器の故障につながるのを防ぎます。圧力計は嘘をつきません。オペレーターがシフトごとに圧力計をチェックすることが、PTFE 熱交換器にとって最初で最大の防御策となります。