フレックス ランス バンドル クリーニング: どのように動作し、必要なときに必要

フレックス ランス バンドル クリーニングが熱交換器の効率を最高に保つ方法

産業における非効率な運用の主な原因の 1 つとして、熱交換器の汚れにより米国だけで年間 $165 億以上のコストがかかります (画期的なエネルギー省国立研究所の研究で明らかになりました)オスティ).無数の懸念が汚れを引き起こす可能性があるが、熱伝達インピーダンスの主な寄与要因は、スケール、コークス、および熱伝達管をプラグする生物学的材料の堆積である。 フレックスランス バンドルクリーニング 熱交換器バンドルの完全性を維持しながら、熱交換器チューブからこれらの堆積物を除去する、除去を必要としない高圧ウォータージェットソリューションです。.

フレックスランスシステムの技術は、化学ベースの除去の代わりに、外部から最大40,000 PSIの圧力で誘導される高圧ウォータージェットを使用して、堆積物を追い払います。 この記事では、フレックスランスユニットがどのように動作するか、なぜ多くのメンテナンスニーズに対する多用途ソリューションであるか、フレックスランス洗浄に最適な特定のアプリケーション、他のものよりもこのユニットの選択に影響を与える技術的な詳細、およびあらゆるオペレーターにとって不可欠な安全慣行の精製または発電所のターンアラウンドに携わっている場合、この情報が洗浄技術の向上に役立つことを願っています。.

フレックスランスバンドルクリーニングとは何ですか?

フレックス ランス バンド クリーニング。フレキシブル ウォーター ランスを備えたシェル アンド チューブ熱交換器 (STHX) バンドルを機械的にクリーニングする形式です。フレキシブル高圧ウォーター ランスはチューブに挿入され、そこで曲がり角 (たとえばタイトな U チューブ) を横切り、ウォーター ジェットを供給してチューブの内側から堆積物を精練します。ノズルは、脈動するウォーター ジェットをスケーリングやコークスなどに誘導し、チューブの壁に損傷を与えることなく剥がします。.

プロセスプラントの「主力」は「シェルとチューブ」の熱交換器でなければなりません。2 つの流体間の熱の流れは、直径が限られたシェルに含まれる数千の個別のチューブによって分離されます。このようなプロセスは、何か月も継続して実行される可能性があります。.

チューブ壁の内部に形成された堆積物は、炭酸カルシウムスケール、重合原油コークス、腐食副産物、細菌コロニーをカプセル化し、チューブの物理的直径を大幅に縮小し、壁を伝熱から遮断します。.

標準的な洗浄方法は、化学物質を循環させるか、硬いランスを備えたハイドロジェットを使用するか、機械的にブタを使用することです。化学洗浄は、より柔らかい堆積物を除去するように設計されていますが、硬化した堆積物では効果がなく、廃棄物処理に重大な問題を引き起こします。フレックス ランス バンドル洗浄ブリッジのギャップ: 通常の動作圧力 10,000 ～ 40,000 PSI (700 ～ 2800 bar) で、直線と曲線のチューブ バンドルの両方を 1 回のセッションで洗浄できます。.

納期の低下、従来のウォーターブラストに比べて真水の消費量が大幅に減少したこと、複数のチューブ形状で一貫した結果を生み出すことができることから、フレックスランス技術は産業市場で標準となっている機器や仕様をご覧いただくには、こちらをご覧ください フレックスランスバンドル洗浄 製品ページ。 aで DOE調査は1992年に実施されました, 、米国産業におけるファウリング関連の損失は、年間$165億ドルを超えると推定されています http://147.9.242.230/NonProc/Journal/articles/Vol37/37-03/1308.pdf-インフレと生産能力の増加を調整すると、今日の数字はさらに高くなることが保証されています。.

効率的なシステムにより、これらのドルが最終的な利益に戻ります。.

フレックスランスチューブクリーナーの仕組み

ランスチューブクリーナーは、熱交換器の内部チューブ通路を通して柔軟な洗浄ラインを押すツールです その洗浄ラインは、高圧 (10,000-40,000 PSI) で作動し、ジェットを水にして堆積物を浸透させ、チューブ出口に洗い流します クリーナーは、最小限の人的労力でチューブのバンク全体を洗浄するための機構、高性能ノズル、およびスタンドフレームを採用しています。.

ステップバイステップのクリーニングサイクルは次のとおりです:

1. 洗浄前検査-オペレータは、go/no-goゲージを使用してチューブの内径(id)を評価し、堆積物の種類(スケール、コークス、生物学的)を認識し、バンドルの向き(水平または垂直)をメモし、この情報がランス直径、使用するノズル、水圧設定の決定をガイドします。.
2. 装置配置-ランスフィーダーとポジショナーは、チューブシートの面に合わせたフレームシステムに取り付けられています ホースはランスを高圧ポンプユニットに接続します 空気モーター/油圧駆動ユニットは、フィーダーローラーに電力を供給します。.
3. ランス挿入 = フィーダーは適用された速度でチューブ内に柔軟なランスを前進させます先端では、ランスは後退と出力ジェットを持つ回転ジェット ノズルを運びます。この回転ノズルは水の駆動圧力によって前進します。.
4. 堆積物の除去-高圧ウォータージェットは、スケールを破壊し、堆積物を取り除くために、近い距離でチューブの壁を貫通 ランスの速度は、スケールの溶解速度に応じて、毎秒18-30 ″ (45.72-76.2 cm) で維持され、引っ張って押す力は110 フィート-lb (~489 N) で、部分的に詰まったチューブを通してランスを推進するのに十分です。.
5. ランスの後退-逆の送り装置の ru ns はランスを引き戻しますが、ジェットは緩んだ材料をチューブから洗い流し続けます。非常に汚れたチューブには 2 回目のパスが必要になる場合があります。.
6. 次の管への索引付け-ポジショナーはランスを次の管の穴に進めますオペレーターの介入なしで管シートのパターン全体の半自動およびフル オートマチックのシステム索引付けします。.
7. 洗浄後の検査 オペレーターは、ボアスコープまたは光テストを使用して洗浄したチューブを目視検査し、堆積物の除去レベルが必要な清浄度の基準を超えていることを確認します。.

私たちのチームでは、ランスの直径と圧力設定を選択する前に、チューブ ID、堆積物の種類、束の向きについて事前洗浄検査が適用されます。このような手順により、ランスの詰まりや洗浄の不十分さなど、ほとんどの潜在的な現場の問題を防ぐことができます。.

標準ランスの長さは、交換チューブの標準サイズに合わせて 50 フィート、75 フィート、100 フィートの長さで利用できます。フレキシブルランスは、最大使用圧力での連続運転に適した高強度編組ホースから製造されています。.

理解するために これらのシステムがさまざまなチューブ構成をどのように処理するか, 、それはコアのコンポーネントを並べて見るのに役立ちます:

フレックス ランス vs. リジッド ランス ――用途に合うのはどれですか?

フレックスと剛性ランスの決定は 3 つの要素によって決まります。チューブの形状、堆積物の硬度、および利用可能な時間。フレックスランスは曲がり角を蛇行する可能性があり、通常、複数のチューブを洗浄する状況で使用されますが、剛性ランスはストレートチューブの状況で非常にうまく機能します。.

剛性の最大許容圧力はフレックス ランスの圧力よりも大きくなります。工具や再洗浄の作業に時間を無駄にしないように、購入する前に限界を知ってください。.

U チューブ バンドルの好例: バンドルの曲げ半径が (180 インチ ライン R) を超える U チューブ上の剛性ランスを選択することは、慢性的な選択基準になりやすい見落としの良い例です = ランスが反対側に到達できないだけで、堆積物が残っているため、ターンアラウンド チームが柔軟なランス システムを見つけようとしてその場でシフト全体を吹き飛ばすのを見てきました!

フレックスの勝ちはいつですか?

バンドルにUチューブがある場合、複数のチューブを同時に洗浄する必要がある場合、または所要時間が重要な場合は、フレックスランスシステムを選択します 並列で使用される複数のフレックスランスは、単一のランスを使用した場合と比較して、洗浄時間を50-80 %短縮できます セットアップは簡単で、生産速度は速く、フレックスランスバンドルクリーナーは、一度配置されると、チューブシート上で自動的にインデックスを作成します。.

1 人のオペレータで十分です.

リジッドが勝つのはいつですか?

硬質ランスは、可能な限り低い絶対圧力を必要とする重度の汚れを伴う直管コンデンサーにとって依然として実行可能な選択肢です。すべてのチューブがチューブシートからチューブシートまで真っ直ぐで、堆積物が十分に焼成されているため、それらを破壊するのに 40+ PSI が必要である場合、硬質ランスは柔軟性コストをかけずに必要な圧力を与えることができます。.

実際には、いくつかの清掃請負業者は、トラック上の両方の種類を維持します。 チューブクリーナーの選択のために、それはすべて特定の交換器の形状に帰着します。現場では、乗組員は各バンドルに基づいて決定します。フレックスランスシステムは、チューブ列の構成が可変である水平および垂直バンドルに最適な選択であり、さまざまなセットアップでの反復的な信頼性に基づいています。デュアルフレックスランス内部チューブクリーナーリグは、2,000 チューブコンデンサージョブで時間を半減できます。.

アプリケーション ――フレックス ランス バンドル クリーニングが最も価値のある場所

フレックス ランスによるバッチ洗浄は、熱交換器が継続的に稼働している場合に最も高い収益をもたらし、汚れが急速に進行し、計画外の停止が非常にコストがかかります。シェルアンドチューブ熱交換器を利用するあらゆる作業に適用でき、産業用洗浄サービスの需要を支配する 6 つの領域があります。.

石油精製所、原油処理では、交換管内にコークス、アスファルテン、塩スケールの鉱床が生成されます。所要時間は数時間、製油所が停止するごとに数万ドルが失われます。フレックスランスシステムは、計画された停止時に原油予熱列車、頭上凝縮器、製品冷却器を洗浄するために利用されます。.

元交換機の洗浄コストは $40,000 ～ $50,000 よりもはるかに低いですが、回収された熱伝達効率により、運転再開から数週間以内にその費用が回収されました。.

石油化学プラント = エチレンクラッカー、スチレンユニット、ポリマー製造ラインで重合副産物、ワックスおよび樹脂フィルムがチューブを汚す 2,800 bar の処理が可能なチューブバンドル洗浄システムは、最も硬いポリマー堆積物を吹き飛ばすことができる 私たちの経験では、ポリマー汚れのある石油化学交換器は、回転ノズルの 360 ジェットパターンを使用して洗浄するのが最適です。.

発電 ー 発電所の非効率性の重要な原因は、廃水によって冷却される凝縮器管束内の鉱物スケールと生物学的成長から生じます 発電所の凝縮器管洗浄システムを使用する発電施設は、多くの場合、数千本の管を網羅できる発電所の凝縮器ユニット全体の注文に応じて発電します 発電効率を1%増加させると、年間$50 万以上の500 MWの施設を燃料費で節約できます。.

HVAC およびチラー システム = 商業および産業用建物の冷却システムには、熱交換器がシェル & チューブ蒸発器を使用するチラーと、生物学的および炭酸カルシウムの汚れが発生する凝縮器が含まれています。フレックスランスバンドル洗浄システムは、酸洗浄および関連する廃棄中に必要な危険な酸を処理することなく、チラーの熱伝達効率を回復できます。.

海洋 - 海水で動作する熱交換器とエンジン冷却システムを搭載した船舶は、海水スケールの蓄積や生物学的汚れの影響を受けやすい。船舶内のスペースは非常に貴重であるため、柔軟なランス供給システムが不可欠になります。硬いランスアセンブリは大きすぎて、船舶のエンジンルームの狭い範囲に収まりません。.

パルプと紙 ー 炭酸カルシウムと硫酸ナトリウム塩スケールの蓄積は、巨大なパルプと紙のプラントの泥湖や黒液蒸発器管と交換器システムで一般的です。パルプと紙の印刷機で利用できる短いメンテナンスウィンドウでは、管板全体で並行して動作するフレキシブルランスシステムの柔軟性が求められます。.

これらすべての非常に多様な業界全体で、物理的なセットアップと洗浄の要件は似ています: チューブ壁を損傷することなく熱交換器チューブから生物学的堆積物とハーダイト塩を除去し、数時間以内に洗浄を完了し、熱伝達係数の多くをできるだけ新しいものに近づけます冷却塔での生物学的成長反応、酸精製サービスでの硬塩、または正確にどのような種類の硬質化物があるかは異なります-しかし、柔軟なチューブ洗浄アプローチがすべてに対応します具体的な詳細については チューブバンドル洗浄装置, 、製品ページにアクセスしてください。 intechOpenは、ファウリングの背後にある科学に関するガイドを次の形式で提供しています 熱交換器汚れに関する章.

フレックス ランス システムを選択する前に確認すべき主な仕様

フレックスランスチューブ洗浄システムの仕様を熱交換器チューブの寸法、汚れの物理的性質、およびサイトの制約に適合させることは、適切なシステムを選択するための最初のステップです これらのパラメータのいずれかにおける不一致は、不適切な洗浄結果やチューブの損傷につながる可能性があります:

最小チューブ ID の所要時間を忘れて、最大内部ランス圧力が詰まりや衝撃による損傷を引き起こさないことを確認してください。 go/no-go ゲージで 5 秒間操作するだけで、外管シートのチューブから固着したランス アセンブリを取り出す必要がなくなり、通常スケジュールされていたダウンタイムの時間を何時間も節約できます。.

ランスフィーダーポジショナーは、ポペットバルブを循環させ、挿入/削除速度に合わせてチューブ間のインデックス付けを制御します。これにより、組み立てられたランスが熱交換器に出入りする速度が決まります。半自動供給システムは、オペレーターが各運転をトリガーしながら各チューブ位置を運転でき、自動または遠隔操作のフィーダーは制御室でオペレーターの監視とともにチューブシートパターン全体を運転します。ロボット自動チューブ洗浄システムの成長分野は、交換器あたり 5000+ チューブの走行距離を特徴とする超大規模製油所での地位を見つけています。.

フレームシステムの設計も重要です フレーム設計は、チューブシートまたはサポートフレームに適切に保持し、ランスをチューブシート全体の直径にわたって中心に置き、水平および垂直のバンドルの取り扱いを可能にするのに十分な強度が必要です 正方形ではないフレームは、ランスがチューブの開口部に当たり、チューブシートの面に損傷を与える原因となります また、正方形ではないフレームの位置を変更するには、多くの時間がかかります。.

当社のチームが設計したいくつかの産業用ランス システムに関する完全な技術情報については、を参照してください 当社のフレックスランス製品ページ モデルおよび構成ごとのスペックを使って.

バンドル洗浄の安全性と運用のベストプラクティス

10,000 40,000 PSI でのウォーター ジェッティングは危険です。注入による損傷から機器の壊滅的な故障まで、幅広い危険をもたらします。すべてのフレックス ランス バンドルの洗浄作業が、従業員と機器を保護する確立された安全プロトコルに従っていることを確認してください。手を抜くと、水の侵入による生命を脅かす怪我が発生する可能性があります。.

ウォータージェッティングの操作前および操作中は、次の安全チェックリストに従ってください:

1. システム全体をすべての電源から分離します - フォローします OSHA 29 CFR 1910.147 作業を開始する前に、システムにエネルギーがないことを確認するためのロックアウト/タグアウト手順。.
2. 常に適切な PPE を着用してください。 - 2,000 PSI ではフェイスシールドの着用が義務付けられています。エリア内のすべてのオペレーターおよびその他の職員は、防水手袋、スチールトゥブーツ、聴覚保護具、全身防水スーツを着用する必要があります。.
3. 洗浄前チューブ評価を行う ~ オペレーターは、チューブの内部idを測定し、堆積物の特徴を明らかにし、薄化、穴あけ、またはチューブの壁の破断をチェックします。 bundleの向きと寸法をすべて記録します。.
4. ホースとランスのコンポーネントがすべて水圧で動作できることを確認してください。請負業者は、損傷/摩耗/変形が見られるホースまたは継手を交換する必要があります。.
5. 立ち入り禁止区域を指定する - システムが圧力を受けている間、すべての権限のない担当者のアクセスを防ぐために、チューブシートの面の周囲にバリケードを設置します。.
6. 加圧システムを決して離れないでください。 - ポンプ運転中は、訓練を受けたオペレーターが制御装置に配置されている必要があります。オペレーターの介入なしにデッドマンシステムは許可されません。.
7. 限られたスペースの規則を遵守する 13 = すべてのシェルサイドへのアクセスには許可が必要です。待機中の救助チームとの継続的な通信を維持し、大気条件をテストします。.
8. 減圧 - ノズルの交換、フレームの調整、またはランスの詰まりを取り除く前に、システムを油圧でデッドストップします。.

広範な事前洗浄チューブ検査を怠ったことが、当社のチームが運転中にランスの破損を経験する主な理由です。洗浄する列に間違った堆積物や異物が 1 つあると、ランス全体が閉じ込められ、何時間もの激しい除去作業が必要になる場合があります。洗浄サイクルの前に、常に独自のチューブ検査を行います。.

高圧洗浄に関する規格は、ASME PCC-2 (圧力機器および配管の修理) および 高圧ウォータージェッティングに関する SafeContractor ガイダンスノート 36. 。これらの規則はどのくらいの頻度で機器をテストする必要があるか、オペレーターがどのようなトレーニングを必要とするか、緊急時に操作がどのように反応しなければならないかを詳細に規定しており、私たちのチームではこれらの基準に従っています。.

健全なオペレーターの安全手順と、事前作業計画と組み合わせたよく維持された設備に従うことで、清掃員はシフトごとに清掃効率を達成できるようです。.

よくある質問frequently Asked Questions