自動バンドル クリーナー: OBC システムが所要時間を短縮する方法

自動バンドルクリーナーが熱交換器のメンテナンスをどのように変更するか

熱交換器の汚れは、世界的な精製事業から年間数百ドルを除去します 米国だけでも、列車熱交換器の汚れコストを予熱します 毎年$10億から$12億まで 失われた製油所出力で; そして、中型のプラントは、過剰燃料費で1 日あたり$50,000 以上を失う可能性があります いわゆる手動チューブ バンドルクリーニング 何十年もの間、標準的な対応でした。しかし、それは遅く、危険で、現代の方向転換の要求に比べて急速に時代遅れになっています。自動バンドルクリーナー、チューブバンドルから汚れを除去するためにプログラムされた制御の下で高圧ウォータージェットを利用する機械は、手動乗組員を急速に交換するための市場です 自動チューブ洗浄システム 2024年の金額は1億4,594万米ドルと推定されており、4.6% CAGRで増加し、2031年までに約199.94米ドルに達すると予想されています。.

このガイドでは、自動化されたバンドル洗浄システムがどのように機能するかについて説明し、主要な洗浄タイプを比較し、プラントの選択プロセスを詳しく説明し、この技術を導入している安全性情報を提供します。精製、石油化学、発電業界でシェルアンドチューブ熱交換器を実行している場合は、この記事で検討した各ソリューションの意思決定プロセスを説明します。.

自動バンドル クリーナーとは何ですか?なぜそれが重要なのですか?

自動バンドル クリーナー (機械制御高圧ウォーター ジェット システム) は、熱交換器の汚れを除去するように設計されたプロセスです。オペレーターが高圧ランスを手動で指示する手動チューブ洗浄とは異なり、このタイプのシステムは、プログラムされた制御を介して遠隔または保護されたキャビン ステーションから操作および通電を行います。オペレーターはパラメーターを指定し、機械は各チューブ列を横切る洗浄経路を繰り返したどります。.

では、なぜ自動化するのでしょうか。要約すると、ビジネスケースでは 3 つのポイントが支配的です - 生産性、安全性、コスト回収。.

一般的なターンアラウンドでは、手動によるバンドル洗浄には交換機のセットごとに複数のシフトがかかります。自動化された機器は、露光ごとに最大 5 本のチューブを一度に洗浄できます。数十本のチューブを稼働させる発電所または製油所の場合、これにより大幅なスケジュール圧縮が可能になります。.

経済学も自動化に有利に働きます。交換機の汚れが寄与すると推定されています 先進国のGDPの0.25% そして、プラントの総メンテナンス予算のうち約15%が熱交換器に当てられ、その半分は汚れだけで発生しています 粗汚れは、世界の約10%に直接関係しています 精製CO2 排出量、年間約8800 万トン、毎日交換器はピーク効率を下回ったまま、燃料費と排出量はさらに上昇します

BOSHIYA が製油所の転換期全体にわたって現場に導入する中で、当社の OBC ユニットは一貫して洗浄サイクルを複数のシフトから数時間に短縮します。転換期に節約された 1 時間ごとに、生産収益の早期再開と回復に直接つながるため、このスケジュールの圧縮はプラント管理者が最も重視するものです。.

BOSHIYAグループは1 世紀以上にわたって産業用洗浄装置を生産してきました。 私たちの 外部バンドルクリーナー 製品である OBC シリーズは、当初、鉱床のレベルが硫黄およびカルシウムベースのさまざまな阻害剤で構成される製油所および石油化学熱交換器の汚れの問題を解決するために開発されました。.

チューブバンドル洗浄システムの仕組み: ランス、油圧、ロボットによる方法

チューブバンドル洗浄システムは、汚れた表面に高圧水を供給するために使用される方法に応じて大きく分類されます。ランスベース、油圧駆動、またはロボット洗浄システムのいずれかです。各洗浄システムは、さまざまな汚れの重症度レベル、バンドルの形状、およびプラントの自動化レベルに適しています。当社のエンジニアリングチームは、精製、石油化学、発電所における長年の現場経験に基づいて、これら 3 つのタイプを分類します。.

ランスベースのシステム

ランスベースのクリーナーは、回転ノズルを備えた硬いまたは半硬いスチール製ランスを使用します。ランス供給システムは、ランスをチューブラインを通して、またはチューブラインに沿って押し込み、高圧水(10,000 ～ 40,000 PSI)を汚れ時に押し込みます。 BOSHIYA OBC-C の特徴には、10 メートルの水平バンドル範囲にわたって機能するプログラム可能なトラバース システムから 2 つのスチール製ランスが外れることが含まれます。ランス供給システムの空気圧は 45 ～ 95 PSI(3.0 ～ 6.3 bar)の範囲です。この圧力範囲により、ランスの動きを制御可能に保ち、スムーズなランス体験を提供します。.

油圧システム

油圧バンドルクリーナーは、油圧シリンダーを使用してクリーニングヘッドの位置決めとランスの動きの制御を行います これらのメカニズムは、正確な速度制御で高い力を実現し、一定のランス移動速度を維持することが望ましい重堆積用途に適しています また、油圧駆動システムは、チューブバンドルを360 度回転させるオプションのバンドルローラーに電力を供給することができ、クリーニングヘッドは機械全体を物理的に再配置することなく、すべてのチューブ列にすばらしいアクセスを可能にします。.

ロボットシステム

ロボットクリーナーは、マルチジカイ軸の関節運動とセンサーフィードバックを洗浄プロセスに追加しました。ロボットアームはノズルをサブミリメートル精度内に収めるように努め、一部の機器にはカメラフィードや超音波厚さセンサーが組み込まれて洗浄結果を即座に確認する場合があります。これらのユニットは、ハハイジットコストが最大ですが、複雑なバッフル配置を備えたあらゆる種類のジクノック OCB の中で最も高いスループット レベルも備えています。.

比較的簡単な表面洗浄の場合、通常は約 20,000 PSI で十分です。炭酸カルシウムのスケールやコークスの堆積物などの激しい汚れには、30,000 を超える圧力が必要になる場合があります。その他の要因が、適切な圧力の選択に影響を与える可能性があります。銅などのより柔らかいチューブ材料には、より低い圧力が必要ですが、炭素鋼やステンレス鋼などのより硬くて丈夫な金属は、より高い圧力に耐えます。.

内部バンドル洗浄と外部バンドル洗浄: どのアプローチが用途に適合しますか?

内部バンドル洗浄は、チューブの汚れ領域を対象としています。チューブ側の堆積物は、流量と熱伝達領域の低下につながります。外部バンドル洗浄は、一般にシェル側洗浄とも呼ばれ、チューブの外面、チューブ、バッフル、タイロッドの生体汚れの堆積物を除去します。これが、機器を選択する際の大きな違いです。アクセス圧力の方法により、オプションが駆動されます。.

内部(チューブサイド)クリーニング

内部洗浄により、ランスまたはフレックス ランスが各チューブ内に収まります。チューブ シート面のチューブ シート ランスは 1 つのオプションです。各ランスはチューブの長さ全体を移動し、回転ノズルは内壁から堆積物を爆発させます。この方法は、通常の使用中に蓄積する傾向のある微粒子の蓄積、生物学的増殖、およびスケールされた堆積物に対抗します。フレックス ランスは 10,000 ～ 40,000 PSI で動作し、曲げ半径が豊富なストレート チューブや U チューブに最適です。.

外部(シェルサイド)クリーニング

外部洗浄は、それが熱交換器のシェル側にあるので、それほど複雑ではない、それはバッフル、支持板およびチューブのピッチ間隔をとてもタイトな直接アクセスが制限されているので、使用している熱交換器BOSHIYAの場所です OBC-C 自動バンドル洗浄装置 実際の値を提供します。 OBC-C は、最大作動圧力が 1500 bar (21,750 PSI) で、垂直作動範囲が 2300 mm (91 インチ) であるだけでなく、全長 10 メートルにわたる水平圧力範囲も備えています。 OBC-C は、単一の機械位置からバンドルの奥深くまで浸透し、手動作業員が個別に清掃する必要がある領域に到達します。.

方向転換を計画する際の最も一般的なエラーの 1 つは、シェル側で実際に汚れが発生している間に内部洗浄を指定することです。熱交換器に正方形のチューブピッチがある場合(シェル側の機械的洗浄が実行されるように設計された領域で一般的)、そのレイアウトが選択されたのは、すでにシェル側の汚れが予想されており、チューブ間の正方形のスペースを開いたままにしておく必要があるためです。.

BOSHIYAのOBC-Cは、180 度の回転可能なタワーとオプションの油圧バンドルローラーを備えており、バンドルに360 度アクセスできるようにします。オペレーターは、架空クレーンを通してバンドルを手動で転がすことなく、チューブの任意の列の間を清掃できるため、時間とリスクを大幅に節約できます。.

安全性と生産性の向上: データが示すもの

高圧ウォータージェッティングは、製油所や化学工場で最も危険なメンテナンス作業の 1 つです。 10,000 PSI を超える圧力では、水の流れが皮膚、筋肉、さらには骨までを切断します。. 文書化された傷害 裂傷、刺し傷、外傷性切断、さらには高圧水が体内に侵入して内部組織の大規模な破壊を引き起こす致命的な体液注入損傷も含まれます。.

OSHA は、10,000 PSI 以上で動作するオペレーターに完全な保護ギア (フルボディ スーツ、フルフェイス シールド、高ハザード ヘルメット、スチール トゥ ブーツ、防水手袋、聴覚保護具) を義務付けています。ただし、このギアではオペレーターをウォーター ジェットから遠ざけることはできません。マルチ シフトの高さと長さは疲労や失効の可能性の増加につながる可能性があります。.

自動バンドルクリーナーは、制御の階層上の最高層であるエンジニアリング制御レベルでこの危険に対抗します。オペレーターは、PPE に依存する代わりに、保護されたキャビン内に座ったり、機械を遠隔で制御したりします。ウォータージェットは密閉ゾーンで動作します。洗浄中に人間が高圧流に直接さらされることはありません。.

BOSHIYA OBC ユニットを稼働させているプラントでは、手動作業員による 1 回のターンアラウンドあたり平均 2 ～ 3 回のニアミスと比較して、設置以来ウォータージェットによる接触事故はゼロであると報告されています。その安全記録だけでも、多くのクライアントにとって設備投資が正当化されます。.

安全性を超えて、生産性の計算は自動化に有利です 自動化されたシステムは手動の方法よりも3~5 倍速く掃除します マルチランス構成は、最大5 つのチューブを同時に掃除することができ、16 時間の仕事を3~4 時間の発電所のうち45 パーセントはすでに自動洗浄システムを統合しており、冷却システムアプリケーションは40%以上の採用率を示しています。.

熱交換器圧力装置を管理する関連する業界標準には次のものがあります ASME BPVC セクション VIII 圧力容器の設計のため、, API 660 シェルアンドチューブ交換機の仕様、使用中の検査用のAPI STD 510、および圧力機器の修理用のASME PCC-2。あらゆる自動洗浄システムは、動作圧力と機械的負荷が交換機の設計範囲内に残っていることを確認するために、これらの規格に照らして評価される必要があります。 BOSHIYAのOBCシリーズは、CEおよびISO 9001認証を取得しています。.

植物に適したバンドル洗浄機を選択する方法

5 つのプラント固有の要因のいずれかが、自動バンドル クリーナーの選択に影響を与える可能性があります。サイズを大きくすると、資本予算と床面積が使い果たされます。サイズを小さくすると、デポジットが残り、クリーニング パスが繰り返されるため、マシンを購入した速度の利点が破壊されます。.

5 段階の選択フレームワーク

• ✔バンドル直径範囲: 交換機フリートの最大および最小のバンドルを測定します 機械の垂直および水平作業範囲が在庫全体をカバーしていることを確認します。 OBC-C の垂直 2300 mm および水平 10,000 mm の範囲は、ほとんどの製油所規模の交換機をカバーします。.
• ✔汚れタイプ: 堆積物が粒子状、生物学的、化学的、結晶化、または複合材料であるかどうかを特定します。各汚れカテゴリは、水圧とノズルの形状に対して異なる反応を示します。重質コークス堆積物には、より高い圧力とより遅いランス横断速度が必要です。.
• ✔作動圧力要件: ポンプの最大圧力を汚れの深刻度に適合させる 単純な生物学的汚れには 20,000 PSI しか必要ない場合があります。硬化学スケールでは 35,000 PSI 以上が必要になる場合があります。 OBC-C は、流量 100 ～ 150 L/min で最大 1500 bar (21,750 PSI) を供給します。.
• ✔ポータビリティのニーズ: 固定設備は、交換機の人口が多く、恒久的な洗浄ベイを備えた製油所に適しています。モバイルまたはトレーラーに取り付けられたシステムは、大規模なサイトに点在する場所でバンドルを洗浄する契約洗浄会社またはプラントにとってより適切に機能します。.
• ✔オペレータースキルレベル: 事前にプログラムされた洗浄レシピを備えた完全自動システムは、手動によるランス位置決めが必要な半自動機械よりもオペレーターのトレーニングが少なくて済みます。メンテナンス チームが頻繁にローテーションする場合は、直感的なリモコンと保存された洗浄プログラムを備えたシステムを優先してください。.

植物スケールによるサイジングガイド

バンドル監査を実施して選択を開始することを提案します: チューブ数、チューブOD、チューブピッチパターン、シェル直径、および以前の汚れ分析の結果によってすべての交換器を特定します このセットは、最小動作エンベロープと自動クリーナーの圧力仕様を定義します BOSHIYAの当社のアプリケーションエンジニアリンググループは、この監査方法論を新規顧客ごとに適用して、1 に関連します BOSHIYA の外部バンドル洗浄システム カタログの仮定 2 ではなく、実際の動作条件に合わせて、洗浄システムを実際のプラントの条件に合わせて適切なサイズにしてください。.

機器の寿命を延ばすためのメンテナンスのベストプラクティス

自動バンドルクリーナーは、長年にわたるトラブルのない動作を提供する資本資産ですが、定期的な予防策が必要です。機械に不注意があると、ノズルの浸食、油圧漏れ、および最も不適切なタイミングでのコストのかかるダウンタイムが発生する可能性があります。ターンアラウンドクロックが刻々と進んでいます。.

6 段階のメンテナンス チェックリスト

• ✔ターンアラウンド前のポンプテスト: 高圧ポンプを定格圧力いっぱいで 15 分間作動させ、安定した圧力測定値を確認します。変動は、シールの摩耗または逆止弁を示します。.
• ✔ノズル検査: ピンゲージでノズルオリフィス径を測定します 元のボアサイズの10%を超えて摩耗したノズルを交換します 摩耗したノズルは洗浄効果と廃ポンプエネルギーを低減します。.
• ✔ランスストレートネスチェック: 各鋼製ランスを平らな面に転がします。不均一な洗浄パターンを防ぐために、1 メートルあたり 1 mm を超えるたわみのあるランスを交換する必要があります。.
• ✔油圧システムサービス: OEMマニュアルで指定した間隔で作動油とフィルターを交換します。すべてのホース接続に泣きや摩耗の損傷がないか検査します。.
• ✔制御システムの検証: すべてのリモート コントロール機能、緊急停止、および限界スイッチをテストして下さい。 、保存されたクリーニングのプログラムが水圧なしでドライ ランを通して正しく実行することを確認して下さい。.
• ✔ターンアラウンド後のフラッシュとストレージ: きれいな水で水回路全体を洗い流して破片を取り除きます。すべてのラインを排水し、腐食を防ぐために機械を乾燥した覆われた場所に保管します。.

100 年以上の産業機器の経験を持つ BOSHIYA は、スペア ノズル、ランス チップ、油圧シール、高圧継手を備えた部品キットを現場に保管することを提唱しています。ターンアラウンドのリードタイムは、必要な日に部品を入手するには長すぎることが多いため、現場のキットを使用して機械を稼働させ続けます。必要なときに.。.

よくある質問frequently Asked Questions