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제목 [기술컨설팅 핸드북] 열교환기 관리
작성자 통계분석실 답변작성그룹 일반
설비 시스템 등록일자 2015-11-12
업종 일반 기타
파일 file 아이콘led-adoption-report_2015.pdf

TUBE형 열교환기를 설치했습니다. 초기엔 급수온도가 63도 였는데, 2년여 지난 지금은 약 53도로 떨어졌습니다. 어떤 관리방안이 있는지 알고 싶습니다! 참고로 열교환기는 TUBE만 구입하여 당사에서 직접 설치를 했기 때문에 분해 청소가 곤란 합니다!


질문답변입니다
답변 [답변] 열교환기 관리
작성자 통계분석실 답변작성그룹 일반
설비 시스템 등록일자 2015-11-12
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열교환기 성능문제는 고온측과 저온측 유체의 입출구 조건을 함께 검토해야 합니다. 즉 급수온도 저하는 열교환기 전열면 오염에 따른 성능저하일수도 있지만, 고온열원 유체의 조건변화에 기인할 수도 있습니다. 그동안의 운전data를 검토하시길 바라며, 검토결과 열교환기 전열면 오염으로 판단되시면 화학적 세정을 하시길 바랍니다.
질문답변입니다
답변 [답변] 열교환기
작성자 통계분석실 답변작성그룹 일반
설비 시스템 등록일자 2015-11-12
업종 일반 기타
급수 예열 장치를 설치하여 운전 중 2년만에 급수의 예열 온도가 63도시에서 53도시로 떨어졌다는 내용이라면 즉각적인 조치가 필요할 것으로 판단됩니다.
1. 열량의 balance 문제라면 심각한 것은 아니고, 열정산 후 설비 개선하면 되고요.
2. 급수측의 스케일 문제라면 심각합니다. 왜냐하면 보일러 수관에도 비슷한 문제가 진행되기 때문입니다. --- 급수의 수질관리 필요함.
3. 이물질에 의한 열교환기의 부분적인 막힘 현상으로 유량 감소도 예상할 수 있습니다.
결론적으로 열교환기의 입출구 온도차가 설계치를 과도하게 벗어난다면 즉시 열교환기를 분해하여 원인을 규명해야 합니다.
질문답변입니다
답변 [답변] 열교환기 관리
작성자 통계분석실 답변작성그룹 일반
설비 시스템 등록일자 2015-11-12
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우선 열교환 시키는 열원이 무엇이지 궁금하며 귀사의 보일러 급수온도가 낮은 것을 보면 비효율적으로 운영되고 있으며 급수온도를 올리기 위하여 열교환기를 설치 하신 것 같은데 열교환기를 설치하실 때 사후관리측면이 고려되지 않은 듯싶네요. 어차피 튜브 내부를 크리닝 할려면 좋은 방법으로 열원입구측에 고압이나 화학세정을 선택하여 하시고 이 기회에 쉽게 분해 정비할 수 있도록 조치되었으면 합니다.
질문답변입니다
답변 [답변] 열교환기 관리
작성자 통계분석실 답변작성그룹 일반
설비 시스템 등록일자 2015-11-12
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위에서 여러분이 지적하신 내용이 많은 참고가 되리라고 생각합니다. 질문하신 내용으로는 원인을 알기가 어려우나 우선 생각할 수 있는 것이 보일러 급수량이나 냉각수량이 변하여 열교환기 열회수 온도의 변화가 있는지 점검해야 될 것 같습니다. 이 경우라면 아무런 문제가 없으나 혹시 열교환기 튜브의 펑크로 온도가 낮은 보일러급수가 냉각수에 희석되어 냉각수 온도가 낮아지면 당연히 보일러 급수측 열회수 온도가 낮을 수밖에 없다고 생각됩니다. 이런 경우는 보일러 급수측이나 냉각수측에 2차적인 문제가 일어날 수 있으므로 시급히 수리 보수하여야 될 것입니다. 이 경우 전문가와 상의하여야하나 임시응급조치로 펑크난 부위가 적은구멍일 경우는 용접 또는 木針 아니면 납+주석으로 된 盲銓으로 구멍에 맞게 테이퍼지게 가공하여 때려 막는 수가 있을 수 있습니다. 또 한 가지 생각할 수 있는 것은 냉각수측과 보일러 급수측에 스케일이 부착하여 열전도를 방해하여 열교환 효율을 저하시킨다고 생각할수 있습니다. 전문업체에 의뢰하여 제작됐다면 열교환기를 분해하여 수작업이나 기계적으로 스케일을 제거하여야하나 분해청소가 곤란할 경우는 유기산. 또는 무기산(약5~10%)에 부식억제제(산농
도의 약1~3%)를 혼합하여 열교환튜브 내외를 3~5시간 순환시켜 스케일을 제거한 후 반드시 중화. 방청을 한 후에 사용하셔야 됩니다. 스케일은 성분에 따라서 불화암몬이나 용해촉진제 등이 첨가되야 할 경우가 있으므로 전문업체에 상의 하는 것 이 좋을 듯 사료됩니다.
참고로 열교환기를 제작할 때는 점검과 보수가 용의하도록 제작하여야하며 냉각수입,출구와 보일러급수 입,출구에 유량계, 온도계 등을 필요한 요소에 부착하면 문제발생시 원인분석이 쉽고 설비유지관리에 편리하지 않겠어요?
질문답변입니다
답변 [답변] 열교환기 관리
작성자 통계분석실 답변작성그룹 일반
설비 시스템 등록일자 2015-11-12
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열교환기의 문제가 있으면 수질분석을 해보시면 금방 알 수 있습니다. 저희 회사같은 경우 15일에 1번씩 수질분석을 의뢰하여 수질에 따라 약품이라는 관리 포인트를 다시 잡고 있습니다.
예전에 무슨 수질분석이야 라고 했는데 1년 2년 지나면서 많은 효과를 보았습니다. 제 경우는 열교환 능력이 떨어지면 1차와 2차의 차압과 온도차를 보시고 냉각수의 1차와 2차의 온도 값과 압력을 확인해 보면 어느 정도는 알 수 있습니다.
질문답변입니다
답변 [답변] 열교환기 관리
작성자 통계분석실 답변작성그룹 일반
설비 시스템 등록일자 2015-11-12
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1) 유량 : 입구와 출구의 유량의 변화를 점검.
2) 압력 : 압력의 차이를 확인하고 내부의 스케일 부착여부 확인
3) 열교환기의 외관확인 : 저수조의 수질 및 tube외관 청결 상태 확인
유량의 변화가 없다면 tube에는 이상이 없다고 판단하고, 다른 곳에서의 문제점을 확인하는 것이 맞다 생각합니다. 압력의 변화는 발생하지만 tube의 마찰계수 등을 감안하여 입구측과 출구측을 확인하는 것이 맞다 생각합니다. 계산치와 차이가 있다고 생각되면tube내부에 스케일을 의심되며, 기타 수조의 수질상태는 처음과 같은지 아닌지 확인하는 것이 정확한 판
단인 것 같습니다.
열교환기의 청소방법
- 작은 철구를 파이프에 삽입시켜 스케일을 청소하는 방법
- 화학적인 방법으로 청소를 하는 방법
질문답변입니다
답변 [답변] 열교환기 관리
작성자 통계분석실 답변작성그룹 일반
설비 시스템 등록일자 2015-11-12
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온도가 떨어지는 원인은 열교환기 성능이 저하된 것도 원인이지만 열원을 근본적으로 제공하는 열기기의 성능이 떨어지게 되어도 열교환기 성능에 지장을 주게 됩니다. 열기기의 내부의 스케링 작업도 병행하면서 터보 열교환기의 성능을 저해하는 스케링을 제거하는 방법으로 수순을 밟아가는 것이 좋을 듯 하군요.
질문답변입니다
답변 [답변[ 열교환기 관리
작성자 통계분석실 답변작성그룹 일반
설비 시스템 등록일자 2015-11-12
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1. 열교환기의 성능이 저하되는 요인 중에 유입수관 내의 스케일 문제는 일반적으로 알려진 방법대로 스케일 제거 방법을 적용하면 용이하게 회복될 수 있습니다.

2. 그러나 Tube type의 경우에는 관 내부의 문제보다도 Tube 외벽에 부착되어 있거나 Tube와 Tube 사이에 끼어 있는 이물질에 의한 단열층 형성이 문제입니다. Tube type에서는 이것을 완벽하게 제거하는 것은 거의 불가능 합니다.

즉, 구조적 결함에 기인한 것은 수정과 회복에 한계가 있을 수밖에 없습니다.
질문답변입니다
답변 [답변] 열교환기 관리
작성자 통계분석실 답변작성그룹 일반
설비 시스템 등록일자 2015-11-12
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먼저 냉각수 저수조에TUBE형 열교환기가 설치되어 있다고 하였는데 우선 열교환기의 열원에 따라 조치가 다르게 나타날 수 있습니다. 첫째로 열원이 스팀을 사용하고 나온 응축수라 가정할 때(공정의 스팀히터나 혹 드럼 열교환기에서 나온 응축수 등) 응축수의 수질을 분석하여 수질이 양호 할 경우엔 수조에 열교환기를 사용하지 않고 직접수조로 회수하게 되면 100%의 열회수가 가능하며, 그렇지 않고 오염된 응축수의 열원으로 사용한 경우에 튜브자체 온도 차이에 의한 스케일에 의한 열전달 능력 상실이 초래된 걸로 사료되며 이때 확인할 수 있는 방법으로는 열원의 입/출구 온도 편차를 확인하여 온도 편차가 5도 이상일 경우 및 출구 온도가 설치 당시보다 상승하였을 것 입니다. 이 경우엔 설비개선을 통하여 분리가능하게 플렌지타입으로 튜브를 변경하고 스케일을 제거하여야만 합니다. 또 다른 경우도 있을 수 있으나 문의하신 설비나 운전 방법에 대하여 기술이 되어 있지 않아 상황을 확인 할 수 없군요.
질문답변입니다
답변 [답변] 열교환기 관리
작성자 통계분석실 답변작성그룹 일반
설비 시스템 등록일자 2015-11-12
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저는 우선 보일러 응축수 탱크의 급수온도를 높이기 위해서 응축수 탱크에 열교환기를 설치하는 것에 대하여 의아한 생각이 듭니다. 문제는 보일러의 증기를 발생시켜서 그 열원으로 다시금 응축수를 데운다는 것은 주머니 돈이 쌈지 돈이라는 말이 있듯이 꼭 그렇게 해야 하는 이유가 있는 지를 묻고 싶습니다. 물론 부하설비에서 버려지는 증기가 있다거나 응축수가 있어서 그열을 이용하는 것이 라면 모른지만, 보일러의 증기압력 유지를 위해서 일부열을 바이패스 시키는 부분이 아니면 결과론적으로 연료소비나 효율성에서는 그리 큰 차이가 없을 거라고 보여 집니다. 열교환기의 효율저하의 원인으로 본다면 열교환기에 스케일 부착과 열교환기로 들어가는 열원(증기, 온수)온도의 변화과전이 있거나 증기라면 트랩의 정상 작동여부와 응축수 회수관의 배압관계, 아니면 배관상의 스트레나의 이물질 혼입 등이 원인이 있지 않을까 하면서 접근을 해 봅니다.
질문답변입니다
답변 [답변] 열교환기 관리
작성자 통계분석실 답변작성그룹 일반
설비 시스템 등록일자 2015-11-12
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shell tube type의 경우 tube 재질에 문제가 생기면 열량에 변화가 생기죠. 일단 재질부터 복수기용 황동이나 백동으로 검토하시고 투자비용에 여유가 있다면 판형열 교환기로 교체하시는 것도 좋은 방안이라고 생각됩니다.
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답변 [답변] 열교환기 관리
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설비 시스템 등록일자 2015-11-12
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그동안의 운전data를 검토해 보시면 온도 변화가 순차적으로 변한 것을 감지할 수 있을 겁니다. 대부분 스케일링으로 인한 것이므로 분해가 안 된다면 수동으로 CLEANING 하는 방법이 가장 빠르리라 생각됩니다.
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답변 [답변] 열교환기 관리
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설비 시스템 등록일자 2015-11-12
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분해 및 청소가 곤란 하다고 하시지만 분해 및 청소가 필요합니다. 내부 세정을 하지 않으면 지속적으로 스케일 등이 쌓일 것이고, 시간이 갈수록 점점 효율은 떨어질 것입니다. 내부 분해 및 세정을 꼭 하십시오.
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답변 [답변] 열교환기 관리
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설비 시스템 등록일자 2015-11-12
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보일러 급수온도는 펌프기종에 따라서 차이가 있는데 온도 8도에 보일러효율1% 상승입니다. 수질관리에 따른 스케일문제이고 설치당시 입출구 비교하면 도움되길 바랍니다.
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설비 시스템 등록일자 2015-11-12
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현재 설치 된 열교환기가 분해청소가 곤란하지만 우선 스팀입구, 출구 후랜지를 풀고 양쪽에 고무호스를 연결하고 통을 준비하고 순환모터도설치하고 통속에 염산(99%)40KG혹은 큐민60KG를 통속에 넣어 1시간정도 순환시켜 내부스케일을 제거한다. 이때 PH가4정도(염신농도5%)되도록 물과 혼합시키고 물 온도가 60도정도 되면 세관 작업이 원활하다. 다음 단계로 저수조맨홀을 열고 들어가 TUBE외부스케일을 보고 약품을 뿌리고 난 다음 와이어 브러쉬로 청소한다. 그 다음단계로 응축수계통 특히 트랩이 정상작동 되는지 용량 및 형식이 적정한지 보고 트랩을 교체하여 응축수 배출을 원활하게 되면 급수온도를 원하는 온도만큼 상승시킬 수 있다고 사료됨.
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설비 시스템 등록일자 2015-11-12
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급수 예열기를 설치하신 것 같습니다만. 우선 열원을 무엇인지? 우선 열교환기의 성능을 나타내는 변수들에 대한 검토가 필요합니다. 검토를 통해서 오염 계수를 결정할 수 있습니다. 오염 계수가 결정이 되면 설계 변수를 결정할 수 있을 겁니다. "Heat Transfer"에 관련된 책을 참고하시면 개략적인 값들을 구하실 수 있을 겁니다. 그리고 열원으로 폐가스를 사용하시는 거라면 폐가스 온도를 측정해 보십시오. 변화가 없다면 부하가 증가한 것입니다. 오염일 경우, 화학적 세성을 할 수 있지만. 비용이 작지 않습니다. Shell & Tube 형으로 교체하시고 고압 세정을 하시는 것이 경제적으로 효과적일 것이라 생각됩니다.
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답변 [답변] 열교환기 관리
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설비 시스템 등록일자 2015-11-12
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앞의 여러 전문가님들의 답변에도 잘 지적되었듯이 열교환기 성능문제는 고온측과 저온측 유체의 입출구 조건을 함께 검토해야 합니다. 즉 급수온도 저하는 열교환기 전열면 오염에 따른 성능저하일수도 있지만, 고온열원 유체의 조건변화에 기인할 수 도 있습니다. 그동안의 운전data를 검토하시길 바라며, 검토결과 열교환기 전열면 오염으로 판단되시면 화학적 세정을 하시길 바랍니다.
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작성자 통계분석실 답변작성그룹 일반
설비 시스템 등록일자 2015-11-12
업종 일반 기타
열교환기 Tube 재질 및 크기, 갯수 입/출구 쪽 유체정보를 안다면(비열, 온도, 유량, 압력)적정열량을 알 수 있습니다. 일반적으로 입/출구 차이는 5℃차이가 나도록 설계하는 것이 적절합니다. 열교환이 잘 안된다고 느껴질 때는
1. 열교환기내부에 불순물이 끼어 열전달율이 떨어지는 경우이며, 분해 청소가 어렵다면 화학세관 방법이 있으니 가능 한지 알아 보셔야 합니다.

2. 다른 면에서 열전달매체의 유량이 적거나 입구 온도가 적정한지 확인 하세요. 참고로 보통 보일러의 냉수+온수(응축수회수)급수 온도는 90~95℃의 조건으로 하는 것이 보일러 효율관리에 좋습니다. 하지만 귀사의 경우에는 63℃라고 하니 그렇지 못하는 것 같습니다. 추가 질문이 계시면 보일러 운전일지를 제 메일로 보내주시면 고맙겠습니다.
질문답변입니다
답변 [답변] 열교환기 관리
작성자 통계분석실 답변작성그룹 일반
설비 시스템 등록일자 2015-11-12
업종 일반 기타
조건이 변한 것이 없다면 열교환기의 성능에 변화를 줄 수 있는 것은 열교환기 튜브에 물때나 스케일이 붙었다고 봅니다. 열교환기에 대한 주기적인 관리를 위해서 분해점검 및 세정이 필수적이라고 봅니다. 현재 조건에서 분해가 난이하다면 향후적으로 열교환율이 점점 심하게 떨어지겠지요! 적당한 시점을 만들어서 열교환기 분해점검이 가능하도록 개선하시길 바랍니다.
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