フィン付きチューブ熱交換器の凍結亀裂は通常、次の 4 つの相互に関連した側面の累積的な故障によって発生します。デザインのサイジング、システムレイアウト、設置コンプライアンス、 そしてメンテナンスの実践。
伝熱領域の設計段階で、フィン付きチューブ熱交換器が実際の熱負荷に比べて大幅に大きい場合、熱媒体 (蒸気であれ熱水であれ) がチューブ側で費やす時間が不十分になり、完全な凝縮水の排水が可能になります。周囲温度が 0°C を下回ると、チューブ内の残留液体水が凍結し、約9%体積比で、超過の局所的なフープ応力を生成します。200MPa。これは銅ベースチューブの引張強度(約220MPa)やアルミニウムフィンの材料限界に近づき、最終的には破断を引き起こします。したがって、加熱ゾーンの負荷がこれ以上低下すると、30%冷却ゾーン負荷以下では、メインのフィンチューブ熱交換器が長時間の部分負荷条件下で動作するのを防ぐために、別個のエアヒーターを設置する必要があります。これにより、ソースでの凝縮水滞留のリスクが軽減されます。
コンデンサーの配置も同様に凍結の可能性を決定します。凝縮器 (冷却コイル) がエアヒーターの上流に配置されている場合、冷たい流入空気が最初に凝縮器の表面に接触し、フィンの温度が急速に氷点下に低下します。凝縮水がチューブ内で凍結し、「氷の詰まり」が形成されます。氷の厚さが 1 ミリメートル増えるごとに、有効内径が約 1 減少します。8%~12%、さらに流速が減少し、管壁が破裂するまで氷の形成が加速します。コンデンサーをエアヒーターの下流に配置することで、予熱された空気が少なくとも5℃凝縮面に接触する前にフィンの表面温度を0℃以上に保ち、プロセスレイアウトを通じて氷結状態を根本的に排除します。
設置および配管の実践は、GB 50243 換気および空調エンジニアリング建設品質承認基準および ASHRAE ガイドライン 0 に準拠する必要があります。設置の傾斜が不十分です (1%以上凝縮水の流れ方向に沿った勾配)により重力による排水が防止され、チューブの底部に液体シールが形成されます。不適切な配線 - 電源ケーブルと制御信号ケーブルを下に間隔をあけて共用導管に配線するなど300mm- 電磁干渉を引き起こし、サーモスタットの誤動作や熱媒体の中断を引き起こす可能性があります。チューブ肉厚(炭素鋼)の計算値を超えるサポート間隔≧1.5mm、 ステンレス鋼≧1.2mm) とフィン密度 (1 インチあたり 8 フィン以下) 熱膨張を制限し、溶接部に応力を集中させます。
さらに、スチーム トラップは凝縮水を排出するための重要なコンポーネントとして機能し、その選択とメンテナンスの状態がシステムの安全性を直接左右します。蒸気圧を伴う低圧システム用≦0.3MPa、フロート型スチームトラップが好ましい。圧力のために≧0.3MPa、逆さバケツトラップが推奨されます。定格トラップ容量は少なくとも次の値でなければなりません。1.5倍を含む実際の凝縮水量10%安全係数。ゲートバルブとスチームトラップは四半期または毎に検査する必要があります。2,000稼働時間、バルブコアの漏れが超過した場合に交換5%定格流量または作動遅延が超過している30秒、適時に凝縮水を除去し、凍結割れにつながる水の蓄積を防ぎます。
![]()
![]()
![]()
フィン付きチューブ熱交換器の凍結亀裂は通常、次の 4 つの相互に関連した側面の累積的な故障によって発生します。デザインのサイジング、システムレイアウト、設置コンプライアンス、 そしてメンテナンスの実践。
伝熱領域の設計段階で、フィン付きチューブ熱交換器が実際の熱負荷に比べて大幅に大きい場合、熱媒体 (蒸気であれ熱水であれ) がチューブ側で費やす時間が不十分になり、完全な凝縮水の排水が可能になります。周囲温度が 0°C を下回ると、チューブ内の残留液体水が凍結し、約9%体積比で、超過の局所的なフープ応力を生成します。200MPa。これは銅ベースチューブの引張強度(約220MPa)やアルミニウムフィンの材料限界に近づき、最終的には破断を引き起こします。したがって、加熱ゾーンの負荷がこれ以上低下すると、30%冷却ゾーン負荷以下では、メインのフィンチューブ熱交換器が長時間の部分負荷条件下で動作するのを防ぐために、別個のエアヒーターを設置する必要があります。これにより、ソースでの凝縮水滞留のリスクが軽減されます。
コンデンサーの配置も同様に凍結の可能性を決定します。凝縮器 (冷却コイル) がエアヒーターの上流に配置されている場合、冷たい流入空気が最初に凝縮器の表面に接触し、フィンの温度が急速に氷点下に低下します。凝縮水がチューブ内で凍結し、「氷の詰まり」が形成されます。氷の厚さが 1 ミリメートル増えるごとに、有効内径が約 1 減少します。8%~12%、さらに流速が減少し、管壁が破裂するまで氷の形成が加速します。コンデンサーをエアヒーターの下流に配置することで、予熱された空気が少なくとも5℃凝縮面に接触する前にフィンの表面温度を0℃以上に保ち、プロセスレイアウトを通じて氷結状態を根本的に排除します。
設置および配管の実践は、GB 50243 換気および空調エンジニアリング建設品質承認基準および ASHRAE ガイドライン 0 に準拠する必要があります。設置の傾斜が不十分です (1%以上凝縮水の流れ方向に沿った勾配)により重力による排水が防止され、チューブの底部に液体シールが形成されます。不適切な配線 - 電源ケーブルと制御信号ケーブルを下に間隔をあけて共用導管に配線するなど300mm- 電磁干渉を引き起こし、サーモスタットの誤動作や熱媒体の中断を引き起こす可能性があります。チューブ肉厚(炭素鋼)の計算値を超えるサポート間隔≧1.5mm、 ステンレス鋼≧1.2mm) とフィン密度 (1 インチあたり 8 フィン以下) 熱膨張を制限し、溶接部に応力を集中させます。
さらに、スチーム トラップは凝縮水を排出するための重要なコンポーネントとして機能し、その選択とメンテナンスの状態がシステムの安全性を直接左右します。蒸気圧を伴う低圧システム用≦0.3MPa、フロート型スチームトラップが好ましい。圧力のために≧0.3MPa、逆さバケツトラップが推奨されます。定格トラップ容量は少なくとも次の値でなければなりません。1.5倍を含む実際の凝縮水量10%安全係数。ゲートバルブとスチームトラップは四半期または毎に検査する必要があります。2,000稼働時間、バルブコアの漏れが超過した場合に交換5%定格流量または作動遅延が超過している30秒、適時に凝縮水を除去し、凍結割れにつながる水の蓄積を防ぎます。
![]()
![]()
![]()