보세요, 모두가 공랭식 열교환기의 효율성을 높이길 원하지만 대부분은 바로 팬 업그레이드나 청소 일정으로 옮깁니다. 단일 핀 튜브 묶음의 피치가 약간 어긋나면 전체 열 프로필이 엉망이 되는 이유, 표준 연간 청소 주문이 때때로 돈 낭비와 새로운 문제에 대한 빠른 경로가 되는 이유와 같이 현장에서 몇 년 후에야 볼 수 있는 세부 사항에 실제 이점이 숨어 있는 경우가 많습니다. 일반적인 조언을 살펴 보겠습니다.
기준선: 단순히 공기 흐름에 관한 것이 아닙니다.
나는 이것을 항상 봅니다. 공장 관리자는 핀 팬 뱅크를 가리키며 "더 많은 공기 흐름이 필요합니다. 더 높은 RPM 모터나 더 큰 팬을 사양하자"고 말합니다. 그것은 고전적인 실수입니다. 공기 흐름이 많을수록 냉각 효율이 보장되지 않으면서 더 많은 전력 소모, 더 높은 소음, 진동 증가를 의미하는 경우가 많습니다. 첫 번째 질문은 항상 다음과 같습니다: 기존 공기 흐름이 효과적으로 사용되고 있습니까? 고성능 팬을 설치했지만 정체된 배출구 온도로 인해 당황했던 석유화학 사업부의 글리콜 쿨러가 생각납니다. 문제는 팬이 아니었습니다. 그것은 공기 재순환 플리넘 씰이 손상되었기 때문입니다. 뜨거운 배기가스가 막 다시 흡입되었습니다. 몇 가지 기본적인 판금 작업으로 밀봉을 고쳤고 프로세스 배출구 온도가 7°C 떨어졌습니다. 새로운 하드웨어가 없습니다.
효율성은 시스템적 사고에서 시작됩니다. 트라이어드를 고려해야 합니다. 에어사이드 공연, 튜브사이드 성능 및 기계적 상태. 하나를 개별적으로 최적화하면 다른 곳에서 병목 현상이 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 내부 튜브의 크기가 확대되면 완벽하게 깨끗한 핀 표면은 쓸모가 없습니다. 균형잡힌 접근이 필요합니다.
그리고 설계 조건을 영원한 진리로 신뢰하지 마십시오. 그것은 스냅샷입니다. 나는 평판이 좋은 제조업체(예를 들어 산업용 쿨러로 유명한 Shanghai SHENGLIN M&E Technology Co.,Ltd와 같은 회사)의 쿨러를 검토하고 있었는데 디자인이 괜찮았습니다. 그러나 현장에서는 인근에 새로 건설된 구조물로 인해 주변 공기 온도 프로파일이 원래 사양과 완전히 달랐습니다. 쿨러는 본질적으로 뜨거운 공기 주머니에서 작동했습니다. 부족한 점을 진단하려면 교과서가 아닌 실제 주변 조건을 모델링해야 했습니다. 웹사이트(https://www.shenglincoolers.com)에는 견고한 엔지니어링 사양이 나열되어 있지만 최고의 설계라도 실제 조건에 대한 현장 검증이 필요합니다.
청소: 양날의 검
이는 선의의 유지 관리가 역효과를 낳을 수 있는 부분입니다. 예, 오염된 지느러미는 효율성을 떨어뜨립니다. 그러나 공격적인 청소는 지느러미를 죽입니다. 고압수 또는 부적절한 화학 세척으로 인해 지느러미가 말 그대로 구부러지거나 침식된 묶음을 본 적이 있습니다. 핀 표면적의 손실은 영구적입니다. 목표는 번들을 새 것처럼 보이게 만드는 것이 아니라 열 접촉을 복원하는 것입니다.
우리는 간단한 규칙을 개발했습니다: 작은 섹션을 테스트 정리합니다. 팬 팁이 넓은 저압수(700psi 미만을 선호함)를 사용하고 항상 핀 면에 수직으로 분사하십시오. 먼지가 떨어져 나오는 것을 볼 수 있지만 지느러미가 똑바로 유지된다면 괜찮습니다. 화학물질이 필요한 경우 핀 재질을 알아보세요. 산성 세척이 가능한 알루미늄 핀? 완벽한 무력화 프로토콜이 없으면 불장난을 하고 있는 것입니다. 때로는 건조한 먼지를 제거하기 위해 부드러운 강모 브러시와 압축 공기만 있으면 됩니다. 덜 인상적이지만 자산을 보존합니다.
빈도는 또 다른 함정입니다. 나는 분기마다 종교적으로 청소하는 비료 공장에서 일했습니다. 검토 결과, 파울링 비율이 8개월 동안 매우 낮았다가 특정 생산 캠페인 기간 동안 급증했다는 사실을 발견했습니다. 우리는 깨끗한 기준선을 기준으로 튜브 피부 온도를 추적하기 위해 간단한 적외선 총을 사용하는 상태 기반 모니터링으로 전환했습니다. 우리는 청소 간격을 5개월 연장하여 물과 노동력을 절약하고 번들의 기계적 마모를 줄였습니다. 중요한 것은 달력이 아니라 모니터링입니다.
팬 및 드라이브 어셈블리: 미묘한 손실이 추가됩니다.
모두가 팬 블레이드의 손상 여부를 확인하지만 허브는 어떻습니까? 부식되거나 불균형한 허브는 에너지를 낭비하고 기어박스에 스트레스를 주는 진동을 전달합니다. 모터에서 높은 전류를 소비하는 경우가 있었습니다. 모터를 교체했는데 변화가 없습니다. 드라이브를 다시 정렬하고 약간의 개선이 이루어졌습니다. 마지막으로 팬을 당긴 후 허브의 내부 테이퍼 잠금 부싱이 약간 마모된 것을 발견했습니다. 이는 유효 피치를 줄이기에 충분한 미끄러짐을 유발하여 모터가 더 열심히 작동하도록 했습니다. 200달러짜리 부품으로 인해 연간 수천 달러의 추가 에너지 비용이 발생했습니다.
벨트와 시브는 일반적인 용의자이지만 종종 설정되어 잊혀집니다. 벨트가 너무 빡빡하면 베어링 하중이 증가합니다. 너무 느슨하면 미끄러지거나 열이 발생합니다. 편향에 대한 경험적 법칙은 괜찮지만 음파 장력 테스터를 사용하는 것이 더 좋습니다. 그리고 벨트를 맞춰보세요. 오래된 세트에 새 벨트를 착용하지 마세요. 혼합 벨트는 하중을 고르지 않게 공유합니다. 일관되지 않은 벨트 품질은 정말 골치 아픈 일이기 때문에 중요한 장치에 대해서는 특정 제조업체의 키트를 보관합니다.
그럼 거기에 팬 팁 정리. 이것은 큰 것입니다. 팬 블레이드 팁과 팬 슈라우드 사이의 간격입니다. 너무 크면 공기가 다시 누출되어 유효 추력이 감소합니다. 목표는 일반적으로 팬 직경의 0.5% 미만이지만 슈라우드 변형이나 부적절한 조립으로 인해 얼마나 많은 장치가 1% 이상으로 작동하는지 놀라게 될 것입니다. 이를 측정하려면 필러 게이지를 사용하여 약간의 독창성이 필요하지만 그 격차를 줄이는 것은 순수하고 비용이 들지 않는 효율성 향상입니다.
프로세스 측면: 방정식의 잊혀진 절반
우리는 에어사이드에 집착하지만, 튜브사이드가 열부하를 결정합니다. 공정 유량이 설계보다 낮거나 입구 온도가 높을 경우 에어사이드를 아무리 조정해도 목표를 달성할 수 없습니다. 당신은 당신의 실제 의무를 알아야합니다. 입구 및 출구 헤더에 영구 온도 및 압력 게이지를 설치하는 것은 진단을 위한 금과 같은 가치가 있습니다.
유체 속도가 중요합니다. 너무 낮으면 층이 생기고 오염이 발생합니다. 너무 높으면 침식이 발생합니다. 튜브 측 압력 강하가 점점 커지던 솔벤트 쿨러를 기억합니다. 본능적으로 스케일링을 생각하게 되었습니다. 알고 보니 상류의 흐름 제어 밸브가 고장나고 흐름을 제한하고 속도를 낮추어 연질 중합체가 튜브에 침전되게 했습니다. 우리는 밸브를 고정하고 튜브를 세척했습니다. 문제는 쿨러의 효율성이 아니었습니다. 그것은 비효율성을 강요하는 프로세스 조건이었습니다.
제어 논리: 자동화를 잠들게 하지 마세요
최신 장치에는 가변 주파수 드라이브(VFD)와 루버가 있습니다. 그러나 제어 논리는 원시적인 경우가 많습니다. 예를 들어 모든 팬의 속도를 동시에 높이거나 낮추는 간단한 온도 설정값입니다. 여러 셀로 구성된 뱅크에서는 이는 낭비일 수 있습니다. 팬 시동에 시차를 두거나 실제 주변 습구 온도를 기준으로 리드/지연 전략을 구현하면 상당한 전력을 절약할 수 있습니다.
압축기 애프터쿨러용 다중 셀 강제 통풍 냉각기를 사용한 프로젝트에서 이 점을 배웠습니다. 우리는 정상적인 조건에서 팬 4개 중 2개의 속도만 조정하여 특정 프로세스 출구 온도를 유지하도록 VFD를 프로그래밍했습니다. 나머지 두 개는 꺼져 있거나 최소 속도로 유지되었습니다. 주요 팬이 대부분의 작업을 수행했습니다. 우리는 하루 중 가장 더운 시간이나 최대 부하가 걸리는 시간에만 지연 팬을 온라인으로 전환했습니다. 에너지 절감 효과는 연간 약 18%였습니다. 하드웨어는 성능이 뛰어났지만 원래의 제어 철학은 최적화되지 않았습니다.
또한 온도 센서 위치를 확인하세요. 공기 흐름이 좋지 않거나 햇빛에 노출되는 장소에 있으면 잘못된 판독값을 얻게 되고 제어 시스템은 거짓말을 바탕으로 결정을 내립니다. 센서 라인을 절연하고 방사선 차폐를 고려하십시오.
충분히 좋은 사고방식과 이를 언제 부를지
마지막으로, 멈춰야 할 때를 아십시오. 이론적 효율성의 마지막 2%를 추구하려면 전체 번들 교체 또는 20년 투자 회수가 가능한 완전한 기계 점검이 필요할 수 있습니다. 그것은 엔지니어링이 아닙니다. 그게 회계야. 때로는 가장 효율적인 결정은 장치를 충분한 수준으로 유지하면서 최종적으로 더 나은 디자인의 시스템으로 교체할 계획을 세우는 것입니다.
나는 수십 년 동안 패치되고 조정된 장치에 대해 상담했습니다. 어떤 시점에서는 구부러진 핀, 튜브 막힘, 오래된 팬 설계로 인한 누적된 효율성 손실로 인해 개조 작업이 패배하게 됩니다. 산업용 냉각 기술을 전문으로 하는 SHENGLIN과 같은 회사는 단편적인 수정보다 더 가치 있는 개조 평가를 제공하는 경우가 많습니다. 향상된 핀 디자인(예: 압착된 나선형 핀과 일반 핀)을 갖춘 새 번들은 자본 지출 프로젝트가 될 수 있지만 기존 장치가 실제로 유효 수명이 다한 경우 ROI는 분명할 수 있습니다.
그럼 핵심 팁은요? 핀 팬 쿨러를 살아있는 시스템처럼 다루십시오. 이를 듣고(말 그대로 진동을 듣고), 간단한 도구로 측정하고, 단순한 유지 관리 체크리스트가 아닌 데이터와 전체적인 관점을 기반으로 개입합니다. 가장 큰 이점은 단 하나의 마법탄을 쫓는 것이 아니라 모든 부품 간의 상호 작용을 이해하는 데서 비롯됩니다.
