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  총괄전열계수 문의합니다.
  글쓴이 : thermo   고유ID : thermo9798     날짜 : 18-10-09 13:03     조회 : 85    
안녕하세요. 항상 사이트에서 많은 정보얻어가고 있습니다 :-)
총괄전열계수 관련하여 궁금한 점이 있어, 두 가지 질문드립니다. 답변 부탁드립니다.

일반적으로 열교환기 오염이 심해지면, 오염계수 증가로 총괄전열계수(U)가 감소하는 것으로 알고 있습니다.
1. 그렇다면 정기보수기간 cleaning 작업을 실시한 직후에는 일시적으로 총괄전열계수가 다시 증가하나요?
2. 만일 그렇다면, 부식으로 인해 tube 두께가 50% 이상 얇아졌을 경우, cleaning을 한 이후에는
  총괄전열계수가 설계 대비 더 증가할 수도 있나요?

답변 기다리겠습니다. 감사합니다.^_^

이종석 chemtech   18-10-10 13:08
통상적으로 열교환기의 총괄전열계수 값은 Clean Case, Dirty Case, Transfer rate (Service) 3가지 조건으로 계산하며
열교환면적은 Transfer Rate (Service) 를 기준으로 설계를 합니다
즉 U 값을 Dirty Case 보다도 더 낮은 값으로 적용하여 오염되어도 문제가 없도록 설계를 하기위함 입니다
따라서 Tube가 오염되었을때 보다 Cleaning을 했을때의 U 값은 당연하게 증가 됩니다

Tube의 두께가 얇아졌을 경우에도 열전달 속도가 빨라 지므로 열전달 효과는 당연하게 좋아 집니다
thermo thermo9798   18-10-11 08:37
답변 감사합니다.

그렇다면 부식으로 인해 tube 두께가 얇아졌을 경우,

강도상 문제가 없다면 굳이 빠른시일안에 열교환기를 교체하지 않아도 되는건가요?


부식은 20년간 장기운전으로 인해 발생하였으며, 추후 장기운전 관점에서 재질을 up-grade하여 교체하는 것이 합당하나

긴급한 사항은 아니라고 판단되어지는데, 이에 대해 의견 여쭙고 싶습니다.
스테파노 Stefano   18-10-11 12:01
(1) Tube 부식으로 인한 전열계수 변동

열교환기 Tube 두께가 부식으로 인하여 얇아졌을 경우 엄밀하게는 두께의 감소로 인한 Metal의 저항은 줄어드는 효과는 있겠지만 열저항 값이 워낙 작아서 전체 전열계수 변화에 거의 영향을 주지 않는다고 보면 됩니다. 

(2) Tube 부식시 내, 외부 전열계수 변화

Tube 부식으로 Tube id, od가 변화한다고 해도 id/od의 비가 동일하다면 Flouling에 의한 저항에도 변화는 전혀 없습니다. 
(내,외부 개별전달계수 hi 혹은 ho 값에 변화된 id/od 비를 곱하더라도 id/od 비가 같으면 개별 및 총괄전달계수도 동일)
 
(3) 20년간 장기운전 열교환기

열교환기 Tube는 Shell 재질과 같거나 부식에 더 잘 견디는 재질을 사용하는 것이 일반적이기 때문에 20년 장기간 사용했다고 해도 부식정도가 그리크지 않는 경우가 많습니다. 

따라서 육안검사로 부식이 감지될 정도로 부식정도가 심한경우가 아니라면 내압시험등을 통하여 사용가능이 가능하다고 판단되면 계속사용해도 문제가 없고 설령 누설현상이 발견되면 그때가서 Tube를 한,두개 Plugging 하여 사용하도록 하고 누설현상이 잦아지는 경우 미리 제작해 두었다가 공장대정비 시 교체하면 될 것입니다.

그러나 Tube 부식이 발생되어 있고 Tube 하나라도 누설이 되는 경우 공정사고로 이어질 우려가 있는 시스템인 경우라면 내용년수를 벗어나 사용하는 것은 비용 Risk를 짊어져야 할 수 있습니다.
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