Eşanjör Temizliği Nasıl Yapılır?

Eşanjör Temizliği Nasıl Yapılır?

Eşanjörler, endüstriyel tesislerde iki farklı akışkan arasında ısı transferi sağlayan temel ekipmanlardır. Isıtma, soğutma, buhar, sıcak su, proses, yağ soğutma ve atık ısı geri kazanım sistemlerinde yaygın olarak kullanılırlar.

Ancak eşanjörler zaman içerisinde:

• Kireç,

• Pas,

• Tortu,

• Çamur,

• Yağ,

• Ürün kalıntıları,

• Elyaf,

• Biyofilm,

• Kimyasal çökeltiler

nedeniyle kirlenebilir.

Bu kirlenme, ısı transfer yüzeyinde ek bir termal direnç oluşturur. Sonuç olarak eşanjör aynı kapasiteyi sağlamak için daha fazla enerjiye ihtiyaç duyar.

Kirlenme ilerlediğinde:

• Isı transfer kapasitesi düşer,

• Çıkış sıcaklıkları değişir,

• Basınç kaybı artar,

• Pompa veya fan enerji tüketimi yükselir,

• Proses süresi uzar,

• Üretim kapasitesi azalabilir.

Alfa Laval, eşanjörlerde fouling oluşmasının ısı transfer performansını düşürdüğünü ve enerji tüketimi ile bakım ihtiyacını artırabildiğini belirtmektedir. (alfalaval.com)

Bu nedenle eşanjör temizliği yalnızca bakım işlemi değil, aynı zamanda enerji verimliliği uygulamasıdır.

Eşanjör Neden Kirlenir?

Eşanjör kirlenmesinin nedeni kullanılan akışkana ve proses koşullarına göre değişir.

Kireçlenme

Su içerisinde çözünmüş kalsiyum ve magnezyum gibi mineraller yüksek sıcaklıklarda yüzeye çökelebilir.

Bu durum özellikle:

• Sıcak su eşanjörlerinde,

• Buhar-su eşanjörlerinde,

• Soğutma suyu sistemlerinde,

• Kazan ve proses devrelerinde

görülebilir.

Partikül birikimi

Akışkan içerisinde bulunan:

• Kum,

• Pas,

• Metal parçacıkları,

• Lif,

• Çamur,

• Askıda katı maddeler

eşanjör kanallarında veya borularında birikebilir.

Organik kirlenme

Gıda, süt, yağ, kimya ve petrokimya tesislerinde organik maddeler ısı transfer yüzeyine yapışabilir.

Biyolojik kirlenme

Soğutma kuleleri ve açık su sistemlerinde bakteri, alg ve mikroorganizmalar biyofilm oluşturabilir.

Yağ ve hidrokarbon kalıntıları

Petrokimya, yağ soğutma ve proses uygulamalarında yüzeylerde yağ tabakası oluşabilir.

Korozyon ürünleri

Borularda veya sistem ekipmanlarında oluşan pas ve metal oksitler eşanjör içerisinde birikebilir.

Eşanjörün Temizlenmesi Gerektiği Nasıl Anlaşılır?

Temizlik yalnızca takvime göre yapılmamalıdır.

Eşanjör performansındaki değişimler izlenerek bakım zamanı belirlenebilir.

Başlıca göstergeler şunlardır:

Çıkış sıcaklığı düşüyorsa

Örneğin eşanjör temizken proses suyu 80°C'ye çıkarken zamanla yalnızca 72°C'ye çıkıyorsa ısı transfer yüzeyleri kirlenmiş olabilir.

Basınç kaybı artıyorsa

Plaka veya boru kanalları daraldıkça akış direnci yükselir.

Debi azalıyorsa

Kirlenme nedeniyle geçiş alanının daralması debiyi düşürebilir.

Enerji tüketimi yükseliyorsa

Kazan, chiller, pompa veya kompresör daha fazla yükte çalışabilir.

Isıtma veya soğutma süresi uzuyorsa

Aynı prosesin tamamlanması giderek daha fazla zaman alıyorsa eşanjör performansı kontrol edilmelidir.

Eşanjör Temizliği Kaç Farklı Yöntemle Yapılır?

Temel olarak üç yöntem kullanılabilir:

1. CIP — yerinde kimyasal temizlik

2. Mekanik temizlik

3. Sökülerek manuel temizlik

Hangi yöntemin uygun olduğu;

• Eşanjör tipine,

• Kirlenme türüne,

• Malzemeye,

• Proses koşullarına

göre belirlenir.

CIP Eşanjör Temizliği Nedir?

CIP, yani Cleaning in Place, eşanjör sökülmeden temizleme solüsyonunun sistem içerisinde dolaştırılması yöntemidir.

Özellikle plakalı eşanjörlerde yaygın olarak kullanılır.

Alfa Laval, CIP yönteminin plakalı eşanjörlerin açılmadan temizlenebilmesine ve performansın korunmasına yardımcı olduğunu belirtmektedir. (alfalaval.com)

CIP sisteminde genel olarak:

• Temizleme tankı,

• Sirkülasyon pompası,

• Hortumlar,

• Isıtıcı,

• Filtre,

• Kontrol ekipmanları

bulunur.

CIP Temizliği Nasıl Yapılır?

Genel süreç şu şekildedir:

1. Sistem durdurulur

Eşanjör kontrollü şekilde devreden çıkarılır.

Basınç ve sıcaklık güvenli seviyeye düşürülür.

2. Eşanjör izole edilir

Giriş ve çıkış vanaları kapatılarak ekipman proses sisteminden ayrılır.

3. Sistem boşaltılır

İçerisindeki proses akışkanı tamamen tahliye edilir.

4. Ön durulama yapılır

Gevşek tortu ve ürün kalıntılarının uzaklaştırılması için su dolaştırılabilir.

5. Uygun kimyasal hazırlanır

Kirlenmenin türüne göre:

• Asidik,

• Alkali,

• Nötr,

• Özel formüle edilmiş temizleyici

kullanılabilir.

Kimyasal seçimi eşanjör malzemesine uygun olmalıdır.

6. Temizleme solüsyonu sirküle edilir

Kimyasal belirli bir süre eşanjör içerisinden geçirilir.

Mümkün olan uygulamalarda akış yönünün normal çalışma yönünün tersine verilmesi, birikintilerin uzaklaştırılmasına yardımcı olabilir.

7. Sistem durulanır

Kimyasal kalıntıları tamamen uzaklaştırılana kadar temiz suyla durulama yapılır.

8. Gerekirse nötralizasyon yapılır

Kullanılan kimyasala göre sistem nötralize edilir.

9. Sistem tekrar devreye alınır

Eşanjör bağlantıları ve kaçak durumu kontrol edildikten sonra proses tekrar çalıştırılır.

Kimyasal Eşanjör Temizliği Nasıl Yapılır?

Kimyasal temizlik özellikle mineral kireç ve bazı organik kalıntılarda etkilidir.

Ancak kullanılacak kimyasal mutlaka birikinti türüne göre seçilmelidir.

Kireç ve mineral çökeltiler

Uygun asidik temizleyiciler kullanılabilir.

Alfa Laval, sert mineral scale tabakalarının uygun asitle çözülmesi gerektiğini belirtmektedir. (alfalaval.com)

Yağ ve organik kalıntılar

Alkali temizlik ürünleri daha uygun olabilir.

Biyolojik kirlenme

Uygun biyosit veya özel temizleme kimyasalları gerekebilir.

Burada önemli nokta şudur:

Her eşanjörde aynı asit veya kimyasal kullanılmamalıdır.

Yanlış kimyasal:

• Paslanmaz çeliğe,

• Bakır lehime,

• Alüminyuma,

• Contalara,

• Titanyuma,

• Özel kaplamalara

zarar verebilir.

Hidroklorik Asit Kullanılır mı?

Eşanjör temizliğinde çok agresif kimyasalların kontrolsüz kullanılması ciddi hasarlara neden olabilir.

Özellikle klorür içeren kuvvetli asitler bazı paslanmaz çeliklerde:

• Pitting korozyonuna,

• Çatlak korozyonuna,

• Yüzey hasarına

neden olabilir.

Bu nedenle yalnızca “kireci hızlı çözüyor” düşüncesiyle kimyasal seçilmemelidir.

Temizleme kimyasalı belirlenirken:

• Plaka veya boru malzemesi,

• Conta malzemesi,

• Lehim malzemesi,

• Birikinti türü,

• Kimyasal konsantrasyonu,

• Sıcaklık,

• Temas süresi

birlikte değerlendirilmelidir.

Plakalı Eşanjör Temizliği Nasıl Yapılır?

Plakalı eşanjörler iki temel yöntemle temizlenebilir.

CIP ile temizlik

Eşanjör açılmadan kimyasal sirkülasyon yapılır.

Avantajları:

• Üretim duruş süresi daha kısa olabilir,

• Conta sökülmez,

• Plaka dizilimi bozulmaz,

• İşçilik azalabilir.

Eşanjörün açılarak temizlenmesi

Kirlenme çok ilerlemişse veya CIP yeterli olmuyorsa eşanjör açılır.

Plakalar ayrı ayrı kontrol edilir.

Temizlik sırasında:

• Düşük veya uygun kontrollü basınçlı su,

• Yumuşak fırça,

• Uygun kimyasal

kullanılabilir.

Plakalara zarar verebilecek:

• Metal tel fırça,

• Kesici ekipman,

• Taşlama,

• Aşırı yüksek basınçlı su

kullanılmamalıdır.

Plakalı Eşanjör Açılırken Nelere Dikkat Edilmelidir?

Eşanjör sökülmeden önce:

• Plaka paket ölçüsü kaydedilmeli,

• Plaka dizilimi işaretlenmeli,

• Bağlantı yönleri not edilmeli,

• Conta pozisyonları kontrol edilmelidir.

Plakaların yanlış sırayla tekrar takılması:

• Akış yönünün değişmesine,

• Kapasite düşüşüne,

• İç kaçaklara,

• Basınç kaybı problemlerine

neden olabilir.

Contalar tekrar montaj sırasında kontrol edilmelidir.

Sertleşmiş, çatlamış veya deformasyona uğramış contalar değiştirilmelidir.

Gövde Borulu Eşanjör Nasıl Temizlenir?

Gövde borulu eşanjörlerde boru tarafının mekanik olarak temizlenebilmesi önemli bir avantajdır.

Kullanılabilecek yöntemler:

Fırça ile temizlik

Borular içerisinden uygun çapta fırça geçirilir.

Mekanik rod temizliği

Sert tortular mekanik ekipmanla çıkarılabilir.

Su jeti

Kontrollü yüksek basınçlı su kullanılabilir.

Kimyasal sirkülasyon

Kireç veya kimyasal çökeltiler için uygun temizleme solüsyonu borular içerisinde dolaştırılabilir.

Kombine yöntem

Önce kimyasal temizlik, ardından mekanik temizlik uygulanabilir.

Temizlik yönteminin boru malzemesine zarar vermemesi gerekir.

Kanatlı Borulu Eşanjör Nasıl Temizlenir?

Hava tarafında çalışan serpantin ve kanatlı eşanjörlerde kirlenme genellikle:

• Toz,

• Lif,

• Polen,

• Yağ,

• Kurum

şeklinde oluşur.

Temizlik yöntemleri arasında:

• Vakum,

• Basınçlı hava,

• Düşük basınçlı su,

• Uygun coil cleaner ürünleri

bulunur.

Hava akış yönünün tersinden yapılan temizlik, yüzeye sıkışmış kirin çıkarılmasına yardımcı olabilir.

Alfa Laval, kanatlı eşanjörlerde kirlenmenin basınç kaybını ve fan enerji tüketimini artırabileceğini ve yüzeylerin düzenli temiz tutulması gerektiğini belirtmektedir. (alfalaval.com)

Kanatlar çok ince olduğundan aşırı yüksek basınçlı su:

• Kanatları bükebilir,

• Hava geçişini daraltabilir,

• Performansı düşürebilir.

Ekonomizer Nasıl Temizlenir?

Ekonomizerlerde iki farklı taraf kirlenebilir.

Baca gazı tarafı

Burada:

• Kurum,

• Kül,

• Partikül,

• Yanma kalıntısı

birikebilir.

Temizlik için:

• Kurum üfleme,

• Basınçlı hava,

• Mekanik temizlik,

• Uygun koşullarda suyla yıkama

uygulanabilir.

Su tarafı

Burada:

• Kireç,

• Pas,

• Mineral tortusu

oluşabilir.

Kimyasal veya mekanik temizlik gerekebilir.

Ekonomizer temizliği sonrasında baca gazı giriş-çıkış sıcaklıklarının karşılaştırılması, performanstaki iyileşmeyi gösterebilir.

Eşanjör Temizliğinde Ters Yıkama Nedir?

Backflush veya ters yıkama, akışkanın normal çalışma yönünün tersine geçirilmesidir.

Bu yöntem:

• Gevşek tortuların,

• Liflerin,

• Partiküllerin

uzaklaştırılmasında etkili olabilir.

Ancak sert kireç tabakasında tek başına yeterli değildir.

Alfa Laval, ters yıkamanın gevşek birikintilerin çıkarılmasında yararlı olduğunu ancak sert scale oluşumunun uygun kimyasal temizleme gerektirdiğini belirtmektedir. (alfalaval.com)

CIP Akış Yönü Neden Önemlidir?

Normal çalışma sırasında kir, bazı bölgelerde akış yönüne bağlı olarak birikebilir.

CIP solüsyonunun ters yönde dolaştırılması:

• Tortunun kaldırılmasını,

• Kirli bölgelerde türbülansın artırılmasını

sağlayabilir.

Ancak bu yöntem her sistem için otomatik olarak uygun değildir.

Pompa, vana ve ekipman yapısının ters akışa uygun olması gerekir.

Temizlik Sıcaklığı Ne Olmalıdır?

Kimyasal temizliğin etkinliği sıcaklık yükseldikçe artabilir.

Ancak aşırı sıcaklık:

• Conta ömrünü azaltabilir,

• Kimyasal reaksiyonu kontrolsüz hızlandırabilir,

• Korozyon riskini artırabilir.

Bu nedenle sıcaklık kullanılan:

• Kimyasala,

• Eşanjör malzemesine,

• Conta tipine

göre belirlenmelidir.

Üretici tavsiyeleri dikkate alınmalıdır.

Eşanjör Ne Sıklıkla Temizlenmelidir?

Tüm eşanjörler için geçerli sabit bir süre yoktur.

Temizlik aralığı şu faktörlere bağlıdır:

• Akışkan kalitesi,

• Su sertliği,

• Proses sıcaklığı,

• Debi,

• Üretim süresi,

• Kirlenme tipi,

• Filtrasyon kalitesi,

• Eşanjör geometrisi.

Bazı sistemlerde aylık bakım gerekirken bazı sistemler bir yıl veya daha uzun süre temiz kalabilir.

En doğru yöntem performansa dayalı bakım yaklaşımıdır.

Performansa Dayalı Temizlik Nasıl Yapılır?

Eşanjör temizken referans değerler kaydedilir.

Örneğin:

• Sıcak taraf giriş: 90°C

• Sıcak taraf çıkış: 70°C

• Soğuk taraf giriş: 30°C

• Soğuk taraf çıkış: 60°C

• Fark basınç: 0,25 bar

Bu değerler zaman içerisinde izlenir.

Birkaç ay sonra:

• Soğuk taraf çıkış sıcaklığı 52°C,

• Fark basınç 0,55 bar

olmuşsa kirlenme araştırılmalıdır.

Bu yöntem yalnızca takvime göre temizlik yapmaktan daha doğru sonuç verebilir.

Fouling Faktörü Nedir?

Eşanjör tasarımında yüzeylerin zaman içerisinde kirlenebileceği dikkate alınır.

Bu kirlenmenin oluşturduğu ilave termal direnç fouling factor olarak ifade edilir.

Kirlenme arttıkça toplam ısı transfer katsayısı düşer.

Bu nedenle temiz eşanjör ile uzun süredir çalışan kirli eşanjör aynı termal performansı göstermez.

Tasarımda gerçek proses koşullarına uygun fouling faktörü kullanılması gerekir.

Gereğinden düşük değer kullanılması eşanjörün kısa süre sonra kapasite kaybetmesine neden olabilir.

Temizlik Sonrası Performans Nasıl Kontrol Edilir?

Temizlik tamamlandıktan sonra yalnızca görsel kontrol yeterli değildir.

Aşağıdaki değerler temizlik öncesi ve sonrası karşılaştırılabilir:

• Isı transfer kapasitesi,

• Giriş ve çıkış sıcaklıkları,

• Akışkan debileri,

• Fark basınç,

• Pompa veya fan enerji tüketimi.

Örneğin temizlik öncesinde:

ΔP = 0,70 bar

temizlik sonrasında:

ΔP = 0,30 bar

olmuşsa akış direncinin önemli ölçüde azaldığı görülebilir.

Aynı zamanda çıkış sıcaklıklarının tasarım değerlerine yaklaşması beklenir.

Eşanjör Temizliği Enerji Tasarrufu Sağlar mı?

Evet.

Kirli yüzeyler ısı transferine direnç oluşturur.

Aynı ısıtma veya soğutma kapasitesini elde etmek için:

• Kazan daha fazla yakıt,

• Chiller daha fazla elektrik,

• Pompa daha fazla elektrik,

• Fan daha fazla elektrik

tüketebilir.

ABD Enerji Bakanlığı, proses ısıtma sistemlerinde ısı transfer yüzeylerindeki scale ve diğer birikintilerin sistem verimini azaltabileceğini belirtmektedir. (energy.gov)

Bu nedenle eşanjör temizliği aynı zamanda bir enerji maliyeti kontrol yöntemidir.

Eşanjörün Çok Sık Kirlenmesi Normal midir?

Hayır.

Eşanjörün çok kısa aralıklarla temizlenmesi gerekiyorsa yalnızca temizlik yapmak yerine kirlenmenin nedeni araştırılmalıdır.

Kontrol edilmesi gerekenler:

• Su sertliği,

• Filtre kalitesi,

• Akış hızı,

• Proses sıcaklığı,

• Kimyasal içerik,

• Eşanjör kanal genişliği,

• Malzeme,

• Akışkan içerisindeki katılar.

Örneğin lifli atık suyun standart dar kanallı plakalı eşanjörden geçirilmesi sürekli tıkanmaya neden olabilir.

Bu durumda sorun temizlik sıklığı değil, yanlış eşanjör seçimidir.

Eşanjör Kirlenmesini Nasıl Azaltabilirsiniz?

Temizlik ihtiyacını azaltmak için:

Filtrasyon kullanın

Eşanjör girişinde filtre veya pislik tutucu kullanılabilir.

Su şartlandırması yapın

Kireç riski bulunan sistemlerde:

• Su yumuşatma,

• Ters ozmoz,

• Kimyasal şartlandırma

değerlendirilebilir.

Doğru akış hızını sağlayın

Düşük hız çökelmeyi artırabilir.

Sıcaklığı gereğinden fazla yükseltmeyin

Yüksek yüzey sıcaklığı kireç ve bazı proses fouling türlerini hızlandırabilir.

Uygun eşanjör seçin

Kirli akışkanlarda:

• Geniş kanallı plakalı,

• Spiral,

• Gövde borulu

eşanjör tercih etmek gerekebilir.

Performansı sürekli izleyin

Sıcaklık ve fark basınç ölçümleri temizlik ihtiyacını erken gösterebilir.

Eşanjör Temizliğinde Yapılan Yaygın Hatalar

Birikintiyi analiz etmeden kimyasal seçmek

Kireç temizleyicisi yağ tabakasında etkisiz kalabilir.

Çok güçlü asit kullanmak

Kireci temizlerken eşanjör yüzeyine zarar verilebilir.

Contayı dikkate almamak

Kimyasal plaka için uygun olsa bile conta malzemesini bozabilir.

Aşırı basınçlı su kullanmak

Özellikle kanatlı serpantinlerde fiziksel deformasyon oluşturabilir.

Eşanjörü yanlış toplamak

Plakaların sırası bozulursa akış yolları yanlış oluşabilir.

Performans ölçümü yapmamak

Temizlik sonrası gerçekten kapasite artışı olup olmadığı bilinemez.

Kirlenmenin kök nedenini araştırmamak

Sistem kısa süre sonra tekrar kirlenir.

Kimyasal mı Mekanik Temizlik mi?

Seçim kirlenme türüne göre yapılmalıdır.

Kimyasal temizlik daha uygun olabilir:

• Kireç,

• Mineral birikinti,

• İnce organik tabaka

için.

Mekanik temizlik daha uygun olabilir:

• Kalın çamur,

• Lif,

• Yoğun partikül,

• Sert boru içi tortusu

için.

Bazı durumlarda en iyi sonuç iki yöntemin birlikte uygulanmasıyla elde edilir.

Eşanjör Bakım Programı Nasıl Oluşturulur?

İyi bir bakım programında şu bilgiler kayıt altında tutulabilir:

• Devreye alma tarihi,

• Son temizlik tarihi,

• Temizlik yöntemi,

• Kullanılan kimyasal,

• Giriş/çıkış sıcaklıkları,

• Fark basınç,

• Debiler,

• Temizlik süresi,

• Temizlik sonrası performans,

• Conta veya plaka değişimleri.

Bu kayıtlar sayesinde kirlenme trendi görülebilir ve bakım zamanı daha doğru planlanabilir.

Eşanjör temizliği, ekipmanın ısı transfer performansını ve enerji verimliliğini korumak için kritik bir bakım işlemidir.

Temizlik yöntemi seçilirken:

• Eşanjör tipi,

• Kirlenme türü,

• Plaka veya boru malzemesi,

• Conta tipi,

• Proses koşulları

birlikte değerlendirilmelidir.

Plakalı eşanjörlerde CIP veya sökülerek temizlik, gövde borulu eşanjörlerde mekanik ve kimyasal yöntemler, kanatlı serpantinlerde ise hava veya kontrollü su temizliği kullanılabilir.

Ancak en önemli yaklaşım, eşanjörün sürekli temizlenmesi değil, neden kirlediğinin belirlenmesi ve kirlenmenin kaynağında azaltılmasıdır.

Alfa Enerji; endüstriyel proses koşullarına göre plakalı, gövde borulu, kanatlı ve özel tip eşanjör çözümleri geliştirmektedir.

Mevcut eşanjörünüzde kapasite düşüşü, yüksek basınç kaybı veya sık kirlenme problemi bulunuyorsa proses koşullarının değerlendirilmesi ve uygun ekipman çözümünün belirlenmesi için Alfa Enerji ile iletişime geçebilirsiniz.