담수화 열교환기가 수처리 열효율을 향상시키는 방법

열 담수화 설비에서 에너지 비용은 총 운영 비용의 40% 이상을 차지하는 경우가 많습니다. 잘 설계된 담수화 열교환기는 폐열을 회수하고 모든 열 입력량을 최대한 활용함으로써 이러한 문제를 직접적으로 해결합니다. 이 글에서는 최신 판형 열교환기 기술, 특히 용접 및 가스켓 설계가 해수 및 염수 처리에서 열 효율을 향상시키고, 스케일 발생 위험을 줄이며, 수명 주기 비용을 낮추는 방법을 설명합니다. 기존의 쉘앤튜브형 장치를 대체할 기술을 검토 중이거나 기존의 다단식 증류(MED) 또는 다단계 플래시(MSF) 시스템을 개조하려는 경우, 실제 엔지니어링 데이터를 기반으로 한 실용적인 정보를 얻을 수 있습니다.

Welded plate heat exchanger for desalination application

담수화용 열교환기는 일반 열교환기와 무엇이 다를까요?

해수에는 용해된 염분, 부유 고형물, 부식성 염화물이 다량 함유되어 있습니다. 일반적인 가스켓형 판형 열교환기는 급속한 오염, 가스켓 열화 또는 염화물 응력 부식 균열 문제를 겪을 수 있습니다. 담수화 전용 열교환기는 재질 선택, 판 형상 및 유로 설계를 통해 이러한 문제를 해결합니다. 예를 들어, 티타늄 또는 초듀플렉스 스테인리스강 판은 염화물이 풍부한 환경에서 공식 및 틈새 부식에 강합니다. 넓은 판 간격 패턴은 큰 입자가 막힘 없이 통과할 수 있도록 하며, 역류 방식은 낮은 온도차에서도 높은 대수 평균 온도차(LMTD)를 유지합니다. 이러한 특징들은 열효율 향상 및 수명 연장으로 직결됩니다.

용접식 판형 열교환기는 의료용 에너지 저장(MED) 시스템의 에너지 회수율을 어떻게 향상시키는가?

다단식 증류(MED)에서 열교환기는 마지막 단에서 발생하는 증기를 이용하여 공급 해수를 예열합니다. SHPHE의 HT-Bloc 또는 TP 시리즈와 같은 용접 판형 열교환기는 가스켓을 완전히 제거하여 고온 고압 조건에서 누출 위험을 없애줍니다. 완전 용접 구조로 최대 30bar의 압력과 최대 350°C의 온도에서 작동이 가능하므로 염수 가열기 및 증류액 냉각기에 적합합니다. 판의 주름 구조는 매끄러운 관에 비해 낮은 레이놀즈 수에서 난류를 유도하여 열전달 계수를 2~3배 향상시킵니다. 따라서 더 작은 설치 공간과 더 적은 펌핑 동력으로 동일한 열 용량을 달성할 수 있습니다.

담수화 열교환기의 주요 성능 매개변수

담수화용 열교환기를 선택할 때 엔지니어는 일반적으로 다음과 같은 매개변수를 평가합니다. 아래 표는 해수 담수화에 사용되는 판형 열교환기의 일반적인 허용 범위를 요약한 것입니다.

매개변수 일반적인 범위 비고
설계 압력 10~30바 용접 설계의 경우 더 높습니다.
설계 온도 80~350°C 재질과 개스킷 종류에 따라 다릅니다.
열전달 계수 3,000~7,000 W/m²·K 플레이트형 vs. 쉘앤튜브형
파울링 팩터 0.00005–0.0002 m²·K/W 넓은 간격의 판으로 하단을 낮춥니다.
판재 Ti, SS316L, 듀플렉스 2205 티타늄은 내식성이 뛰어납니다.
단위당 유량 10~500 m³/h 동시에 사용자 정의 가능

정수처리장에서 담수화 열교환기의 응용 분야

담수화 열교환기는 열 및 막 기반 공정의 여러 중요한 단계에서 사용됩니다.

  • MSF 시설의 염수 가열기:증기를 이용하여 해수를 90~120°C로 예열합니다. 용접판 구조로 열응력을 줄이고 컴팩트한 설치가 가능합니다.
  • MED의 증류액 냉각기:생산수를 냉각하는 동시에 열을 회수하여 공급 원료 예열에 사용합니다. 넓은 간격의 플레이트는 응축되지 않는 가스를 배출 문제 없이 처리합니다.
  • 역삼투압(RO) 전처리에서의 열 회수:디젤 발전기나 증기 터빈에서 발생하는 폐열을 이용하여 급수를 데워 추운 기후에서 멤브레인 투과율을 향상시킵니다.
  • 무방류(ZLD) 시스템:증발 전에 염수를 농축합니다.넓은 갭 용접판 열교환기슬러리 및 오염도가 높은 유체를 처리합니다.

담수화 열교환기 솔루션으로 SHPHE를 선택해야 하는 이유는 무엇일까요?

2005년 상하이에서 설립된 SHPHE는 20개국 이상에 판형 열교환기를 공급해 왔습니다. 당사의 제품군은 다음과 같습니다.HT-Bloc 용접판 열교환기TP 용접 유닛, 와이드 갭 설계, 가스켓형 판형 열교환기, 인쇄 회로 기판 열교환기(PCHE), 판형 공기 예열기 및 필로우 플레이트 등 다양한 열교환기를 제공합니다. 모든 설계는 ISO9001 및 ASME U 인증을 획득했습니다. 무료 열 설계 및 선정 서비스를 제공하며, 당사 엔지니어는 고객의 특정 유량, 온도, 압력 및 유체 구성을 시뮬레이션하여 최적의 구성을 추천해 드립니다. Alfa Laval 또는 Compabloc 유닛의 직접적인 교체가 필요하거나 신규 플랜트를 위한 맞춤형 솔루션이 필요한 경우에도 기존 장비와 동등하거나 그 이상의 성능을 제공할 수 있습니다.

Gasketed plate heat exchanger for desalination

담수화 열교환기에 대한 자주 묻는 질문

해수에 가스켓형 판형 열교환기를 사용할 수 있을까요?

네, 하지만 적절한 재질을 선택해야 합니다. 티타늄 플레이트와 EPDM 또는 NBR 가스켓을 사용한 가스켓형 장치는 적당한 온도(150°C 미만)의 해수에 적합합니다. 고온 또는 부식성 화학 물질이 있는 환경에서는 용접형 설계가 더 안정적입니다. SHPHE는 두 가지 옵션 모두를 제공하며, 무료 선택 서비스를 통해 공급수 분석 결과를 바탕으로 적합한 유형을 선택하실 수 있도록 도와드립니다.

담수화 열교환기는 어떻게 스케일 침착을 줄일까요?

높은 난류와 매끄러운 플레이트 표면을 통해 스케일 형성을 최소화합니다. 골형 패턴은 전단력을 발생시켜 칼슘 및 마그네슘 침전물이 달라붙는 것을 방지합니다. 또한, 넓은 간격 설계로 유로를 넓혀 막힘 위험을 줄입니다. 주기적인 현장 세척(CIP)은 여전히 ​​권장되지만, 적절한 설계를 통해 세척 주기를 6~12개월까지 연장할 수 있습니다.

용접판형 열교환기로 업그레이드할 경우 일반적인 투자 회수 기간은 얼마나 되나요?

에너지 가격과 발전소 규모에 따라 투자 회수 기간은 12개월에서 24개월 사이입니다. 높은 열효율 덕분에 증기 또는 연료 소비량이 15~30% 절감되며, 컴팩트한 설계로 설치 비용도 절감됩니다. 일일 10,000m³ 용량의 중형 에너지 저장(MED) 발전소의 경우 연간 에너지 절감액이 15만 달러를 초과할 수 있습니다.

SHPHE 열교환기는 Alfa Laval 또는 GEA 프레임과 호환됩니까?

네, 저희 가스켓형 판형 열교환기는 Alfa Laval, Compabloc, GEA 제품을 직접 대체할 수 있도록 설계되었습니다. 볼트 패턴, 포트 크기, 플레이트 팩 치수까지 완벽하게 일치합니다. 용접형 설계의 경우, 기존 배관에 맞춰 노즐 방향을 맞춤 제작해 드릴 수 있습니다. 호환성 확인을 위해 현재 사용 중인 모델 번호를 알려주시면 저희 팀에서 확인해 드리겠습니다.

해수 담수화 열교환기에 필요한 유지보수 사항은 무엇입니까?

정기 유지보수에는 가스켓형 제품의 경우 가스켓 육안 검사, 압력 테스트 및 6~12개월마다 실시하는 현장 세척이 포함됩니다. 용접형 제품은 분해 빈도가 더 낮습니다. 오염을 조기에 감지하기 위해 매년 열 성능 모니터링을 권장합니다. SHPHE는 모든 제품에 대해 완벽한 기술 지원과 예비 부품을 제공합니다.

고압 해수 담수화 설비에 맞는 맞춤형 설계를 받을 수 있을까요?

물론입니다. 저희인쇄회로기판 열교환기(PCHE)최대 600bar의 압력과 최대 800°C의 온도를 견딜 수 있어 초임계 담수화 또는 고압 염수 농축에 적합합니다. 또한, 재킷형 가열 또는 냉각을 위한 맞춤형 필로우 플레이트도 제공합니다. 공정 매개변수를 알려주시면 맞춤형 솔루션을 제공해 드립니다.

담수화 열교환기 견적을 요청하세요

담수화 열교환기의 열 설계 및 견적을 받으시려면 다음 정보를 보내주십시오. 유량(온수 및 냉수 측), 입구 및 출구 온도, 작동 압력, 매체 구성(특히 염화물 및 고형물 함량), 그리고 설치 공간 제약 조건. 당사 엔지니어링 팀에서 48시간 이내에 권장 모델, 성능 곡선 및 확정 가격을 제시해 드립니다. 지금 바로 SHPHE에 문의하여 수처리 시설의 열 효율을 최적화하십시오.

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사용자 댓글

실제 고객들이 공유하는 서비스 경험담

5.0

저희는 6개월 전에 파일럿 해수 담수화 플랜트에 이 열교환기를 설치했는데, 성능이 정말 뛰어납니다. 티타늄 플레이트는 염수 부식에 탁월한 내성을 보이며, 기존 장치에 비해 열 회수율이 15% 향상되었습니다. 유지보수도 매우 간편해서 몇 주에 한 번씩 간단히 세척만 해주면 됩니다. 실험실 규모에서 생산 규모로 확장하려는 모든 분들께 강력히 추천합니다.

5.0

과거에 스케일 문제로 어려움을 겪었던 경험 때문에 처음에는 좀 회의적이었지만, 이 열교환기는 정말 훌륭합니다. 고압 환경에서도 가스켓이 잘 버텨주고 있습니다. 별 5개를 주지 않은 유일한 이유는 초기 설치 설명서에 볼트 조임 토크 사양이 다소 모호하게 나와 있어서 고객 지원팀에 문의해야 했기 때문입니다. 하지만 일단 설치가 완료되고 나서는 아무 문제 없이 잘 사용하고 있습니다.

5.0

매일 막 및 열처리 공정을 테스트하는 사람으로서, 저는 이 제품의 정밀한 엔지니어링에 깊은 감명을 받았습니다. 역류식 설계 덕분에 출구 온도를 0.5°C 이내의 일정한 값으로 유지할 수 있었는데, 이는 실험실 규모의 담수화 연구에 매우 중요합니다. 또한, 컴팩트한 크기 덕분에 실험대 공간을 절약할 수 있었습니다. 가격은 비싸지만, 내구성과 데이터 품질을 고려하면 충분히 그만한 가치가 있습니다.

5.0

저희 소규모 공동 담수화 시설에는 적합하지만, 원수에 침전물이 많이 포함되어 있다면 큰 기대는 하지 마세요. 첫 달에 좁은 통로가 두 번이나 막혀서 사전 필터를 추가해야 했습니다. 그 문제를 해결하고 나니 열 전달은 괜찮고 압력 강하도 허용 가능한 수준입니다. 가격 대비 성능을 고려했을 때, 최고급 제품은 아니지만 괜찮은 중급형 제품이라고 생각합니다.

SHPHE는 설계, 제조, 검사 및 납품에 이르기까지 완벽한 품질 보증 시스템을 갖추고 있습니다. ISO9001, ISO14001, OHSAS18001 인증을 획득했으며 ASME U 인증도 보유하고 있습니다.
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