Levylämmönsiirrin on monessa sovelluksessa kriittinen laite, ja sen toimintahäiriö voi vaarantaa koko tuotantoprosessin jatkumisen. Toisaalla taas siirtimiä käytetään lämmön talteenottoon ostoenergian tarpeen vähentämiseksi, jolloin siirtimen likaantuminen voi heikentää käyttötaloutta olennaisesti. Kun tehot ovat suuria ja energia kallista, lämmön talteenottosiirtimen pesun takaisinmaksuajaksi on laskettu paikoin vain muutamia kuukausia.

Likaantuminen ongelmana

Lämmönsiirtopintojen likaantuminen on levysiirtimien useimmin esiin tuleva ongelma. Jo hyvin ohut likakerros levyn pinnalla heikentää lämmönsiirtoa huomattavasti.

Levypintojen likaantuminen on lähes väistämättä tapahtuva prosessi. Suljetuissa järjestelmissä likaantumista voidaan joissakin sovelluksissa estää kiertoon lisättävillä korroosion- ja kerrostumienestokemikaaleilla, mutta kaikissa kohteissa tämä ei ole mahdollista tai taloudellisesti mielekästä. Tyypillinen esimerkki helposti likaantuvasta kohteesta ovat avoimet jäähdytysjärjestelmät, joissa merivettä käytetään jäähdytykseen. Näissä kohteissa säännöllinen pesu on välttämätöntä.

Painepesuri, happokylpy vai CIP?

Jos levyt ovat vain lievästi likaantuneet, niiden huolellinen pesu painepesurilla voi riittää tehon ja virtaustason palauttamiseksi. Tämä edellyttää luonnollisesti siirtimen avaamista. Pesu on myös tarkkaa työtä, sillä väärään paikkaan osunut vesisuihku irrottaa helposti tiivisteitä.

CIP eli ”Cleaning in Place” on pelkän vastavirtahuuhtelun jälkeen edullisin ja usein riittävä toimenpide kohtuullisesti likaantuneen siirtimen puhdistamiseksi. CIP tarkoittaa siirtimen puhdistamista sitä avaamatta, kierrättämällä valittua pesukemikaalia siirtimessä tarkoitukseen suunnitellulla laitteistolla. Menetelmän etuna siirtimen avaamiseen nähden on nopeus, varsinkin suuremmassa kokoluokassa. Siirtimen avaaminen ja sulkeminen rasittaa lisäksi tiivisteitä ja lyhentää niiden kestoikää.

Levyt happokylvyssä.

Tiivisteiden liimaaminen vaatii huolellisuutta.

Vaikka CIP on näennäisesti yksinkertainen toimenpide, tieto, kokemus ja asianmukainen pesulaitteisto ovat edellytyksiä onnistuneelle pesulle. Pesijän työkalupakissa tulisi olla muutakin kuin yksi happo- ja yksi emäspohjainen pesuaine. Likaantumista ja kerrostumia aiheuttavia epäpuhtauksia on monenlaisia, eikä yleispätevää, kaikkeen mahdolliseen likaan tehoavaa peittausainetta ole tähän päivään mennessä keksitty. Rautasakka, humus, kalkkisaostumat, levät, limat, kuidut ja rasvat ovat tyypillisiä likaantumisen aiheuttajia, ja jokaiselle sakkatyypille on yleensä olemassa ”se oikea” pesuaine, joka kyseisiin kerrostumiin parhaiten tehoaa.

Pesukemikaalien tulee olla tehokkaita, mutta ne eivät saa vaurioittaa levyjä tai tiivisteitä. Oikea kemikaali oikeassa pitoisuudessa ja lämpötilassa sekä oikea vaikutusaika ja tehokas kierrätys suunnanvaihtoineen ovat avainasioita onnistuneeseen kemialliseen pesuun.

Kiireettömissä tilanteissa pesutuloksen varmistamiseksi on hyvä tehdä kyseessä olevasta sakasta liuotuskoe. Tutkimalla sakan liukenemista eri pesunesteisiin saadaan luotettava tieto siitä, mikä pesuneste tehoaa parhaiten juuri kyseessä olevaan saostumaan. Kiiretilanteessa asiantunteva tekijä osaa toki valita tarkoitukseen todennäköisesti sopivimman kemikaalin kokemukseen perustuen. Kemikaalivalinnan tueksi on esimerkiksi yrityksemme koonnut sakkakirjastoomme tiedot sadoissa eri kohteissa vastaan tulleista likatyypeistä ja käytännön pesutuloksiin sekä laboratoriokokeisiin perustuvat tiedot kuhunkin likaan parhaiten tehoavista pesukemikaaleista.

Milloin pestään?

Kemiallisissa pesuissa pesun ajoitus on myös tärkeää. Jos siirrin päästetään liian likaiseksi, jolloin virtauskanavat ovat tukossa, ei kemiallinen pesu välttämättä onnistu. Pesukemikaalit eivät yleensä pysty ”syömään” tietään koko virtauskanavan täyttävän paksun likakerroksen läpi, vaan onnistunut pesu perustuu kemian ja voimakkaan kierrätyksen yhteisvaikutukseen. Jos virtauskanavassa on vielä pieni virtauksen mentävä aukko jäljellä, pahastikin likaantuneen siirtimen CIP-pesu yleensä onnistuu.

Pesutarpeen ja -ajankohdan määrittämiseen on onneksi näppituntuman lisäksi muitakin keinoja. Ideaalitapauksessa siirtimen tehosta on jatkuva mittaus tuotantolaitoksen automaatiojärjestelmässä, ja tehon trendiä seuraamalla voidaan määrittää optimaalinen pesuhetki.

Vaihtoehtoisesti, tai laitoksen omien mittaustietojen puuttuessa, siirtimen teho voidaan mitata ultraäänen kulkuaikaan perustuvalla kannettavalla virtausmittarilla putkien päältä, eli itse prosessin häiriintymättä.

Kun virtausmittaukseen yhdistetään myös lämpötilamittaus putkien pinnalta ennen ja jälkeen lämmönsiirtimen, siirtimen teho saadaan laskettua muutaman prosentin tarkkuudella. Tietoa voidaan käyttää pesutarpeen arviointiin vertaamalla mittaustuloksia suunnitteluarvoihin tai aiempaan käyttödataan. Mittauksella voidaan myös todentaa suoritetun pesun vaikutus.

Levylämmönsiirtimen uudistaminen

Tiivisteet ovat olennainen osa levylämmönsiirtimen rakennetta ja toimintaa. Tiivisteiden kestoikä on rajallinen, käytöstä riippuen muutamasta vuodesta optimaalisissa olosuhteissa yli kymmeneen vuoteen. Käyttöpaine ja -lämpötilat, näiden vaihtelut, virtaavien aineiden ominaisuudet sekä siirtimen avaamistiheys vaikuttavat kaikki yhdessä tiivisteiden kestoikään. Kun tiedetään tiivisteiden käyttöiän lähenevän loppuaan, tai kun vuodot yleistyvät tai levypakka on pahasti likaantunut, on syytä tehdä koko levypakalle perusteellinen uudistaminen.

Levypakan uudistamisessa levyt pestään upottamalla ne pesunesteeseen, tiivisteet vaihdetaan uusiin ja levyt tarkistetaan silmämääräisesti mekaanisten vaurioiden varalta. Tarvittaessa etsitään sisäisen vuodon aiheuttavat reiät lämmönsiirtolevyissä tunkeumanesteen avulla, ja vaurioituneet levyt vaihdetaan uusiin.

Uudistaminen on selvästi CIP-pesua suuritöisempi operaatio, jonka kustannus voi olla lähellä tai joskus ylikin uuden vaihtimen hinnan. Lopputuloksena käyttäjä saa teholtaan uudenveroisen siirtimen ja parantuneen käyttövarmuuden ilman ylimääräisten asennustöiden tarvetta ja useiden viikkojen odotusaikaa.

Yksinkertaisen monimutkaista

Levylämmönsiirrin on näennäisesti yksinkertainen laite, joka kuitenkin kätkee sisäänsä erilaisia hienouksia. Laitteeseen perehtymättömällä tekijällä on monta mahdollisuutta virheisiin. Tiivisteiden liimauksessa ja siirtimen uudelleen kokoamisessa tehdyillä virheillä ei yleensä saada ensiö- ja toisiopuolen aineita sekoittumaan keskenään, vaikka sekin on mahdollista. Suurempana riskinä on, että suunnitellusta poikkeavalla tavalla uudelleen koottu siirrin voi toiminnaltaan olla hyvin erilainen alkuperäiseen verrattuna. Siirtimet kootaan vakio-osista, mutta tarkasti tietokonemalleilla lasketulla tavalla. Poikkeaminen suunnitelmasta voi pahimmillaan johtaa tehon jäämiseen murto-osaan alkuperäisestä tai painehäviöiden huomattavaan kasvuun. Siirtimen huolimattomalla kiristyksellä puolestaan voidaan vaurioittaa levyjä ja saada aikaan hankalasti löydettäviä sisäisiä vuotoja.

Parhaan lopputuloksen ja käyttövarmuuden saavuttamiseksi on perusteltua antaa huolto asiantuntevan palveluyrityksen hoidettavaksi.

Miikka Kirjavainen

KL-Lämpö Oy

miikka.kirjavainen@kl-lampo.com