Plattenwärmetauscher im Betrieb kosteneffektiv warten und instand halten

Abb. 2 Plattenwärmetauscher verschmutzen. Ein Dichtungswechsel ist allerdings nur bei gereinigten Platten möglich.

Abb. 3 Verschmutzte und rekonditionierte Platte im Vergleich

Um Plattenwärmeübertrager auf Höchstleistung zu halten und damit unter anderem die Effektivität des Betriebes zu sichern, sollten Betriebsbedingungen und Instandhaltungsanforderungen schon in der Planungsphase berücksichtigt werden. Verschmutzung und Verschleiß der Wärmetauscher werden durch optimale Auslegung auf niedrigem Niveau gehalten. Wartungsmöglichkeiten reichen von Reinigung in geschlossenem oder geöffnetem Zustand bis hin zur Rekonditionierung ganzer Plattenpakete.

Plattenwärmetauscher werden kosteneffektiv und vielseitig genutzt und betrieben. So gehört die Wärmeübertragung zwischen Flüssigkeiten unterschiedlicher Zusammensetzung und Charakters schon lange zum Standard. Darüber hinaus wurden Plattenwärmetauscher in den letzten drei Jahrzehnten zu hoch effektiven Spezialapparaten für die Kondensation von Dämpfen und Brüden und speziellen Plattenverdampfern weiterentwickelt. Betriebsdrücke und -temperaturen sind durch Anwendung moderner Werkstoffe, Herstellungsverfahren und Konstruktionen wesentlich gestiegen. Auch gibt es Bauarten, die insbesondere auf hohe Temperaturwechselbeständigkeit ausgelegt sind. Von großer Bedeutung sind nach wie vor die mit Elastomeren gedichteten und geschraubten Plattenwärmetauscher. Die Eigenschaften der zwischen den Platten verwendeten Dichtungen haben sich insbesondere im Hinblick auf ihre Beständigkeit während der letzten 10 Jahre deutlich verbessert. Mit zunehmendem Einsatz der Plattenwärmetauscher in komplexen Verfahren stellt sich trotzdem die Frage, wie man mit den erhöhten Ansprüchen vor dem Hintergrund zunehmenden Kostendrucks noch besser fertig werden kann.

Abhängig von Umgebung, Medium, Temperatur, Druck und Fahrweise wird jeder Apparat früher oder später Service- oder Wartungsbedarf haben. Dies gilt auch für Plattenwärmeübertrager. Dieser Bedarf kann sich durch langsam einsetzende Verschmutzung und damit verbundenen Leistungsrückgang oder mechanische Fehler, wie innere oder äußere Undichtigkeiten bemerkbar machen. Materialstandzeiten und Serviceintervalle lassen sich durch geeignete Maßnahmen positiv beeinflussen. Richtige Auslegung und Materialauswahl führen von vornherein zu optimalen Betriebsergebnissen und geringem Wartungs- und Instandhaltungsaufwand. Ist schließlich eine Wartung nötig, reichen die Servicemöglichkeiten von Reinigung in geschlossenem oder geöffnetem Zustand über Entfernen einzelner Platten oder Ersatz kompletter Plattenpakete und Dichtungssets am Einsatzort bis hin zur Rekonditionierung ganzer Plattenpakete oder Apparate in dafür eingerichteten Servicezentren. Alfa Laval verfügt über langjährige Erfahrung bei der Konstruktion und beim Betrieb von Plattenwärmetauschern und bei der Entwicklung effektiver und schonender Wartungs-, Reinigungs- und Instandhaltungshilfsmittel und Methoden.

Gedichtete und geschraubte Plattenwärmeübertrager können effektiv durch Umlaufreinigung in geschlossenem Zustand direkt am Einsatzort gesäubert werden. Durch Spülen der Apparate mit mobilen CIP-Anlagen und geeigneten materialschonenden Reinigungsflüssigkeiten lässt sich ein Plattenwärmeübertrager problemlos innerhalb weniger Stunden reinigen. Werden von vornherein Spülstutzen in die Anschlussleitungen der Plattenwärmeübertrager installiert, reduziert sich der Aufwand zusätzlich. Abbildung 1 zeigt die an einen Plattenwärmeübertrager angeschlossene mobile Alfa CIP-Anlage. Die richtige Auswahl der Reinigungsmittel und der Reinigungsintervalle sind entscheidend für den Erfolg. Sollten Verschmutzungen auftreten, die mit CIP nicht zu entfernen sind, kann der Apparat demontiert und jede Platte einzeln, zum Beispiel mit Wasserhochdruckstrahl, oder anderen geeigneten Hilfsmitteln vor Ort oder in einem Servicecenter gesäubert oder rekonditioniert werden. Die Frage nach dem optimalen Reinigungsverfahren und -mittel lässt sich vorab am besten mit einem erfahrenen Serviceingenieur des Herstellers klären. Im Zweifelsfall wird ein entsprechender Versuch durchgeführt, um Klarheit zu erlangen. Dabei werden mit dem Kunden auch alle die Entsorgung betreffenden Fragen abgeklärt.

Elastomerdichtungen unterliegen einer natürlichen Alterung, deren Fortschritt von sehr vielen Faktoren abhängig ist (Abb. 2). Die Serviceberater verfügen über das Wissen und die Methodik, Dichtungswechsel gemeinsam mit dem Betreiber vorbeugend und kosteneffektiv zu planen. Der Dichtungswechsel kann bei klebstofffreien Dichtungen vor Ort vorgenommen werden, wenn die Platten sauber und frei von Mikrorissen sind.

Platten mit geklebten Dichtungen werden im Regelfall in einem Alfa Laval-Rekonditionierungszentrum überholt (Abb. 3). Die Rekonditionierung beinhaltet im Normalfall folgende Arbeitsschritte:

? optische Überprüfung jeder Einzelplatte auf Wiederverwendbarkeit

? rückstandsloses Abfrosten der verbrauchten Dichtungen in einem Flüssigstickstoffbad.

? chemisches Reinigen der Platten in Bädern

? Reinigen der Platten in der Hochdruckwaschkabine

? UV-Farblichtprüfung jeder Einzelplatte auf Mikroleckagen

? Farbentfernung und Trocknen

? Aufbringen des Klebstoffes und der neuen Dichtungen

? Aushärten des Klebers im Ofen

? Qualitätskontrolle jeder Einzelplatte und Einbau in den Apparat

? Druckprobe

Notreparaturen sind sowohl an Platten mit klebstofffreien Dichtungen als auch bei geklebten Dichtungen am Verwendungsort möglich, jedoch oft nicht nötig, da man defekte Einzelplatten ohne größere Leistungseinbuße entnehmen kann, solange bis der Apparat planmäßig instand gesetzt wird.

Automatische Filter, Siebe und Rückspülsysteme dienen als Mittel zur Reduzierung des Wartungsaufwandes. Mit Rückspülsystemen können Schmutzteilchen aus dem Bereich der Zulauföffnung des Plattenwärmeübertragers entfernt werden. Das funktioniert aber nur, solange die Verschmutzungen die Plattenzwischenräume noch nicht erreicht haben. Filter und Siebe halten Schmutzteilchen aus den Plattenzwischenräumen fern.

Gegenüber anderen Bauarten zeichnet sich der Plattenwärmetauscher durch geringere Gesamtkosten aus. Der Verbrauch an Reinigungschemikalien ist aufgrund des kleineren Inhaltes wesentlich geringer, als bei leistungsgleichen Wärmetauschern anderer Bauart. Die Reinigungsintervalle verlängern sich insbesondere bei sedimentativer Verschmutzung aufgrund turbulenzbedingter Selbstreinigungseffekte.

Dipl.-Ing. Jürgen Kohler