Обработка на охладителна вода: накип, корозия и биозамърсяване е химическото и механично управление на отворена рециркулираща охладителна вода с цел контрол на трите механизма, които замърсяват и увреждат топлообменници и охладителни кули: минерален накип, корозия на метала и биологичен растеж. Когато водата се изпарява, разтворените твърди вещества се концентрират, кислород и хранителни вещества навлизат, а топлите навлажнени повърхности се превръщат в идеална среда за микроби. Програма за третиране поддържа всички три фактора в баланс, така че топлообменът да остане ефективен и загубата на метал да бъде предсказуема.
Отворена рециркулираща система отхвърля топлина чрез изпаряване на част от циркулиращата вода. Чистата вода напуска като пар и всяко разтворено минерално вещество, хлорид и сулфат остават и се концентрират при всяко преминаване. Това се изразява като цикли на концентрация — отношението на запазено вещество (често хлорид или проводимост) в циркулиращата вода към същото вещество в попълващата вода. По-високите цикли пестят вода, но наклоняват системата към образуване на накип, затова програмата задава цел и я поддържа с контролирано източване.
Накипът е отлагането на слабо разтворими соли, най-често карбонат на калций, върху горещи повърхности. Той изолира тръбите, затруднява потока и прикрива корозията. Класическият предиктор за накип е индексът на насищане на Ланглиер (LSI), дефиниран като LSI = pH - pHs, където pHs е pH стойността, при която водата е точно наситена с карбонат на калций при дадената твърдост на калция, обща алкалност, общо разтворени вещества и температура.
Индексът на стабилност на Райзнар (RSI = 2 × pHs - pH) е свързан емпиричен индекс, при който стойности под около 6 сигнализират за склонност към накип, а стойности над около 7 сигнализират за корозивна склонност. И двата индекса описват само задвижващата сила за образуване на карбонат на калций, не общата корозивност, затова те подпомагат, а не заместват директния мониторинг на корозията.
Модерна програма дозира няколко семейства продукти, които поотделно таргетират по един механизъм, след което ги настройва спрямо измерената химия на водата:
| Проблем | Основна причина | Основен контрол |
|---|---|---|
| Карбонатен накип (калциев карбонат) | Положителен LSI, висока твърдост и алкалност, висока температура на кожата (skin temperature) | Инхибитор на накип, контрол на киселинността или pH, по-ниски цикли |
| Обща и дупчеща корозия | Разтворен кислород, ниско pH, високи хлорид и сулфат, отрицателен LSI | Филм от инхибитор на корозия, контрол на pH, мониторинг с корозионни купони |
| Биозамърсяване (биофилм и слуз) | Топла вода, слънчева светлина, хранителни вещества, ниска или интермитентна доза биоцид | Окисляващ плюс неокисляващ биоцид, дисперсант, контрол на ORP |
| Корозия под въздействие на микробиологията | Анаеробни бактерии под депозитите, като сулфат-редуциращи бактерии | Контрол на биофилма, дисперсанти, предотвратяване на отлагания |
| Силт и суспендирани твърди частици | Атмосферен прах, отмит в кулата | Филтрация на страничен поток, дисперсант, адекватно източване |
Топлата, аерирана, богата на хранителни вещества охладителна вода развива бактерии, водорасли и гъби, които формират биофилм по стените на тръбите и плътността на кулата. Биофилмът е силен топлоизолатор, който намалява топлообмена непропорционално на своята дебелина и прикрива метала под него от инхибитора в масовата вода. Под този филм зони с изчерпан кислород позволяват на сулфат-редуциращи и други бактерии да предизвикат микробиологично повлияната корозия, образувайки дълбоки локализирани ями, които могат да пробият тръба, докато по-голямата част от повърхността остава чиста. Контролът означава поддържане на измерим остатъчен биоцид, редуване на окисляващи и неокисляващи химии и използване на дисперсанти, така че филм никога да не се установи.
Източването (blowdown) е целенасоченото изпускане на концентрирана вода към канализацията, която се замества с прясна попълваща вода, и то е главният контрол за цикли на концентрация. Като първо приближение, попълващата вода е равна на изпарението плюс източването плюс преноса на капки (drift), а цикли на концентрация са равни на попълващата вода, разделена на сумата от източването и преноса на капки. Работа при три до шест цикъла е често срещана; всеки добавен цикъл пести вода, но стеснява прозореца за накип и корозия, затова достижимата стойност се определя от химията на попълващата вода. Неконтролирани отлагания после предизвикват запушване/замърсяване на топлообменници, което повишава температурния подход и натоварването на помпите, докато топлообменникът не се почисти.
Рутинна програма следи проводимостта като прокси за цикли, pH, твърдост на калция и алкалност за LSI, остатъчен инхибитор и окисляващ биоцид чрез свободен остатък или потенциал на окислително-редукционно действие (ORP). Загубата на метал се потвърждава с корозионни купони, обикновено изразявани в mils годишно (mpy), а микробното натоварване — с дип слайд тестове или ATP тестове. Таблицата по-долу дава представителни цели, които даден обект настройва към собствената си вода и металургия.
| Параметър | Типичен мониторингован диапазон | Цел |
|---|---|---|
| Цикли на концентрация | 3 до 6 | Икономия на вода и химикали спрямо лимита за накип |
| pH | 7.5 до 9.0 | Баланс между корозия и накип |
| Скорост на корозия на меката стомана | Под около 5 mpy | Потвърждение на представянето на филма на инхибитора |
| Свободен остатъчен окисляващ биоцид | 0.2 до 1.0 mg/L | Потискане на образуването на биофилм |
Понеже тези проверки се повтарят на фиксирани интервали за много топлообменници и кули, те са подходящи за график, управляван от система за управление на поддръжката (CMMS). Fabrico може да поддържа маршрутите за вземане на проби, да записва показанията спрямо граници и да задейства работни нареждания, когато купон или дип слайд излязат от диапазон. Свържете същата дисциплина с поддръжката на охладителната кула, така че механичното почистване и химическият контрол да вървят в синхрон. Екипите могат да резервират демонстрация на Fabrico, за да видят маршрутизацията в действие.
Положителен LSI означава, че водата е преситена с карбонат на калций и има склонност да отлага накип върху горещи повърхности. Отрицателен LSI означава, че водата е ненаситена и има склонност да бъде корозивна, а LSI близо до нула е приблизително в равновесие.
По-високите цикли концентрират твърдост, алкалност, хлорид и сулфат. Това притиска водата в посока на образуване на накип и повишава нивата на корозивни йони, затова максимално безопасният брой цикли се определя от химията на попълващата вода и третиране, а не само от цената на водата.
Биозамърсяването е растеж на биофилм от бактерии, водорасли и гъби. То изолира повърхностите за топлообмен и прикрива метала от инхибитора, създавайки зони лишени от кислород, където микробиологично повлияната корозия предизвиква дълбоко локално дупчене, дори когато по-голямата част от повърхността остава чиста.
Минимум: проводимост за цикли, pH, твърдост на калция и алкалност за LSI, остатък от инхибитор и остатък от окисляващ биоцид или ORP. Потвърдете загубата на метал с корозионни купони и микробното натоварване с дип слайд тестове или ATP тестове.
Вход
Блог
