Кондиционирование градирни

Функция значительной части воды, используемой в промышленности, — охлаждающая. Холодная вода – это родник, и калории извлекаются из горячего источника. Изменение калорийности или теплообмен обычно происходит над металлической поверхностью без контакта холодного и горячего сварного шва. для этого процесса кондиционирование градирни является необходимым.

Существует 3 типа контуров охлаждения.

• открытые цепи
• полуоткрытый
• закрытые цепи

Кондиционирование открытых контуров градирни

Они образуют водные контуры «One Pass». Вода выбрасывается обратно после прохождения ее непосредственно через различные охлаждающие устройства, при таком типе контуров теряется большое количество воды. Эти схемы встречаются в старых системах с большим количеством воды и низкой стоимостью.

Каковы основные проблемы: Коррозия

Окалина (Каменная связка) Шлам (нагар) Биологические образования. Полуоткрытое охлаждение — это та же проблема, которая будет изучаться в холодильных контурах. Но здесь проблемы более мягкие. Так как вода однопроходная, существенного изменения ее химических и физических свойств не происходит, вода не концентрированная. Разница температур ΔT менее значительна.

Если вода, используемая в открытом контуре, представляет собой природную воду с низкой минерализацией, решаемая проблема зависит от анализа хлоруглеродного баланса. В этом случае агрессивная вода ( CO₂Индекс стабильности RYZNAR используется для определения того, находится ли он в балансовой или чешуйчатой форме.

Решения для кондиционирования

Контроль коррозии;

• Использование хелатора в соответствии с индексом RZYNAR для регулирования pH.
• Предотвращение коррозии пленкообразующим эффектом

Сложности в процессе возникают из-за количества обрабатываемой воды. Потому что использование избыточной воды приводит к потреблению большого количества химикатов. Непрерывность кондиционирования необходима для поддержания качества пленки.

В коррозионных условиях разомкнутой цепи экономически предпочтительнее выбирать коррозионностойкий материал.

Контроль образования накипи;

При добавлении в систему кислоты (обычно используют серную кислоту) регулируется рН-баланс воды и удаляется форма накипи, но в то же время может добавляться избыток кислоты, которая вызовет коррозию. Трудная часть этого процесса заключается в том, чтобы правильно установить дозировку кислоты и обеспечить ее стабильность. Материалы, стабилизирующие воду с низкой концентрацией и предотвращающие отложения карбоната кальция, следует использовать с химическим дозированием.

Контроль депозитов;

Проблемы с отложениями, которые обычно вызываются взвешенными веществами в воде, не столь значительны. Периодические обработки комплексами диспергаторов можно проводить, когда агломераты настолько велики, что образуют илистые отложения.

Если вода колодезная, содержащая железо, она окисляется с образованием трехвалентного железа и гидроксида железа, и образуются отложения ржавчины. В этом случае используются некоторые фосфатные комплексы или фосфонатные комплексы, сохраняющие железо в виде железа.

биологический контроль;

Периодическое хлорирование применяется для предотвращения биологического развития.

Кондиционирование контуров полуоткрытых градирен

Полуоткрытый контур охлаждения представляет собой рециркуляционный водяной контур воздухоохладителя. Воздухоохладитель обеспечивает испарение части воды за счет водовоздушного контакта и удаление поступающих калорий через теплообменники. С каждым проходом ее температура повышается на уровне теплообменников и охлаждается на уровне водонапорной башни. Эффективность башни зависит от технологии совершенствования водовоздушного контакта.

Тип башни:

• Башня нормальной осадки (гиперболическая форма)
• Башня с принудительной тягой – с вентиляторами
• Оборудование с вытяжными вентиляторами:
• Тип дерево, пластик, фиброцемент, сталь, оцинковка
• Система регулировки капель
• Система направления или разделения воздуха
• каплеотделитель

В полуоткрытой системе охлаждения всегда имеется подпиточная вода для компенсации потерь воды, вызванных испарением и деконцентрацией продувки.

Деконцентрация блефа основана на предпочтительном удалении воды для предотвращения повышения солености, ведущего к отложениям и агломерациям. Испарение состоит из чистой воды, дополненной определенной соленостью, за исключением реальных потерь на рассеяние (ветер). В результате происходит событие соленой концентрации, которое ограничивается обрывом деконцентрации.

Свойства полуоткрытой цепи

Каждая схема имеет определенное количество параметров. Это необходимо знать перед началом процессов консервации. Эти параметры:

• м³как объем (V)

Это общее количество воды в контуре. (Емкости для горячей воды, емкости для холодной воды, теплообменники, оборудование, трубопроводы и т. д.)

• м³Циркуляционный расход в /ч(Q)
• Разница температур на входе и выходе градирни (ΔT) в ᵒC
• Существующие типы металлов в системе
• м³Скорость испарения в /ч (E)

Это расход чистой воды, испаряемой в градирне для охлаждения воды в контуре. Он рассчитывается по приведенной ниже эмпирической формуле.

E = Q /560 x ΔT Q =m³/час

ΔТ = ᵒС

Е = м³/час

• м³скорость сноса (ветра) потерь в /ч (E_С)

Это скорость потока воды, которая поступает в градирню и смешивается с атмосферой в каплях. Химический состав этой воды такой же, как у воды в контуре, и его следует учитывать при расчете продувки. (К_С) варьируется в зависимости от типа башни.

• % 0,2 – 0,3 для градирен с нормальной тягой(Q)
• Для градирен с принудительной тягой % 0,3 – 0,5 up(Q)

В системах это может быть ветровой превентор, который ограничивает эти потери до % 0,1 – 0,15.

м³поток продувки в /ч (B)

Во избежание чрезмерной концентрации смешанных солей, что приводит к значительным накоплениям

расход воды, сбрасываемой из контура.

м³общий расход продувки в /ч (B_Т)

От потери ветра (E_С), продувку (B) и различные потери воды (утечки B), которыми можно пренебречь._К, тяговые потери B_Си т.д.) сумма расходов

Б_Т= Е_С+ Б + Б_К+ Б_С+ ……..

Б_Тпредставляет собой сумму блефов деконцентрации (предпочтительных или непредпочтительных) в схеме.

 Поддерживающая вода в м3/ч (подпитка) (A)

(V) — расход, который необходимо добавить в контур для поддержания его объема.

А = Е + В_Т

А = Е + Е_С+ Б + Б_К+ Б_С+ . . . . .

Коэффициент увеличения концентрации ( c )

Это отношение между концентрацией солей, смешанных с водой в контуре, и концентрацией поддерживающей воды. Практически это соотношение концентраций определяется количеством хлорида. Потому что количество и стабильность этого тонера в цепи можно легко регулировать.

Количество хлоридов в контуре / Количество хлоридов в подпиточной воде

(А) и (Б)_Т) Так как они постоянны, то достигают равновесного состояния в контуре при определенном соотношении концентраций (С) и равны количеству смешанных солей, поступающих в опорную воду.

S х А = CS х В_Т           В результате С = А/В_Т

Коэффициент концентрации равен расходу поддерживающей воды, деленному на расход продувочной воды.

Рабочий процесс ( Т )

Предположим, что полуоткрытая цепь и_х0) при концентрации ( t₀) мгновенно ввести элемент ( x ) . При отсутствии подпорной воды со временем из-за продувки ( C_х0Ясно, что ) уменьшится Рабочий процесс (Т) такой же, как и при уменьшении вдвое концентрации (х). Он находится следующим образом;

Т = 0,7 х (В/В_Т)

В = м³

Б_Т= м³/ ч

Т = ч (часы)

Важность выбора коэффициента концентрации зависит от коэффициента концентрации потока продувки.

С = А/В_Т

А = Е + В_Т

С = (Е + В_{Т ) / ИТ}

Вот следующий важный результат.

Б_Т = Е / (С – 1 )

Если коэффициент концентрации и продувка рассчитаны для конкретного контура, то также будут видны коэффициенты усиления контуров охлаждения. Потому что эти расчеты значительно уменьшат потери воды.

Пример: Q = 1000 м³/ ч, Е = 20 м³/ ч , Б_Т   = 20 / (С – 1) ΔT = 11,2ᵒС

Таким образом, можно составить следующую таблицу.

С	1.05	1.1	1.2	1.3	1.5	1.8	2.0	2.5	3	4	5
БТ(м3/час)	400	200	100	66.6	40	25	20	13.3	10	6.6	5

Из этой таблицы получаются два важных результата.

С = 1,05 ( Р = 400 м³/ ч ) из

С = 2,0 ( Р = 20 м³/ч) к значительной экономии воды ( 380 м³/h ) позволяет делать.

Переход с С=3 на С=5 всего 5 м³/ч прибыли.

Выбор коэффициента концентрации является важным событием, так как проблемы с коррозией и образованием накипи возрастают с увеличением коэффициента концентрации.

Скорость концентрации;

— Он должен быть достаточно высоким, чтобы система работала в экономичных условиях.

— Но она не должна превышать определенного предела.

Проблемы с полуоткрытыми контурами охлаждения

Условия работы полуоткрытого контура определяются различными параметрами контура и особенно выбором коэффициента концентрации.

— Они должны сохранять теплообмен, важнейшая задача контура — охлаждение.

Они должны сохранять установку в целости как можно дольше без старения.

— Эксплуатационные расходы должны быть максимально снижены. (вода, потребление химикатов и т. д.)

Когда он начинает работать в схеме, оператор сталкивается с 4 наиболее распространенными классическими проблемами.

• Коррозия
• Каменный переплет (шкала)
• лужа (шлак)
• микроорганизмы

Коррозия создает проблемы со временем безотказной работы и износом контура. Накипь и шлам снижают эффективность теплопередачи и вызывают местную коррозию. Микроорганизмы ответственны за коррозию и отложения органического шлама.

Коррозия;

Проблемы коррозии в полуоткрытых контурах охлаждения довольно сложны. Потому что причин не счесть. Могут мешать физические, химические и биологические факторы. При всех этих факторах скорость коррозии увеличивается в полуоткрытых контурах.

Концентрация кислорода

Вода полуоткрытых контуров в определенной степени насыщена кислородом, другими словами, контакт воздух-вода будет насыщать кислородом воду при каждом прохождении через градирню.

Концентрация смешанных солей

Концентрация воды в полуоткрытых контурах увеличивает соленость изначально доступной поддерживающей воды.

проводимость значительно увеличивается, а также увеличивает скорость коррозии. Кроме того, сказывается стимулирующее влияние хлоридов и сульфатов на коррозию. Высокое содержание тонера может быть достигнуто в полуоткрытых контурах с тем же соотношением концентраций.

- нагревать

В полуоткрытых контурах существует большая разница температур между самыми холодными и самыми теплыми местами. Высокие температуры увеличивают скорость коррозии в горячих точках.

— Наличие различных металлов

Наиболее важным является наличие меди или медных соединений. Хотя коррозия меди слабая, Cu⁺²рождает ионы. Они накапливаются на мягкой стали, а затем вызывают значительную локальную коррозию из-за микропор (гальваническая коррозия).

— Коррозия отложений с дифференциальной аэрацией

Остаточная коррозия возникает из-за равной концентрации смешанного кислорода. (Эффект ЭВАНС) Металлическая часть с остатком, где концентрация кислорода слабая, становится анодной и вызывает перфорацию трубки. Это событие важно с точки зрения сбора взвешенных материалов, содержащихся в поддерживающей воде, или загрязнения системы при воздушно-водяном контакте в градирне.

— Бактериальная активация

Некоторые типы бактерий (такие как восстанавливающие сульфаты или виды, которые теряют железо в реакциях) вызывают коррозию.

— Воздействие окружающей среды

Важно взаимодействие полуоткрытого контура с окружающей средой. Мы знаем, что градирня также играет роль воздухоочистителя. Если этот воздух загрязняется, те же самые элементы появляются в окружающей воде оборотной воды. Что ж ;

–коррозионные вещества ( H₂С, СО₂, Нью-Хэмпшир₃…. )

-взвешенные вещества и шламы (песок, минеральная и органическая пыль)

Вывод ;

Проблема коррозии в полуоткрытых контурах охлаждения должна рассматриваться как важная проблема. Чтобы определить, есть ли значительная коррозия в полуоткрытом контуре;

• Расчет коррозии по индексу RYZNAR

Параметры в зависимости от рабочих субъектов схемы

— Анализ подпорной воды

— Анализ циркуляционной воды

— Коэффициент повышения концентрации контура

- нагревать

Все это послужит для достижения рН теоретического насыщения. рН_сОн указан на диаграмме, а индекс получается в соответствии с рабочим значением pH контура. Индекс RZYNAR наиболее реалистичен для полуоткрытых контуров охлаждения.

• После RZYNARIndexPh_Сдобавление влияния других факторов коррозии, не учтенных в расчете

– Металлы – Загрязнение воздуха

– Скорость циркуляции – Бактериальная активность

–Остатки –Тепло

• Количество железа в водопроводной воде

Это важный фактор с точки зрения коррозии. Потому что железо образуется при погружении стальных стенок контура непосредственно в раствор. Чем больше количество железа, тем большую роль оно играет в коррозии. (Следует принимать во внимание железо, присутствующее в поддерживающей воде.) Если железо, присутствующее в контуре, демонстрирует значительную коррозию, невозможно определить количество железа по скорости коррозии, концентрации и рН. Потому что железо растворяется или осаждается.

Если pH < 7,5, железо находится в растворе, а если в контуре содержится 1 ppm железа, коррозия незначительна.

Если pH > 8,0, железо в растворе выпадает в осадок, и его количество не имеет значения.

• Внутренний осмотр цепи

Чтобы увидеть важность образования отложений, необходимо воспользоваться преимуществами процессов разборки, очистки и ремонта, а также тщательно изучить состояние металлических поверхностей, особенно теплообменников. Даже если известно, что есть коррозия, необходимо осмотреть внутренние поверхности контура, чтобы определить ее значимость. Тип коррозии следует определять, анализируя, является ли существующая коррозия равномерной или в локальных и глубоких отверстиях.

• анализ остатков

По процентному содержанию оксида железа в остатках можно очень хорошо определить, есть ли коррозия в контуре или нет. Этот анализ особенно используется в контурах с высоким pH. Потому что для них не важно количество растворенного железа, так как железо выпадает в осадок.

• купоны для испытаний на коррозию

Это метод расчета коррозии. Предварительно подготовленные и взвешенные свидетельские образцы для испытаний на коррозию размещаются в выбранных местах контура. Эти купоны время от времени удаляются, повторно измеряются и взвешиваются. Таким образом, по измеренной потере веса можно определить скорость коррозии в контуре.

Используемые единицы:

Микрон/год = 10^-6мм/год, Милипус/год (MPY) = 25 микрон/год

Значения скорости коррозии, полученные на испытательных образцах, относятся к однородной коррозии, потеря веса распределена по всей металлической поверхности. Для определения типа коррозии необходимо исследовать состояние поверхности купонов.

• кориметр

Имеются инструменты для измерения как скорости моментальной коррозии, так и склонности к питтингу. Эти приборы измеряют скорость коррозии с помощью электрического тока, проходящего через активированные электроды.

1. Каменный переплет (шкала)

Накипь – это образование липких и твердых отложений на стенках теплообменника или монтажных труб в результате кристаллизации растворов некоторых минеральных солей в воде.

После того как эти соли превышают предел растворимости, они выпадают в осадок благодаря свойствам полузамкнутого контура.

• причины

Полуоткрытые водные контуры очень подходят для образования накипи. Для этого есть две основные причины.

— Событие повышения концентрации, вызванное испарением

Вода, не обладающая свойствами связывания камней в открытом контуре, может образовывать накипь в полуоткрытом контуре, где она будет многократно концентрироваться.

— Темперамент

Если температура стенок в полуоткрытых контурах слишком высока, это явление вызывает осаждение на поверхности теплообмена солей, растворимость которых уменьшается с температурой.

1. лужа (шлак)

В зависимости от биологического развития аморфные объекты, образующиеся при сборе твердых частиц, таких как органический или минеральный песок, глина, пыль, органические остатки, называют шламом.

Значимость события зависит от количества взвешенных веществ, присутствующих в воде контура. Но это событие зависит не только от качества подпорной воды. Потому что какой бы чистой и прозрачной не была поддерживающая вода, взвешенные вещества постоянно поднимаются в градирнях в полуоткрытых контурах. Хорошо известно, что градирня действует как настоящий очиститель воздуха, через один объем воды проходит 500 или 1000 объемов воздуха.

Следует знать, что атмосфера более или менее запылена, а также содержит много загрязняющих веществ по сравнению с окружающей промышленной средой. По этим причинам выбор места очень важен при создании полуоткрытого контура.

Скорость циркуляции воды имеет большое значение в контурах, содержащих взвешенные вещества. Потому что эти вещества особенно скапливаются в местах, где скорость перехода слаба. ( < 0,5 м/с ) В полуоткрытых контурах, особенно биологические отложения и неправильные программы кондиционирования вызывают образование отложений. Проблемы накопления являются причиной многих недостатков.

— Потери теплообмена

— Потери давления увеличиваются, что снижает циркуляционный поток

— Опасность засорения отверстий насоса

— Коррозия отложений

— Бактериальная коррозия

1. микроорганизмы

• водоросли

Водоросли — низшие криптогамы, не содержащие хлорофилла. Они возникают в основном в градирнях. Потому что здесь у них есть все необходимые факторы.

• Грибы

Грибы — низшие криптогамы, содержащие хлорофилл. Это определяет их отличие от водорослей Грибы разрушают древесину.

— Аскомицеты

Эти грибки образуются на влажных частях каркаса и креплений. Они разлагают целлюлозу в черную желеобразную массу толщиной 2-3 мм.

— Базидиомицеты

Этот тип грибка процветает во влажной среде, которая не является влажной. Они глубоко проникают в древесину, разрушая целлюлозу и снижая механическую прочность.

• бактерии

Многие виды бактерий живут в полуоткрытых контурах, и предотвратить их присутствие очень трудно.Поддерживающая вода и воздух очень богаты бактериями. Главное, чтобы эти бактерии не образовывали мешающие слои. Как и в случае с водорослями, существует множество факторов (воздух, свет, тепло, СО), вызывающих их развитие.₂и т.д.) имеются в системах охлаждения.

Некоторые семейства бактерий участвуют в классическом механизме электрохимической коррозии, происходящем между анодом и катодом, который хорошо известен своими коррозионными эффектами.

— Аэробные бактерии

Они живут в кислородной среде. Аэробные железобактерии ускоряют электрохимическую коррозию за счет анодной поляризации. Они позволяют двухвалентному железу стать трехвалентным с помощью кислорода, и в конце этой реакции образуется Fe(OH).₃имеет место.

— Анаэробные бактерии

Встречается в районах с низким содержанием кислорода. Сульфат-восстанавливающие бактерии наиболее известны из-за вреда, который они наносят. ( Desulfobrio desulfurican ) Он восстанавливает ион сульфата, используя молекулярный водород, вырабатываемый катодами. ( Катодная деполяризация ) Это событие ускоряет коррозию. На практике на железе появляются пузыри, дно которых полое, как кратер, и видно, что железо растворилось.

Кондиционирование полуоткрытых холодильных контуров

Кондиционирование воды означает радикальное изменение ее состояния путем добавления очень небольшого количества химикатов без изменения состава этой воды. Эти химические вещества называются ингибиторами.

Выше мы кратко рассмотрели проблемы, вызванные наличием воды в системах водяного охлаждения. На сегодняшний день разработано множество программ химического кондиционирования для предотвращения этих проблем. В общем, эти программы кондиционирования демонстрируют два разных подхода.

• Бесплодный Он образуется при кристаллизации солей, когда концентрация растворенного твердого вещества превышает предел растворимости. Чтобы предотвратить эту кристаллизацию, индекс стабильности воды RYZNAR устанавливается в диапазоне 7,0 – 7,5 (склонна к коррозии) и значение pH в диапазоне 6,0 – 7,0. Таким образом, соли, способные образовывать накипь, сохраняются в растворимой форме и предотвращается их осаждение. В этом случае вода имеет агрессивный характер, а металлические поверхности чистые. Для защиты этих поверхностей от коррозии следует также использовать ингибитор коррозии. В этом типе программы кондиционирования ингибитор коррозии должен быть очень эффективным. Этого можно добиться только с помощью хроматов. Однако в современных технологиях отказались от использования хромата из-за взаимодействия систем с окружающей средой. Потому что соединения хромата чрезвычайно токсичны и трудно поддаются лечению. Кроме того, из-за различных свойств хроматных соединений макс. Для защиты требуется очень хороший контроль и мониторинг системы.
• В этой второй программе кондиционирования, где обычно используются органические ингибиторы, структура воды противоположна вышеописанной программе. При поддержании индекса стабильности воды RYZNAR на уровне 5,5 – 6,5 и нижнего предела рН на уровне 7,1 (преимуществом применения является отсутствие верхнего предела) вода становится менее агрессивной и коррозионно-активной, ее коррозионные свойства мин. загружается. Коррозия полностью останавливается при использовании ингибиторов коррозии. Поверхности теплопередачи поддерживаются в чистоте за счет добавления в воду некоторых химических веществ, которые действуют как модификаторы роста кристаллов, диспергаторы и сепараторы. Допустимая скорость коррозии макс. Это 2.0 MPY. Эта программа кондиционирования также называется программами с высоким pH, когда вода ищет свой собственный pH. Добавление кислоты в систему сведено к минимуму, нет проблем с показателем солености, и, помимо предотвращения образования накипи, накопление накипи в системе можно рассеять с помощью этой системы и правильных диспергаторов. Не оказывает вредного воздействия на окружающую среду и здоровье человека. Они являются биоразлагаемыми (биоразлагаемыми) продуктами. Благодаря этим преимуществам и экономичности они стали предпочтительной программой в современных технологиях.

В результате необходимо поддерживать характер воды в желаемом диапазоне с индексом стабильности RYZNAR, независимо от того, какое кондиционирование производится во всех системах. Однако от химической добавки, которая будет использоваться после этого, макс. эффективность может быть достигнута. Если это ; Как видно из таблицы,

1- Учитывая макс. Продувка системы в соответствии с повышением коэффициента может быть достигнута за счет поддержания значения pH системы в желаемом диапазоне.

Кондиционирование закрытых контуров градирен

Замкнутый контур — это рекуррентный контур, и вода в нем служит только для переноса калорий. В замкнутом контуре вода не подвергается испарению или изменению концентрации. Следовательно, блеф не делается для корректировки концентрации. Теоретически необходимо незначительное количество поддерживающей воды. Добавление воды обычно вызвано проблемами с утечкой, неконтролируемым забором воды, ремонтом и т. д. В замкнутом контуре требуется более качественная и кондиционированная вода. В этом виде бизнеса не требуется коррозии и камнеобразования.

Коррозия

Поскольку вода замкнутого контура не насыщена кислородом постоянно, проблему коррозии можно считать незначительной. При применении, поскольку кислород поступает часто и легко, возникает коррозия в виде глубоких полостей в наиболее горячих точках. ( Питтинг ) Кроме того, гальваническая коррозия, вызванная различными металлами, также встречается в замкнутых контурах.

образование стружки

Теоретически, если вода в контуре не концентрируется за счет испарения, а количество поддерживающей воды невелико, образование накипи не имеет большого значения. В закрытых контурах, если важно количество поддерживающей воды, явлением ошпаривания нельзя пренебрегать. Для предотвращения образования камней на основе кальция и магния необходимо очищать поддерживающую воду и проводить химическую обработку.