نحوه انتخاب مواد شیمیایی برای رسوب گذاری و خوردگی در سیستم های آب خنک کننده

چرا رسوب گذاری و خوردگی دو بزرگ ترین تهدید برای سیستم های آب خنک کننده هستند؟

در سیستم‌های آب خنک‌کننده صنعتی، رسوب‌گذاری و خوردگی فقط مشکلات تعمیر و نگهداری نیستند، بلکه علت مستقیم توقف تولید، خرابی تجهیزات و افزایش هزینه‌های عملیاتی هستند. رسوبات رسوب به عنوان عایق حرارتی روی سطوح انتقال حرارت عمل می کنند: حتی الف لایه 1 میلی متری رسوب کربنات کلسیم می تواند راندمان تبادل حرارت را تا 10٪ کاهش دهد. ، تجهیزات را مجبور به کار بیشتر و مصرف انرژی بیشتر می کند. از سوی دیگر، خوردگی لوله‌های فلزی، مبدل‌های حرارتی و برج‌های خنک‌کننده را بی‌صدا تخریب می‌کند و منجر به نشتی و خاموشی‌های برنامه‌ریزی نشده می‌شود که می‌تواند ده‌ها هزار دلار برای هر حادثه هزینه داشته باشد.

هر دو مشکل علت اصلی یکسانی دارند: شیمی آب مدیریت نشده. همانطور که آب در گردش و تبخیر می شود، مواد معدنی محلول متمرکز می شوند، pH تغییر می کند و فعالیت میکروبی باعث تسریع رسوب می شود. بدون برنامه تصفیه شیمیایی هدفمند، هر سیستم خنک کننده صنعتی - چه در یک نیروگاه، کارخانه فولاد، تأسیسات پتروشیمی یا کارخانه داروسازی - در برابر همان آبشار آسیب آسیب پذیر است.

خبر خوب این است که هم رسوب گذاری و هم خوردگی بسیار قابل کنترل هستند. اما کنترل مستلزم انتخاب مواد شیمیایی مناسب برای سیستم خاص شما است - و این تصمیم به دور از یک اندازه است.

آشنایی با انواع مختلف بازدارنده های رسوب و خوردگی

درمان شیمیایی موثر با درک اینکه هر کلاس محصول چه کاری انجام می دهد و جایی که مناسب است شروع می شود. دسته های اصلی مورد استفاده در سیستم های آب خنک کننده در گردش صنعتی عبارتند از:

بازدارنده ها و پراکنده کننده های مقیاس

بازدارنده‌های رسوب با دخالت در رشد کریستالی ذخایر معدنی – عمدتاً کربنات کلسیم، سولفات کلسیم و سیلیس – روی سطوح فلزی کار می‌کنند. پراکنده کننده ها از تجمع و ته نشین شدن ذرات معلق در رسوبات سخت جلوگیری می کنند. در بسیاری از سیستم ها، از یک بازدارنده مقیاس و پراکنده کننده ترکیبی برای مدیریت هر دو مکانیسم به طور همزمان استفاده می شود. دوز معمولی برای تصفیه آب در گردش متغیر است 15 تا 40 پی پی ام با افزودن مداوم، اگرچه این باید همیشه بر اساس تجزیه و تحلیل کیفیت آب واقعی کالیبره شود.

بازدارنده های خوردگی

بازدارنده های خوردگی یک لایه محافظ بر روی سطوح فلزی تشکیل می دهند و واکنش های الکتروشیمیایی که باعث تخریب مواد می شوند را کاهش می دهند. فرمولاسیون بسته به فلزات موجود در سیستم به طور قابل توجهی متفاوت است - فولاد کربن، آلیاژهای مس و فولاد ضد زنگ هر کدام به طور متفاوتی به شیمی بازدارنده پاسخ می دهند. دوز معمولاً از 5 تا 15 پی پی ام با تغذیه مداوم، تنظیم شده بر اساس پارامترهای کیفیت آب سیستم.

بازدارنده های ترکیبی خوردگی و رسوب

برای اکثر سیستم‌های چرخشی باز، یک محصول چند منظوره که هم‌زمان خوردگی و هم رسوب‌گذاری را برطرف می‌کند، کاربردی‌ترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین راه‌حل است. این محصولات به ویژه برای سیستم هایی مناسب هستند که در آن مدیریت شیمیایی ساده در اولویت قرار دارد، یا جایی که فضا برای چندین نقطه دوز محدود است.

بازدارنده های خوردگی حلقه بسته

سیستم‌های حلقه بسته - مانند آن‌هایی که در مدارهای خنک‌کننده ثانویه یا حلقه‌های چیلر HVAC استفاده می‌شوند - به فرمول‌های بازدارنده خوردگی اختصاصی نیاز دارند. از آنجایی که هیچ انفجاری وجود ندارد و آب به طور مداوم در گردش است، غلظت بازدارنده باید با دقت حفظ شود، معمولاً در محدوده 30 تا 100 پی پی ام ، و فقط برای جبران ضررهای سیستم دوباره پر می شود.

بدون فسفر در مقابل فسفر کم: تصمیمی بر اساس مقررات و کیفیت آب

از لحاظ تاریخی، بازدارنده‌های خوردگی و رسوب مبتنی بر فسفات به دلیل عملکرد ثابت شده و هزینه نسبتا پایین، بر بازار تسلط داشتند. با این حال، تشدید مقررات تخلیه زیست محیطی - به ویژه محدودیت های کل فسفر در فاضلاب - معیارهای انتخاب را برای بسیاری از صنایع به طور اساسی تغییر داده است.

امروزه انتخاب بین بازدارنده های بدون فسفر و کم فسفر یکی از مهم ترین تصمیمات در طراحی سیستم است. در اینجا یک مقایسه مستقیم وجود دارد:

تغییر به سمت فرمولاسیون بدون فسفر در صنایع در حال افزایش است. اگر تاسیسات شما تحت محدودیت های فسفر پساب شدید کار می کند یا در یک منطقه حساس به محیط زیست واقع شده است، یک بازدارنده خوردگی و رسوب بدون فسفر دیگر اختیاری نیست - این نیاز پایه است. برای سیستم‌هایی با انعطاف‌پذیری بیشتر، فرمول‌های کم فسفر یک انتخاب مناسب و اغلب مقرون به صرفه باقی می‌مانند.

چهار عامل کلیدی که انتخاب شیمیایی مناسب را تعیین می کند

هیچ برنامه شیمیایی را نمی توان جدا از سیستمی که از آن محافظت می کند طراحی کرد. چهار عامل زیر باید قبل از نهایی کردن هر رویکرد درمانی ارزیابی شوند:

1. تجزیه و تحلیل کیفیت آب

این نقطه شروع غیر قابل مذاکره است. سختی، قلیاییت، محتوای کلرید، سطح سولفات، pH و کل مواد جامد محلول آب آرایشی و آب در گردش مستقیماً تمایل پوسته‌شدگی و خطر خوردگی سیستم را تعیین می‌کند. شاخص اشباع Langelier (LSI) یا Ryznar Stability Index (RSI) معمولاً برای تعیین کمیت پتانسیل پوسته‌گیری کربنات کلسیم مورد استفاده قرار می‌گیرند و باید قبل از خرید مواد شیمیایی، انتخاب و دوز بازدارنده را اطلاع دهند.

2. متالورژی سیستم

فلزات موجود در مبدل های حرارتی، لوله ها و برج های خنک کننده شما یکسان نیستند. فولاد کربنی، فولاد گالوانیزه، مس و آلیاژهای مس و مس و مس و آلیاژهای مس و مس و مس و مس و آلیاژهای مس و نیکل هر کدام مکانیسم های خوردگی متفاوتی دارند و واکنش متفاوتی به شیمی بازدارنده دارند. یک فرمول بهینه شده برای یک سیستم فولادی ممکن است با اجزای مسی ناسازگار باشد و باعث تسریع به جای کاهش خوردگی شود. همیشه قبل از انتخاب یک بازدارنده خوردگی، متالورژی کل مدار خیس شده را تأیید کنید.

3. چرخه های تمرکز

همانطور که آب از یک سیستم باز چرخشی تبخیر می شود، مواد معدنی محلول متمرکز می شوند. تعداد دفعاتی که آنها نسبت به آب آرایشی متمرکز می شوند، چرخه غلظت (CoC) نامیده می شود. CoC بالاتر به معنای بهره وری بهتر آب است، اما پوسته پوسته شدن و خطر خوردگی بیشتر است. برنامه شیمیایی شما - هم انتخاب محصول و هم دوز - باید حول CoC هدف سیستم شما طراحی شود که معمولاً در کاربردهای صنعتی از 3 تا 6 متغیر است.

4. الزامات تخلیه محیطی

انفجار سیستم های خنک کننده در اکثر حوزه های قضایی تنظیم می شود. محدودیت‌های فسفر، محدودیت‌های فلزات سنگین و استانداردهای COD (نیاز به اکسیژن شیمیایی) همگی محدودیت‌هایی را ایجاد می‌کنند که فرمول‌های شیمیایی می‌توانند به طور قانونی استفاده شوند. درک مقررات تخلیه محلی قبل از انتخاب هر برنامه درمانی برای جلوگیری از خطر انطباق و مجازات های احتمالی ضروری است.

روش های دوز: دوز مداوم در مقابل شوک

فراتر از انتخاب محصول، روش افزودن شیمیایی تأثیر قابل توجهی بر اثربخشی درمان و هزینه عملیاتی دارد.

دوز مداوم برای بازدارنده های خوردگی، بازدارنده های رسوب و پخش کننده ها استفاده می شود. این محصولات نیاز به حفظ غلظت باقیمانده پایدار در آب در حال گردش در همه زمان ها برای ایجاد حفاظت مداوم دارند. پمپ های دوزینگ کالیبره شده برای تغذیه با سرعتی متناسب با جریان آب آرایشی، رویکرد استاندارد هستند.

دوز شوک روش استاندارد برای بیوسیدها و جلبک کش ها، شامل انواع اکسید کننده (مانند برم فعال) و انواع غیر اکسید کننده است. دوزهای متناوب با غلظت بالا در کنترل جمعیت میکروبی موثرتر از افزودن مداوم کم هستند، که می تواند مقاومت را در طول زمان افزایش دهد. یک برنامه معمولی بیوسیدهای اکسید کننده و غیر اکسید کننده را جایگزین بایوسیدهای اکسید کننده و غیر اکسید کننده برای جلوگیری از مقاومت تطبیقی با افزودن عوامل غیر اکسید کننده می کند. 1-2 بار در ماه 50-100 میلی گرم در لیتر .

برای سیستم‌هایی که بیوفیلم موجود یا رسوب‌گذاری سنگین را تجربه می‌کنند، ممکن است قبل از اینکه برنامه درمان معمول بتواند اثربخشی کامل خود را ارائه دهد، به یک عامل جداکننده به عنوان اولین قدم نیاز باشد. ما عامل استریل کننده غیر اکسید کننده به طور خاص برای شکستن و حذف بیوفیلم ایجاد شده در سیستم های آب در گردش قبل از از سرگیری دوز تعمیر و نگهداری منظم فرموله شده است.

ملاحظات خاص صنعت: یک سیستم برای همه مناسب نیست

در حالی که اصول کلی پوسته پوسته شدن و کنترل خوردگی در سراسر صنایع اعمال می شود، نیازهای خاص هر بخش به طور قابل توجهی رویکرد درمان را شکل می دهد:

• نیروگاه ها واحدهای با ظرفیت بزرگ - از جمله کلاس 1000 مگاوات - به برنامه‌های تصفیه نیاز دارند که می‌توانند شیمی آب را در حجم‌های آب در گردش بسیار بالا حفظ کنند، جایی که حتی مقیاس‌گذاری جزئی به طور قابل‌توجهی بر راندمان حرارتی و عملکرد توربین تأثیر می‌گذارد.
• تاسیسات فولاد و متالورژی با بارهای حرارتی بالا و آب حاوی سطوح بالایی از آهن و مواد جامد معلق مقابله کنید، که انتخاب مواد پراکنده و مدیریت دمیدن را بسیار حیاتی می کند.
• کارخانه های پتروشیمی و شیمیایی ممکن است آب خنک‌کننده‌ای داشته باشد که با هیدروکربن‌های فرآیندی تماس پیدا می‌کند و به بازدارنده‌هایی با تحمل روغن و برنامه‌هایی نیاز دارد که آلودگی آلی آب را به حساب می‌آورند.
• امکانات دارویی و غذایی با محدودیت‌های سختی مواجه هستند که می‌توانند از بیوسیدها استفاده کنند، به‌ویژه در مواردی که آب خنک‌کننده در تماس غیرمستقیم با جریان‌های محصول است یا در مواردی که مجوز قانونی لازم است.
• کارخانه سوزاندن زباله و کاغذ با آب خنک کننده کار کنید که ممکن است حاوی سطوح بالایی از کلرید یا آلودگی آلی باشد، که هم خوردگی و هم رسوب زیستی را فراتر از خطوط پایه صنعتی معمولی تسریع می کند.

برای یک مرور کلی از مواد شیمیایی تصفیه آب خنک کننده در گردش صنعتی مناسب برای این صنایع - از جمله بازدارنده‌های رسوب، بازدارنده‌های خوردگی، بیوسیدها، پراکنده‌کننده‌ها و عوامل ضد کف - طیف محصولات ما بیش از 100 فرمولاسیون را در ده سری پوشش می‌دهد که برای برآورده کردن نیازهای شرایط آب استاندارد و بسیار چالش برانگیز طراحی شده‌اند.

کار با تامین کننده ای که چیزی بیش از مواد شیمیایی ارائه می دهد

انتخاب مواد شیمیایی مناسب تنها نیمی از معادله است. نیمی دیگر از پشتیبانی فنی برای اجرای صحیح یک برنامه برخوردارند - از جمله آزمایش کیفیت آب، تأیید دوز در محل، و توانایی تنظیم تصفیه با تغییر فصلی شرایط آب یا با تغییر پارامترهای سیستم.

اینجاست که تفاوت بین یک توزیع کننده مواد شیمیایی و یک شریک خدمات فنی آشکار می شود. تامین‌کننده‌ای که تجربه مستقیمی در کارکرد و بهینه‌سازی سیستم‌های آب خنک‌کننده - نه فقط فروش در آنها - دارد، سطح کاملا متفاوتی از مسئولیت‌پذیری را برای رابطه به ارمغان می‌آورد. با بیش از 30 سال تجربه و مجموعه ای فعال از بیش از 200 سیستم آب خنک کننده عملیاتی در بخش های برق، فولاد و مواد شیمیایی، ما خدمات فنی را به عنوان بخش اصلی آنچه ارائه می دهیم، نه یک افزونه اختیاری، ارائه می دهیم.

اگر در حال ارزیابی گزینه‌های تصفیه برای یک سیستم جدید، عیب‌یابی مشکلات عملکرد در یک سیستم موجود هستید، یا به دنبال انتقال از یک برنامه مبتنی بر فسفات به یک جایگزین بدون فسفر یا کم فسفر هستید، می‌توانیم به شما کمک کنیم برنامه‌ای بسازید که کار می‌کند – با ارزیابی کیفیت آب و مجموعه‌ای واضح از توصیه‌های محصول مطابق با شرایط خاص سیستم شما شروع شود..