Jak spravovat nerozpuštěná tělesa

Dopad nerozpuštěných pevných látek na chladicí jednotky

Musíme si uvědomit, že kontaminaci uzavřených systémů nelze nikdy zcela zabránit.

Skutečnou historii systému může být často velmi obtížné určit, protože starší kontaminace jsou často špatně hlášeny. Další zavádění organické a anorganické „špíny“ (kontaminace) se k tomuto kolektivu postupem času přidává. Dokonce i nově uvedené systémy, pokud nejsou pečlivě monitorovány, se často vyskytují s úlomky koroze v důsledku „bleskové“ koroze během plnění.

Samotný proces instalace chladiče může přinést všechny druhy nečistot, prachu, pilin, olejů, mastnoty, třísek, zbytků tavidla a také potenciální bakteriální problémy, zejména pokud byly systémy ponechány neošetřené a ponechány stagnovat po libovolně dlouhou dobu mezi uvedením do provozu a provozem. Stejně tak se v průběhu času mohou zavedenější systémy zanést vodním kamenem (vniknutím tvrdé vody), korozí (ze špatně ošetřených systémů) a opět zvýšenou mikrobiologickou aktivitou.

Obr. 1. Silně zanesené pevnými látkami

Abychom pomohli posoudit úrovně „nečistot“ ve formě pevných látek v našem uzavřeném vodním systému, můžeme testovat to, co se označuje jako nerozpuštěné látky. Obecně platí, že nerozpuštěné látky jsou částice přítomné ve vodě, ale pro naše konkrétní účely je budeme chápat jako pevné částice, které zůstávají suspendovány ve vodě a mají velikost částic 2 mikrony nebo větší.

Můžete také slyšet frázi „rozpuštěné pevné látky“, což znamená určité částice menší než náš 2-mikro diferenciátor a v rozporu s tím, o čem diskutujeme v tomto bulletinu. Pro základní informace, rozpuštěné pevné látky hrají roli při zvažování vodivosti vody v uzavřeném okruhu; jako zcela rozpuštěné pevné látky (běžně označované jako TDS) se snadno používají ke sledování změn v systému, jako je koncentrace inhibitorů úpravy vody, glykolu a podobně.

Pokud je přítomnost nerozpuštěných látek zvýšena nad maximální směrnou prahovou hodnotu >30 mg/litr a nadměrné množství nerozpuštěných látek není odstraněno, mohou mít řadu nepříznivých účinků na chlazený oběhový systém, které zahrnují mimo jiné:

• Energetická účinnost, která přímo zvyšuje provozní náklady
• Blokády vedoucí k „mrtvým místům“ kolem systému.
• Eroze systému (generování dalších nerozpuštěných látek, což zvyšuje rychlost eroze).
• Zanášení kalovými nečistotami výměníku ohřívače, což vystavuje výměník riziku lokální poruchy.
• Zvýšené opotřebení čerpadel, které může vést k možným netěsnostem a poruchám.
• Snižuje účinnost chemikálií pro úpravu vod a tím zvyšuje korozní potenciál.
• Podpora množení bakterií, což je možné vytvořením ideálních podmínek pro růst.

MONITOROVÁNÍ, MĚŘENÍ A REGULACE

Řešení přítomnosti nerozpuštěných látek se stává klíčovou součástí každé strategie řízení systému. Norma a pokyny BSRIA BG 50/2021 uvádějí, že nerozpuštěné látky by měly být kontrolovány na méně než 30 mg/litr, že „v cirkulující vodě a v dobře kontrolovaném systému by mělo být trvale dosahováno méně než 10 mg/litr“. I když jsou „nízké“ hodnoty suspendovaných pevných látek dobrým měřítkem integrity systému, musíme mít na paměti, že nezaručuje, že se aktivní koroze neobjevuje z jiných míst v systému, a proto je třeba zvážit strategický odběr vzorků, jak je uvedeno v tabulce B.

S ohledem na jednotlivé hlášené úrovně pevných látek je třeba sledovat také jakékoli vzestupné trendy v pevných látkách v průběhu času, protože to je pravděpodobně přímý důsledek vnitřně zkorodovaných kovů ze systému. Stojí za zmínku, že jakkoli pravidelné testování vody poskytuje informace o změnách kvality vody, je omezené. To samo o sobě neposkytuje důkaz o skutečném stavu pozemského systému. Poskytnutí této dodatečné systémové evidence lze dosáhnout využitím zařízení, jako jsou stojany na kupóny koroze a/nebo online elektronické senzory. Tato zařízení jsou mimořádně užitečná, protože fungují jako včasné varování před aktivní korozí, která poskytuje skutečnou míru ztrát systému. Strategie zde vyjádřené jsou v pokynech uznávány jako součást celkového prostředku monitorování a kontroly.

Uznává se, že nízké úrovni koroze je velmi obtížné se vyhnout. To je uznáno pokyny, které nabízejí předem definované prahové hodnoty milimetrů za rok pro různé kovy, které se v takových systémech obvykle vyskytují – viz tabulka A. V dobře kontrolovaném systému by však míra koroze měla být výrazně pod těmito „prahovými“ hodnotami a neměla by být nutně považována za maximální kontrolní limity.

TABULKA A.

Jednoduchý indikátor zvýšených hladin nerozpuštěných látek je často považován za „zakalený“ vzorek vody, za zabarvení odebraného vzorku vody. To je důvod, proč je vizuální hodnocení zahrnuto do „analýzy“ prováděné během rutinního odběru vzorků při úpravě vody.

Nerozpustná povaha těchto pevných látek znamená, že můžeme snadno měřit hladiny celkových nerozpuštěných látek (TSS) v systému pomocí metody filtrace regenerace pevných látek (gravimetrické). Tato metoda měření je považována za přesnější a laboratořemi preferovaná.

Obr. 3: Příklad korozního stojanu s kupóny

Existují jiné, rychlejší a méně přesné způsoby měření TSS; Kolorimetrická například metoda, která využívá elektronické, malé, ruční zařízení a přenos světla k určení množství TSS, což přináší okamžitý výsledek. Další drobnou výhodou použití kolorimetrických zařízení je, že mohou detekovat při nižší úrovni (20 mg/l).

Tento typ zařízení jistě nabízí rychlý počáteční orientační výsledek, nicméně u této metody existuje podezření na interferenci, způsobenou například zachycenými vzduchovými bublinami, které mohou interferovat s konečným výsledkem. Jistě, pokud je tato metoda měření považována za způsob rutinního testování, pak stojí za to provést ji proti laboratorní gravimetrické analýze pomocí řady jednotlivých testů, aby se ověřilo, zda spolu souvisí, což nabízí prostředky pro interpretaci.

Jak je uvedeno výše, gravimetrický a preferovaný (přesnější) způsob měření TSS ve vodě je metoda analýzy, která je popsána v ***Blue Book. Zjednodušeně řečeno, pevné množství vody se filtruje ve vakuu a pevné látky určité velikosti jsou zachyceny na filtračním médiu. Zbytkový materiál se suší v peci, čímž se odstraní veškerá vlhkost a poté se váží. Tato konečná hmotnost zbývajících pevných látek se uvádí jako TSS daného vzorku vody.

Jakkoli nám tento proces poskytne indikaci TSS v systému, čím větší a složitější systémy jsou, tím vyšší je potenciál pro variabilitu TSS. Tyto systémy jsou dynamické a jako takové podléhají proměnlivosti rychlosti, což má vliv na naše výsledky. Jistě, gravitace spojená se špatným profilem proudění větších částic může mít za následek místní usazování a kapsy koncentrace pevných látek.

S ohledem na velikost objemu a zvýšenou variabilitu doporučují pokyny (**BG 50) zvětšení umístění vzorků pro ucelenější přehled. Níže je extrahovaná tabulka uvedená v pokynech BG 50, která uvádí, jak jsou rostoucí objemy splněny širším rozsahem vzorkování:

TABULKA B.

Je důležité umět rozpoznat, že pokud by byly vzorky odebírány z oblastí s nízkou rychlostí (například koncové jednotky nebo potrubí, které je přivádí), pak by tyto vzorky mohly obsahovat „usazené“ pevné látky a jako takové by přispívaly ke zprávám o zvýšeném celkovém obsahu nerozpuštěných látek. Laboratorní testování by bohužel nedokázalo rozlišit rozdíl mezi „pozastaveným“ a „vyřešeným“.

V situacích, kdy jsou zaznamenány vyšší celkové počty, může být doporučeno lokalizované proplachování, aby se odstranilo nadměrné nahromadění těchto „usazených“ pevných látek. Pokud by mělo být provedeno lokální proplachování, doporučuje se také pravidelné testování těchto míst. Pokud by se nahromadění „usazených“ pevných látek znovu objevilo po dvou – například třech týdnech, pak by to znamenalo širší potenciální riziko výskytu aktivní koroze a bylo by nutné provést další výzkum v rámci celého systému.

ODSTRAŇOVÁNÍ NEROZPUŠTĚNÝCH LÁTEK

Naštěstí, pokud by naše systémy vykazovaly známky zvýšeného množství nerozpuštěných látek, koroze nebo jiných nečistot, existuje řada zařízení, která lze použít k odstranění takové kontaminace. Patří sem sítka, filtry, magnetické filtry, odlučovače nečistot, kombinované odlučovače vzduchu a nečistot a také běžně se vyskytující boční filtrace. To vše hraje svou roli a při správném použití může mít pozitivní vliv na čištění a trvalou ochranu uzavřených okruhů.

Řada systémů má ve fázi návrhu zahrnutou boční filtraci, aby se ochránily některé problémy, na které jsme upozornili výše. Takové zařízení je jednoduché, snadno se instaluje a má jednoduchý proces odstraňování pevných látek. Filtry s bočním proudem jsou navrženy tak, aby neustále procházely 5-15 % cirkulující vody filtračním tělesem (viz obrázek), což má za následek, že celkový objem systému je filtrován 2 až 3krát za 24 hodin.

K dispozici jsou různé stupně a tam, kde má systém známé problémy, je obvykle vybrán filtr courser, který odstraní větší částice.

Jakmile filtr odstraní tyto větší částice, systematicky se aplikují jemnější filtry. To zastaví „zaslepení“ jemnějších filtrů a umožní kontrolovanější přístup k odstraňování nečistot. Dosažení velikosti filtru 30 mikronů nabízí dobré výsledky.

Tam, kde systém zaznamenal vysokou úroveň kontaminace, je dobrým zvykem použít specifické chemikálie pro úpravu vody, které napomohou regeneraci. V závislosti na problému (problémech) může být řada
Lze vybrat chemické produkty. Můžeme pomoci vyhodnotit správný postup a vybrat chemikálie, které tyto problémy nejlépe vyřeší.

Například tvorba vodního kamene by vyžadovala použití čisticího prostředku na bázi kyseliny, mikrobiologické problémy by se řešily vybranými biocidy a koroze pomocí dispergátoru. V závislosti na závažnosti kontaminace se lze vyhnout úplnému chemickému proplachování, protože to může být potenciálně velmi rušivé a nákladné.

Prevence je vždy lepší než léčba. Tam, kde jsou zaznamenány nižší úrovně nečistot, je možné provést online čištění, jak je popsáno výše, s kombinací chemického ošetření a filtrace. V rámci procesu čištění kovového povrchu je důležité nově vyčištěný povrch pasivovat vytvořením ochranné vrstvy magnetitu. Následuje přidání inhibitorů koroze, které narušují proces koroze, čímž se povrch stává odolným vůči korozi.

Naši inženýři mohou opět pomoci s výběrem a aplikací těchto ochranných produktů.

DALŠÍ ČISTICÍ SYSTÉMY

Síta
Jedná se o jednoduché hrubé filtry s pevným pouzdrem, které se používají hlavně ke sběru větších suspendovaných látek, které se používají především k ochraně čerpadel a regulačních ventilů. Instalují se inline, před zařízení nebo zařízení, která mají chránit atd. Měly by být pravidelně kontrolovány a čištěny.

Odlučovače nečistot
Tento přístup k „zachycování“ trosek je opět jednoduchou teorií, která zahrnuje zpomalení rychlosti cirkulující vody ve spojení s tím, že tok vody a jakýchkoli suspendovaných trosek může dopadnout na síťovou mřížku umístěnou v in-line nádobě. Tento zdvojený proces podporuje usazování větších částic, které „padají“ na dno separační jednotky – odtud název „odlučovač nečistot“. Rutinně jsou tyto jednotky odváděny ze základny, aby se odstranily všechny usazené (zachycené) částice.

Magnetické separátory
Pokud se koroze nahromadila v cirkulující vodě, je zahrnutí magnetu k přitahování jakékoli suspendované zkorodované hmoty vysoce účinnou metodou zachycování a odstraňování. V těchto separátorech jsou umístěny extrémně silné magnety, které přitahují kovový materiál bez ohledu na jeho velikost. To je důležité, protože například magnetit (oxid železa) má průměrnou velikost částic 8 μm, což je podstatně méně než fyzické velikosti filtrů, které lze prakticky použít v chladicích systémech. Existují filtrační systémy, které navíc umisťují takové magnety do průtokové cesty, takže každý průchod má maximální účinnost při odstraňování pevných látek.

Kontaktujte nás prosím o radu a podporu ohledně úpravy vody, abyste maximalizovali výkon svých systémů, snížili celkové provozní náklady a pomohli prodloužit jejich životní cyklus.

Autor: Simon Mattock, Advanced Water Technologies (AWT).