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Verborgene Wahrheiten über die Filtration von Kühlsystemen

Viele Besitzer und Betreiber von Kühltürmen und Kühlsystemen sind sich ziemlich sicher, dass sie ein wirksames und sicheres Wassersystem betreiben - aber wie sicher sind sie wirklich?

John Wilson von Amiad Water Systems UK diskutiert einige der verborgenen Wahrheiten.

John Wilson Verkaufsleiter Großbritannien und Irland

Von John Wilson von Amiad Water Systems UK

Kühlsysteme können aufgrund ihrer Wirkung beträchtliche Systemkontaminationen erleiden. Dies kann durch suspendierte Feststoffe im Zusatzwasser, durch die „Schrubbwirkung“ von Kühltürmen oder durch Prozesslecks verursacht werden, die die mikrobielle Aktivität fördern.

Mit den Betreibern, die das, was sie als "schnelle Lösung" betrachten, einsetzen wollen, sehen wir regelmäßig, dass sich die Betreiber auf nur einen Aspekt des Wasseraufbereitungssystems konzentrieren.

Sie wissen nicht, dass dies die Situation tatsächlich verschlimmern kann, wie der Rat des Health & Safety Executive (HSE) sorgfältig darauf hinweist:

„Ein geeignetes Kühlwasser-Aufbereitungsprogramm muss nicht nur die Legionellen- und andere mikrobielle Aktivität, sondern auch die Korrosion, die Bildung von Ablagerungen und Verschmutzungen kontrollieren können und geeignete Maßnahmen wie regelmäßige körperliche Reinigung und Desinfektion umfassen, um die Sauberkeit des Systems aufrechtzuerhalten. Dies ist sehr wichtig, da diese Aspekte häufig miteinander zusammenhängen und die Nichtkontrolle eines Aspekts häufig zu anderen Problemen führt und das Legionellenrisiko erhöht. “

In der Realität sehen wir häufig Kühlsysteminstallationen, die sich auf die Einhaltung von Vorschriften konzentrieren. Die Betreiber werfen umfangreiche chemische Behandlungen auf das Problem, in der Annahme, dass dadurch die mikrobiologischen Tests nicht missachtet werden.

Anstatt die Effizienz oder die Auswirkungen des Laufens mit einem stark verschmutzten System zu berücksichtigen, können herkömmliche angewandte chemische Verfahren die Zugabe von Inhibitoren zur Kontrolle der Korrosions- und Ablagerungsbildung, Biozide zur Kontrolle des Mikrobenwachstums und Dispergiermittel zur Kontrolle der Verschmutzung umfassen.

Hier liegen die versteckten und oft ignorierten Probleme der schlechten Energieübertragung, Verstopfungen und Systemabschaltungen, die sich aus dem Umlauf von schlechtem Kühlwasser ergeben.

Um diesen Problemen entgegenzuwirken, fühlen sich viele Betreiber sicher, da sie traditionelle Technologien wie die Seitenstromfiltration installiert haben, bei der ein Kühlwasservolumen durch eine Nebenstromschleife geleitet wird, um diese Verunreinigungen aus dem Wasser zu entfernen und dadurch insgesamt zu reduzieren Laden von Feststoffen.

Typischerweise sind dies kinetische oder Fliehkraftabscheider oder andere Technologien wie selbstreinigende Siebfilter, Scheibenfilter oder sogar herkömmliche Medienfilter. In der Regel werden solche Systeme dann mit einer chemischen Behandlung kombiniert.

Kühlsystem Wasserfiltration

Darstellung typischer Filtrationslösungen in Kühltürmen

Durch den Einbau einer Seitenstrom-Filtrationslösung wird die Gesamtleistung natürlich erheblich verbessert und die Chemikalien können effektiver arbeiten. Wir müssen jedoch die Auswirkungen dessen, was sich im Kühlwasser befindet, vollständig verstehen, bevor eine korrekte Nebenstromfiltrationslösung implementiert werden kann.

Wenn Sie sich ein Kühlsystem anschauen, werden Sie im Allgemeinen feststellen, dass 80-90% der Partikel weniger als 10 Mikron groß sind und diese Partikel zu den meisten Problemen führen.

In den meisten Systemen wird das Prozesskühlwasser durch ein Rohrleitungssystem geleitet, und wenn ein Kühlturm vorhanden ist, wird es über den Kühlbereich des Turms oder durch einen Kühler oder eine Heizung geleitet.

Selbst in den besten Systemen, und die meisten fallen nicht in diese Kategorie, werden die Rohrleitungen aus Kunststoff, Stahl, Edelstahl oder, wie in vielen Systemen, eine Kombination aus allen drei sein. Alle diese Materialien haben eines gemeinsam: Ihre Oberflächen sind nicht völlig glatt. Größere Teilchen mit einer größeren Oberfläche sammeln sich zu einer Masse, die vom Wasserstrom durch das System mitgerissen wird.

Wenn Sie jedoch durch ein Mikroskop schauen, werden Sie Oberflächeneinschlüsse und -rauhigkeiten sehen, und genau an diesen Stellen haften die kleineren Partikel (normalerweise weniger als 5-6-Mikrometer). Was Sie jetzt haben, sind kleinere Partikel, die in den Rohrleitungen und in den Kühlflächen der Anlage stecken.

Einige können von Chemikalien abgetötet werden, aber sie behalten ihre Position bei und bilden sich oft zu einer glatten Rohrinnenfläche. Dies ist, was wir Biofilm nennen, etwas, das jeder Bediener kennt.

Und es wird schlimmer. Unter diesem nun glatten Biofilm bleibt eine rauhe Oberfläche, die jetzt mit lebenden Bakterien besiedelt wird. Hier liegt das Problem. Sie sind nicht nur vor Chemikalien geschützt, sondern sie bilden sich glücklich, weil sie warm gehalten und kontinuierlich gefüttert werden.

Dort, wo sich Biofilm gebildet hat, können Sie mit erheblichen Problemen mit Anlagen und Ausrüstungen sowie mit der Stabilität der Kühlung rechnen und die Gefahr eines Verstoßes gegen geltende HSE-Gesetze ist erhöht.

Die Frage ist, sollten wir auf weniger als 5 Mikron filtern? Nun, nicht unbedingt.

Hier müssen Sie eine aussagekräftige Wasseranalyse durchführen lassen. Es ist durchaus üblich, dass die Bediener gelegentlich einen Total Suspended Solids (TSS) -Test durchführen, der Ihnen nur sagt, wie viel Feststoff sich im Wasser befindet.

Was Sie wirklich verstehen müssen, ist das Volumen der Feststoffe und die Größe der vorhandenen Partikel. Eine Partikelgrößenverteilung (Particle Size Distribution, PSD) hilft Ihnen zu verstehen, wie viel Feststoff Sie im Kühlwasser haben.

Wenn Sie ein PSD betrachten, werden Sie oft feststellen, dass ein erheblicher Anteil der Feststoffpartikel sehr klein und so klein wie 1-Mikrometer ist. Es kommt jedoch nicht nur auf die Partikelgröße an, sondern auf das Volumen der Partikel.

Beispielsweise können Sie feststellen, dass Ihre Partikelanzahl für <5-Mikronpartikel sehr hoch ist, dies entspricht jedoch nur einem kleinen Bruchteil des Volumens. Die folgenden Grafiken zeigen, dass dort, wo fast 95% der Partikel eine Größe von <10 Mikrometer haben, dies nur weniger als 10% des Partikelvolumens ausmacht.

pro ML-Diagramm - Kühlsystem-Wasserfiltration

PPMv-Diagramm - Kühlsystem-Wasserfiltration

Effektive Nebenstromfiltration sollte auf der Auswahl der für die Anwendung am besten geeigneten Technologie basieren und sicherstellen, dass die Art der Feststoffe im Wasser effektiv entfernt werden kann.

Hier eine kurze Liste, die Sie bei der Auswahl einer Nebenstromfiltration und der verfügbaren Optionen berücksichtigen sollten:

  • Was ist die Art der Partikel? Organisch oder anorganisch?
  • Wie gut ist ein Filtrationsgrad wirklich erforderlich?
  • Wie viel Platz steht zur Verfügung?
  • Ist der Standort empfindlich gegen Wasserverluste?
  • Benötigen Sie eine ununterbrochene Filtration?
  • Was wären die Wartungskosten und die Auswirkungen auf den Betrieb?

Wie bei den meisten Gerätetypen gibt es eine große Auswahl an Technologien, aus denen Sie wählen können, wobei jeder Typ seine eigenen Vor- und Nachteile hat. Die nachstehende Tabelle enthält eine Anleitung zu den verschiedenen verfügbaren Filtrationsoptionen und deren Funktionsweise in verschiedenen Anwendungen.

Filtrationstechnologie Größe der Partikel entfernt Fußabdruck OPEX-Rückspülung / Austausch Anwendungen
Traditionelle Sandfilter 20 Mikron Hoch Hoch Partikel zu 20 Mikron, organisch & anorganisch
Automatische Bildschirmfilter 10-800 Mikrometer Niedrig Niedrig Breites Anwendungsspektrum für nicht verformbare Feststoffe
Zentrifugalabscheider / Hydrozyklone > 100 Mikrometer Niedrig Niedrig Die Entfernung größerer schwerer Partikel erfordert einen ständigen Betrieb
Automatische Disc-Filter 20-400 Mikrometer Mittel Niedrig Sehr gut für organische Partikel
Verbrauchsartikel-Beutel- / Patronenfilter Bis zu 0.1 Mikron Hoch V. hoch Begrenzt auf kleinere Flussraten, gut für kleine oder temporäre Installationen
Automatische Disc-Filter Bis zu 1 Mikron Mittel Mittel Hohe Filtrationsleistung, wenig Rückspülung im Vergleich zu Sandfiltern

AbschließendEs muss ein besseres Verständnis für die Auswirkungen eines "Quick-Fix" -Ansatzes für die Kühlturm- und Kühlwasserfiltration vorhanden sein. Die Betreiber haben das Gefühl, eine biologische Kontrolle erlangt zu haben, aber Biofilm in den Rohrleitungen kann, wenn nicht gründlich behandelt, plötzlich auftreten und große Probleme verursachen, nicht nur für einen Prozess, sondern für die öffentliche Gesundheit alarmierender.

Das beste und effizienteste Nebenstromfiltersystem bietet die bestmögliche Kapitalrendite, indem es die Anlageneffizienz verbessert, sowohl die Betriebs- und Wartungskosten als auch die HSE-Anforderungen senkt.

Prozessindustrie Informer

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