Guia completa per a establir un sistema òptim de tractament d’aigua per a torres de refrigeració
Quin és l’objectiu d’un sistema d’aportació automàtic?
Quin és el paper d’un tractament químic apropiat?
Com mantenir l’aigua circulant dins dels límits òptims d’operació?
Introducció al funcionament de la torre de refrigeració
El refredament de l’aigua mitjançant l’ús de torres de refrigeració és un sistema molt eficient energèticament. En forçar l’evaporació d’una petita quantitat d’aigua es redueix la temperatura de la resta de la massa d’aigua circulant.
La quantitat màxima d’aigua evaporada és al voltant d’un 1% de tota la massa circulant, per cada 6 graus de refrigeració. Per tant, l’ús de la calor latent permet treballar a temperatures pròximes a les temperatures de bulb humit, aconseguint una reducció dels costos operatius en comparació la refrigeració mitjançant refrigeradors.
Què li succeeix a l’aigua en circulació?
El sistema de refredament de la torre de refrigeració no pot considerar-se un circuit completament tancat. Cal considerar que hi ha un intercanvi directe amb l’aire, tampoc un circuit completament obert ja que la major part de l’aigua es recircula.
Atès que hi ha un percentatge d’aigua evaporada, és necessari proporcionar un sistema d’aportació automàtica que mantingui el nivell d’aigua correcte.
En comparació amb l’aigua de reposició, l’aigua en circulació està sotmesa a fenòmens que poden canviar la qualitat inicial.
Factors que incideixen en la qualitat de l’aigua
- Brutícia i contaminació a causa del contacte amb l’aire. Per a aconseguir l’evaporació, s’introdueixen grans masses d’aire en el farciment. Això facilita que la torre netegi i elimini la pols de l’aire entrant que pot contenir brutícia, matèria orgànica i possiblement contaminants.
- Brutícia i contaminació a causa del contacte amb l’equip a refrigerar i possiblement amb el refredament directe de les peces.
- Augment continu de la concentració de brutícia en l’aigua, inclosos els elements contaminants esmentats anteriorment. A causa de l’evaporació de part de l’aigua, que pot considerar-se destil·lada, i la seva conseqüent composició, la brutícia de l’aigua en circulació continuaria augmentant, sense una purga adequada..
- Augment de la càrrega bacteriana i creixement d’algues / biopel·lícules a causa de condicions favorables (llum, matèria orgànica, temperatura, nivell d’oxigen). ).
Beneficis del sistema automàtic de tractament d’aigua
Sense una gestió adequada i tractament químic, l’aigua en circulació conduiria ràpidament a fenòmens negatius en el sistema de refredament. Això, disminuiria el rendiment d’intercanvi tant de la torre de refrigeració com de tot el circuit.
Aquests fenòmens negatius es poden resumir principalment en:
- Incrustacions tant generalitzades com especialment en les superfícies d’intercanvi. Cal assenyalar que la formació d’una petita pel·lícula de brutícia aïllaria les superfícies d’intercanvi involucrades (que tenen una alta conductivitat tèrmica), reduint sobtadament l’eficiència del sistema. Amb el temps, la brutícia augmentaria la pel·lícula, fins que es convertís en una capa gruixuda i aïllant, que obstruiria els farciments i la torre de refrigeració.
- Corrosió localitzada o generalitzada. A més d’ocórrer per contacte directe amb l’aigua de refredament, la corrosió també pot ocórrer sota els dipòsits d’incrustació (corrosió per sub-dipòsit). Aquest fenomen és molt perillós per al sistema, ja que corre el risc de danyar l’equip i, per tant, provocar un temps d’inactivitat de refredament no programat.
- El desenvolupament d’algues i biopel·lícules, que redueixen l’eficiència de l’intercanvi de calor, poden obstruir els passos i provocar problemes de salut. En l’actualitat, les directrius exigeixen expressament que el sistema es gestioni de manera òptima des del punt de vista del control de la proliferació bacteriana.
Tots aquests fenòmens augmenten el seu efecte quan ocorren simultàniament. Per tant, per a mantenir una gestió segura i eficient en el temps, és important operar la planta de manera òptima respecte a tots els paràmetres. Les inspeccions tècniques anuals són molt útils en aquest sentit: certifiquen si tot està funcionant correctament o si cal dur a terme mesures correctores,
Com realitzar un tractament d’aigua adequat
L’objectiu del tractament és mantenir l’aigua circulant dins dels límits òptims de gestió, obtenint la millor relació entre resultats, seguretat i costos de gestió. Per tant, no existeix un sistema de tractament „universal“. Són possibles diferents configuracions i graus de complexitat basats en diferents criteris que veiem a continuació.
- Grandària i potencial de la planta. En general, les plantes petites requereixen sistemes més simples, mentre que les plantes grans necessiten sistemes més complexos.
- Grau d’automatització requerit per a minimitzar el treball del personal involucrat.
- Necessitat d’ajust automàtic d’acord amb els canvis de la càrrega tèrmica.
- Pressupost previst per al sistema de tractament i per a la gestió posterior. En general, els sistemes més complexos i complets permeten estalvis de gestió. S’indiquen en un potencial mig / gran i amb un nombre important d’hores de treball / any. Al revés, els sistemes més simples proporcionen un cost de compra més baix i estan indicats en sistemes amb baix potencial o ús ocasional.
- Tipus de procés, condicions d’operació i qualitat del subministrament d’aigua.
- Necessitats específiques (per exemple, requerides pel procés o pel fabricant de l’equip a refredar).
Funcions del sistema del tractament de l’aigua
Per a aconseguir el control complet de la planta, el sistema de tractament ha de realitzar principalment les següents tasques:
- Control i manteniment de la concentració correcta DE SALS en aigua. Per a aquest propòsit, és necessari instal·lar un sistema de purga automàtica. Ha d’implementar-se amb diferents estratègies d’operació d’acord amb diferents demandes i condicions operatives. D’aquesta manera mantindrà la concentració de l’aigua dins dels límits manejables pel tractament.
- Controlar i minimitzar els riscos d’incrustacions. Per a protegir-se contra les incrustacions, és important adoptar i aconseguir sinergia entre els diferents elements. És a dir, el sistema de purga automàtic, el producte de condicionament químic i el sistema de pretractament d’aigua, si és present.
- Controlar i minimitzar els riscos de corrosió. Per a evitar la corrosió, és important adoptar i aconseguir un equilibri on intervenen diversos factors. Aquests serien el sistema de purga automàtica, el producte de condicionament químic i seleccionar adequadament els materials de construcció del sistema.
- Control de creixement de bacteris. És important l’ús d’un producte desinfectant. D’aquesta manera protegirem les torres de refrigeració contra el creixement d’algues i biopel·lícules. A més, això facilita el manteniment de condicions de funcionament acceptables.
Processos de descalcificació
Com hem comentat és aconsellable equipar el sistema amb un pretractament de l’aigua, com a processos de descalcificació.
En general, el millor compromís entre els resultats, els costos operatius i la reducció del consum s’obté mitjançant un sistema d’estovament adequat. Això pot reduir totalment o parcialment la duresa de l’aigua, permetent així cicles de concentració més intensos.
D’aquesta manera és possible reduir el consum d’aigua i productes. A més, gràcies a la major concentració, s’obté una protecció més efectiva del sistema i augment la seguretat contra els efectes negatius en cas de fallada de part del tractament.
Com realitzar un tractament d’aigua adequat
El següent gràfic compara el consum general d’aigua, tenint en compte l‘aigua dura, tova o osmotitzada. Es mostra clarament que s’obté un consum total d’aigua més baix mitjançant l’ús d’aigua tova. Això s’aconsegueix gràcies a la bona relació de concentració obtenible i l’escassa aigua necessària per a la regeneració de la resina.
Per contra, la solució de subministrament d’aigua per osmosi és teòricament òptima si només es consideren els volums d’aigua a la torre. No obstant això, l’impacte substancial de les aigües residuals a causa del procés d’osmosi acosta el consum general al qual es pot obtenir de l’aigua dura.
Pel que fa al subministrament d’aigua osmotizada, també s’ha de tenir en compte el consum significatiu d’electricitat i anti-precipitantes. Per tot això, l’tús d’aigua osmotitzada en una torre s’aconsella únicament quan és tècnicament necessari i indispensable.
El factor de concentració d’aigua
El factor de concentració d’aigua del circuit és la relació entre l’aigua de reposició i l’aigua purgada del sistema i influeix directament en la qualitat de l’aigua en el circuit, el seu consum i productes químics. Aquest depèn de diversos elements:
Els més importants són sens dubte la qualitat del subministrament d’aigua (molt influenciada pel pretractament), les condicions de funcionament i el tipus / qualitat / quantitat de productes de condicionament utilitzats. El factor de concentració ha de permetre que les sals presents es mantinguin en una solució, evitant la seva precipitació, tenint en compte els elements esmentats. Això ocorre, en general, si no s’estableixen límits específics per a la planta,
Els factors de concentració assolibles, en condicions mitjanes de temperatura i qualitat de l’aigua, són entre 1.5 i 2.0 vegades per a aigües dures. Se situen entre 2.5 i 3.2 vegades per a aigües toves, i entre 5.0 i 8.0 vegades per a aigües osmotitzades.
Les aigües en l’àrea són molt diferents entre si, per tant, no és possible definir una línia de gestió com a única i inequívoca. Per tant, s’ha de realitzar una avaluació general del sistema per a determinar el millor enfocament.
Un aspecte a considerar en triar el tipus de subministrament és també el consum de productes de condicionament, la qual cosa influeix significativament en els costos operatius de la planta. A continuació es mostra un gràfic comparatiu de les diverses solucions:
El gràfic mostra que l’ús d’aigua tova o osmotitzada determina un estalvi notable de les quantitats totals de producte químic, en comparació amb l’ús d’aigua dura. Si s’utilitza aigua dura en el circuit, el sistema de tractament en el seu conjunt estarà més enfocat a reduir el factor d’incrustació. En comparació amb l’efecte corrosiu a causa de l’aigua en el circuit, i viceversa si s’usa aigua tova o osmotitzada.
Conclusiones
La instalación y la gestión óptima de un sistema de tratamiento adecuado garantiza condiciones de funcionamiento estables para el sistema de enfriamiento y una alta eficiencia en el tiempo. Gracias a los sistemas automáticos proporcionados, es posible una mejor gestión de la torre de refrigeración y con un reducido esfuerzo operativo.
Al evaluar adecuadamente las solicitudes específicas de cada planta, es posible prever el sistema de gestión correcto. con diferentes grados de complejidad, para permitir los rendimientos requeridos a un costo operativo aceptable.
A pesar del mayor costo inicial, la adopción de sistemas de tratamiento y pretratamiento más integrales reduce los costos operativos del sistema. Por lo tanto, siempre se recomiendan cuando la capacidad térmica promedio de la planta comienza a tener un alto impacto.