Az ipari hűtés jelentősége 2. rész
A nedves hűtőtorony üzemeltetése során számos olyan problémával találkozhatunk, amelyek nem megfelelő hűtési hatékonysághoz, rosszabb esetben a hűtőtorony meghibásodáshoz vezetnek. Blog sorozatunk 2. részében bemutatjuk a nedves hűtőtorony gyakori kezelési-üzemeltetési hibáit, és a nem megfelelő szakértelemmel elvégzett hűtőtorony tisztítás, karbantartás folyamatainak a hűtőtorony működésére gyakorolt hatásait.
Az elmulasztott hűtőtorony karbantartás és tisztítás egyik következménye, hogy a hűtőtorony tölteteire rakódott vízkőréteg súlya eléri azt a határértéket, amit az alkalmazott típusú hűtőtorony töltet már nem bír el. A töltetek összeroskadnak, a rendszerből érkező felmelegedett technológiai víz egy része elszivárog a talajba. A víz folyamatos pótlása és a hűtési hatékonyság visszaesése, rövid távon is óriási költséggel terheli meg a hűtőtorony üzemeltetőt, magát az ipari létesítményt.
A rendszeres és szakszerű hűtőtorony karbantartás, azon belül is az építőmesteri munkák elmulasztása eredményeképpen, az épített hűtőtorony beton szerkezetén megindultak a külső- belső korróziós folyamatok, melyek főként fizikai, kémiai és biológiai hatások által keletkeztek. A málló beton szerkezetében lévő betonacél -amelynek fő funkciója a szerkezetet ért húzóerő átvétele az erre alkalmatlan betonól- immár közvetlen kitett a korróziós folyamatoknak, ezért az építmény statikailag meggyengült.
A hűtőtorony építőmesteri helyreállítás nem lehetetlen feladat, de jóval nagyobb költségekkel terheli meg az üzemeltetőt, az időigényesebb munkafolyamatok miatt pedig hosszabb állásidővel is kell tervezni, mint az ütemezett hűtőtorony tisztítás- karbantartás esetén.
A hűtőtorony vízvesztesége:
A nedves hűtőtorony nagy mennyiségű víz felhasználásával üzemel, ezért még a megfelelő és problémamentes működés mellett is számolni kell bizonyos mennyiségű vízveszteséggel. Ugyanakkor a vízvédelmi és vízgazdálkodási irányelvek betartása mellett, a költségmegtakarítás érdekében is fokozottan oda kell figyelni, és törekedni a lehető legkevesebb víz felhasználására, melynek egyik kulcsa a szakszerű hűtőtorony üzemeltetés.
A víz négyféleképpen hagyhatja el a hűtőtornyot:
-
- Párolgás: A párologtatás a hűtőtorony természetes és elsődleges funkciója, hiszen a párologtatást használják a hőátadásának módszereként.
- Hűtőtorony medence leengedés: A víz eltávolítása a hűtőtoronyból az elszaporodott mikroorganizmusok, ásványi és vegyi anyagok koncentrációjának megemelkedése esetén, valamint a cirkulációs folyamatba bekerülő korróziós és környezeti szennyeződések szabályozása/eltávolítása érdekében szükséges. Mivel ezek az anyagok nem képesek elpárologni, rövid időn belül felhalmozódnak, egészségügyi kockázatot, korróziós problémákat, keresztmetszetek leszűkülését, utóbbi esetben akár teljes dugulást okozva a hűtőtorony cirkulációs rendszerében.
- Kisodródás: a párologtató hatás következményeként távozó vízcseppek. A cseppek mérete változó, 50 és 200 µm közötti átmérőjűek. Az ily módon kisodródó víz ugyanolyan kémiai összetételű, mint a toronyban keringő víz, tehát jellemzően vegyi anyagot és baktériumokat is tartalmaz. Egészségkárosító hatása mellett hosszú távon megnöveli a hűtőtorony pótvizének mennyiségét is!
A kisodródással járó vízveszteség az erre a célra fejlesztett, áramlástanilag jól kontrollált, saját fejlesztésű Penta Drift C és Penta Drift C+ típusú cseppfogóinkkal redukálható. A cseppleválasztókban a közeg áramlása négyirányú törést szenved, így a hűtővíz csak páraként, hasznos munkáját elvégezve léphet ki a hűtőtoronyból, csökkentve a pótvíz mennyiségét.
- Szivárgások és túlfolyások: Ez a fajta vízveszteség a korrózió okozta rendszer szivárgása miatt, a szakszerűtlen hűtőtorony karbantartási, elodázott építőmesteri munkálatoknak köszönhetően, valamint a gondatlan üzemeltetés következményeként a túlfolyások miatt következhet be. Hűtőtorony karbantartásnál fokozott figyelemmel kell eljárni a korrodált felületeket illetően, hogy nem lépett-e fel anyagfáradás, csőlyukadás, szerkezeti gyengülés, illetve, hogy a tömítések nincsennek-e elöregedve. Fontos a hűtőtorony rendszeres átvizsgálása, szükség esetén a megfelelő beavatkozás, végül, de nem utolsó sorban a gondos hűtőtorony üzemeltetés, a hűtőtorony téli időszakra történő felkészítése, fagymentesítése.
A vízkőlerakódások a hűtőtoronyban:
A hűtőtorony hőátadó felületein gyakran vízkő képződik, csökkentve a hőátadási folyamatok hatékonyságát. A vízkőképződést számos tényező befolyásolhatja a hűtőtorony rendszerében, mint például a pH, a hőmérséklet, a víz mozgási sebessége, és nem utolsó sorban a víz keménysége, annak kémiai összetétele. A háztartásokban és iparban használt ivóvíz, a víz összetételétől függően, eltérő mennyiségben, többféle ásványi anyagokat, főként kalcium-karbonátot, kalcium-foszfátot, kalcium-szulfátot, cinket és magnéziumot is tartalmaz. A legtöbb vízkő kalciumsóból áll, különösen kalcium-karbonátból, amely gyakran jelen van a kemény vízben. Ezt a keménységet a víz vezetőképessége határozza meg, mivel a kalcium ionizált ásvány.
Vízkőképződés kialakulásának lassítása:
A vízkőképződés folyamata lassítható a hűtőtorony vizének vezetőképesség monitorozása és kémiai vizsgálata mellett, amely során a sók és vegyszerek szintjének oldhatósági határértékét figyeljük meghatározott időközönként. A hűtőtoronyhoz használt víz keménységét, vezetőképességét vízanalitikai laboratóriumokkal célszerű bevizsgáltatni a lehető legpontosabb eredmények miatt.
A vízkő eltávolítása hűtőtorony rendszeréből:
A folyamat első lépéseként a vízkő jelentős részét mechanikusan: kézzel vagy UHP technológia alkalmazásával távolítjuk el, a vegyszeres tisztítás csak ezután kezdődhet el.
A vízkő savban igen jól oldódik, ezért ez a legmegfelelőbb anyag vegyszeres tisztítás esetén. A hűtőtorony savazása általában a rendszer saját szivattyújának felhasználásával vagy egy közbeiktatott egységgel kerül végrehajtásra. Masterchem S2 ipari vízkőeltávolító anyagunk kifejezetten a hűtőtorony különböző részeinek vízkőmentesítéséhez lett kifejlesztve, amely a hatékony tisztítás mellett adalékanyagainak köszönhetően védi az acél és horganyzott fémek felületét, kíméli a hűtőtorony tölteteit. A vízkőeltávolítás folyamata, -amellyel közel gyári állapotba hozható a hűtőtorony- a teljes rendszert érinti: fúvókák, az osztócső belső felülete és a torony belső felülete. A hűtőtorony savazás időtartalma átlagosan 12-24 óra, a hűtőtorony állapotától függően.
Az elhanyagolt hűtőtorony tölteteket sok esetben tisztítani már nem lehet, mivel a töltetek járatai teljesen el vannak dugulva. A kisebb csatornamagasságú hűtőtorony töltetek esetében, a lerakódások okozta csatorna eltömődés rövidebb idő alatt bekövetkezik.
Megoldásként kínáljuk különböző típusú, kiváló alapanyagból gyártott, masszív, gyorsan telepíthető 14 vagy 20 mm-es csatornamagassággal rendelkező Penta hűtőtorony töltetek alkalmazását. A sűrű tölteteinknél a többpontos speciális hegesztési eljárás biztosít megfelelő szilárdságot a lerakodás okozta töltet tömegnövekedés ellen, mely egyéb esetben a töltet összeroskadását eredményezné. A hűtőtorony tölteteinek tisztításához- vízkőmentesítéséhez ajánljuk a speciálisan erre a célra fejlesztett Masterchem S2 vízkőoldó termékünket. A Masterchem S2 vízkőoldó széleskörű alkalmazásának és adalékainak köszönhetően -melyek nem károsítják a felületeket- vált az egyik leghatékonyabb és legtöbbet használt hűtőtorony tisztító vegyszerré.
A hűtőtorony biológiai szennyeződése:
A biológiai forrásokból származó szennyezés gyakori és igen komoly és veszélyes problémaforrás, sajnos nemcsak a hűtőtoronyban, hanem annak közelében élőkre nézve is. A baktériumok, gombák és algák bejuthatnak a vízellátásba, melyek számára a nem megfelelő hatékonysággal vagy eszközökkel tisztított hűtőtoronyban kialakult az ideális környezet: vízhőmérséklet, megfelelő pH feltételek, a tápanyagok koncentrációja. Az oldott oxigén és szén-dioxid jelenléte elősegíti a mikroorganizmusok további elszaporodását súlyos megbetegedéseket okozva az emberi szervezet számára.
A legionella: A hűtőtoronyból kiáramló pára, megfelelő időjárási viszonyok mellett kilométerekre is képes eljuttatni a baktériumot, tömeges megbetegedéseket okozva. A Legionella fertőzés szempontjából, a kockázatot jelentő létesítmény üzemeltetője vagy ennek hiányában tulajdonosa tartozik felelősséggel az adott rendszer kockázatértékelésének elvégzéséért, és a megfelelő szabályozó intézkedések szükség szerinti alkalmazásáért. Mivel a legionella fertőzéses esetek száma évről évre nőtt, a hatóságok 2016. februárjában jogszabállyal kötelezték a nedves hűtőtorony üzemeltetőinek, tulajdonosainak regisztrációját és a kockázatértékelés- kezelési módszertanok kidolgozását 2017-től tették kötelezővé.
Hűtőtorony üzemeltetése esetén a 49/2015. (XI. 6.) EMMI rendelet, továbbá a Nemzeti Népegészségügyi Központ Legionella módszertani levele alapján, kötelezően el kell végezni a Legionella kockázatra vonatkozó kockázatbecslést, amelynek megfelelően kell meghatározni a kockázatkezelést.
A Legionella-fertőzési kockázatot jelentő azon létesítmények esetén, ahol a rendelet 1. mellékletének 9. pontja szerinti értékelés magas kockázatot állapít meg, a Nemzeti Népegészségügyi Központ által kiadott módszertani útmutatóban meghatározott gyakorisággal monitoringot kell végezni. Ha a monitoring alapján megállapítást nyer, hogy Legionella-fertőzési kockázat, illetve fokozott kockázat áll fenn, haladéktalanul kockázatkezelésről kell intézkedni.
Algák, moszatok: Az algák iszapszerű biofilmeket/biohártyákat képezhetnek a hűtőtorony felületein, ami a vízkőhöz hasonlóan rontja a torony hőátadó képességét és még a víz áramlását is akadályozza. A bevonat vastagsága néhány mikrométertől több centiméterig is terjedhet. A biofilmben lévő mikroorganizmusok a felületen megtelepedve savakat és egyéb vegyületeket termelhetnek, amelyek megtámadhatják a hűtőtorony fémfelületét, káros korróziót eredményezve. A biohártya fontos tényezője a krónikus bakteriális fertőzéseknek, mert a baktériumokat megvédi, így sokkal nehezebben pusztíthatók el.
A hűtőtorony vízkezelése:
A hűtőtorony vizében elszaporodó mikroorganizmusokat biocid vegyi termékek alkalmazásával lehet elpusztítani vagy határérték alatt tartani. A határértékek a Legionella- rendeletben rögzítettek és intézmény típusoktól, azok közvetlen környezetétől függően eltérő értéket jelöl meg. A hűtőtorony vízének vegyszerezése nagy odafigyelést igénylő feladat, mert a víz pH értékének a semleges tartományból történő elmozdulása károsíthatja hűtőtorony alkatrészeit.
A hűtőtorony biológiai szennyeződése lassítható, megelőzhető a kockázatfelmérés alapján meghatározott időszakos monitoring betartásával, valamint Penta Grid 65 szennyfogó panel beépítésével, mely a hűtőtorony vízét az UV behatástól is védetten tartja, megakadályozva a nem kívánt algásodást.
Fizikai szennyeződés a hűtőtorony rendszerében:
Fizikai szennyeződés esetében egyrészt a környezetből eredő, többnyire zöldhulladékok (falevelek, kisebb faágak, gallyak), és egyéb olyan kommunális hulladékok okoznak problémát melyeket a szél szállít a hűtőtoronyba, másrészt a korrózió okozta fémtörmelékek, felületvédő anyagok, beton törmelékek, valamint hűtőtorony betétek darabjai kerülhetnek a hűtőtorony medencéjén keresztül a rendszerbe. Ezek a szennyeződések a cirkuláltatott hűtővízen keresztül a hűtőtorony töltetekbe, az osztócsőbe és a szórófejekbe jut, eldugítva azok járatait.
A vas-oxid és vas-hidrátok keveréke, azaz a rozsda, természetes folyamat által, a hűtőtornyok belső vasszerkezetén végbemenő víz és oxigén kémiai reakciójának eredményeként jön létre és a felületről leperegve, apránként kerül be a rendszerbe. A korróziós folyamatot lassíthatjuk a megfelelő bevonatok alkalmazásával, illetve hűtőtorony állagmegóvással. A bevonat és beton maradványok rendszerbe történő elkerülését karbantartási- építőmesteri felújító munkálatok elvégzésével, tapasztalt, szakképzett emberekkel, minőségi alapanyagokkal kerülhetjük el.
A hűtőtorony monitoring eredményeket 5 évre visszamenőleg meg kell őrizni, és szükség esetén a hatóság részére azonnal hozzáférhetővé kell tenni, az eredményekhez tartozó kockázatkezeléssel együtt! A dokumentáció teljes hiánya, tartalmának hiányossága-pontatlansága, kockázatbecslés időszakos aktualizálásának elmulasztása egészségügyi bírságot von maga után!
Célszerű minden rendszerre (ahol releváns) éves működési és részletes karbantartási tervet készíteni, amely magában foglalja az üzembe helyezési, az üzembe visszahelyezési és az üzemszüneteltetési eljárásokat, valamint a vízvizsgálatok, az ellenőrzések, a monitorozások, a fertőtlenítések és a tisztítások, takarítások időpontjait, helyszíneit és felelőseit.
Amiben számíthat ránk:
-
- hűtőtorony telepítés, bérbeadás, kapacitás bővítés, tervezéstől a beüzemelésig
- szezon előtti átvizsgálás, hűtőtorony állapotfelmérés- szakvélemény
- közös műszaki tartalom kialakítás és költségtervezés
- hűtőtorony cseppfogók, töltetek gyártása igény szerint, konszignáció keretében is
- mechanikus, UHP (ultra magasnyomású) vizes és vegyszeres tisztítás
- állagmegóvási- építőmesteri felújítás
- karbantartás: hűtőtorony töltet, cseppfogó, szennyfogó, – szórófej csere, szóráskép beszabályozás (víz adagolás beszabályozás)
- hűtőtorony telepítés, bérbeadás, kapacitás bővítés, tervezéstől a beüzemelésig