ochrona układów chłodzenia przed osadami mineralnymi

Skraplacz natryskowo-wyparny. Zastosowanie technologii Hydropath do ochrony wymienników ciepła w kopalni

Ochrona wymienników ciepła w kopalni

Aktualnie moc urządzeń chłodniczych służących do klimatyzacji, tylko w branży wydobywczej przekracza tysiące MW i ciągle rośnie. Powszechnie stosowane są wymienniki płytowe, schładzacze wyparne, wieże chłodnicze. Ich sprawność cieplna, niezawodność, krótkie okresy remontowe i trwałość to najistotniejsze elementy, na które zwracają uwagę użytkownicy. Recyrkulacyjne obiegi chłodnicze o wysokiej efektywności i sprawności cieplnej, wykorzystują efekt chłodzenia, uzyskany głównie w wyniku odparowania części wody. Powoduje to, że w takich obiegach zużywa się znacznie mniejsze ilości wody w porównaniu do przepływowych instalacji chłodniczych. W instalacjach z recyrkulacją, częściowe odparowanie wody powoduje jej zagęszczenie, a to z kolei powoduje przekroczenie iloczynów rozpuszczalności węglanu wapnia, co skutkuje wytrącaniem się osadów zwanych kamieniem kotłowym. Często pojawiają się również inne problemy, takie jak korozja rur oraz rozwój mikroflory. Najczęściej jednak problem stanowi obecność osadów na powierzchniach wymienników ciepła, które powodują utrudnienia w wymianie ciepła i drastyczny spadek wydajności wymienników.

Schładzacze wyparne

Przemysłowe schładzacze wyparne są najczęściej spotykane w chłodniach, zakładach przetwórstwa owocowo-warzywnego, kopalniach.
Praca schładzacza wyparnego polega na tłoczeniu czynnika chłodniczego do urządzenia chłodniczego. Czynnikiem odbierającym ciepło po zewnętrznej stronie rur jest woda spływająca grawitacyjnie lub natryskiwana na wężownicę i strumień powietrza, kierowany w przeciwprądzie. Zastosowanie obu czynników jest skuteczne termicznie i ekonomicznie. Wspólne zastosowanie wody, powietrza i doprowadzenie do bezpośredniego kontaktu, przy równoczesnym dopływie ciepła od czynnika schładzanego powoduje procesy nieadiabatycznego wyparowania wody do powietrza. W wyniku tego procesu następuje odprowadzenie dużej ilości ciepła spowodowane dużym ciepłem parowania wody. W typowej chłodnicy natryskowo-wyparnej woda spływa na wężownice wykonane z rur gładkich, w których znajduje się czynnik chłodzący. Zraszacze natryskują wodę z recyrkulacji na rurki wężownic. Za układem zraszającym wbudowany jest oddzielacz kropel wody unoszonych przez przepływające powietrze.

Problem pojawia się, gdy woda chłodząca nie spełnia kryteriów.

Wymogi stawiane wodzie, stosowanej do chłodzenia są następujące:

  • brak zawiesin,
  • stabilność wody,
  • brak agresywności korozyjnej,
  • niska temperatura,
  • niewielka ilość substancji rozpuszczonych,
  • brak substancji biogennych i związków organicznych.

 

Dobra stabilność wody to gwarancja braku wytrącania węglanu wapniowego.

W warunkach skraplacza natryskowo-wyparnego zachowanie stabilności jest trudne szczególnie, gdy świeża woda ma twardość znacznie powyżej 4°dH. Temperatura wody chłodniczej wynosi około 30°C, a gorące rurki wężownicy mają temperaturę powyżej 50°C, co stwarza odpowiednie warunki do powstawania na nich osadów kamienia kotłowego.

chłodnica natryskowo wyparna

Rys.1 Chłodnica wyparna pracująca w układzie poziomym. 1. wlot czynnika podlegającego schłodzeniu, 2. zasilanie spryskiwaczy, 3. pompa obiegowa w układzie recyrkulacji, 4. zasilanie świeżą wodą, 5. sterowanie dozowaniem wody świeżej, 6. sterowanie drenażem wanny, 7. pływak z króćcem ssącym pompy, 8. drenaż

Awarie chłodnic wyparnych w układach klimatyzacji

Chłodnica wyparna stosowana pod ziemią ma specjalną konstrukcję, która uwzględnia ograniczoną ilość miejsca w kierunku pionowym i poprzecznym.
Schemat ideowy takiej chłodnicy zamieszczono na rysunku nr 1.
Wewnątrz miedzianych wężownic chłodnicy wyparnej przepływa woda, na zewnątrz wężownic przepływa powietrze z wyrobiska wymuszone pracą wentylatora, a dodatkowo w celu poprawy skuteczności wymiany ciepła wężownice są zraszane, również w celu czyszczenia powierzchni wymiany ciepła z zanieczyszczeń pochodzących z przepływającego powietrza. Zazwyczaj zraszanie jest osiągane przy pomocy wodnej pompy natryskowej, która zasysa wodę do zraszania z wanny podłogowej chłodnicy i poprzez wyłapywacz zanieczyszczeń (filtr) doprowadza ją z powrotem do powierzchni wymiany ciepła za pomocą zraszaczy zabudowanych przed pakietami wężownic i bezpośrednio nad nimi. Cały proces wymiany ciepła ma wysoką sprawność, jeżeli właściwie dobrana jest prędkość przepływającego przez chłodnicę powietrza, ilość omywającej wężownice wody i właściwie realizowane jest sterowanie uzupełnianiem wody świeżej oraz drenowanie wody zagęszczonej z wanny chłodnicy wyparnej. Problemy powstają, gdy wyżej opisane parametry nie są prawidłowo dobrane i nie są możliwe do regulacji, oraz gdy stosowana do chłodzenia woda ma bardzo wysoką zawartość związków mineralnych, głównie jonów wapnia i magnezu. Na wężownicach natychmiast pojawia się warstwa twardych osadów kamienia kotłowego, która skutecznie pogarsza sprawność układu chłodzenia. Częstym błędem występującym w projektach chłodni kominowych i chłodnic wyparnych jest nieprawidłowe umiejscowienie króćców zasilających układ w wodę świeżą i odmulających, drenujących wannę oraz nieprawidłowo działająca automatyka.

Problem twardej wody – rozwiązanie

Spowodowanie, że na powierzchniach wymiany ciepła nie będą pojawiały się osady kamienia kotłowego wytracającego się na skutek przesycenia wody składnikami mineralnymi podczas jej podgrzewania i intensywnego parowania jest jedynym rozwiązaniem problemu. Technologia Hydropath wykorzystywana w urządzeniu HydroFLOW model C, produkcji Hydropath Holdings Ltd. jest jedną z metod, które zapobiegają osadzaniu się kamienia kotłowego na powierzchniach wymiany ciepła, a powstałe pod wpływem działania sygnału fali elektromagnetycznej kryształki związków minerałów, o wielkości 10-50 mikronów tworzą pył, który jest miękki i łatwy do spłukania przez wodę omywającą wężownice. To urządzenie rozwiązuje wiele problemów eksploatacyjnych, związanych z korzystaniem twardej wody w układach wymiany ciepła, bez konieczności jej zmiękczania do poziomu spełniającego kryterium twardości. Często jednak zamontowanie urządzenia z tą technologia nie w pełni rozwiązuje problem. Problem może nie zostać usunięty, jeżeli powstały pył (minerały w postaci kryształów), który nie osadził się na wężownicach w postaci kamienia kotłowego, wypełni wannę chłodnicy wyparnej silnie zagęszczając wodę w niej zgromadzoną. By temu przeciwdziałać producenci chłodnic wyparnych stosują systemy drenażowe, wyczystki i odpowiednio dozują oraz właściwie doprowadzają wodę świeżą do wody zanieczyszczonej pobieranej z wanny chłodnicy wyparnej w układzie obiegu zamkniętego wody. Powszechnie stosują zawory sterowane pływakami, które są wykorzystywane jako elementy przekazujące sygnał otwarcia lub zamknięcia. Stosują również elementy pomiarowe służące do sterowania automatyką urządzeń. Daje to gwarancję, że chłodnice, dobrze spisujące się w instalacjach, gdzie jest woda miękka, nie ulegają awarii w instalacjach, gdzie do dyspozycji jest tylko woda twarda lub bardzo twarda, często dodatkowo zanieczyszczona innymi składnikami o niestabilnych parametrach. Koszty przestojów, remontów i często wymiany całych podzespołów są wysokie. Z tego też powodu dobrze dobrany i zaprojektowany układ klimatyzacji wspomagany przez nowoczesną technologię powoduje, że można skutecznie wyeliminować, przyczyny awarii i wielokrotnie wydłużyć okresy eksploatacji urządzeń. Koszt zakupu urządzeń z technologią Hydropath w porównaniu z całym kosztem chłodnicy wyparnej i kosztami eksploatacji jest stosunkowo niski. Niektóre modele chłodnic wyparnych w zależności od producenta tych urządzeń i stosowania rozwiązań konstrukcyjnych, mogą wymagać wprowadzenia niewielkich korekt w ich sposobie zasilania i drenażu oraz poprawy działania automatyki chłodnic.

Sprawdź koniecznie:

  • Uzdatniacz wody HydroFLOW HS38

    Uzdatniacz wody HydroFLOW HS38 – odkamienia i zabezpiecza instalacje przed osadami mineralnymi

    1599,00 
    Dodaj do koszyka
  • HydroFLOW K40

    Uzdatniacz wody HydroFLOW K40 AQUAKLEAR – zabezpiecza przed osadami mineralnymi i biologicznymi, dezynfekuje

    4920,00 
    Dodaj do koszyka
  • HydroFLOW HS40

    Uzdatniacz wody HydroFLOW HS40 – odkamienia i zabezpiecza instalacje przed osadami mineralnymi

    4920,00 
    Dodaj do koszyka
  • HydroFLOW S38

    Uzdatniacz wody HydroFLOW S38 – odkamienia i zabezpiecza instalacje przed osadami, dezynfekuje wodę, usuwa biofilm

    2275,50 
    Dodaj do koszyka

Czytaj także:

Wieża chłodnicza – poprawa efektywności

Poprawa efektywności pracy wieży przy zwiększeniu poziomu koncentracji minerałów w wodzie… Co oznacza i do czego może doprowadzić koncentracja minerałów w wodzie wieży chłodniczej? Wieża chłodnicza pracująca… Czytaj dalej
× Jesteśmy na Whats App?