A importância do tratamento de água da torre de resfriamento

Uma técnica prática e simples de calcular e controlar os ciclos de concentração de uma torre de resfriamento é medir a condutividade da água da torre e da água de reposição. O resultado da relação entre a condutividade da água da torre e a condutividade da água de reposição são os ciclos de concentração. O limite máximo de operação dos ciclos de concentração da torre está relacionado aos índices máximos de saturação das espécies químicas presentes na água, e a outros fatores tais como o pH, a temperatura, etc. Os ciclos de concentração da torre de resfriamento são controlados determinando a faixa de condutividade ideal para um sistema. Quanto maior seja a faixa de condutividade da torre de resfriamento, maior são os ciclos de concentração e menor a água de reposição que deverá ser usada pelo sistema da torre de resfriamento. No entanto, em ciclos mais altos de concentração, há também um risco maior de incrustação, corrosão e potencial de incrustação, devido ao sistema apresentar maior estresse e altos índices de saturação. Os operadores precisam trabalhar com seu profissional de tratamento de água sobre o controle de purga da torre de resfriamento e o tratamento químico para estabelecer parâmetros de controle adequados que otimizem o uso de água e a eficiência da troca de calor em seus sistemas de torre de resfriamento.

Tanto a purga da torre de resfriamento quanto a alimentação dos tratamentos químicos da torre de resfriamento são mais frequentemente controladas por meio de sistemas automatizados, como o controlador PLC 5C da Veolia Water Technologies, que mantém a qualidade da água de resfriamento dentro dos parâmetros de controle necessários para otimizar o desempenho da torre de resfriamento.

Não existem dois programas de tratamento de água de torre de resfriamento iguais, devido ao número de variáveis de qualidade da água e operacionais que impactam o desempenho do sistema. Começando pela qualidade da água em si, os operadores de torres de resfriamento precisam entender as tendências que sua água possui. Trabalhando ao lado de seu profissional de tratamento de água, o programa de tratamento de água da torre de resfriamento deve ser projetado em torno da qualidade da água do sistema e dos problemas que precisam ser resolvidos. Os parâmetros de controle e um programa de tratamento químico da torre de resfriamento devem ser desenvolvidos para neutralizar a natureza incrustante, corrosiva ou incrustante da água de resfriamento em todo o sistema e otimizar a eficiência do trocador de calor e a proteção do sistema.

 Controle de Depósito da Torre de Resfriamento

Para águas de torres de resfriamento com potencial de incrustação, os produtos de controle de depósito HydrexTM utilizam diferentes misturas de polímeros, dispersantes e surfactantes para manter as superfícies metálicas de troca de calor limpas, permitindo assim uma eficiente troca de calor pelo sistema de resfriamento. Ao fazer isso, os tratamentos químicos da torre de resfriamento Hydrex também protegem contra a corrosão sob depósito que pode ocorrer em áreas de alto calor ou baixo fluxo do sistema de resfriamento. Esse tipo de corrosão influenciará negativamente a eficiência da troca de calor, a eficiência do equipamento e a confiabilidade do sistema de resfriamento. A formação de depósitos pode ocorrer por meio de diversos mecanismos mecânicos e químicos, acionados por variáveis ​​como o pH, temperatura do sistema, qualidade da água, velocidade da água, metalurgia do sistema e tempo de permanência da água no sistema. Quanto maior a temperatura e menor a vazão, maior a probabilidade de formação de depósitos. Tais condições ocorrem mais frequentemente em equipamentos de troca de calor, mas também podem ser vistas no próprio recheio da torre de resfriamento, onde tensões adicionais, como incrustações no ar e micróbios, podem formar o núcleo de depósitos no recheio da torre.

Ao promover um programa de controle de depósito da torre de resfriamento bem equilibrado, a alimentação e o controle adequados dos tratamentos químicos da água de resfriamento Hydrex podem fornecer os seguintes benefícios:

  • Maior fluxo de água de resfriamento
  • Taxas de transferência de calor otimizadas em processos de troca de calor
  • Redução do consumo de água e custos
  • Volumes de água de efluentes reduzidos e custos de águas residuais
  • Proteção dos equipamentos utilizando água de resfriamento com tratamento químico Hydrex.

Sobre o controle de corrosão da torre de resfriamento

A corrosão ocorre em sistemas de resfriamento  por reações químicas ou eletroquímicas nas superfícies metálicas. Quando a corrosão ocorre, ela cria dois problemas muito distintos aos quais os operadores do sistema de resfriamento precisam reagir:

  • As falhas de equipamentos ocorrem devido à corrosão dos principais componentes do equipamento que afetam o desempenho, juntamente com os custos de substituição (CAPEX) e o tempo de inatividade OPEX associado ao processo de substituição.
  • A Eficiência de Produção da Planta também é impactada negativamente devido à perda de transferência de calor em equipamentos onde ocorreu o acúmulo de produtos de corrosão nas superfícies do trocador de calor.

Embora existam muitos tipos diferentes de corrosão, a maioria da corrosão do sistema de resfriamento é criada por meio de dois modos específicos:

Corrosão Uniforme – que resulta em uma decomposição gradual do metal, é resultado do ataque de oxigênio (oxidação) na interface água/metal. Desprotegida, esta oxidação irá progredir e aparecer como um Óxido Metálico ou uma “ferrugem” geral das superfícies do sistema. Embora a corrosão uniforme deva ser minimizada para proteger a integridade do sistema, ela não é tão agressiva quanto a corrosão galvânica.

Corrosão galvânica (localizada) – ocorre quando dois metais diferentes são expostos a um ambiente corrosivo, onde é criada uma diferença de potencial elétrico. Semelhante a uma bateria de carro, um cátodo (positivo) e um ânodo (negativo) são criados. A perda de metal ocorrerá no ânodo e acelerará rapidamente através da tubulação de metal ou das superfícies de troca de calor, resultando em uma corrosão visível da superfície. O potencial de pitting em uma torre de resfriamento é acelerado pelo uso de diferentes metais em contato uns com os outros. Por exemplo, tubos de troca de calor de cobre sendo enrolados em uma chapa de tubo de aço macio apresentam o risco de ocorrência de corrosão galvânica e devem ser contabilizados pelos operadores do sistema e seus profissionais de tratamento de água.

Soluções comuns para minimizar a corrosão do sistema da torre de resfriamento:

  • Mudando a metalurgia do sistema:

– Metais altamente ligados (normalmente muito caros) podem ser usados. Esses metais são muito resistentes à corrosão geral, mas são suscetíveis a outros tipos de corrosão mais localizada, como a corrosão sob tensão.

– Certifique-se de que as metalurgias diferenciais não estejam localizadas próximas umas das outras durante o projeto do sistema, promovendo a formação de células de corrosão eletroquímicas.

  • Evite que o meio corrosivo (água/oxigênio) entre em contato com a metalurgia:
  • Revestindo a metalurgia com uma fina barreira protetora
  • Usando o cálcio natural e a alcalinidade na água do sistema para criar uma película protetora de carbonato de cálcio nas superfícies metálicas
  • Remoção do oxigênio da água circulante, seja por desaeração mecânica ou química.

Adicionando inibidores de corrosão à água

A Veolia Water Technologies pode ajudar proprietários e operadores de água de resfriamento desenvolvendo um programa de tratamento de água de resfriamento Hydrex projetado especificamente para minimizar a corrosão em seus sistemas. Adequadamente administrados e controlados, os inibidores de corrosão Hydrex podem ajudar a minimizar as perdas de metal e manter a eficiência da troca de calor em seu sistema, bem como evitar qualquer tempo de inatividade de produção associado a falhas de equipamentos devido à corrosão e subprodutos de corrosão.

Controle de Incrustação

Outra ameaça à eficiência do sistema de resfriamento vem da presença de macroincrustantes orgânicos e inorgânicos, como sujeira, pequenos organismos, folhas, sementes, etc. através dele para dissipar o calor. Quaisquer partículas suspensas no ar ao entrar em contato com a água de resfriamento serão arrastadas na água e começarão a circular pelo sistema. Uma vez na água, eles apresentam o potencial de se estabelecer em áreas de baixo fluxo, obstruindo filtros e bicos e formando o núcleo para a formação de depósitos adicionais. Eles também promovem massas de crescimento microbiológico acelerado e corrosão sob depósito. As formas mais comuns de manter a incrustação sob controle são:

  • Realize inspeções e manutenções regulares no convés de distribuição da torre de resfriamento, no enchimento da torre e na bacia da torre, para garantir que haja um acúmulo mínimo de sólidos suspensos (incrustantes).
  • Considere instalar um filtro de fluxo lateral em uma linha de desvio da torre de resfriamento que possa efetivamente filtrar esses macroincrustantes.
  • Adição de um produto químico anti-incrustante/dispersante, que pode alterar os sólidos suspensos (incrustantes) e torná-los menos suscetíveis à deposição.

Se a incrustação é um problema potencial em seu sistema de resfriamento, ameaçando a eficiência ou a confiabilidade, a abordagem integrada da Veolia para gerenciamento de água pode fornecer um programa de tratamento que consiste em anti incrustantes Hydrex para água de resfriamento, juntamente com a melhor escolha de filtragem de fluxo lateral para o seu sistema.

Controle Biológico de Incrustação

Devido ao ambiente quente e úmido presente nas torres de resfriamento industriais, elas são propensas ao crescimento ou muitas cepas de crescimento microbiano. Deixados descontrolados, esses micróbios podem se desenvolver em massas biológicas que podem crescer em todo o sistema de resfriamento e inibir o fluxo e a transferência de calor. Os operadores de torres de resfriamento precisam ter um programa de controle biológico bem monitorado e controlado desenvolvido especificamente para a dinâmica do sistema. A Veolia Water Technologies oferece uma linha completa de biocidas, fungicidas, algicidas e biodispersantes Hydrex oxidantes e não oxidantes que controlam efetivamente o crescimento microbiológico em sistemas de resfriamento de qualquer tipo. Quando combinados com sistemas automatizados de alimentação e controle, os biocidas Hydrex podem manter seu sistema de resfriamento livre de micróbios prejudiciais que não apenas ameaçam seu sistema e sua eficiência, mas também a segurança de seus funcionários.

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