Các vấn đề gặp phải trong hệ thống làm mát tháp giải nhiệt

Trong khi việc sử dụng tháp giải nhiệt phổ biến từ ​​trước đến nay là trong ngành điều hòa không khí, nhiều ngành công nghiệp khác có thể hưởng lợi từ công nghệ tháp giải nhiệt. Trước đây, việc làm mát được thực hiện bằng cách sử dụng nước có sẵn từ các hồ, sông hoặc hệ thống thành phố gần đó thường xuyên. Các vấn đề gặp phải trong hệ thống làm mát tháp giải nhiệt bao gồm việc cắm bộ trao đổi nhiệt bởi chất rắn lơ lửng (khe hoặc bùn) và sự phát triển sinh học trong thiết bị, đã đặt trọng tâm nhiều hơn vào việc xử lý và tái sử dụng nước bằng các tháp giải nhiệt tuần hoàn.

I. Định nghĩa tháp giải nhiệt

Tháp giải nhiệt là bộ phận truyền nhiệt, được sử dụng để loại bỏ nhiệt từ bất kỳ hệ thống làm mát bằng nước nào. Loại loại bỏ nhiệt trong tháp giải nhiệt được gọi là "bay hơi" trong đó nó cho phép một phần nhỏ nước được làm mát bay hơi thành dòng chuyển động để cung cấp khả năng làm mát đáng kể cho phần còn lại của dòng nước. Nước làm mát sau đó được tái tuần hoàn ( và do đó, được tái chế ) trở lại hệ thống.

Các vấn đề gặp phải trong hệ thống làm mát tháp giải nhiệt

II. Đặc điểm của tháp giải nhiệt

Tháp giải nhiệt có thể sử dụng sự bay hơi của nước để loại bỏ nhiệt của quá trình và làm mát chất lỏng làm việc đến gần nhiệt độ không khí bầu ướt hoặc chỉ dựa vào không khí để làm mát chất lỏng làm việc đến gần nhiệt độ không khí bầu khô. Nhiệt độ bầu ướt là một loại phép đo nhiệt độ phản ánh các tính chất vật lý của hệ thống có hỗn hợp khí và hơi, thường là không khí và hơi nước. Trong đó nhiệt độ bầu khô là nhiệt độ không khí đo bằng nhiệt kế tiếp xúc tự do với không khí nhưng được che chắn khỏi bức xạ và hơi ẩm. 

Hệ thống làm mát tuần hoàn tái sử dụng nước tương tự bằng cách đưa nó qua bộ trao đổi nhiệt, ống làm mát hoặc tháp giải nhiệt để loại bỏ nhiệt đã được truyền vào nó từ thiết bị hoặc quy trình công nghiệp. Tháp giải nhiệt tuần hoàn ảnh hưởng đến việc làm mát bằng cách bay hơi nước, và cũng bằng cách trao đổi nhiệt trực tiếp với không khí đi qua tháp. Nguyên tắc hoạt động cơ bản tương đối đơn giản, nhưng thiết bị truyền nhiệt liên quan rất khác nhau về cả chi phí và độ phức tạp.

III. Các vấn đề gặp phải trong hệ thống làm mát tháp giải nhiệt

Có ba vấn đề gặp thường phải trong hệ thống làm mát tháp giải nhiệt: đó là ăn mòn, đóng cặn và phát triển sinh học.

Tất cả nước đều chứa một số tạp chất gây đóng cặn và ăn mòn thiết bị trao đổi nhiệt. Trong chính tháp giải nhiệt, sự kết hợp của không khí và nước ấm tạo ra một môi trường lý tưởng cho sự phát triển của sinh vật. Bụi và các hạt khác (chất rắn hòa tan) cũng có thể được đưa vào tháp giải nhiệt tùy thuộc vào điều kiện môi trường hiện hành, làm tăng thêm các yêu cầu về bảo trì và xử lý.

Ăn mòn là do các tạp chất trong nước làm mát phản ứng với kim loại trong thành phần hệ thống. Kết quả là mất kim loại, làm suy yếu đường ống và thiết bị cho đến khi xảy ra rò rỉ hoặc vỡ.

Thường xuyên vệ sinh hệ thống làm mát tháp giải nhiệt

Các tạp chất này có thể được phân loại thành hai loại:

Tạp chất đóng cặn

Hầu hết các tạp chất trong nước làm mát đều có tính kiềm, thường ở dạng canxi bicacbonat và magie bicacbonat. Nồng độ các tạp chất này càng cao thì giá trị pH * của nước càng cao. Các tạp chất này, đặc biệt là canxi bicacbonat, ít hòa tan hơn ở các giá trị pH cao hơn. Do đó, axit (thường là sulfuric) được thêm vào nước tuần hoàn để giảm giá trị pH¹ và tăng khả năng hòa tan của các tạp chất để chúng có thể được loại bỏ bằng cách xả đáy thích hợp của hệ thống. Chúng phải được loại bỏ trước khi chúng có cơ hội hình thành một trong các vấn đề gặp phải trong hệ thống làm mát tháp giải nhiệt đó là cáu cặn.

Nếu không thể loại bỏ cặn bằng phương pháp vật lý do khó lấy hoặc đơn giản là quá bám, thì có thể sử dụng phương pháp xử lý bằng axit. Bằng cách giảm độ pH của nước tuần hoàn hoặc dung dịch tẩy rửa, canxi cacbonat sẽ bong ra khỏi bề mặt PVC.

Phải cẩn thận, không để bề mặt thép mạ kẽm (nếu có) trong điều kiện có tính axit. Thép mạ kẽm rất nhạy cảm với bất kỳ loại axit nào. Độ pH của nước tuần hoàn không được xuống dưới 6,0. Nếu cần các dung dịch có tính axit mạnh hơn hoặc nhiều hơn, cần phải rửa kỹ để giảm thiểu bất kỳ thiệt hại nào cho bề mặt mạ kẽm.

>> Đọc tiếp bài viết: Vai trò của tháp giải nhiệt nước trong các nhà máy xí nghiệp

Muối ăn mòn

Bốc hơi là hiệu quả làm mát chính của tháp giải nhiệt, nhưng khi nó xảy ra nồng độ muối trong nước sẽ tăng lên. Chỉ bằng cách loại bỏ một phần trăm nước tái tuần hoàn và thêm nước ngọt vào tháp giải nhiệt mới có thể giữ được nồng độ chất rắn (TDS) trong giới hạn ăn mòn.

Tổng chất rắn hòa tan (TDS) là tổng lượng ion tích điện di động, bao gồm khoáng chất, muối hoặc kim loại hòa tan trong một thể tích nước nhất định, được biểu thị bằng đơn vị mg trên một đơn vị thể tích nước (mg / L), còn được gọi là phần trên một triệu (ppm).

Nếu nước được làm mát trở lại từ tháp giải nhiệt để được sử dụng lại, thì phải bổ sung một ít nước để thay thế hoặc bù thêm phần của dòng bay hơi. Bởi vì bay hơi bao gồm nước tinh khiết, nồng độ của các khoáng chất hòa tan và các chất rắn khác trong nước tuần hoàn sẽ có xu hướng tăng lên trừ khi có một số biện pháp kiểm soát chất rắn hòa tan, chẳng hạn như xả đáy, được cung cấp. Do đó, một máy phân tích độ dẫn được sử dụng để điều khiển "Van xả đáy" kết hợp với phép đo mức trong bể chứa để kiểm soát tốc độ dòng nước bổ sung. Ăn mòn có thể được giảm thiểu bằng cách bổ sung chất ức chế.

Sử dụng chất ức chế ăn mòn cho tháp giải nhiệt

IV. Chất ức chế là gì?

Là một hợp chất hóa học, khi được thêm vào với nồng độ nhỏ sẽ làm dừng hoặc làm chậm sự ăn mòn (gỉ) kim loại và hợp kim. Chất ức chế là các hóa chất phản ứng với bề mặt kim loại, hoặc môi trường mà bề mặt này tiếp xúc, tạo cho bề mặt một mức độ bảo vệ nhất định. Điều này được thực hiện bằng cách liên hệ nhu cầu chất ức chế với nhu cầu axit. Bất cứ khi nào máy bơm axit chạy, máy bơm chất ức chế cũng chạy theo. Điều này dựa trên nguyên tắc là khi nước ngọt (nước bù có tính kiềm vốn có) đi vào hệ thống, cần phải có axit. Chất ức chế cũng được yêu cầu. Mối quan hệ hóa học của một axit cụ thể và một chất ức chế xác định tỷ lệ thích hợp được sử dụng.

Lý luận tương tự được áp dụng cho xả đáy bằng điều khiển độ dẫn điện². Bất cứ khi nào van xả đáy mở, máy bơm ức chế sẽ chạy, thêm chất ức chế vào một phần khác của hệ thống, cân bằng lượng chất ức chế mất đi do xả đáy.

>> Xem tiếp bài viết: Tìm hiểu về Cooling Tower

Việc tái tuần hoàn nước làm mát nhiều lần khiến nồng độ tạp chất tăng lên. Vì mong muốn hoạt động gần nồng độ tối đa có thể chấp nhận được để có được lượng nước sử dụng tối đa và vì các tạp chất này có tính dẫn điện nên giá trị độ dẫn của nước được đo và sử dụng để kiểm soát quá trình xả đáy của tháp. Máy phân tích độ dẫn điện có thể được sử dụng để mở van xả đáy khi mức độ dẫn điện của các tạp chất vượt quá một giá trị nhất định. 

Trên đây các vấn đề gặp phải trong hệ thống làm mát tháp giải nhiệt, hy vọng bạn có thể nhận biết được các vấn đề và có phương pháp khác phục phù hợp. Nếu có nhu cầu về tháp giải nhiệt vui lòng liên hệ 0907 667 318 để được hỗ trợ nhanh chóng.