Почему взвешенные вещества создают проблемы?
Хотя оборотная вода циркулирует в замкнутом контуре, она постоянно подвержена внешним воздействиям: источникам подпиточной воды, атмосферной пыли и продуктам износа самой системы. Коррозия, накипь и биообрастание контролируются химической дозацией; однако взвешенные частицы этим методом не удаляются и со временем накапливаются.
Взвешенные частицы, циркулирующие в контурах оборотной воды, со временем могут накапливаться на внутренних поверхностях трубопроводов и поверхностях теплообмена, приводя к образованию отложений. Слой отложений создаёт дополнительное термическое сопротивление и снижает общий коэффициент теплопередачи (Overall Heat Transfer Coefficient, U) системы. В результате насосам и оборудованию системы охлаждения может потребоваться работать дольше или с более высокой нагрузкой для достижения того же уровня охлаждения.
Поэтому надлежащая фильтрация:
- Способствует поддержанию чистоты поверхностей теплообмена.
- Помогает снизить скорость образования отложений.
- Может способствовать увеличению интервалов между операциями обслуживания и очистки.
- Помогает системе охлаждения дольше сохранять проектную производительность.
- Может способствовать предотвращению роста энергопотребления.
Примечание: Достигаемое улучшение зависит от качества воды, концентрации частиц, типа частиц, скорости потока, рабочей температуры и конструкции оборудования.
При высокой нагрузке по взвешенным частицам эффективность биоцидов и ингибиторов коррозии может снижаться; для достижения того же результата может потребоваться больший расход реагентов.
Забитые форсунки, загрязнение чаши градирни, где скапливается вода системы, и незапланированные простои — статьи затрат, которые фильтрация способна значительно сократить.
Абразивные частицы могут ускорять износ дорогостоящего оборудования — насосов, арматуры и теплообменников.
В критически важных применениях поддержание качества воды в заданном диапазоне способствует снижению риска незапланированных остановов.
Почему происходят потери воды и почему фильтрация важна и в этой точке?
В процессе охлаждения вода неизбежно теряется. Вода, используемая для восполнения этих потерь, может содержать разное количество взвешенных веществ и растворённых примесей в зависимости от источника и применённой предварительной обработки.
Испарение
Происходит естественным образом в процессе охлаждения; крупнейшая статья потерь воды.
Продувка (Blowdown)
Часть воды сбрасывается из системы для поддержания концентрации солей и частиц в допустимых пределах.
Капельный унос (Drift)
Небольшое количество капель воды может уноситься из зоны градирни; ограничено по сравнению с испарением и продувкой.
Перелив / Утечки
Переливы чаши и утечки; источники потерь, предотвратимые регулярным обслуживанием.
Где вы фильтруете, так же важно, как и сколько вы фильтруете
В системах охлаждения существует четыре основных подхода к применению. Какой из них подходит, зависит от расхода, нагрузки по загрязнениям, существующей инфраструктуры и эксплуатационных приоритетов. В некоторых случаях несколько подходов применяются в сочетании.
Фильтрация бокового потока (байпасная фильтрация): часть общего циркуляционного расхода направляется через независимый контур. Работает без остановки производственной линии и постепенно снижает общую нагрузку по взвешенным частицам. Диапазон 5–10% — практическая отправная точка для предварительного подбора; фактический расход определяется инженерным расчётом на основе анализа воды, нагрузки по взвешенным частицам, объёма чаши и условий эксплуатации.
Система, установленная на нагнетании насоса, непрерывно фильтрует весь объём циркулирующей воды. Может рассматриваться в процессах, требующих высокой точности, или в открытых контурах с повышенным риском загрязнения; габариты оборудования и капитальные вложения возрастают соответственно.
Способствует контролю поступления в систему осадка и частиц из источника с самого начала — при восполнении потерь системы. Качество источника подпиточной воды определяет требования к фильтрации в этой точке.
Поддерживает осадок и шлам, накопившиеся на дне чаши, в постоянной циркуляции. Самостоятельный подход, дополняющий фильтрацию бокового потока (side-stream) в системах с высокой скоростью осадконакопления.
Правильная технология выбирается по профилю загрязнения
В фильтрации оборотной воды не существует единственной «правильной технологии». Когда физические и химические характеристики частиц, источник воды, расход и условия эксплуатации оцениваются совместно, подходящая технология — или их сочетание — становится очевидной.
Для смешанных органических и неорганических загрязнений
Состоит из пакета плотно сжатых под давлением дисков с канавками. При прохождении воды через каналы между дисками частицы задерживаются как на поверхности, так и в глубину — этот двухступенчатый механизм охватывает более широкий профиль частиц по сравнению с технологиями исключительно поверхностной фильтрации.
Доступны варианты из полимерных материалов, пригодные для коррозионных и агрессивных сред. Автоматическая обратная промывка удерживает расход воды на низком уровне и обеспечивает непрерывную фильтрацию.
В системах, где органика (водоросли, частицы-предшественники биоплёнки) присутствует вместе с неорганическим осадком; в коррозионных средах; в применениях, где приоритетен низкий расход воды на обратную промывку.
Для высоких расходов с неорганической нагрузкой
Частицы задерживаются при прохождении воды через поверхность сетки из нержавеющей стали. Когда постепенное накопление достигает заданного перепада давления, срабатывает автоматическая обратная промывка. Высокая пропускная способность на единицу и малая занимаемая площадь — основные преимущества.
Лучше подходит для систем с преимущественно неорганическим профилем загрязнений и низким содержанием волокнистых или органических частиц; при высокой органической нагрузке частота обратной промывки может возрастать.
Когда высокие расходы необходимо обеспечить на ограниченной площади; когда профиль загрязнений состоит преимущественно из неорганических или минеральных частиц.
Для контроля мелкого осадка и мутности
Вода проходит через фильтрующий слой из песка, гравия, дроблёного стекла или различных комбинаций материалов. Частицы задерживаются распределённо по всей глубине слоя — этот механизм глубинной фильтрации эффективен для частиц низкой плотности и мелкой фракции.
Различные конфигурации слоёв и материалов подбираются в соответствии с требуемыми характеристиками фильтрации. Расход воды на обратную промывку и занимаемая площадь — параметры, которые следует учитывать на этапе подбора.
Когда требуется контроль мелкого осадка, поступающего с подпиточной водой; в применениях, где приоритетна глубинная задержка мутности и частиц низкой плотности.
Для предварительного отделения тяжёлых и плотных частиц
Эта технология не имеет подвижных частей и использует центробежную силу для отделения твёрдых частиц с плотностью выше плотности воды. Занимает очень мало места и имеет низкие эксплуатационные затраты.
Не задерживает органические частицы и частицы низкой плотности; поэтому, как правило, недостаточен в качестве самостоятельного решения. Используется как ступень предварительного отделения в системах, требующих тонкой фильтрации далее по потоку.
В системах с высокой нагрузкой по песку и тяжёлым минеральным частицам — как ступень предварительного отделения; или когда требуется построить многоступенчатую систему в сочетании с дисковой или сетчатой фильтрацией.
Расход бокового потока — для начальной оценки производительности
Введите общий циркуляционный расход; получите приблизительный расход фильтрации на основе соотношения бокового потока 5–10%, которое служит практической отправной точкой для предварительного подбора. Это значение не заменяет инженерный расчёт.
Ключевые проблемы в системах оборотной воды
Фильтрация не решает эти четыре проблемы по отдельности; однако, снижая нагрузку по взвешенным частицам, ускоряющую их образование, она может способствовать более эффективным программам химического контроля.
Загрязнение и отложения (Fouling)
Накопление пыли, грязи и осадка на поверхностях трубопроводов и теплообмена повышает термическое сопротивление и может требовать больше энергии для поддержания проектной производительности оборудования. Снижение нагрузки по частицам может помочь ограничить скорость этого накопления.
Биообрастание
Высокая температура и влажность могут создавать благоприятные условия для развития определённых бактерий. Поверхностные отложения и осадок могут служить подходящей средой для этих микроорганизмов. Биологический контроль осуществляется прежде всего химической программой; фильтрация может поддерживать эту программу, снижая нагрузку по частицам.
Накипь (Scaling)
Потеря растворимости отдельных солей при повышенных температурах, приводящая к их осаждению на поверхностях теплообмена, может повышать термическое сопротивление. Контролируется прежде всего химической водоподготовкой (ингибиторы, регулирование pH); фильтрация может косвенно способствовать эффективности химической программы.
Коррозия
Неконтролируемый химический баланс, растворённые газы и абразивные частицы могут ускорять разрушение металлических поверхностей. Контроль коррозии осуществляется химической программой и выбором материалов; снижение содержания взвешенных веществ может поддерживать эти программы.
Вопросы, которые необходимо прояснить для точного предложения
Отметьте пункты ниже для вашей системы, чтобы понять, какие данные должны быть готовы перед технической оценкой.
Точка фильтрации
Боковой поток, полный поток, подпиточная вода или очистка чаши — или их сочетание?
Объём чаши
Каков общий объём воды в чаше градирни?
Источник подпиточной воды
Используется вода из водопровода, скважины или поверхностного источника?
Расход и давление
Каков номинальный расход системы? Давление постоянное или переменное?
Взвешенные вещества / мутность
Измеряются ли текущие значения взвешенных веществ или мутности?
Тип загрязнителя
Песок, водоросли, органика — или смешанная нагрузка?
Занимаемая площадь
Сколько места доступно для системы фильтрации на объекте?
Сброс воды обратной промывки
Куда и как будет сбрасываться вода обратной промывки?
Приоритет
Экономия энергии, снижение обслуживания, сокращение расхода реагентов или непрерывность процесса — что является основным фактором?
Совокупная стоимость владения
Оценены ли совместно затраты на приобретение, обслуживание, обратную промывку и энергию?
Правильная фильтрация — это не просто выбор типа фильтра, а корректный подбор системы под качество воды, расход, давление и эксплуатационные задачи
Aytok Filtre предлагает дисковые фильтры, автоматические сетчатые фильтры, фильтры с зернистой загрузкой и гидроциклоны в рамках комплексного портфеля решений для применений по защите градирен, технологической воды и теплообменников. Решения подбираются не только по типу фильтра, но и с учётом источника воды, характера частиц, условий по расходу и давлению и эксплуатационных задач.
Модульные системы, интегрируемые в существующие контуры охлаждения без прерывания производственного процесса.
Самоочищающиеся системы с низким расходом воды, обеспечивающие непрерывную фильтрацию.
Определение степени фильтрации и производительности оборудования на основе анализа воды и данных по расходу.
Со своего производственного комплекса в Конье (Турция) Aytok Filtre поставляет продукцию более чем в 90 стран.
Примеры с объектов
Передовая фильтрация охлаждающей воды для гипермасштабируемых центров обработки данных (ЦОД)
Aytok поставляет высокопроизводительные автоматические самоочищающиеся системы фильтрации для гипермасштабируемого центра обработки данных площадью 128 000 м² в Джохоре, Малайзия. Наши решения, разработанные для критически важной инфраструктуры, защищают контуры охлаждающей воды, эффективно удаляя взвешенные вещества. Решения обеспечивают максимальную эффективность охлаждения, минимизируют внеплановые простои и продлевают срок службы промышленного оборудования. Этот проект служит ориентиром в области устойчивого управления водными ресурсами и эксплуатационной надежности крупномасштабной цифровой инфраструктуры.
Передовая автоматическая дисковая фильтрация для систем промышленного охлаждения
Aytok поставляет надежную автоматическую дисковую систему фильтрации для крупного промышленного проекта в Объединенных Арабских Эмиратах (ОАЭ). Эта система обеспечивает точность фильтрации в 50 микрон при расходе 720 м³/ч и служит основной линией защиты критически важной инфраструктуры. Эффективно удаляя загрязнения из промышленной охлаждающей воды, система обеспечивает максимальную тепловую эффективность и защищает оборудование от засорения. Этот проект подтверждает нашу приверженность устойчивому управлению водными ресурсами и эксплуатационной надежности в сложных условиях Ближнего Востока.
Давайте вместе определим правильный подход к фильтрации для вашей системы
Совместно оценив расход, анализ воды и условия эксплуатации вашей системы, мы определим подходящую точку фильтрации, технологию и производительность с инженерной точки зрения.