Soğutma Kulesi Su Arıtımı

Soğutma kuleleri, kondansatörlerden, eşanjörlerden ve iklimlendirme sistemlerinden proses ısısını reddeden birincil cihazlar olmaları nedeniyle enerji, kimya ve petrol endüstrilerinde her yerde bulunur. Bu endüstrilerde, bu kulelerde dolaşan su sürekli olarak geri dönüştürülür ve havadaki kirleticilere, ısıya ve kimyasal katkı maddelerine maruz kalır. Bu sirkülasyon akışı uygun şekilde arıtılmadığı takdirde, kirlilikler buharlaşma yoluyla yoğunlaşır ve kulenin termal verimliliğini azaltan ve ekipman bütünlüğünü tehdit eden tortulara, korozyona veya mikrobiyolojik büyümeye neden olur. Soğutma kulesi suyu arıtımı, ısının verimli bir şekilde aktarılması ve bileşenlerin korunmaya devam etmesi için kirlilikleri gidermek, kireç ve korozyonu kontrol etmek ve biyolojik organizmaları engellemek için tamamlama ve devridaim suyunun şartlandırılması disiplinidir. Bu tanım kimya, mikrobiyoloji ve makine mühendisliği ile kesişen proaktif bir süreci ifade eder. Termik santraller ve petrokimya tesislerindeki operatörler, su kalitesini kabul edilebilir aralıklarda tutmak ve su tasarrufunu sağlayan konsantrasyon döngülerini sürdürmek için çeşitli ön arıtma yöntemlerini, dozaj programlarını ve izleme araçlarını entegre eder. Sistemlerin karmaşıklığı ham su kaynağına, soğutma yüküne ve çevresel düzenlemelere bağlı olarak değişir, ancak saflığı yönetme ve kirlenmeyi azaltma temel hedefi enerji dönüşümü ve kimyasal üretim tesislerinde tutarlıdır. Mühendisler buharlaşma kayıpları, blöf ve kimyasal dengenin karşılıklı etkileşimini anlayarak, kaynakları korurken operasyonel riskleri en aza indiren programları uyarlayabilirler. Dikkatli bir program aynı zamanda sıcak, besin açısından zengin soğutma suyunda çoğalabilen Legionella gibi tehlikeli biyolojik organizmaların ortaya çıkma olasılığını da azaltır. Arıtmanın arkasındaki bilim, kalsiyum karbonatın çökelmesi, biyofilmlerin oksidasyonu ve film oluşturucu inhibitörler yoluyla korozyonun önlenmesi gibi iyi karakterize edilmiş reaksiyonlara dayanmaktadır.

Etkili arıtma, enerji üretimi, rafineri ve petrokimya operasyonları için somut iş değeri sağlar. Isı eşanjörü borularında yüzey tortuları oluştuğunda, bu yüzeylerin termal iletkenliği düşer ve aynı soğutma etkisini elde etmek için daha fazla yakıt veya elektrik gerekir. Kalsiyum karbonat, kalsiyum fosfat veya silikadan oluşan tortular yalıtkan görevi görerek soğutucuları ve kondenserleri daha fazla çalışmaya zorlar, enerji tüketimini ve sera gazı emisyonlarını artırır. Korozyon metal yüzeyleri çözer, proses sıvılarını sızdırır ve aşağı akış ekipmanlarına partikül kirliliği getirerek planlanmamış kesintilere yol açar. Biyolojik kirlenme, besinler, ılık sıcaklıklar ve durgun alanlar bir araya geldiğinde ortaya çıkan bir başka risktir; bakteriler ve algler, delikleri tıkayan, patojenleri barındıran ve metabolit üretimi yoluyla korozyonu hızlandıran hücre dışı polimerler üretir. Soğutma kulesi suyu arıtma programları, kontrollü blöf yoluyla çözünmüş katıları azaltarak, kalite spesifikasyonlarını karşılayan suyu yenileyerek ve iyonları çözelti içinde tutmak için inhibitörler ve dağıtıcılar kullanarak bu riskleri azaltır. Daha yüksek konsantrasyon döngülerinde çalışabilme yeteneği - esasen deşarjdan önce suyu daha fazla kez devridaim ettirmek - doğrudan daha az ilave su tüketimi ve daha düşük atık su hacimleri anlamına gelir. Bu, büyük ısı yüklerinin kulelerin saatte yüzlerce metreküp buharlaştırabileceği anlamına geldiği enerji ve kimya sektörlerinde önemlidir. Ekonomik faydalar arasında daha düşük su satın alma maliyetleri, optimizasyon nedeniyle daha düşük kimyasal tüketimi, daha uzun ekipman ömrü ve çevresel deşarjla ilgili yasal cezalardan kaçınma yer alır. Etkili arıtma, özellikle Lejyonella kontrolü açısından işyeri güvenliği ve halk sağlığı yükümlülüklerinin yerine getirilmesi için de bir ön koşuldur. Özetle, enerji verimliliği, varlık bütünlüğü, kaynakların korunması ve uyumluluk merceklerinden bakıldığında, sağlam soğutma kulesi suyu arıtımı için iş durumu zorlayıcıdır.

Bu teknolojilerin soğutma kulesi suyu arıtımına uygun şekilde entegre edilmesi hayati önem taşır çünkü her biri su kalitesinin farklı yönlerini ele alır. Filtrasyon aşağı akış ünitelerini korur ve bulanıklığı azaltır, böylece kimyasallar çözünmüş türlerle etkili bir şekilde etkileşime girebilir. Ters osmoz veya yumuşatma çözünmüş katıları ve sertliği düşürerek operatörlerin konsantrasyon döngülerini yükseltmesini ve kireçlenme olmadan su tasarrufu yapmasını sağlar. Otomatik kimyasal besleme, inhibitörlerin ve biyositlerin değişen yük koşullarına göre doğru şekilde dozlanmasını sağlayarak korozyonu ve biyolojik kirlenmeyi önlerken kimyasal doz aşımını da önler. Ultraviyole dezenfeksiyon, mikrobiyal popülasyonları azaltır ve sıkı lejyonelloz düzenlemelerine sahip yargı bölgelerinde giderek daha önemli hale gelen sıhhi koşulların korunmasına yardımcı olur. Yan akım filtrasyonu, sirkülasyon suyunu sürekli olarak parlatarak, partikül birikimini sınırlandırarak ve temiz boru yüzeylerini koruyarak genel programı tamamlar. Bu sistemler birlikte enerji, kimya ve petrol tesislerinin değişen besleme suyu kaliteleri ve proses talepleri altında verimli ve uyumlu operasyonlar sürdürmesini sağlar.

İzlenen Temel Su Kalitesi Parametreleri

Soğutma kulelerinde stabil su kimyasının korunması kireç, korozyon ve mikrobiyal büyümeyi etkileyen parametrelerin sürekli veya sık sık ölçülmesini gerektirir. Ġletkenlik ve toplam çözünmüĢ katı madde, devridaim suyundaki iyon konsantrasyonunu gösterir ve böylece elde edilen konsantrasyon döngülerini yansıtır. Operatörler iletkenliği az çözünen tuzları çökeltecek seviyelerin altında tutmayı hedefler; tipik enerji santrali sistemlerinde tam bir kimyasal program kullanıldığında bu değer 1 500 ila 2 000 µS/cm civarında kontrol edilebilir. pH kalsiyum karbonatın çözünürlüğünü ve korozyon inhibitörlerinin etkinliğini etkiler; kireçlenme ve korozyon eğilimlerini dengelemek için değerler genellikle 7.0 ila 8.5 arasında tutulur. CaCO₃ olarak mg/L şeklinde ifade edilen toplam alkalinite, pH'ı tamponladığı ve Langelier Doygunluk Endeksine (LSI) katkıda bulunduğu için bir diğer kritik ölçüttür; alkalinite çok yükselirse, pH orta düzeyde olsa bile kireçlenme riski artar. Kalsiyum sertliği ve magnezyum sertliği, kolayca kireç oluşturan iki değerlikli katyonların konsantrasyonunu temsil eder; bu iyonların yumuşatma veya sınırlama döngüleri yoluyla kontrol edilmesi, ısı transfer yüzeylerinde birikmeyi önler. Silika konsantrasyonu izlenir çünkü silika yüksek sıcaklıklarda giderilmesi zor olan sert, camsı kireçler oluşturabilir; tipik kılavuzlar silika miktarını kule suyunda 100 mg/L ile sınırlar. Klorür ve sülfat iyonları, özellikle paslanmaz çelikler ve bakır alaşımları için korozivite ile ilişkilidir; çukurlaşmayı önlemek için klorür genellikle 250 mg/L'nin altında ve sülfat 500 mg/L'nin altında tutulur. Çözünmüş oksijen seviyeleri ve oksidasyon-redüksiyon potansiyeli suyun korozyon potansiyeli ve biyosidal aktivitesi hakkında fikir verir; düşük oksijen anaerobik bakterileri besleyebilecek indirgeyici koşullara işaret ederken, yüksek ORP etkili oksitleyici biyosit kalıntılarını gösterir. Daldırma lamları, adenozin trifosfat (ATP) testleri veya plaka sayımları yoluyla ölçülen mikrobiyolojik sayımlar, biyosit dozajlama ihtiyacının değerlendirilmesine yardımcı olur ve kontrol önlemlerinin işe yaradığını doğrular. Biyofilmin varlığı, yan akış filtrelerindeki diferansiyel basınçtan veya ısı eşanjörlerindeki yaklaşım sıcaklıklarındaki artışlardan çıkarılabilir; bu da izlemenin yalnızca dökme su testlerine dayanamayacağını gösterir.

Enstrümantasyon bu parametrelerin yakalanmasında merkezi bir rol oynar. İletkenlik probları ve kontrolörleri, döngüleri hedef sınırlar içinde tutmak için blöf vanalarını otomatik olarak ayarlarken, pH sensörleri sapmaları düzeltmek için asit veya kostik besleme pompalarına bağlanır. Çevrimiçi sertlik analizörleri veya periyodik titrasyonlar yumuşatıcı rejenerasyon programlarını bildirir ve inhibitör dozlarında ayarlamalar yapılmasına rehberlik eder. Silika monitörleri, jeotermal enerji santralleri gibi yüksek silika içeren ham suyun sisteme girdiği yerlerde kullanılır; tipik ayar noktalarının üzerindeki okumalar çevrim limitlerinde ayarlamaları tetikler veya dağıtıcıların kullanılmasını gerektirir. Klor kalıntı analizörleri, oksidasyon-redüksiyon potansiyeli sensörleri ve ORP kontrolörleri, oksitleyici biyosit beslemelerini kontrol etmek ve kalıntıların deşarj izinlerini aşmadan dezenfeksiyon hedeflerini karşıladığını doğrulamak için kullanılır. Mikrobiyolojik izleme, haftalık daldırma lam testlerini veya ısı akısı değişikliklerini ölçen çevrimiçi biyofilm problarını içerebilir; sayılar eşikleri aştığında, operatörler biyosit stratejisini ayarlar veya sistemi temizler. Son olarak, korozyon kuponları ve elektronik korozyon hızı probları, metal kaybının gecikmeli ve gerçek zamanlı göstergelerini sağlayarak inhibitör dozajı ve malzeme seçimi hakkında bilgi verir.

Tasarım ve Uygulamada Dikkat Edilecek Hususlar

Enerji ve kimya tesislerinde soğutma kulesi suyu arıtma programının tasarlanması ve uygulanması ısı yükü, su kalitesi, yapı malzemeleri ve mevzuat bağlamının bütüncül bir şekilde anlaşılmasını gerektirir. Mühendisler işe su kaynağını karakterize ederek başlar; nehir suyu, kuyu suyu, tuzdan arındırılmış su veya belediye suyu gibi kaynakların her biri askıda katı madde, sertlik, tuzluluk ve organik yük açısından benzersiz zorluklar sunar. Medya filtrasyonu, kartuş filtrasyonu, yumuşatma veya membran tuzdan arındırma gibi ön arıtma ekipmanlarının seçimi, bu özelliklerin yanı sıra gerekli konsantrasyon döngülerine de bağlıdır. Örneğin acı su kullanan sistemler, fazla tuzları gidermek için ters ozmoza güvenebilir, böylece kuleler iletkenlik veya klorür sınırlarını aşmadan üç veya daha fazla döngüde çalışabilir. Tesis tasarımcıları ayrıca kule, pompa ve boruları boyutlandırmak için termal görev ve buharlaşma kaybını hesaplar; bu hesaplamalar İstanbul'daki mevsimsel ortam koşullarını veya buharlaşmayı etkileyen diğer yerel iklimleri hesaba katmalıdır. Ayrıca, tasarımcılar ısı eşanjörlerinin ve kule donanımının metalürjisini değerlendirerek karbon çeliği, paslanmaz çelik, titanyum veya fiberglas gibi beklenen su kimyasalları altında korozyona direnç gösteren malzemeleri seçerler. Yüksek klorür veya düşük pH beklendiğinde, korozyona dayanıklı malzemeler, uzun vadeli bakım ve kesinti risklerini azalttığı için daha yüksek ilk maliyete rağmen haklı çıkar.

Mevzuat ve standartlara uygunluk, uygulama sürecine dahil edilmiştir. Tesisler bina yönetmeliklerine, su deşarj izinlerine ve kazan ve soğutma sistemleri için minimum tasarım ve işletme kriterlerini belirleyen ASME uzlaşma kılavuzlarına uymaktadır. Toplam çözünmüş katılar, serbest kalıntı klor ve sıcaklıkla ilgili yerel deşarj limitleri dahil olmak üzere çevre koruma yönetmelikleri, izin verilen konsantrasyon faktörlerini şekillendirir ve kimyasal seçimini etkiler. Lejyonella kontrolü ile ilgili iş sağlığı yönergeleri ISO 45001 sağlık ve güvenlik çerçeveleri ile uyumludur ve tasarımcıları sürüklenme önleyiciler, yan akım dezenfeksiyonu ve numune alma noktalarını dahil etmeye teşvik eder. ISO 9001 veya ISO 14001 'e dayalı kalite yönetim sistemleri dokümantasyon, cihazların kalibrasyonu ve arıtma etkinliğinin periyodik olarak gözden geçirilmesini gerektirir. Devreye alma sırasında mühendisler kimyasal besleme pompalarının, kontrolörlerin ve sensörlerin doğru kurulduğunu doğrular ve su kimyasındaki değişikliklere anında yanıt vermelerini sağlar. Potansiyel kirlenme noktalarını değerlendirmek ve çift dozaj pompaları veya bypass özellikleri gibi kritik bileşenlerde yedeklilik planlamak için bir risk değerlendirmesi yapılabilir. Genel olarak, başarılı bir uygulama teknik performans, uyumluluk ve maliyet arasında denge kurar ve tasarımın tesisin çalışma programına, proses gereksinimlerine ve çevresel sorumluluklarına uyarlanmasına büyük önem verir.

İşletme ve Bakım

Bir soğutma kulesi su arıtma sisteminin işletilmesi, su kalitesini belirlenen sınırlar içinde tutmak için sürekli gözlem, ayarlama ve kayıt tutmayı içerir. Operatörler günlük iletkenlik, pH ve sıcaklık kontrolleri yapar, otomatik kontrolör okumalarını manuel olarak doğrular ve ayar noktalarından herhangi bir sapmayı not eder. Haftalık görevler genellikle taşınabilir test kitleriyle sertlik, alkalinite ve inhibitör kalıntılarının ölçülmesini ve kimyasal dozaj oranlarının buna göre ayarlanmasını içerir. Biyosit programları tipik olarak dönüşümlü oksitleyici ve oksitleyici olmayan biyositleri içerir; klor veya brom gibi oksitleyiciler sürekli veya aralıklı olarak uygulanırken, glutaraldehit veya izotiyazolin gibi oksitleyici olmayanlar mikrobiyal direnci önlemek için aylık olarak dozlanır. Blöf kontrolü kritik önem taşır; iletkenlik kontrolörüne bağlı otomatik bir vana, iletkenlik ayar noktasını aştığında suyu boşaltmak için açılır ve manuel müdahale olmadan döngüleri sürdürür. Operatörler ayrıca, şamandıra valfleri veya sürüklenme gidericilerle ilgili sorunları gösterebilecek sızıntıları, sürüklenmeleri veya taşmaları tespit etmek için tamamlama suyu akış ölçerlerini ve buharlaşma tahminlerini izler. Kule havuzunun, dolum ortamının ve sürüklenme gidericilerin rutin görsel denetimleri çamur veya biyolojik balçık birikiminin belirlenmesine yardımcı olur; akışı yeniden sağlamak ve mikrobiyolojik riski azaltmak için planlanan temizlik sırasında birikintiler giderilir.

Önleyici bakım, kimyasal yönetiminin ötesine geçer. Fanlar, motorlar, dişli kutuları ve pompalar gibi mekanik bileşenler, soğutmayı bozabilecek mekanik arızaları önlemek için öngörülen aralıklarla yağlama, titreşim analizi ve hizalama kontrolleri gerektirir. Isı eşanjörü demetleri yılda bir kez veya kirlenme göstergeleri ısı transfer verimliliğinin azaldığını gösteriyorsa daha sık olarak incelenir ve temizlenir; temizleme yöntemleri arasında yüksek basınçlı su jeti, kimyasal kireç çözme veya hidro-püskürtme yer alabilir. Enstrümantasyon kalibrasyonu bir diğer önemli görevdir: iletkenlik probları, pH sensörleri, ORP elektrotları ve akış ölçerler, doğru kontrol sağlamak için sertifikalı standartlar kullanılarak üç ayda bir kalibre edilmelidir. Güvenlikle ilgili hususlar arasında kimyasal depolama tanklarının etiketlenmesi, ikincil muhafazanın sağlam olması ve asitler, alkaliler ve biyositlerle çalışmak için kişisel koruyucu ekipmanların mevcut olması yer alır. Operatörler kimyasal tüketiminin, su kalitesi ölçümlerinin ve ekipman bakımının kayıtlarını tutar; bu kayıtlar trend analizini destekler ve mevzuat ve ISO 50001 enerji yönetimi gerekliliklerine uygunluğu gösterir. İnhibitör talebinde ani artışlar veya pH'da düşüşler gibi anormallikler ortaya çıktığında, sorun giderme genellikle proses sızıntılarının, proses sıvılarından kaynaklanan kontaminasyonun veya arızalı dozaj pompalarının kontrol edilmesini içerir. İşletme ve bakıma yönelik sistematik bir yaklaşım, soğutma kulesi suyu arıtmasının reaktif değil proaktif kalmasını sağlayarak enerji ve kimya tesislerindeki kritik varlıkları korur.

Zorluklar ve Çözümler

Dikkatli tasarım ve işletime rağmen, enerji ve kimya endüstrilerinde soğutma kulesi suyu arıtımı, özenli çözümler gerektiren yinelenen zorluklarla karşı karşıyadır. Sorun: Çözünmüş mineraller çözünürlüklerini aştığında ve ısı değişim yüzeylerinde çökeldiğinde kireçlenme meydana gelir, termal transferi engeller ve sistem verimliliğini azaltır. Çözüm: Operatörler Operatörler tamamlama suyunu yumuşatabilir, konsantrasyon döngülerini ayarlayabilir ve kristal büyümesini engelleyen fosfonatlar ve polimerler gibi eşik kireç önleyicileri dozlayabilir. Bazı yüksek silisli sularda, silisi çözünürlük eşiğinin altına düşürmek için çevrimler sınırlandırılmalı veya ters osmoz kullanılmalıdır. İlgili bir Sorun: Korozyon, özellikle çözünmüş oksijen, düşük pH veya yüksek klorür konsantrasyonları mevcut olduğunda su ve metal yüzeyler arasındaki elektrokimyasal reaksiyonlardan kaynaklanır. Çözüm: Kimyasal programlar arasında metal yüzeylerde koruyucu filmler oluşturan çinko, ortofosfatlar veya molibdatlar gibi katodik ve anodik inhibitörler yer alır; pH'ın alkali aralıkta tutulması, oksijenin havalandırma veya tutucularla giderilmesi ve klorürün kontrol edilmesi de korozyonu azaltır. Mikrobiyal kirlenme başka bir sorun teşkil eder: mikroorganizmalar besinleri hapseden ve bakterileri biyositlerden koruyan biyofilmler oluşturarak yetersiz korozyona ve potansiyel Legionella salgınlarına yol açar. Çözüm: Entegre bir biyolojik kontrol stratejisi, oksitleyici biyositleri oksitleyici olmayan ajanlarla değiştirir, biyofilmlere nüfuz etmek için dağıtıcılar kullanır ve mikrobiyal rezervuarları azaltmak için mekanik temizlik veya ultraviyole dezenfeksiyon kullanır.

Su tüketimi ve çevresel kısıtlamalar ek engeller yaratmaktadır. Blöf suyu kanalizasyona veya arıtma tesislerine deşarj edilir ve yüksek seviyelerde çözünmüş tuzlar ve arıtma kimyasalları taşır; konsantrasyon döngülerini artırmak su tasarrufu sağlar ancak bu kirleticilerin deşarj limitlerini aşma riskini artırır. Sorun: Su tasarrufu ile uyumluluğu dengelemek, tamamlama suyu kalitesi dalgalandığında veya tuzluluk kısıtlamaları sıkılaştığında zor olabilir. Çözüm: İletkenliğin ve temel iyonların sürekli izlenmesi, blöfün uyarlanabilir kontrolü ile birlikte, yasal eşikleri ihlal etmeden döngülerin en üst düzeye çıkarılmasını sağlar. Kondensat geri kazanımı, arıtılmış atık su veya yağmur suyu hasadı gibi alternatif su kaynakları, telafi kaynaklarını tamamlayabilir ve tatlı suya olan bağımlılığı azaltabilir. Başka Bir Sorun: Arıtma kimyasalları maliyetleri ve tedarik kesintileri, özellikle uzak yerlerde veya piyasa dalgalanmaları sırasında bütçeleri ve operasyonları zorlayabilir. Çözüm: Yan akış filtrasyonu ve yüksek verimli ön arıtma uygulamak, kirleticilerin devridaim döngüsüne girmesini önleyerek pahalı kimyasallara olan ihtiyacı azaltır; toplu kimyasal sözleşmeleri müzakere etmek ve yerinde envanter tutmak da esnekliği artırır. Son olarak, insan faktörü göz ardı edilemez; yetersiz operatör eğitimi veya devir hızı tutarsız arıtmaya ve kirlenme belirtilerinin gözden kaçmasına neden olabilir. Çözüm: düzenli eğitim programları, açık standart işletim prosedürleri ve otomatik izleme platformlarının kullanımı, karmaşık enerji ve kimya tesislerinde en iyi uygulamaların tutarlı bir şekilde uygulanmasını ve sorunların erken tespit edilmesini sağlamaya yardımcı olur.

Avantajlar ve Dezavantajlar

Soğutma kulesi suyu arıtımının faydaları enerji, kimya ve petrol operasyonları için oldukça kapsamlıdır. İyileştirilmiş ısı transferi verimliliği, kondenser geri basıncını ve chiller enerji kullanımını düşürerek yakıt tüketimini ve sera gazı emisyonlarını doğrudan azaltır. Etkili arıtma programları yüzeylerin temiz kalmasını sağlar ve korozyonu en aza indirerek ısı eşanjörlerinin, kulelerin ve boruların hizmet ömrünü uzatır; bu da değişimler için sermaye harcamalarını azaltır ve üretim kaybıyla milyonlarca dolara mal olabilecek plansız duruşları önler. Su tasarrufu bir diğer önemli avantajdır; konsantrasyon döngülerini güvenli bir şekilde artırarak tesisler, su sıkıntısı çeken bölgelerde önemli bir husus olan ilave su talebini yüzde 20-50 oranında azaltabilir. İyi yönetilen bir sistem ayrıca Legionella ve diğer patojenlerin büyümesini önleyerek işçi güvenliğini ve halk sağlığını korur, böylece sağlık ve güvenlik düzenlemelerini karşılar. Buna ek olarak, tutarlı su kimyası proses koşullarını dengeler, kimya tesislerindeki proses akışlarıyla çapraz kontaminasyon olasılığını azaltır ve çıkış suyundaki kirleticileri ve sıcaklığı sınırlayan deşarj izinlerine uyumu destekler.

Ancak soğutma kulesi suyu arıtımının da kabul edilmesi gereken dezavantajları vardır. Ters ozmoz, iyon değiĢtirme sistemleri ve yan akım filtrasyonu gibi ön arıtma ekipmanlarının sermaye maliyeti, özellikle rafineri komplekslerindeki büyük kuleler için önemli olabilir. İşletme giderleri sadece kimyasalları değil aynı zamanda pompalar, membranlar ve UV lambaları için elektrik, işçilik ve izlemeyi de içerir. Güçlü asitler, kostikler ve biyositler gibi tehlikeli kimyasalların taşınması ve depolanması, eğitim ve hafifletme önlemleri gerektiren güvenlik riskleri ve yasal yükümlülükleri beraberinde getirir. Bazı durumlarda, yumuşatıcı rejenerasyonu veya membran konsantresinden kaynaklanan atık akışları bertaraf zorluklarına yol açabilir ve çevre standartlarını karşılamak için daha fazla işlem gerektirebilir. Ayrıca aşırı arıtma riski de vardır; aşırı kimyasal dozajlama maliyetleri artırabilir, malzemelere zarar verebilir veya dezenfeksiyon yan ürünleri oluşturabilir. Son olarak, su kimyası dinamiktir; telafi kalitesindeki değişiklikler, proses sızıntıları veya sıcaklık değişimleri, ayarlamalar derhal yapılmadığı takdirde arıtma programlarını daha az etkili hale getirebilir ve tesis personelinin sürekli dikkatini gerektirir.

Sıkça Sorulan Sorular

Soru Enerji ve kimya tesislerinde soğutma kulesi suyu ne sıklıkla test edilmelidir?

Cevap verin: Su kimyası buharlaşma, tamamlama suyu kalitesi ve proses etkilerine bağlı olarak değiştiğinden rutin testler çok önemlidir. Günlük iletkenlik, pH ve sıcaklık ölçümleri operatörlerin otomatik kontrol cihazlarının doğru çalıştığından emin olmalarına yardımcı olur. Sertlik, alkalinite, inhibitör kalıntıları ve mikrobiyal sayımların haftalık analizleri, kireçlenme ve kirlenme potansiyeli hakkında daha derin bilgi sağlar. Kuponlar veya problar kullanılarak yapılan daha ayrıntılı korozyon izlemesi tipik olarak üç ayda bir veya altı ayda bir gerçekleştirilir. Tamamlama suyu kaynağındaki bir değişiklik, prosesin bozulması veya olağandışı koku gibi özel durumlar ek testleri tetiklemelidir.

Soru: Bir soğutma kulesinde blöf neden gereklidir ve nasıl belirlenir?

Cevap: Blöf, birikmiş çözünmüş katıları gidermek ve kireçlenmeyi ve aşındırıcı koşulları önlemek için devridaim suyunun bir kısmının kasıtlı olarak boşaltılmasıdır. Su kulede buharlaştıkça mineraller geride kalır ve konsantre olur; blöf olmadan iletkenlik ve sertlik artmaya devam eder. Gerekli blöf oranı, tamamlama suyundaki çözünmüş katı maddelerin devridaim suyundakilere oranı olan konsantrasyon döngülerine bağlıdır. Otomatik kontrolörler devridaim suyunun iletkenliğini bir ayar noktasıyla karşılaştırır ve ayar noktası aşıldığında blöfü boşaltmak için bir vana açar. Ayar noktasındaki ayarlamalar su kalitesini, arıtma kimyasallarını ve deşarj sınırlamalarını dikkate almalıdır.

Soru Enerji santralleri ve rafineriler için soğutma kulesi suyu arıtımında kullanılan yaygın biyositler nelerdir?

Cevap verin: Biyositler mikrobiyal büyümeyi kontrol eden kimyasallardır ve biyolojik kirlenmeyi ve patojen çoğalmasını önlemek için kritik öneme sahiptir. Sodyum hipoklorit, klor ile aktive edilmiş sodyum bromür, klor dioksit ve ozon gibi oksitleyici biyositler yaygın olarak kullanılmaktadır çünkü hücre zarları ve oksitlenebilir maddelerle hızlı bir şekilde reaksiyona girerler. Oksitleyici olmayan biyositler arasında glutaraldehit, isothiazolin, kuaterner amonyum bileşikleri ve dibromo-nitrilo-propionamid (DBNPA) bulunur; bu maddeler metabolik süreçleri veya hücre duvarlarını bozar ve direnci önlemek için genellikle oksitleyicilerle birlikte kullanılır. Biyosit seçimi sıcaklık, organik yük, deşarj düzenlemeleri ve sistem malzemeleriyle uyumluluk gibi faktörlere bağlıdır. Bazı durumlarda ultraviyole dezenfeksiyon veya bakır-gümüş iyonizasyonu kimyasal dozajı azaltmak için ek bir önlem olarak kullanılır.

Soru: Konsantrasyon döngülerini nasıl hesaplarsınız ve bu hesaplama neden önemlidir?

Cevap: Konsantrasyon döngüleri (COC), telafi suyundaki çözünmüş katıların buharlaşma nedeniyle kulede kaç kez konsantre olduğunu gösteren boyutsuz bir orandır. Devridaim suyunun iletkenliğinin tamamlama suyunun iletkenliğine bölünmesiyle veya tamamlama suyu akışının blöf akışına bölünmesiyle hesaplanabilir. Daha yüksek bir COC, suyun boşaltılmadan önce daha fazla kez yeniden kullanılması anlamına gelir, bu da su ve kimyasal tasarrufu sağlar, ancak aynı zamanda kirlilik konsantrasyonunu da artırır. COC'nin anlaşılması, operatörlerin su tasarrufu ile kireçlenme ve korozyon riskini dengelemek için uygun blöf oranlarını ve arıtma stratejilerini belirlemelerine yardımcı olur. Örneğin, tamamlama suyu iletkenliği 500 µS/cm ve kule suyu 2 000 µS/cm ise, COC 4'tür.

Soru Kireç, ısı eşanjörü performansını nasıl etkiler ve kireci gidermek için ne yapılabilir?

Cevap: Kireç, az çözünen tuzlar çökelip ısı transfer yüzeylerine yapıştığında oluşur ve yalıtım gibi davranan düşük ısı iletkenliğine sahip bir katman oluşturur. İnce bir kireç tabakası bile ısı transferi için gereken sıcaklık farkını önemli ölçüde artırarak soğutucuları veya kazanları daha fazla çalışmaya ve daha fazla enerji tüketmeye zorlayabilir. Kireç ayrıca akış kanallarını daraltarak pompalama maliyetlerini artırır ve potansiyel olarak yerel aşırı ısınmaya neden olur. Operatörler kireci temizlemek için fırçalama ve hidro-püskürtme gibi mekanik temizleme yöntemlerini veya mineral birikintilerini çözen asit çözeltileriyle kimyasal temizleme yöntemlerini kullanabilir. Uygun su arıtma ve konsantrasyon döngülerini kontrol etme yoluyla kireçlenmeyi önlemek, yerleşik tortularla uğraşmaktan daha uygun maliyetlidir.

Kompakt Hesaplama Örneği

Belirli bir konsantrasyon döngüsünde çalışırken gerekli blöf oranını belirlemek için operatörler basit kütle dengesi formülünü kullanabilir. Tamamlama suyu akışı (M) ve istenen konsantrasyon çevrimi (C) bilindiğinde, blöf (B) B = M ÷ (C - 1) ilişkisi kullanılarak hesaplanabilir. Bir rafineri soğutma kulesinin 100 m³/sa tamamlama suyu aldığını ve 5 konsantrasyon döngüsünde çalıştırıldığını varsayalım. Formül uygulandığında 25 m³/saatlik bir blöf akışı elde edilir.