Kategori:İpuçları & Yardım Ticari & Endüstriyel HVAC Enerji Santralleri & Kimya Endüstrisi
Soğutma Sistemleri 3 ana başlık altında incelenebilir;
Yarı açık (açık sirkülasyonlu) sistemler
TEK GEÇİŞLİ SİSTEMLER
Soğutucu akışkanın bir kaynaktan alınıp, bir ısı eşanjörü ya da soğutma yüzeyinde soğutma işlevini yaptıktan sonra deşarj edilmesi suretiyle çalışan sistemlere tek geçişli sistemler denir.
Su tüketimi çok olduğu için bir sonsuz kaynağa ihtiyaç duyulur. Bu yüzden sondaj suyu veya kaynak suyu kullanılır. Su kaynakları ve suyun maliyeti nedeniyle artık tercih edilmemektedir.
Kullanılan çok miktardaki su ortama atıldığı için çevre kirliliğine neden olmaktadır.
Sistemde meydana gelen sorunlar :
Hatlardaki ve ısı transfer yüzeylerindeki korozyon,
Isı transfer yüzeylerindeki birikinti oluşumları
Kaynaktan gelen mikro-organik etkilerle özellikle deniz kaynaklı sistemlerde midye vs. makro-organik sorunlardır.
Kimyasal maliyetleri çok yüksek olmaktadır.
AÇIK SİRKÜLASYONLU SİSTEMLER
Soğutma suyunun bir çevrim yaptığı, çevrimin bir safhasında bir akışkanın ya da akışkanların, ısı eşanjörleri ya da benzeri ekipmanla soğutulduğu, diğer safhasında ise soğutma kulesi aracılığıyla havanın doğal akış ya da bir fan yardımıyla zorlanmış akış sağlanarak suyla temas ettirilmesi suretiyle, suyun bir kısmının buharlaşması ve konveksiyon yoluyla çevrim suyunun soğuttuğu sistemlerdir.
Su ihtiyacı ve ortama atılan atık su miktarı az olduğu için ve işletme maliyetleri kapasiteleri ile karşılaştırıldığında ekonomik oldukları için endüstriyel uygulamalarda en çok kullanılan sistemlerdir. Sistemin temel elemanlarından birisi soğutma kulesidir.
Soğutmanın temeli bir kısım suyun buharlaşması olduğu için sisteme sürekli bir takviye suyu ihtiyacı vardır. Bu ihtiyaç tek geçişli sistemlerden çok daha azdır.
Sistemin sorunları ve ıslah işlemlerinin seçimi ve uygulaması konusunda sistemle ilgili birçok verinin belirlenmesi ve irdelenmesi gereklidir.
AÇIK SİRKÜLASYONLU SİSTEMLERDEKİ SORUNLARI TEMEL OLARAK 3 BAŞLIK ALTINDA İNCELEYEBİLİRİZ
1- Sert birikintiler (kışır) oluşumu.
3- Yumuşak birikintiler oluşumu ve bakteriyolojik üremeler.
1- SERT BİRİKİNTİLER (KIŞIR) OLUŞUMU:
Kışır sıcak metal yüzeylerinde sert ve yapışkan kristalize olmuş birikintilere verilen addır.
Kışır oluşumuna genellikle suyun sertliğini oluşturan kalsiyum ve magnezyum tuzları ve silika neden olur.
2- KOROZYON OLUŞUMU VE TİPLERİ:
Korozyon, metallerin bulundukları ortamla etkileşimleri sonucunda elektro-kimyasal bir reaksiyonla yükseltgenmek suretiyle tahribata uğramasıdır.
Termodinamiksel olarak su içerisinde demir kararlı değildir. Metalik demirin (Fe) iyonik demire (Fe++) bir elektro-kimyasal etkileşimle yükseltgenmesi için çok küçük bir homojensizlik yeterlidir. Kristalize yapıdaki metalik demirin enerjisi, su içerisinde iyonize olmuş demirinkine nazaran daha yüksektir. Bu nedenle termodinamiğin ikinci kanunu gereği metalik demir sulu ortamda iyonize olarak çözeltiye geçme eğilimindedir.
KOROZYON HIZINI (OLUŞMA EĞİLİMİNİ) ETKİLEYEN BAŞLICA PARAMETRELER:
Korozyon oluşma eğilimini ya da korozyonun hızını belirleyen bir çok parametre olmasına karşın belli başlı parametreler aşağıda sıralanmıştır.
OKSİJEN: Oksijen katot reaksiyonunu sürdürdüğü için korozyon hızında doğrudan etkiye sahiptir.
pH: Soğutma sistemlerinde en çok dikkate alınması gereken parametrelerden birisidir. Ancak pH değeri CaCO3 kararlılığını belirleyeceği için mutlaka kalsiyum, m-alkalinite gibi parametrelerle birlikte irdelenmelidir.
TOPLAM ÇÖZÜNMÜŞ KATILAR (Özellikle Cl-): Elektrolitin iletkenliği korozyon hızını doğrudan etkiler ve klorür anyonu oksijen varlığında katot reaksiyonunu katalize etme özelliği nedeniyle korozyon hızı üzerinde doğrudan etkilidir.
SICAKLIK: Yüksek sıcaklık iyonların hareketini hızlandırdığı için geçen akımı yani korozyon hızını doğrudan etkilemekle birlikte ısı transferinin olduğu metal yüzeylerinde sıcaklık aynı zamanda CaCO3 stabilitesini de etkiler. Bu etki ile kışır yapma eğilimi de artacağı için sıcaklığın etkisi biraz daha kompleks bir etkidir.
SUYUN AKIŞ HIZI: Yığılma şeklinde birikinti oluşumu sonucu oluşabilecek korozyon ve yüksek akışın oluşturacağı erozyonun yol açacağı korozyonu önlemek için eşanjör yüzeylerinde ve transfer borularında suyun akış hızının 1 -1,5 m/sn olması tavsiye edilir.
SUYUN TEMAS ETTİĞİ METAL YÜZEYLERİNİN DURUMU: Korozyonun başlıca kaynağı metal ve çevreleyen ortamdaki herhangi bir homojensizlik olduğu için metal yüzeylerinin durumu korozyon açısından oldukça
3- YIĞILMA (FOULING)VE BİYOLOJİK ÜREMELER:
Atmosfer havasının yıkanması etkisiyle oluşan askıda maddelerin belirli konsantrasyonu geçmesi ve durgun ortamlar ya da geçiş hızının düşük olduğu kısımlarda yığılması sonucunda ortaya çıkan yığılma sorunu ve gerek sistem suyunun havaya doyması, gerek su sıcaklıkları ve gerekse de güneş ışığının etkisiyle hem bakteri, hem yosun hem de mantar oluşumu şeklinde ortaya çıkan biyolojik sorunlar bu sınıftandır.
Mikro-biyolojik üremelerle meydana gelen biyo-film ve yığılma sorunları hem eşanjör verimlerini düşürür, hem akış zorlukları yaratır hem de birikinti altı korozyonu için elverişli ortamı oluştururlar.
BİRİKİNTİ OLUŞUMU VE KOROZYONDAN KORUNMA
Açık sirkülasyonlu sistemlerde birikinti ve korozyon önlemede yararlanılan temel kaynak Ryznar Stabilite İndeksi’dir.
Su ıslahında esas olan birikinti oluşumu ve korozyonu müşterek olarak kontrol altına almaktır. Zira bunlardan birinin ortadan kaldırılması, diğerinin şiddetini artırır.
- Su pH değeri asit ilavesi ile 6.5 - 7.5 cıvarına çekilerek Stabilite İndeksi itibarıyla korozif karakterde tutulur. Bu şartlarda kalsiyum karbonat kışırı oluşmadığı gibi sisteme korozyonu önleyen inhibitörler katılarak korozyon oluşumu da engellenir.
İnhibitörler genel olarak korozyonun katot reaksiyonunu (katodik inhibitörler) veya anot reaksiyonunu (anodik inhibitörler) inhibe ederek etki gösterirler. Bu yöntemde kalsiyum sertliği değerinin çok düşük olması gerekmektedir.
YIĞILMA VE BİYOLOJİK ÜREMELERDEN KORUNMA
Yumuşak birikinti oluşumundan korunmak için soğutma suyu AKM değerinin mutlaka hesaplanarak su akış hızları ile birlikte dikkate alınması gerekmektedir.
Modern ıslah uygulamalarında ulaşılan konsantrasyon katsayıları nedeniyle genellikle dispersant kullanımı zorunluluk haline gelmiştir.
Biyolojik üremeler ve oluşan bakteri kolonilerinin metabolizma faaliyetleri sonucu meydana gelen yığılmalar (biofilm) da soğutma sistemlerinin temel sorunlarından birisidir.
Biyolojik üremeler genellikle bakteri, yosun, mantar oluşumu şeklinde meydana gelmektedir.
Biyolojik üremelerle mücadelede mutlaka bakteriyolojik analizler ve kültür çalışmaları yapılarak uygun biyosidler seçilmelidir.
Geniş etkili biyosid kullanımı da yaygın bir uygulamadır.
KAPALI SOĞUTMA SİSTEMLERİ
Suyun buharlaşma olmaksızın tamamen kapalı bir devre vasıtasıyla soğutma işleminde kullanıldığı sistemlerdir.
Kapalı sistem özelliği nedeniyle ıslah uygulamaları çok daha kolaydır.
En iyi çözüm olarak sistem yumuşak veya demineralize su ile doldurulur. Korozyona karşı ise kimyasal kullanılır. Bu uygulama en yaygın ve başarılı uygulamadır.
Korozyona karşı yöntemler ise;
- Korozyon inhibitörleri kullanımı,
- Oksijen giderici ya da pasivatör kullanımı şeklindedir.