Как правило, владельцы и операторы будут игнорировать влияние эффективности оборудования для испарительного охлаждения на прибыль. Даже если немного повысить эффективность оборудования для испарительного охлаждения, теплообменника и охладителя, это может сэкономить владельцу много денег в течение всего срока службы системы охлаждения. Улучшение качества воды в контуре охлаждения - это простой, экономичный и действенный способ повысить эффективность.
В оборудовании для испарительного охлаждения частицы, находящиеся в воздухе, такие как осадок, увлекаются потоком жидкости. Грязная подпиточная вода также может привести к накоплению загрязняющих веществ. Другие проблемы также могут быть вызваны образованием накипи в градирне, обработкой остатков химических веществ и водорослей, которые могут накапливаться и загрязнять циркулирующую воду. Это лишь несколько источников нежелательных загрязняющих веществ, которые накапливаются со временем и приводят к ухудшению качества воды.
Компания Saifilter рекомендует, чтобы каждая градирня была оснащена индивидуальной системой механической фильтрации и процедурами водоподготовки для обеспечения высокого качества воды. И то, и другое необходимо использовать для эффективной очистки воды в системе охлаждения. Правильная обработка воды в системе охлаждения позволяет снизить затраты и повысить эффективность, благодаря чему оборудование для испарительного охлаждения может работать в соответствии с предписаниями производителя.
Преимущества чистой воды
1) Сократите потребление энергии
Всего 1/16 дюйма пыли на поверхности теплопередачи, накипи или слоя биологических отложений приведут к снижению эффективности градирни и увеличению затрат на электроэнергию.
2) Улучшить химические свойства
Грязная вода требует большей химической обработки, чем чистая, поскольку накопление твердых загрязняющих веществ обеспечивает защиту от воздействия химикатов для очистки. Следовательно, необходимы другие химикаты.
3) Снизить затраты на техническое обслуживание
Частое опорожнение колонн и очистка от отложений увеличат потребность в рабочей силе и увеличат затраты на замену потерь, добавление воды в систему и предоставление других химикатов.
4) Повысьте Производительность И Сократите Время Простоя
Поскольку машина не может работать эффективно, образование накипи в системе охлаждения замедлит скорость производства. Теплообменник может вывести систему из строя на длительное время до завершения технического обслуживания, что приведет к сокращению ежедневной производительности и потере прибыли.
5) Контролируйте биологический рост, который может вызвать проблемы со здоровьем
Легионелла - это разновидность бактерий, которые размножаются в ненадлежащим образом обслуживаемой среде градирни, что особенно важно для борьбы с бактериями, поскольку это сопряжено со значительным риском для здоровья.
Примечание: в конечном счете, ежедневное получение чистой воды при использовании системы фильтрации требует регулярного анализа воды, эффективных процедур водоподготовки и обучения обслуживающего персонала. Процедуры очистки воды специфичны для конкретных областей применения. Пожалуйста, обратитесь к местному специалисту по очистке воды, чтобы определить потребности системы.
Успешная фильтрация
Типичная 200-тонная градирня работает 1000 часов в год и может поглощать более 600 фунтов тепла. Частицы пыли и подпиточной воды, содержащиеся в воздухе, попадают в систему водоснабжения. Резервуар или выносной отстойник обеспечивают идеальную среду для осаждения и накопления нежелательных частиц. Влажная среда дренажного бассейна или удаленного резервуара для сбора воды будет способствовать размножению бактерий.
Химическая обработка воды действительно контролирует роль этих микроорганизмов, но ее использование само по себе не устраняет среду обитания, способствующую биологическому размножению. Использование систем механической фильтрации не заменит химическую обработку. Однако химические вещества не могут уменьшить накопление загрязняющих частиц и могут уменьшить размножение микроорганизмов с помощью соответствующей механической фильтрации.
Успешная фильтрация воды в градирне зависит от спроектированной системы. Успешный дизайн зависит от понимания владельцем и проектировщиком системы проблем, связанных с загрязнением окружающей среды. Проблема загрязняющих веществ заключается в том, что для реализации защиты системы необходимо разбираться в фильтрации и понимать размер и тип загрязняющих веществ. Методы фильтрации обычно определяются стоимостью, и есть очевидные наилучшие варианты методов, но иногда стоимость высока. Как только метод фильтрации известен, можно определить фильтрующее оборудование, наиболее подходящее для системы фильтрации, в соответствии с природой загрязняющих веществ.
Примечание: Система механической фильтрации не может использоваться отдельно. Помимо фильтрации, для обеспечения высокого качества воды необходимо проводить очистку воды.
Каковы Методы Фильтрации Воды В Градирнях При Выборе?
- Очистка бассейна - отфильтруйте от 10% до 20% потока в системе и "очистите" твердые частицы в системе фильтрации с помощью форсунки, установленной в бассейне градирни.
- Полный расход - 100% от расхода системы фильтрации.
- Процент расхода системы фильтрации бокового потока (обычно 10% - 25%).
Не путайте вышеуказанные методы фильтрации с использованием всасывающих фильтров насоса, которые должны использоваться на каждой градирне. Всасывающий фильтр насоса является стандартной конфигурацией для правильного проектирования градирни и является только началом системной фильтрации. Всасывающий фильтр расположен на выходе из оборудования для предотвращения попадания в систему крупного мусора (например, палок и камней). Компания Saifilter рекомендует, чтобы все оборудование градирен было оснащено всасывающими сетками насоса, за исключением систем с удаленным отстойником.
Очистка бассейна
Очистка бассейна - это распространенный метод фильтрации, который может непосредственно предотвратить накопление твердых частиц в бассейне установки или удаленном бассейне. Способ применения очистки бассейна в качестве средства фильтрации включает перекачку воды из бассейна/отстойника установки в фильтрующий узел, а затем непосредственную перекачку отфильтрованной воды обратно в бассейн башни (рис. 1).
Если система механической фильтрации отсутствует, обслуживающему персоналу обычно необходимо очистить бассейн вручную. Это требует высокого уровня технического обслуживания и не так эффективно, как использование систем механической фильтрации. Кроме того, система механического фильтра может обеспечивать непрерывное техническое обслуживание, в то время как обслуживающий персонал может выполнять только регулярное техническое обслуживание. Непрерывное техническое обслуживание обеспечивает более чистую систему. Кроме того, если обслуживающий персонал будет чистить загрязненную систему, он столкнется с риском для здоровья. (Рис. 2)
Рисунок 1.Схема защиты бассейна от очистки
Рисунок 1.Схема защиты бассейна от очистки
Эталонные критерии для Настройки Механических Фильтров
| Water Depths | Filtration Flow Rate |
|---|---|
| Less than 3 feet or 0.9 meters | 1 per square ft (2.44 m³/hr per m²) |
| Greater than 3 feet or 0.9 meters | 1.5 per square ft (3.66 m³/hr per m²) |
Этот метод предотвращает контроль подачи твердых частиц в систему фильтрации и фактически устраняет накопление твердых частиц в бассейне. Однако очистка бассейна не приводит непосредственно к фильтрации воды, закачиваемой в теплообменник и охладитель. С точки зрения технического обслуживания, очистка бассейна может сократить период технического обслуживания градирни, но это не может решить проблему технического обслуживания теплообменника или охладителя. Система фильтрации с полным потоком и система фильтрации с боковым потоком - это методы, обеспечивающие непосредственную защиту теплообменника и охладителя, но они не предотвратят накопление твердых частиц в бассейне градирни.
В Чем Разница Между Системой Фильтрации С Полным Потоком И Системой Фильтрации С Боковым Потоком?
При полнопоточной фильтрации используются фильтры, установленные после градирни на стороне нагнетания насоса. Этот фильтр непрерывно фильтрует весь поток в системе, что означает, что размер фильтра должен соответствовать расчетному потоку в системе. Следовательно, фильтр со скоростью потока 200 л/мин должен обрабатывать 200 л/мин. Полнопоточная фильтрация позволяет значительно сократить расходы на техническое обслуживание теплообменника и охладителя, а также улучшить цикл эксплуатации оборудования.
Система фильтрации бокового потока является экономичной альтернативой фильтрации полного потока, поскольку она может непрерывно фильтровать часть потока, а не весь поток целиком. Фильтрация бокового потока может сократить время технического обслуживания и улучшить цикл работы оборудования в контуре охлаждения. При использовании этого метода частицы могут удаляться с более высокой скоростью.
Каковы Характеристики Полнопоточной Системы Фильтрации?
Полнопоточная фильтрация является предпочтительным методом фильтрации, но она не является экономически эффективной для систем с высоким расходом. Например, для 400-тонной градирни с расходом 1200 куб.м/мин потребовался бы фильтр мощностью 1200 куб.м/мин. Для этого требуется очень большая система фильтрации, обеспечивающая расход 1200 баррелей в минуту. Такая большая система была бы дорогостоящей. Более того, для системы такой большой поток может быть нелегко обнаружить при снижении риска (рис. 3).
Это снижение может привести к повышению давления на выходе насоса и уменьшению надлежащего потока жидкости в теплообменник, что приводит к снижению теплопередачи. Кроме того, системы с полным потоком не могут эксплуатироваться и очищаться одновременно, что означает, что техническое обслуживание может привести к запланированному простою. Хотя фильтрация полным потоком снижает общую концентрацию твердых частиц в воде, подаваемой в теплообменник и охладитель, этот метод не может решить проблему накопления твердых частиц в бассейне башни или удаленном отстойнике.
Рисунок 3.Фильтрация полного потока
Каковы Характеристики Системы Фильтрации Бокового Потока?
Вода перекачивается из бассейна холодной воды градирни в теплообменник и охладитель через систему фильтрации бокового потока, а затем возвращается в бассейн градирни. При высоком общем расходе часто используется этот метод, что делает полную фильтрацию потока экономически неосуществимой. Основным преимуществом по сравнению с полнопоточной фильтрацией является то, что система фильтрации бокового потока может быть очищена без отключения системы, что позволяет избежать плановых простоев в обслуживании. Как и полнопоточная фильтрация, этот метод снижает общую концентрацию твердых частиц, но не решает проблему оседания твердых частиц в колонне или удаленном отстойнике (рис. 4).
Рис. 4.Фильтрация бокового потока
Руководство по выбору размера системы фильтрации боковым потоком?
Очень важно правильно выбрать систему фильтрации бокового потока для достижения наилучших показателей фильтрации. Часто используемое правило заключается в регулировке размера фильтра таким образом, чтобы он выдерживал скорость потока, которая удваивает объем системы в час. Этот расход обычно находится в диапазоне от 3% до 10% и обычно определяется скоростью оборота объема системы в час. Например, рассмотрим 400-тонную градирню со скоростью потока 1200 галлонов в минуту. Предполагаемая пропускная способность системы составляет приблизительно 3500 галлонов в минуту. Для ежечасного переключения объема системы потребуется расход 58 галлонов в минуту, как показано ниже.
Приблизительный объем системы = 3500 об/мин
Чтобы увеличить объем всей системы на 3500 об/мин в течение часа, выполните следующие действия: 3500 об/мин/ч* 1 ч / 60 мин = боковой расход 58 об/мин.
Боковая скорость потока 58 об/мин составляет 400-тонную градирню, что составляет 4,83% от 1200 об/мин (58 об/мин/ 1200 об/мин* 100 = 4,83%). Было показано, что процент фильтрации бокового потока на уровне или ниже 3% от общего циркуляционного потока приведет к серьезному повреждению системы ОВКВ, что усугубит образование накипи во всем контуре охлаждения. Следовательно, при наилучшем проектировании следует избегать использования фильтров с низкими техническими характеристиками. Для такой же осветляющей фильтрации фильтрация боковым потоком может обеспечить такую же чистоту воды, как и фильтрация полным потоком, но этот процесс займет больше времени.
Поскольку за один раз фильтруется только один процент воды, некоторые твердые частицы действительно минуют фильтр и остаются в потоке жидкости, но в конечном итоге они снова попадают в фильтр и удаляются по мере того, как вода циркулирует по контуру охлаждения. Имейте в виду, что объем всей системы перерабатывается один раз в час, и частицы, выходящие из фильтра для воды в первый раз, будут улавливаться в последующих циклах циклической фильтрации.
Сравнение Систем фильтрации с Полным Потоком И Боковым Потоком
На первый взгляд кажется, что фильтрация полным потоком предпочтительнее фильтрации боковым потоком, поскольку, напротив, фильтрация полным потоком может значительно сократить техническое обслуживание теплообменников и охладителей и значительно улучшить рабочий цикл оборудования для испарительного охлаждения. Однако для систем с высоким расходом фильтрация полным потоком экономически нецелесообразна, и ее необходимо планово отключать для обслуживания фильтрующего оборудования, что делает фильтрацию боковым потоком лучшим выбором в большинстве применений. В любом случае фильтрация боковым потоком может легко повысить качество воды до приемлемого уровня, что обеспечит надлежащую защиту теплообменника и охладителя. Ни метод фильтрации с полным потоком, ни метод фильтрации с боковым потоком не могут решить проблему накопления твердых частиц в резервуаре башни или удаленном накопительном резервуаре.
Наилучшая Схема Системы Фильтрации Циркулирующей Охлаждающей Воды
Лучшим способом фильтрации воды для промышленного применения является механическая очистка бассейна и фильтрация полным потоком или боковым потоком. Умывальник обеспечивает попадание частиц на вход фильтра и то, что эти твердые частицы не скапливаются в бассейне градирни. Как только частицы попадают на вход механического фильтра, оборудование, выбранное для фильтрации полным потоком или боковым потоком, удаляет остаточные частицы, которые не нужны, обеспечивая таким образом чистую воду для теплообменника и охладителя. Использование технологии очистки бассейна с функцией фильтрации полного потока или бокового потока позволяет непосредственно защитить градирню, теплообменник и охладитель, что сводит к минимуму техническое обслуживание и повышает эффективность оборудования в контуре испарительного охлаждения.
Какие Существуют Виды Очистки Промышленных Фильтров?
Распространенные технологии фильтрации для систем кондиционирования воздуха с полным потоком и боковым потоком включают сито (самоочищающийся фильтр), центробежный сепаратор, рукавный фильтр, а также фильтр средней плотности и дисковый фильтр. В дополнение к надлежащей фильтрации, лучшие фильтры требуют минимального технического обслуживания и энергопотребления для достижения экономической эффективности.
Сетчатый фильтр (самоочищающийся)
Самоочищающиеся фильтры часто используются для полнопоточной фильтрации. Фильтрующий элемент оснащен ситом из нержавеющей стали, который может удалять крупные частицы. Перепускная труба должна быть оснащена сетчатым фильтром, чтобы сетку можно было снять для очистки. В районах с плохим качеством воды сетчатый фильтр следует увеличить, чтобы обеспечить большую площадь поверхности фильтра, чтобы свести к минимуму частоту технического обслуживания, вызванную недостаточным количеством сетчатого фильтра. Подвижные части сетчатого фильтра обеспечивают циркуляцию обратной промывки и самоочищение фильтра, что требует регулярного технического обслуживания элементов сетчатого фильтра.
Центробежный сепаратор
Центробежный сепаратор, обычно называемый сепаратором, обычно используется для полнопоточной фильтрации. Сепаратор создает вихрь, который выталкивает твердые частицы загрязняющих веществ из поступающей жидкости. Недостатком такого турбулентного отжима является то, что он позволяет сепаратору работать при потере давления, обычно составляющей от 5 до 10 фунтов на квадратный дюйм. Сепаратор не нуждается в частой замене, поскольку он не улавливает никаких частиц, блокирующих или повреждающих его систему, что делает сепаратор экономичным выбором для фильтрации. В индустрии кондиционирования воздуха сепараторы предпочтительнее сетчатых фильтров, поскольку они требуют меньшего технического обслуживания и замены, но одинаково эффективны при достижении соответствующего уровня фильтрации.
Мешок и песчаный фильтр
Рукавные фильтры, обычно изготовленные из полиэстера, широко используются в системах кондиционирования воздуха из-за их низкой стоимости. Рукавный фильтр также необходимо часто заменять. Песчаный фильтр распределяет загрязненную воду по песчаному слою, который может отфильтровывать частицы. Песчаный фильтрующий материал не нуждается в регулярной замене. Песчаный фильтр использует автоматический цикл обратной промывки для очистки фильтрующего материала, сокращая интервалы технического обслуживания.
Рукавный фильтр относительно дешев, но его фильтрующий элемент является расходным материалом и нуждается в регулярной замене. Это может быть дорогостоящим, потому что владельцу приходится постоянно менять мешки и каждый раз платить за рабочую силу. Напротив, материал песочного фильтра не нуждается в частой замене, поэтому стоимость песочного фильтра в долгосрочной перспективе ниже. Прочность и функция самоочистки песочного фильтра дополнительно устраняют ошибки технического обслуживания, связанные с нечастой или неправильной заменой фильтра по времени, которые могут беспокоить владельца рукавного фильтра.
Дисковый фильтр
Другой технологией фильтрации бокового потока является дисковый фильтр. В полипропиленовых дисковых фильтрах используется серия уложенных друг на друга дисков, которые сжимаются вместе и имеют прорези для фильтрации определенного микронного размера. Подобно сетчатым и песчаным фильтрам, дисковые фильтры имеют автоматический цикл обратной промывки для самоочищения, что сокращает время технического обслуживания. Еще одним преимуществом использования дискового фильтра является то, что он потребляет гораздо меньше воды, чем другие самоочищающиеся фильтры, использующие цикл обратной промывки. Однако эта экономия энергии может быть компенсирована относительно высокой мощностью насоса, необходимой для цикла обратной промывки через дисковый фильтр. Кроме того, фильтрующий диск является расходуемым элементом и подлежит частой замене. Тем не менее, дисковый фильтр по-прежнему является приемлемым выбором для фильтрации боковым потоком.
Примечание: Система механической фильтрации не может использоваться отдельно. В дополнение к фильтрации необходимо также проводить очистку воды, чтобы обеспечить высокое качество воды.
Анализ удаления частиц
Очень важно знать размер твердых частиц загрязняющих веществ в системе, и необходимо различать размер частиц и их количество. Следует пояснить, что даже при удалении большого количества частиц будет неэффективно проектировать систему фильтрации для удаления менее 1% от общего объема частиц. Очевидно, что понимание конкретных характеристик местоположения перекачиваемой воды имеет важное значение для определения соответствующего оборудования, сепаратора или фильтра, которые будут использоваться в системе фильтрации.
Поэтому, когда размер частиц, обнаруженных в аналитической системе, велик, важно знать общий объем частиц, подлежащих удалению, а не общее количество частиц. При механической фильтрации меньший процент крупных частиц (от 10 до 75 микрон) вызывает большее беспокойство, чем больший процент мелких частиц (5 микрон или менее). Даже ассоциация качества воды, американский орган по стандартизации питьевой воды, признала, что любой загрязнитель размером менее 5 микрон чаще всего идентифицируется как бактерия, которая не может быть отфильтрована, но удаляется путем дезинфекции.
В таблице 1 ниже приведен пример сравнения и допущения, в котором выборка составляет 1 триллион частиц и показаны части выборки нескольких размеров. Можно видеть, что если только 15% от общего количества частиц имеют размер более 10 микрон, то 15% частиц будут составлять более 99% от общего объема. В реальном контуре подачи охлаждающей воды это число может быть во много раз больше, но относительная пропорция по-прежнему эффективна и важна, учитывая, какой загрязнитель вызывает наибольшую озабоченность. Этот пример показывает, что даже относительно небольшое количество частиц размером 10-75 микрон может представлять собой большой общий объем частиц. Этот факт следует принимать во внимание при определении частиц, которые могут образовывать поры в засоряющемся теплообменнике, заглушать форсунки или скапливаться в насадке оборудования, поддоне или выносном отстойнике.
| Size of Particle | Quantity of Particle | Total Volume |
|---|---|---|
| 0.45microns | 212.5billion particles | 0.006 cubic inches |
| 1micron | 212.5billion particles | 0.007 cubic inches |
| 3 microns | 212.5billion particles | 0.190cubic inches |
| 5microns | 212.5billion particles | 0.890 cubic inches |
| Sub-total: | 850 billion particles | 1.088 cubic inches |
| 10 microns | 37.5billion particles | 1.3cubic inches |
| 25microns | 37.5billion particles | 18.5cubic inches |
| 50 microns | 37.5billion particles | 150.1 cubic inches |
| 75microns | 37.5billion particles | 504.1cubic inches |
| Sub-total: | 150 billion particles | 674.0 cubic inches |
Таблица 1.Соотношение размера частиц к объему для образца частиц
В дополнение к размеру удаляемых частиц существуют и другие экономические и конструктивные факторы, связанные с выбором правильного фильтрующего оборудования. Эти факторы обычно влияют на решение о покупке оборудования в зависимости от ситуации. Экономическими факторами являются стоимость запасных частей, требования к техническому обслуживанию, требования к площади и обучению персонала. Конструктивные факторы включают размер удаляемых частиц и диапазон расхода фильтрующего оборудования, допустимый уровень потери давления и жидкости. Эти экономические и конструктивные факторы сильно различаются, и для любого конкретного применения градирни они сильно различаются. Влияют ли какие-либо факторы на решение о покупке, зависит от приложения.
Вывод
Как упоминалось ранее, высокое качество воды может быть достигнуто только за счет использования правильно спроектированных систем механической фильтрации и профессиональных процедур очистки воды. Определение правильного оборудования и метода фильтрации является ключевой частью проектирования эффективной системы механической фильтрации. Правильная фильтрация может снизить потребление энергии, улучшить химические свойства, сократить необходимое техническое обслуживание, повысить производительность машины и ограничить рост бактерий. Правильные процедуры очистки воды могут улучшить работу системы и сэкономить затраты. Определение типа используемого фильтрующего оборудования зависит от области применения и экономических потребностей покупателя.