W chłodnictwie jednym z podstawowych problemów eksploatacji skraplaczy natryskowo-wyparnych jest zarastanie zewnętrznych powierzchni wymiany ciepła skraplaczy osadami kamienia wodnego, wytrąconego z wody obiegowej chłodzącej rurki skraplacza. Dzieje się to wskutek uzupełniania obiegów wodnych wodą surową nieuzdatnioną bezpośrednio ze studni lub z wodociągu, szczególnie w przypadku gdy twardość wody jest wyższa od 2,8 mval/dm³. 

     Warstwa osadu odpowiedzialna jest za liczne trudności eksploatacyjne całego systemu chłodniczego, a przede wszystkim za:
● wysoką temperaturę skraplania amoniaku,
● wysokie ciśnienie amoniaku w układzie,
● wyższe zużycie energii elektrycznej na pracę wentylatorów, pomp wodnych i sprężarek amoniaku.

     Powyższe trudności prowadzą w konsekwencji do niedoboru czynnika chłodniczego.

Wpływ grubości osadu na pracę skraplacza
     Grubość warstwy kamienia wodnego ma bezpośredni wpływ na pracę skraplacza. Wraz ze wzrostem grubości kamienia wzrastają opory cieplne i ilość odprowadzanego ciepła przez skraplacz maleje, co z kolei objawia się wzrostem temperatury skraplania amoniaku. Współczynnik przewodzenia ciepła kamienia wodnego jest około 25÷40 razy niższy niż analogiczny współczynnik dla stali. Ilość przenikającego ciepła od amoniaku do wody obiegowej zależy od współczynnika przenikania ciepła, powierzchni wymiany ciepła oraz różnicy temperatur amoniaku i wody obiegowej. Współczynnik przenikania ciepła zależy od współczynników wnikania ciepła w ośrodku amoniakalnym i wodnym oraz oporów cieplnych (tabela).

    Z obliczeń wynika, że warstewka kamienia o grubości 0,6 mm powoduje spadek wydajności skraplacza o 25%, natomiast o grubości 1,65 mm spadek wydajności o 50% (rys. 1).
     Wydajność skraplacza można zwiększyć między innymi poprzez obniżenie temp. wody obiegowej lub usunięcie warstwy osadu z rurek. Temperaturę wody obiegowej obniża się (szczególne w upalne dni) przez stałe uzupełnienie jej wodą zimną nieuzdatnioną i niezmiękczoną. Równocześnie woda w sposób ciągły odprowadzana jest z wanny skraplacza przez przelew do ścieków. Taki półotwarty obieg powoduje dodatkowe koszty eksploatacyjne w postaci wyższych opłat za zwiększenie zużycia wody i zwiększone odprowadzanie ścieków. Jednocześnie dopływ wody twardej powoduje wypadanie osadu CaCO₃ na ciepłych rurkach skraplacza, w myśl reakcji:

Chemiczne usuwanie osadów kamienia wodnego
     Osad kamienia wodnego na powierzchni rur skraplacza składa się w zdecydowanej części z węglanu wapnia 90÷98%, tlenków żelaza 0,5÷3,0%, zanieczyszczeń mineralnych (kurz, krzemionka). Możliwość rozpuszczania osadów o podanym składzie w roztworach kwasów, dotychczas, istniała jedynie w warunkach laboratoryjnych. Praktyczne zastosowanie kąpieli kwaśnych do obiegów skraplaczy było niemożliwe ze względu na natychmiastowe zniszczenie korozyjne metali konstrukcyjnych bez zastosowania odpowiednich środków ochronnych w postaci tzw. inhibitorów korozji. Dlatego też został opracowany i opatentowany sposób chemicznego oczyszczania z osadów kamienia skraplaczy; pozwalający bez obaw stosować słabe roztwory kwasu nieorganicznego do chemicznego oczyszczania skraplaczy z osadów kamienia wodnego. W celu zapobieżenia ubytkom korozyjnym rur skraplaczy, a w szczególności powierzchni ocynkowanej zastosowano w kąpieli inhibitory korozji tj. środki zapobiegające korozji metali w środowiskach agresywnych. Rolę inhibitorów pełnią dodawane w ilościach zwykle do 0,5% takie związki chemiczne jak urotropina, tiomocznik, dwufenyloamina, furfurol, IV – rzędowe sole amoniowe. Związki te wraz z kąpielą kwasową wprowadza się do wody obiegowej. Efekt ochronny zastosowanych inhibitorów korozji wynosi dla stali 98% oraz dla stali ocynkowanej 90%. Sposób oczyszczania polega na dozowaniu pod ścisłą kontrolą roztworu kwasu nieorganicznego i organicznego oraz inhibitorów korozji bezpośrednio do obiegu wodnego skraplacza. (...) 

wydanie 11/2007 

CZYTAJ CAŁOŚĆ, ZAMÓW PRENUMERATĘ:

TRADYCYJNĄ                         E-WYDANIE