Praktisches Handbuch zur Wartung von Kühlsystemen: Dosierung von Biociden, Korrosionsprobenanalyse und Optimierung der Entlüftung

Technical analysis: Cooling water treatment: biocide dosing, corrosion coupon analysis, and blowdown optimization

Praktisches Handbuch zur Wartung von Kühlsystemen: Dosierung von Biociden, Korrosionsprobenanalyse und Optimierung der Entlüftung

1. Anwendungsbereich und Verwendungszweck

Dieses technische Handbuch umfasst Verfahren zur Wartung geschlossener und offener Kreislaufkühlsysteme industrieller Betriebe gemäß den Standards ISO 9001, EN 13445 und DSTU B V.2.5-35:2007. Es ist für Ingenieure der Zuverlässigkeit, Mechaniker und Wasserbereitstellungstechniker bestimmt, die für die Verhütung von Korrosion, Ablagerung und biologischer Verkrustung auf Wärmeaustauschgeräten (Kochkesselwärmeaustauscher, Kühltürme, Kondensatoren) verantwortlich sind.

Die Wartung wird bei geplanten technischen Wartungen (wöchentlich, monatlich und quartalsweise) sowie außerplanmäßig durchgeführt, wenn der Wärmeübergangskoeffizient um mehr als 15% abnimmt oder der Druckabfall am Wärmeaustauscher über 0,8 Bar ansteigt.

2. Sicherheitsmaßnahmen

WARNGEFAHREN!
  • Chemische Gefahr: Biocidien und Korrosionsinhibitoren sind toxisch und reizend. Verwenden Sie unbedingt säurebeständige Gummihandschuhe, Gummidämpfe (Nitril oder Neopren), Schutzbrille und Vollgesichtsschutz gemäß EN 166.
  • Blockierung/Markierung (LOTO): Vor jeder Arbeit an Dosierpumpen, Leitungen zur Druckluftbehandlung oder dem Entfernen von Korrosionsproben muss der Stromversorgung der Elektromotoren abgeschaltet werden, die Schutzzuordnung geschlossen werden sowie Schilder „Nicht einschalten. Menschen arbeiten“ (Standard ISO 3864) angebracht werden.
  • Druckspeicherung: Vor dem Entfernen von Probennahmesystemen oder Montagezentren senken Sie den Druck im System auf 0 bar und prüfen Sie mithilfe des Manometers die Abwesenheit eines Restdrucks.

3. Erforderliche Werkzeuge und Materialien

Name des Werkzeugs / MaterialsTechnische SpezifikationAnzahl
Digitaler Photokolorimeter / pH-MessgerätpH-Bereich 0–14, Genauigkeit ±0,011 Stück
LaboratorienwaagenGenauigkeit der Waage bis 0,1 mg1 Stück
Dynamometer-SchlüsselDrehmomentbereich 10–50 Nm1 Stück
Kombinierter Schlüssel-SatzMaße 10–32 mm1 Satz
Digitaler MultimeterCAT III 600V (für die Prüfung von Dosierspulenpumpen)1 Stück
Teflonband (Viton)Dicke 0.1 mm, Breite 12 mm2 Rollos
KorrosionskupplungenStahl St.3 / Edelstahl 1.4404 / KupferlegierungNach der Anzahl der Punkte
Individuelle SchutzmittelGOST EN 166, DSTU EN 374Komplettset

4. Checkliste vor der Durchführung der technischen Wartung

PrüfelementWas prüfenAnnahmekriterium / AusschusskriteriumHinweise
DosierpumpenIntegrität der Membranen, keine LeckageFehlen von Chemikalienpartikeln, Druck in der Leitung 3,5 - 5,0 BarPrüfen der Dichtheit von PVC-Rohrverbindungen
pH- und Leitfähigkeits-SensorenKalibrierung und Reinigung des GlasesKalibrierfehler weniger als 2 %. Keine AblagerungenBufferlösungen pH 4.01, 7.01 verwenden
KorrosionskupplungIntegrität der Dichtungen, Zustand des HalteringsFehlen von Korrosion an der Schraubverbindung, Vorhandensein von Teflon-DichtungenDer Schraubmoment der Flansche beträgt nicht mehr als 25 Nm
EntlüftungsventilEignung des Elektroantriebs/PneumantriebsÖffnungs-/Schließzeit weniger als 5 Sekunden, Dichtheit im geschlossenen ZustandSignal vom Konduktometer prüfen

5. Schritt-für-Schritt-Wartungsprozedur

  1. Systemvorbereitung und Dosiergeräte
    1. Geben Sie die Biocid- und Inhibitor-Dosierpumpen in den Manuellen Modus (Manual) am Steuerungspult (PLC) um.
    2. Führen Sie eine Durchblasung der Saugleitung des Dosierers durch, um Luftansammlungen zu entfernen. Der Betriebsdruck in der Reagenzienlieferleitung muss 4,0 ± 0,5 bar betragen.
    3. Typischer Fehler: Der Betrieb der Dosierung bei geschlossenem Ausgangsventil führt zu einem Wasserhammer und zum Riss der Membran des Dosierpumpen.
  2. Kontrolle und Optimierung der Dosierung von Biociden
    1. Wählen Sie eine Wasserprobe an der Stelle nach dem Kühler für die Analyse des allgemeinen Mikroorganismenzahl (AMZ) und der Anwesenheit von Sulfatreduzierenden Bakterien (SRB).
    2. Gemäß den Ergebnissen der Analyse, korrigieren Sie die Dosierung des shockbiocides. Die Konzentration des freien aktiven Chlor oder der Isothiazolinone in dem System muss auf einen Wert von 0,5 - 1,5 mg/l für 4 Stunden gehalten werden.
    3. Prüfen Sie die Funktion des zyklischen Dosierungstellers (empfohlene Frequenz: 2 Mal pro Woche für offene Systeme).
  3. Demontage und Analyse von Korrosionsproben
    1. Schließen Sie die Sperrventile auf der Bypassleitung des Korrosionsprobenstandes. Entleeren Sie den verbliebenen Druck vollständig über den Ablassventil.
    2. Entfernen Sie den Kuponschwenkhebel mit einem kombinierten 19-mm-Schlüssel. Fixieren Sie den Drehmomentwert.
    3. Entfernen Sie die Coupons, spülen Sie sie mit destilliertem Wasser, trocknen Sie sie mit Filterpapier und verpacken Sie sie in Vakuumbeutel mit Silikagel für weiteres Wiegen auf Laborwaagen mit einer Genauigkeit von 0,1 mg.
    4. Berechnen Sie die Korrosionsgeschwindigkeit ($CR$) mit der Formel: $CR = (87.6 \times W) / (D \times A \times T)$, wobei $W$ die Masseverlust (mg), $D$ die Dichte des Metalls (g/cm³), $A$ die Oberflächenfläche (cm²) und $T$ die Expositionszeit (Std) ist. Die zulässige Korrosionsgeschwindigkeit für Stahl: weniger als 0.1 mm/Jahr.
    5. Typischer Fehler: Berührung der mit Wasser befeuchteten Coupons mit den nackten Händen vor dem Wiegen hinterlässt fettige Spuren, die die Ergebnisse der Massenverlustanalyse verfälschen.
  4. Optimierung und Einstellung der Entlüftungssysteme (Blowdown)
    1. Messung der elektrischen Leitfähigkeit der Kreiswasser mit einem tragbaren Konduktometer. Das maximal zulässige Leitfähigkeitswert (Verdampfungskoeffizient $K = 3 - 4$) beträgt normalerweise 2500 - 3500 µS/cm abhängig von der Qualität der Nahrungswasser.
    2. Programmieren Sie den Durchlüftungscontroller zur Unterstützung des festgelegten Salzgehalts.
    3. Prüfen Sie die Durchflussfähigkeit des Entlüftungsventils. Die Öffnungszeit des Ventils wird anhand der Laboranalyse der Chlorionen ($Cl^-$) eingestellt.
    4. Schrauben Sie die Flanschbolzen der Reinigungsleitung mit einem Drehmomentenschlüssel auf ein Drehmoment von 22 Nm an. Überprüfen Sie visuell auf Undichtigkeiten bei einem Betriebsdruck von 3,0 bar.

6. Checkliste nach Abschluss der Arbeiten

Test / PrüfungErwarteter ErgebnisTatsächlicher ErgebnisStatus (Bestanden / Nicht bestanden)
Dichtigkeitsprüfung von LeitungenFehlen von Wasser- und Chemikalienspuren bei 5,0 Bar
Betrieb der Dosierer im AutomatikmodusSignal vom Durchflussmesser zur Aktivierung der Dosierer
Stabilität der pH-WerteWert des pH-Wertes im Bereich 7,5 - 8,5
VentilationsstufeElektrische Leitfähigkeit unter 3000 µS/cm

7. Suchen und Beheben von Störungen

SymptomMögliche Natur der StörungKorrekturwirkung
Hohe Korrosionsgeschwindigkeit (> 0,12 mm/Jahr)Niedrige Konzentration von Korrosionsinhibitoren oder niedriger pH-Wert (< 7,0)Prüfen Sie die Inhibitorzufuhr, erhöhen Sie die Dosierung der Natronlauge zur Stabilisierung des pH-Werts
Intensives Biobewuchs (Schleim in der Kühltürme)Unzureichende Wirksamkeit des Biocids, BakterienresistenzTyp des Biocid wechseln (Wechsel zwischen oxidierenden und nichtoxidierenden Reagentien), Durchführung einer Schockbiocidbehandlung
Kondensatbildung auf WärmeaustauschernÜberkochung von Wasser, Defekt des EntlüftungsventilsDen Destillationszyklus verkürzen, Leitfähigkeitsensor kalibrieren, Entlüftungsventil entsperren
Der Dosierpumpen nicht dosiert das ReagenzLuftansaugung der Pumpenkopf oder Verstopfung des RücksperrventilsÖffnen Sie den Luftklappen der Deaerationsköpfe, spülen Sie den Rückspulklappen mit schwacher Salzsäurelösung

8. Empfohlener Wartungsplan

AufgabeFrequenzOrientierte DauerQualifikationsniveau
pH-Messung, Leitfähigkeit, RestchlorTäglich15 MinutenInstallationsoperator
Prüfung der Reagenzmengen und der Anwesenheit von SchlammJede Woche30 MinutenServicetechniker
Analyse von Korrosionsproben und Austausch von ReagenzienJeden Monat2 StundenMaschinenbauingenieur
Vollständige Spülung der Anlage und Desinfektion mit einem BiozidAlle 6 Monate8 StundenWartungsteam

9. Ersatzteilverzeichnis

Beschreibung des TeilsTypische SpezifikationKategorie UNITEC
MembrandosierpumpeQ = 10 l/h, P = 10 bar, PVDF/PTFEPumpausrüstung und Spender
Elektromagnetisches MagnetventilDu 25, PN 16, 230 V AC, FKM-DichtungAbsperr- und Regelarmaturen
Leitfähigkeitssensor (Leitfähigkeitsmessgerät)0 - 20.000 μS/cm, Ausgang 4-20 mAKontroll- und Messgeräte (KVP)
Ein Satz KorrosionsgutscheineArt.3 / 1.4404, Größe 75x12,5x1,5 mmVerbrauchsmaterialien für Labore
Rückschlagventil des SpendersPVC-Körper, Hastelloy-FederPipeline-Komponenten

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10. Links

  • ISO 9001: Qualitätsmanagementsysteme. Anforderungen
  • EN 13445: Druckbehälter sind nicht verschweißt.
  • DSTU B V.2.5-35:2007: Wasserversorgung und Kanalisation. Externe Netzwerke und Strukturen.
  • ISO 3864: Grafische Symbole. Sicherheitsfarben und Sicherheitszeichen.
  • Technische OEM-Handbücher für industrielle Kühltürme und Wärmetauscher.

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