Onderhoudshandleiding koelwatersysteem: dosering van biocide, analyse van corrosiecoupons en optimalisering van zuivering

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

1. Reikwijdte en doel

Deze handleiding behandelt kritische onderhoudsprocedures voor open circulerende koelwatersystemen die worden gebruikt in industriële omgevingen, waaronder de automobiel-, chemische, voedsel- en energie-industrie. Het doel is om biofouling te voorkomen, corrosie te minimaliseren en de efficiëntie van het watergebruik te optimaliseren door spuicontrole. De juiste toepassing van deze procedures is verplicht om de betrouwbare werking van de apparatuur te garanderen, de levensduur ervan te verlengen en de efficiëntie van de warmte-uitwisseling te behouden. Onderhoud moet regelmatig worden uitgevoerd volgens het schema, maar ook wanneer afwijkingen in de waterparameters worden gedetecteerd.

2. Voorzorgsmaatregelen

LET OP: Werken met chemicaliën en systemen onder druk vereist strikte naleving van veiligheidsregels. Als u dit niet doet, kan dit leiden tot ernstig persoonlijk letsel of schade aan de apparatuur.

PERSOONLIJKE BESCHERMING: Zorg ervoor dat u een veiligheidsbril, chemisch bestendige handschoenen (bijv. nitril of neopreen), beschermende kleding en, indien nodig, ademhalingsbescherming draagt ​​volgens de veiligheidsinformatiebladen (MSDS) voor alle reagentia.

LOCKOUT/TAGOUT: Voordat u aan pompen, kleppen of elektrische componenten van het koelwatersysteem gaat werken, moet u ervoor zorgen dat de energiebronnen geïsoleerd en vergrendeld/tagout zijn in overeenstemming met de veiligheidsprocedures van het bedrijf (DSTU EN 1037:2004).

CHEMISCHE VEILIGHEID: Voeg chemicaliën altijd langzaam en voorzichtig toe om spatten te voorkomen. Zorg ervoor dat er nooddouches en oogspoelstations bij de hand zijn. Bewaar chemicaliën volgens de aanbevelingen van de fabrikant, uit de buurt van onverenigbare materialen.

3. Benodigde gereedschappen en materialen

Naam van het gereedschap/materiaal Specificatie Hoeveelheid
Doseerpomp voor biociden Geschikte prestaties (bijv. 1-10 l/u) en druk (tot 10 bar), chemisch bestendige materialen 1
Bijtende kortingsbonnen Geschikt materiaal (bijv. zacht staal (SAE 1010), koper, messing); nauwkeurig gewogen, gecertificeerd (ISO 10002) 6-12 stuks/jaar (voor rotatie)
Houder corrosiebonnen (rek) Voor het installeren van 3-6 coupons, chemisch bestendig 1-2
Kit voor titratie Om de concentratie van remmers, alkaliteit, hardheid, chloor te bepalen 1
pH-meter Bereik 0-14 pH, nauwkeurigheid ±0,02 pH, gekalibreerd 1
Geleidermeter Bereik 0-20 mS/cm, nauwkeurigheid ±1% van volledige schaal, gekalibreerd 1
Thermometer Bereik 0-100 °C, nauwkeurigheid ±0,5 °C 1
Draagbare microbiologische test (dompelglaasjes) Voor het totale aantal bacteriën en schimmels 1 verpakking (10 st.)
Flowmeter (handmatig) Maatcilinder (1000 ml) en stopwatch 1
Weegschaal is analytisch Nauwkeurigheid tot 0,0001 g (voor weegbonnen) 1 (laboratorium)
Gedestilleerd water Voor het reinigen en kalibreren van coupons 5 liter
Gespecialiseerde reagentia voor het reinigen van coupons Volgens ASTM G1 1 set
Sleutels Ingesteld van 8 tot 32 mm 1
Schroevendraaiers Een set van plat en kruisvormig 1
Momentsleutel Bereik 5-50 Nm, gekalibreerd (volgens ISO 6789) 1
Beschermend schort/pak Chemisch stabiel 1
Middelen voor het reinigen Vodden, borstels, emmer Zoals nodig

4. Controlelijst voordat u met onderhoud begint

Item Verificatie Acceptatie-/afwijzingscriteria Opmerkingen
Chemische samenstelling van water Verzamel watermonsters uit het systeem en voer een snelle analyse uit (pH, geleidbaarheid, alkaliteit, hardheid) pH 7,5-8,5; Geleidbaarheid binnen werkcycli van concentratie; Alkaliteit en hardheid binnen de aanbevolen limieten voor remmers Noteer de huidige waarden
Aanwezigheid van biociden en remmers Controleer de chemicaliënniveaus in doseercontainers Voldoende voorraad voor geplande dosering en reserve Zorg voor aanvulling indien nodig
Doseerpompen Visuele inspectie van pompen, pijpleidingen en injectieplaatsen Geen lekkages, corrosie, verstopping, mechanische schade. Pompen werken gelijkmatig. Controleer de prestatie-instellingen van de pompen
Filters Controleer de druk op de filters, visuele inspectie Drukval binnen aanvaardbare grenzen. Geen overmatige vervuiling. Plan indien nodig een reiniging of vervanging
Koeltorens en warmtewisselaars Visuele inspectie op zichtbare biofouling, afzettingen of corrosie Schone oppervlakken, geen slijm, algen, roest Documenteer eventuele afwijkingen
Blazende lijnen Controleer de werking van de ontluchtingskleppen (automatisch en handmatig) Kleppen functioneren vrij, zonder lekkage, volledig open/dicht
Beschermingsmiddelen Controleer de beschikbaarheid en staat van de noodzakelijke PBM’s De PBM zijn in goede staat en niet verlopen

5. Stapsgewijze procedure

5.1. Dosering van biociden

  1. Voorbereiding en dosisberekening:
    • Bepaal het totale volume van het koelwatersysteem (koeltoren, pijpleidingen, warmtewisselaars). Deze informatie is doorgaans beschikbaar in de technische documentatie van het systeem.
    • Bereken de benodigde hoeveelheid biocide voor shockdosering volgens de aanbevelingen van de fabrikant en de huidige staat van het systeem (op basis van microbiologische analyse). Voor anorganische biociden kan dit 50-200 ppm zijn, voor oxidatieve biociden - 1-5 ppm vrij chloor. Fout: het onderschatten van de omvang van het systeem zal leiden tot onvoldoende efficiëntie.
  2. Kalibratie van de doseerpomp:
    • VEILIGHEID: Zorg ervoor dat de doseerpomp spanningsloos en geïsoleerd is als deze moet worden losgekoppeld voor kalibratie. Gebruik PBM's.
    • Sluit de biocidetoevoer naar het systeem af.
    • Sluit een gekalibreerde maatcilinder (bijv. 1000 ml) aan op de uitgangsleiding van de pomp.
    • Start de pomp en meet het volume biocide dat in 1 minuut wordt afgegeven. Als het bijvoorbeeld nodig is om 5 l/uur te doseren, moet het volume in 1 minuut ongeveer 83 ml zijn.
    • Pas de pompinstellingen (pulsfrequentie, slaglengte) aan totdat de gewenste prestatie is bereikt.
    • Fout: het gebruik van een niet-gekalibreerde pomp zal resulteren in overdosering of onderdosering.
  3. Biocide-injectie:
    • Geef biocide-injectie op een punt in het systeem met effectieve beweging (bijv. koeltorenput of aanzuiging van de circulatiepomp).
    • Voor shockdosering: Voeg de berekende hoeveelheid biocide gedurende een korte periode (bijv. 15-30 minuten) toe volgens een schema (bijv. één keer per week of twee keer per week).
    • Voor continu doseren (indien van toepassing): Stel de pomp in op een constant lage dosering.
    • Visuele indicator: uniforme oplossing van het biocide in water.
  4. Bewaking van de effectiviteit:
    • Neem na 12-24 uur na de dosering een watermonster en voer een microbiologische analyse uit met behulp van teststrips (dompelglaasjes).
    • Een acceptabel resultaat: een significante vermindering van het aantal kolonies (minder dan 104 CFU/ml).
    • Fout: door een gebrek aan monitoring na de dosering kan de effectiviteit niet worden beoordeeld.

5.2. Analyse van corrosiecoupons

  1. Installatie van corrosiecoupons:
    • VEILIGHEID: Gebruik PBM's. Zorg ervoor dat het koelwatersysteem normaal werkt.
    • Kies een representatieve plaats om de couponhouder te installeren waar de waterstroomsnelheid 0,5-1,5 m/s is. Meestal is dit een zijstroom (bypass) of een gedeelte van de leiding na de pomp.
    • Plaats de vooraf gewogen, gereinigde en geïdentificeerde corrosiecoupons voorzichtig in de houder. Bevestig ze zo dat ze elkaar en de wanden van de houder niet raken.
    • Noteer de installatiedatum, couponidentificatienummers en het initiële gewicht (tot op 0,0001 g nauwkeurig).
    • Bug: het verkeerd plaatsen van kortingsbonnen of het beschadigen ervan tijdens de installatie zal de resultaten vertekenen.
  2. Blootstelling:
    • Laat de coupons in het systeem staan gedurende de standaard blootstellingsperiode aanbevolen door de fabrikant of volgens interne procedures (meestal 30, 60 of 90 dagen).
  3. Extractie en reiniging van coupons:
    • Aan het einde van de blootstellingsperiode VEILIGHEID: isoleer het coupongebied opnieuw, ontlast de druk en laat het water weglopen. Gebruik PBM's.
    • Verwijder de coupons voorzichtig uit de houder en vermijd mechanische schade.
    • Reinig de coupons van afzettingen en corrosieproducten volgens ASTM G1 (bijvoorbeeld met een chemische oplossing om corrosieproducten te verwijderen zonder het basismetaal aan te tasten).
    • Spoel de coupons na het reinigen grondig af met gedestilleerd water, droog ze en plaats ze in een exsiccator.
    • Fout: Agressieve mechanische reiniging of onvolledige verwijdering van corrosieproducten zal tot valse resultaten leiden.
  4. Herwegen en berekenen:
    • Weeg elke coupon opnieuw tot op 0,0001 g nauwkeurig.
    • Bereken het massaverlies voor elke coupon.
    • Bereken met behulp van de formule de corrosiesnelheid in MPY (mils per jaar) of mm/jaar:
    • Corrosiesnelheid (MPY) = (beginmassa - eindmassa) × 22300 / (oppervlak × dichtheid × tijd)
    • Waar: Oppervlakte – couponoppervlak (inch2), Dichtheid – couponmetaaldichtheid (g/cm3), Tijd – blootstellingstijd (dagen).
    • Aanvaardbare waarden: voor zacht staal moet de corrosiesnelheid minder dan 3 MPY (0,076 mm/jaar) zijn; voor koperlegeringen – minder dan 0,5 MPY (0,013 mm/jaar).
    • Documenteer alle resultaten. Fout: rekenfouten of gebruik van onjuiste meeteenheden.

5.3. Optimalisatie van de spui

  1. Bewaking van waterparameters:
    • Meet regelmatig de geleidbaarheid (µS/cm), de totale hoeveelheid opgeloste vaste stoffen (TDS, ppm), de pH en de temperatuur (°C) van koelwater en suppletiewater.
    • Noteer deze waarden.
  2. Berekening van concentratiecycli (CC):
    • Concentratiecycli (CC) = Geleidbaarheidkoelwater / Geleidbaarheidvoedingswater.
    • Doel-CC's zijn afhankelijk van de kwaliteit van het voedingswater en het type remmers dat wordt gebruikt (doorgaans 3-6 voor open systemen).
    • Fout: negeren van de kwaliteit van het voedingswater bij het berekenen van de CC.
  3. Instellingen voor automatische spoeling:
    • Als het systeem is uitgerust met een automatische spoelregelaar, stel dan de gewenste bovenste geleidbaarheidslimiet in (bijv. 2000-3000 µS/cm voor een CC=5-systeem met 400 µS/cm voedingswater).
    • Controleer de werking van de spoelmagneetklep en de geleidbaarheidssensor.
    • Visuele indicator: de ontluchtingsklep gaat open wanneer de geleidbaarheid de ingestelde waarde bereikt en sluit wanneer deze daalt.
  4. Handmatig purgeren (bij afwezigheid van automatisering):
    • VEILIGHEID: Houd tijdens het handmatig purgeren altijd het waterniveau in de koeltoren in de gaten om uitdrogen van de pompen te voorkomen.
    • Bereken het vereiste spoelvolume om de CC te behouden. Als CC = 4 bijvoorbeeld, moet 25% van het verdampingsvolume worden gezuiverd.
    • Open de handmatige ontluchtingsklep gedurende de ingestelde tijd of totdat het gewenste geleidbaarheidsniveau is bereikt.
    • Nadat het zuiveren is voltooid, sluit u de klep en controleert u de waterparameters.
    • Fout: overmatig spoelen leidt tot overmatig verbruik van water en chemicaliën; onvoldoende - tot de ophoping van zouten en corrosie.
  5. Controleren en aanpassen:
    • Bewaak gedurende enkele dagen na het instellen van de spoeling de geleidbaarheid van het systeem en de voedingswaterstroom.
    • Pas indien nodig de spoelinstellingen aan om stabiele CC's te behouden en waterverspilling te minimaliseren.

6. Controlelijst voor verificatie na gebruik

Test/controle Verwacht resultaat Werkelijk resultaat Geslaagd/mislukt
Biocideniveau in het systeem Naleving van de aanbevolen concentratie (door teststrips of titratie)
Doseerpomp werking De pomp werkt volgens het vastgestelde schema, zonder lekkages, prestatie volgens kalibratie
pH van het koelwater Binnen 7,5 - 8,5 pH
Geleidbaarheid van koelwater Stabiel, binnen de vastgestelde concentratiecycli (bijvoorbeeld 2000-3000 μS/cm)
Geen lekken Visueel alle aansluitingen, pompen, leidingen gecontroleerd
Visuele inspectie van het systeem Geen nieuwe vervuiling, afzettingen, corrosie in de koeltoren en beschikbare warmtewisselaars
Opnames Alle uitgevoerde werkzaamheden, metingen en resultaten worden gedocumenteerd

7. Gids voor probleemoplossing

Symptoom Waarschijnlijke oorzaak Corrigerende actie
Hoge microbiologische vervuiling (slijm, algen) Onvoldoende dosering biocide; ongelijkmatige verdeling van het biocide; ontwikkeling van resistente stammen; onvoldoende zuivering Verhoog de dosis biocide of de doseringsfrequentie; controleer injectie- en mengpunten; overweeg een alternatief type biocide; voer een schokdesinfectie van het systeem uit; het zuiveren optimaliseren.
Hoge corrosiesnelheid (gebaseerd op couponresultaten) Onvoldoende concentratie corrosieremmers; hoge watergeleiding; lage pH; hoog zuurstofgehalte; biologisch geïnduceerde corrosie (MIC) Verhoog de dosis remmers; optimaliseer de concentratiecycli dankzij meer zuivering; pas de pH aan (als dit door de strategie wordt geboden); controleer de beluchting; geschikte biociden toepassen.
Overmatige vorming van afzettingen (kalkaanslag) Overmatig hoge concentratiecycli; onvoldoende dosering dispergeermiddelen/antiscalers; hoge hardheid van het voedingswater Verhoog het zuiveren om CC te verminderen; controleer en pas de dosering van dispergeermiddelen aan; overweeg een voorbehandeling van het voedingswater (ontharding).
Hoog voedingswaterverbruik Overmatig spoelen; lekkages in het systeem; ongecontroleerde overstroming van water Optimaliseer de zuiveringsinstellingen (verminderen); detecteren en elimineren van lekken in pijpleidingen, kleppen, warmtewisselaars; controleer het waterniveau in het koeltorenzwembad.
Onstabiele pH van water Onregelmatig zuiveren; schommelingen in de kwaliteit van het voedingswater; onvoldoende alkaliteit; biologische activiteit Optimaliseer het zuiveren; om de kwaliteit van het voedingswater te stabiliseren; pas de dosering van pH-regelaars aan (indien gebruikt); controle van de microbiologische activiteit.

8. Aanbevolen onderhoudsschema

Taak Frequentie Geschatte duur Kwalificatieniveau
Visuele inspectie van het koelsysteem Elke dag 15 minuten Exploitant/Technicus
Dosering biociden controleren en aanpassen (dip slides) Elke week 30 min Technicus
Meting van pH, geleidbaarheid, temperatuur 3 keer per week 15 minuten Exploitant/Technicus
Uitgebreide chemische analyse van water (getitreerde tests) Elke maand 1-2 uur Chemicus/ervaren technicus
Vervanging en analyse van corrosiecoupons Driemaandelijks (elke 90 dagen) 2-4 uur (zonder laboratoriumanalyse) Ervaren technicus
Kalibratie van doseerpompen Ieder kwartaal 1-2 uur/pomp Technicus
Reinigen/inspecteren koeltorenzwembad en vullen Jaarlijks of indien nodig 1-2 werkdagen Een team van technici
Kalibratie van sensoren (pH, geleidbaarheid) Jaarlijks of indien nodig 1 uur/voeler Ingenieur van KVPiA

9. Lijst met reserveonderdelen

Beschrijving van het onderdeel Typische specificatie Categorie UNITEC
Peristaltische doseerpomp Productiviteit 0,1-10 l/u, druk tot 8 bar, PP/PVDF-behuizing Pompen
Membranen voor doseerpompen Materiaal PTFE/EPDM, voor specifiek pompmodel Componenten voor pompen
pH-sensor Gecombineerd, bereik 0-14 pH, temperatuur 0-80°C, aansluiting PG13.5 Sensoren
Geleidbaarheidssensor Bereik 0-20 mS/cm, celconstante K=1,0, lichaamsmateriaal PP/PVDF Sensoren
Kalibratieoplossingen voor de pH-meter pH 4,01, 7,00, 10,01 Verbruiksartikelen
Kalibratieoplossingen voor de conductometer 1413 μS/cm, 12,88 mS/cm Verbruiksartikelen
Bijtende kortingsbonnen Zacht staal (SAE 1010), koper, messing; afmetingen 76,2 x 25,4 x 3,2 mm Verbruiksartikelen
Houder van corrosiebonnen PVC, voor 3-6 coupons, 3/4" NPT-aansluiting Accessoires
Elektromagnetische klep DN25, normaal gesloten, 24V DC, materiaal messing/roestvrij staal. staal Kleppen
Gaas-/patroonfilters Geschikte microngrootte (bijv. 50-100 µm), materiaal roestvrij staal/polypropyleen Filters
Pijpleidingen en fittingen PVC, PE, RVS, geschikte diameters Pijpleidingen

Bezoek de UNITEC-D e-catalogus om reserveonderdelen te bestellen en het volledige productassortiment te bekijken.

10. Koppelingen

  • DSTU EN 1037:2004 Veiligheid van machines. Voorkomen van onverwachte start.
  • ISO 10002:2018 Kwaliteitsmanagement. Consumententevredenheid. Richtlijnen voor het werken met klachten in organisaties.
  • ASTM G1-03(2017) Standaardpraktijk voor het voorbereiden, reinigen en evalueren van corrosietestmonsters.
  • EN 806-2:2005 Technische voorwaarden voor drinkwatervoorzieningssystemen voor gebouwen. Deel 2: Ontwerp.
  • Aanbevelingen van de fabrikant van het koelwatersysteem (OEM-documentatie).
  • Veiligheidsinformatiebladen van chemische reagentia (MSDS/SDS).

Related Articles