냉각수 시스템의 스케일링 및 부식을 위한 화학물질을 선택하는 방법

스케일링과 부식이 냉각수 시스템에 대한 가장 큰 두 가지 위협인 이유

산업용 냉각수 시스템에서 스케일링 및 부식은 단순한 유지 관리 문제가 아니라 생산 중단 시간, 장비 고장 및 운영 비용 상승의 직접적인 원인입니다. 스케일 침전물은 열 전달 표면에서 단열재 역할을 합니다. 1mm 탄산칼슘 스케일 층으로 인해 열 교환 효율이 최대 10% 감소할 수 있습니다. , 장비가 더 열심히 작동하고 더 많은 에너지를 소비하게 됩니다. 반면에 부식은 금속 파이프, 열교환기 및 냉각탑의 성능을 조용히 저하시켜 누출 및 예상치 못한 가동 중단을 초래하며 사고당 수만 달러의 비용이 발생할 수 있습니다.

두 문제 모두 관리되지 않는 물 화학이라는 동일한 근본 원인을 공유합니다. 물이 순환하고 증발함에 따라 용해된 미네랄이 농축되고 pH가 이동하며 미생물 활동이 오염을 가속화합니다. 표적화된 화학 처리 프로그램이 없으면 발전소, 제철소, 석유화학 시설, 제약 공장 등 모든 산업용 냉각 시스템이 동일한 피해를 입을 수 있습니다.

좋은 소식은 스케일링과 부식 모두 고도로 제어 가능하다는 것입니다. 그러나 제어를 위해서는 특정 시스템에 적합한 화학 물질을 선택해야 하며, 그러한 결정은 모든 경우에 적용되는 것과는 거리가 멀습니다.

다양한 유형의 스케일 및 부식 억제제 이해

효과적인 화학 처리는 각 제품 클래스의 기능과 적합한 위치를 이해하는 것부터 시작됩니다. 산업용 순환 냉각수 시스템에 사용되는 주요 범주는 다음과 같습니다.

스케일 억제제 및 분산제

스케일 억제제는 금속 표면의 광물 침전물(주로 탄산칼슘, 황산칼슘, 실리카)의 결정 성장을 방해하는 방식으로 작동합니다. 분산제는 부유 입자가 뭉쳐서 단단한 침전물로 침전되는 것을 방지합니다. 많은 시스템에서는 두 가지 메커니즘을 동시에 처리하기 위해 스케일 억제제와 분산제를 함께 사용합니다. 순환수 처리의 일반적인 투여량은 다음과 같습니다. 15~40ppm 지속적으로 첨가하지만 항상 실제 수질 분석을 기준으로 보정해야 합니다.

부식 억제제

부식 억제제는 금속 표면에 보호막을 형성하여 재료 품질 저하를 유발하는 전기화학 반응을 감소시킵니다. 조성은 시스템에 존재하는 금속에 따라 크게 다릅니다. 탄소강, 구리 합금 및 스테인레스강은 각각 억제제 화학에 다르게 반응합니다. 복용량은 일반적으로 5~15ppm 지속적인 공급으로 시스템의 수질 매개변수에 따라 조정됩니다.

부식 및 스케일 억제제 결합

대부분의 개방형 재순환 시스템의 경우 부식과 스케일링을 동시에 해결하는 다기능 제품이 가장 실용적이고 비용 효율적인 솔루션입니다. 이러한 제품은 단순화된 화학물질 관리가 우선시되거나 여러 투여 지점을 위한 공간이 제한된 시스템에 특히 적합합니다.

폐쇄 루프 부식 억제제

보조 냉각 회로 또는 HVAC 냉각기 루프에 사용되는 것과 같은 폐쇄 루프 시스템에는 전용 부식 억제제 제제가 필요합니다. 블로우다운이 없고 물이 지속적으로 재순환되기 때문에 억제제 농도는 일반적으로 다음 범위에서 주의 깊게 유지되어야 합니다. 30~100ppm , 시스템 손실을 보상하기 위해서만 보충됩니다.

인이 없는 것과 인이 적은 것: 규제와 수질에 따른 결정

역사적으로 인산염 기반 부식 및 스케일 억제제는 입증된 성능과 상대적으로 저렴한 비용으로 인해 시장을 지배했습니다. 그러나 환경 배출 규제, 특히 폐수 내 총인에 대한 제한이 강화되면서 많은 산업 분야의 선택 기준이 근본적으로 바뀌었습니다.

오늘날 무인 억제제와 저인 억제제 사이의 선택은 시스템 설계에서 가장 중요한 결정 중 하나입니다. 직접적인 비교는 다음과 같습니다.

무인 제제로의 전환은 산업 전반에 걸쳐 가속화되고 있습니다. 귀하의 시설이 엄격한 폐수 인 제한에 따라 운영되거나 환경적으로 민감한 지역에 위치한 경우 인이 없는 부식 및 스케일 억제제 더 이상 선택 사항이 아니며 기본 요구 사항입니다. 유연성이 더 높은 시스템의 경우 인 함량이 낮은 제제가 여전히 실행 가능하고 비용 경쟁력이 있는 선택입니다.

올바른 화학물질 선택을 결정하는 4가지 핵심 요소

어떤 화학 프로그램도 그것이 보호하는 시스템과 분리되어 설계될 수 없습니다. 치료 접근법을 마무리하기 전에 다음 네 가지 요소를 평가해야 합니다.

1. 수질분석

이것이 타협할 수 없는 출발점이다. 보충수와 순환수의 경도, 알칼리도, 염화물 함량, 황산염 수준, pH 및 총 용존 고형물은 시스템의 스케일링 경향과 부식 위험을 직접적으로 결정합니다. LSI(랑젤리에 포화 지수) 또는 RSI(Ryznar 안정성 지수) 탄산칼슘 확장 가능성을 정량화하는 데 일반적으로 사용되며 화학 물질을 구입하기 전에 억제제 선택 및 복용량을 알려야 합니다.

2. 시스템 야금학

열교환기, 파이프, 냉각탑의 금속은 모두 동일하지 않습니다. 탄소강, 아연도금강, 구리 및 백동합금은 각각 서로 다른 부식 메커니즘을 가지며 억제제 화학에 서로 다르게 반응합니다. 강철 시스템에 최적화된 제제는 구리 구성 요소와 호환되지 않아 부식이 감소되기보다는 가속화될 수 있습니다. 부식 억제제를 선택하기 전에 항상 전체 습식 회로의 금속성을 확인하십시오.

3. 집중의 순환

개방형 재순환 시스템에서 물이 증발함에 따라 용해된 미네랄이 농축됩니다. 보충수에 비해 농축되는 횟수를 농축주기(CoC)라고 합니다. CoC가 높을수록 물 효율성은 높아지지만 스케일링 및 부식 위험이 높아집니다. 제품 선택과 투여량 모두 화학 프로그램은 시스템의 목표 CoC를 중심으로 설계되어야 하며, 이는 일반적으로 산업 응용 분야에서 3~6 범위입니다.

4. 환경 배출 요건

냉각 시스템의 블로우다운은 대부분의 관할권에서 규제됩니다. 인 제한, 중금속 제한 및 COD(화학적 산소 요구량) 표준은 모두 합법적으로 사용할 수 있는 화학 제제를 제한합니다. 규정 준수 위험과 잠재적인 처벌을 방지하려면 처리 프로그램을 선택하기 전에 현지 배출 규정을 이해하는 것이 필수적입니다.

투여 방법: 연속 투여와 충격 투여

제품 선택 외에도 화학물질 첨가 방법은 처리 효율성과 운영 비용에 상당한 영향을 미칩니다.

지속적인 투여 부식억제제, 스케일억제제, 분산제 등에 사용됩니다. 이러한 제품은 일관된 보호 기능을 제공하기 위해 항상 순환수의 안정적인 잔류 농도를 유지해야 합니다. 보충수 흐름에 비례하는 속도로 공급되도록 보정된 정량 펌프가 표준 접근 방식입니다.

충격량 투여 산화 유형(예: 활성 브롬)과 비산화 유형을 모두 포함하는 살생물제 및 조류 제거제에 대한 표준 방법입니다. 간헐적인 고농도 투여는 시간이 지남에 따라 저항성을 촉진할 수 있는 낮은 연속 첨가보다 미생물 개체군을 제어하는 ​​데 더 효과적입니다. 일반적인 프로그램은 비산화제를 첨가하여 적응 저항을 방지하기 위해 산화성 살생물제와 비산화성 살생물제를 번갈아 사용합니다. 50~100mg/L에서 월 1~2회 .

기존 생물막이나 심한 오염이 발생한 시스템의 경우 일상적인 처리 프로그램이 완전한 효과를 발휘하기 전에 첫 번째 단계로 박리제가 필요할 수 있습니다. 우리의 무산화 살균 박리제 정기적인 유지 관리 투여가 재개되기 전에 순환수 시스템에 형성된 생물막을 분해하고 제거하도록 특별히 고안되었습니다.

산업별 고려 사항: 하나의 시스템이 모든 것에 적합하지는 않습니다

스케일링 및 부식 제어의 일반 원칙은 산업 전반에 걸쳐 적용되지만, 각 부문의 특정 요구 사항에 따라 처리 방식이 크게 달라집니다.

• 발전소 1,000MW급을 포함한 대용량 장치를 운영하려면 순환하는 물의 양이 매우 많아 안정적인 물 화학을 유지할 수 있는 처리 프로그램이 필요합니다. 이 경우 작은 스케일링도 열 효율과 터빈 성능에 큰 영향을 미칩니다.
• 철강 및 야금 시설 높은 수준의 철분과 부유 물질을 함유한 높은 열 부하와 물을 처리해야 하므로 분산제 선택과 블로우다운 관리가 특히 중요합니다.
• 석유화학 및 화학 플랜트 공정 탄화수소와 접촉하는 냉각수가 있을 수 있으므로 내유성을 갖춘 억제제와 물의 유기 오염을 설명하는 프로그램이 필요할 수 있습니다.
• 제약 및 식품 등급 시설 특히 냉각수가 제품 흐름과 간접적으로 접촉하거나 규제 승인이 필요한 경우 살생물제 사용에 대한 엄격한 제약이 있습니다.
• 폐기물 소각 및 제지 공장 높은 수준의 염화물 또는 유기 오염물을 함유할 수 있는 냉각수를 사용하여 일반적인 산업 기준을 넘어 부식과 생물 오염을 가속화합니다.

전체 개요를 보려면 산업용 순환 냉각수 처리 화학물질 스케일 방지제, 부식 방지제, 살생물제, 분산제, 소포제 등 이러한 산업에 적합한 당사의 제품 범위는 표준 및 매우 까다로운 물 조건의 요구 사항을 모두 충족하도록 설계된 10개 시리즈에 걸쳐 100개 이상의 제제를 포괄합니다.

화학물질 그 이상을 제공하는 공급업체와 협력

올바른 화학물질을 선택하는 것은 방정식의 절반에 불과합니다. 나머지 절반은 수질 테스트, 현장 복용량 확인, 계절에 따라 물 상태가 변하거나 시스템 매개변수가 발전함에 따라 처리를 조정하는 능력 등 프로그램을 올바르게 구현하기 위한 기술 지원을 받고 있습니다.

여기서 화학물질 유통업체와 기술 서비스 파트너의 차이가 분명해집니다. 단순히 판매에 그치지 않고 냉각수 시스템을 운영하고 최적화한 직접적인 경험이 있는 공급업체는 관계에 근본적으로 다른 수준의 책임을 부여합니다. 이상으로 30년의 경험 전력, 철강, 화학 부문에 걸쳐 200개 이상의 냉각수 시스템을 운영하는 활성 포트폴리오를 보유하고 있는 당사는 선택적인 추가 기능이 아닌 핵심 부분으로 기술 서비스를 제공합니다.

새로운 시스템에 대한 처리 옵션을 평가하거나, 기존 시스템의 성능 문제를 해결하거나, 인산염 기반 프로그램에서 인이 없거나 저인 대안으로 전환하려는 경우, 수질 평가와 시스템의 특정 조건에 맞는 명확한 제품 권장 사항 세트부터 시작하여 효과적인 프로그램을 구축하는 데 도움을 드릴 수 있습니다.