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Verdades ocultas sobre la filtración de agua del sistema de enfriamiento

Muchos propietarios y operadores de torres de refrigeración y sistemas de refrigeración se sienten muy cómodos con la creencia de que están operando un sistema de agua seguro y efectivo, pero ¿qué tan seguros son realmente?

John Wilson, de Amiad Water Systems UK, analiza algunas de las verdades ocultas.


John Wilson gerente de ventas Reino Unido e Irlanda

Por John Wilson de Amiad Water Systems UK

Por la naturaleza de su acción, los sistemas de refrigeración pueden sufrir niveles considerables de contaminación del sistema. Esto puede ser causado por sólidos suspendidos en el agua de reposición, la 'acción de fregado' de las torres de enfriamiento, o por fugas en el proceso que fomentan la actividad microbiana.

Como los operadores quieren emplear lo que creen que es una "solución rápida", lo que vemos regularmente son los operadores que se centran en solo un aspecto del régimen de tratamiento de agua.

Poco se dan cuenta de que esto podría empeorar la situación, como lo señala cuidadosamente el propio consejo del Director de Salud y Seguridad (HSE):

“Un programa de tratamiento de agua de enfriamiento adecuado debe ser capaz de controlar no solo la legionella y otras actividades microbianas, sino también la corrosión, la formación de incrustaciones y las incrustaciones, e incluir medidas adecuadas, como la limpieza y desinfección física periódica, para mantener la limpieza del sistema. Esto es muy importante ya que estos aspectos a menudo están interrelacionados y la falta de control de un aspecto a menudo conlleva otros problemas y aumentará el riesgo de legionela ".

En realidad, lo que comúnmente vemos son las instalaciones de sistemas de enfriamiento que se han centrado en el cumplimiento, con operadores que lanzan tratamientos químicos extensos al problema con la convicción de que esto garantizará que no pasen las pruebas microbiológicas.

En lugar de considerar la eficiencia o incluso las implicaciones de correr con un sistema muy contaminado, las técnicas químicas convencionales empleadas pueden incluir la adición de inhibidores para controlar la corrosión y la formación de incrustaciones, biocidas para controlar el crecimiento microbiano y dispersantes para controlar el ensuciamiento.

Aquí se encuentran los problemas ocultos y, a menudo ignorados, de una transferencia de energía deficiente, bloqueos y paradas del sistema que resultan de la circulación de agua de refrigeración de mala calidad.

Para ayudar a combatirlos, muchos operadores se sienten seguros al instalar tecnologías tradicionales como la filtración de corriente lateral, donde se pasa un volumen de agua de refrigeración recirculante a través de un circuito de 'corriente lateral' para eliminar estos contaminantes del agua y, al hacerlo, reducir el riesgo general. Carga de sólidos.

Por lo general, estos son separadores cinéticos o centrífugos, u otra tecnología como filtros de pantalla autolimpiables, filtros de disco o incluso filtros de medios convencionales. Como práctica habitual, estos sistemas se combinan con el tratamiento químico.

Sistema de enfriamiento de filtración de agua

Ilustración de las soluciones típicas de filtración utilizadas en torres de enfriamiento.

Por supuesto, al instalar una solución de filtración de flujo lateral mejorará dramáticamente el rendimiento general y permitirá que los productos químicos funcionen de manera más efectiva. Sin embargo, debemos comprender completamente las implicaciones de lo que se encuentra dentro del agua de refrigeración antes de poder implementar una solución de filtración de flujo lateral correcta.

Generalmente, cuando observa un sistema de enfriamiento, encontrará que el 80-90% de las partículas tiene un tamaño menor que 10 micron y son estas partículas las que conducen a la mayoría de los problemas.

En la mayoría de los sistemas, el agua de enfriamiento del proceso pasa a través de un sistema de tuberías y luego, si hay una torre de enfriamiento, se pasa sobre el área de enfriamiento de la torre, o a través de un enfriador o calentador.

Ahora, incluso en el mejor de los sistemas, y la mayoría no entran en esta categoría, las tuberías serán de plástico, acero, acero inoxidable o, como en muchos sistemas, una combinación de los tres. Todos estos materiales tienen una sola cosa en común, sus superficies no son completamente lisas. Las partículas más grandes, que tienen un área de superficie más grande, se acumulan en una masa que es barrida a lo largo del sistema por el flujo de agua.

Sin embargo, al mirar a través de un microscopio, verá inclusiones y asperezas en la superficie, y es en estas ubicaciones donde se colocan las partículas más pequeñas, generalmente menos que 5-6 micron. Lo que ahora tiene son partículas más pequeñas alojadas en las tuberías y en las superficies de enfriamiento del sistema.

Algunos pueden ser eliminados por químicos, pero aún mantienen su posición, a menudo construyendo para dar una superficie de tubería interna lisa. Esto es lo que llamamos biofilm, algo con lo que cualquier operador estará familiarizado.

Y empeora Por debajo de este biofilm ahora liso sigue habiendo una superficie áspera que ahora está colonizada con bacterias vivas y es esta bacteria viva donde radica el problema. No solo están protegidos de los productos químicos, sino que las bacterias se colonizan felizmente porque se mantienen calientes y se alimentan de forma continua.

Donde se ha formado la biopelícula, puede esperar grandes problemas con la planta y el equipo, así como la estabilidad del enfriamiento y existe un mayor riesgo de violar las leyes actuales de HSE.

La pregunta es ¿deberíamos filtrar a menos de 5 micron? Bueno, no necesariamente.

Aquí es donde necesita realizar un análisis de agua significativo. Es bastante común que los operadores realicen ocasionalmente una prueba de sólidos suspendidos totales (SST) que solo le indica la cantidad de partículas sólidas que tiene en el agua.

Lo que realmente necesita comprender es el volumen de sólidos y el tamaño de las partículas presentes. Una Distribución de tamaño de partícula (PSD) lo ayudará a comprender qué volumen de sólidos tiene dentro del agua de refrigeración.

Cuando observa una PSD, a menudo verá que una proporción considerable de las partículas sólidas son muy pequeñas y tan pequeñas como el tamaño de un micrón 1. Sin embargo, no es solo el tamaño de partícula lo que importa, sino el volumen de las partículas.

Por ejemplo, puede encontrar que su recuento de partículas para <5 micrón es muy alto, pero esto solo representa una pequeña fracción del volumen. Los siguientes gráficos ilustran que cuando casi el 95% de las partículas tienen un tamaño de <10 micron, esto en realidad solo representa menos del 10% del volumen de partículas.

por tabla ML - Sistema de enfriamiento de filtración de agua

Tabla PPMv - Sistema de enfriamiento de filtración de agua

La filtración efectiva de corrientes laterales debe basarse en la selección de la tecnología más adecuada para la aplicación y garantizar que pueda eliminar efectivamente el tipo de sólidos en el agua.

Aquí hay una breve lista para considerar al elegir un filtrado de flujo lateral y las opciones disponibles:

  • ¿Cuál es la naturaleza de las partículas? ¿Orgánico o inorgánico?
  • ¿Qué tan bueno es realmente necesario un nivel de filtración?
  • ¿Cuánto espacio hay disponible?
  • ¿Es el sitio sensible a las pérdidas de agua?
  • ¿Necesita filtración ininterrumpida?
  • ¿Cuál sería el costo de mantenimiento y el impacto para la operación?

Como la mayoría de los equipos, existe una amplia variedad de tecnologías entre las que elegir, ya que cada tipo tiene sus pros y sus contras. La siguiente tabla proporciona una guía sobre las diversas opciones de filtración disponibles y su rendimiento en diferentes aplicaciones.

Tecnologia de filtracion Tamaño de las partículas eliminadas Huella OPEX Backwash / reemplazos Aplicaciones
Filtros de arena tradicionales 20 micras Alta Alta Partículas para micron 20, organico e inorganico.
Filtros automáticos de pantalla 10-800 micra Baja Baja Amplia gama de aplicaciones buenas para sólidos no deformables
Separadores centrífugos / hidrociclones > 100 micron Baja Baja La eliminación de partículas más grandes y pesadas, requiere un funcionamiento constante
Filtros automáticos de discos 20-400 micra Mediano Baja Muy bueno para partículas orgánicas.
Bolsa de consumibles / filtros de cartucho Hasta 0.1 micron Alta V. Alto Limitado a caudales más pequeños, bueno para instalaciones pequeñas o temporales
Filtros automáticos de discos Hasta 1 micron Mediano Mediano Alto rendimiento de filtración, bajo lavado a contracorriente en comparación con los filtros de arena

En conclusión, debe haber una mejor comprensión de las implicaciones de un enfoque de "solución rápida" para la torre de enfriamiento y la filtración de agua de enfriamiento. Los operadores pueden sentir que han logrado un control biológico, pero la biopelícula en las tuberías, a menos que se la trate en forma exhaustiva, puede aparecer repentinamente y causar problemas importantes no solo en un proceso, sino también de manera más alarmante para la salud pública.

El mejor y más eficiente sistema de filtración de flujo lateral es el que proporciona el mejor retorno de la inversión posible al mejorar la eficiencia de la planta, reducir los costos operativos y de mantenimiento y, lo que es más importante, cumplir con los requisitos de HSE.

Informador de la industria de procesos

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