SOĞUTMA SİSTEMLERİ VE SOĞUTMA KULELERİ
Tek geçişli sistemler yüksek debili bir akarsu kenarında veya deniz kenarında kurulmuş olan tesislerde uygulanabilir. Çevresel faktörler göz önünde tutularak tasarlanması gereken bu sistemlerde giriş ve çıkış su sıcaklıklarının çevre yönetmeliklerinde belirlenen değerleri geçmemesi gerekmektedir. Deniz kıyısında kurulan ve soğutma suyunu denizden alan sistemlerde yüksek kalite çelik, hatta titanyum alaşımlı çelik kondenserler kullanılır.
Açık devreli soğutma sistemleri ise katma suyu olarak alınan suyu birkaç defa sistem içerisinde çevirerek ve her defasında soğutma kulelerinde soğutup tekrar kondensere ve diğer soğutulması gereken sistemlere gönderen kulede atmosfere açık çok çevrimli sistemlerdir. Açık soğutma sistemleri genellikle kimyasal parametreleri en yakından takip edilmesi gereken sistemlerdir.
Kapalı devre soğutma sistemleri ise çok az miktarda su eksilten kapalı çevrim yapan sistemlerdir.
Soğutma Kulelerinde korozyon, birikinti ve bakteri oluşumuna yol açan başlıca faktörler
Sirkülasyon suyunun pH değerinin düşük olması, sistemde korozyona yol açabileceği gibi belli bir değerin üzerinde olması da birikinti oluşumunu ve mikrobiyolojik oluşumları tetiklemektedir. Aynı şekilde sistem içerisinde soğutma suyunun düşük çizgisel hızda olduğu bölgelerde askıda katı maddelerin birikintiye yol açması olasılığı yüksek çizgisel hızda olan bölgelere göre daha fazladır. Buna karşın yüksek çizgisel hız tek başına soğutma sisteminde korozyona yol açan bir faktördür. Suyun sertlik değeride kabuklaşmaya sebep vereceği için önemli bir parametredir.
Suyun pH Değeri;
Suyun taşıdığı en önemli kriterlerden birisi olması nedeniyle çok dikkatle takip edilmelidir. pH kısaca suyun içerisinde bulunan H+ iyonlarının (-) logaritmasının alınması ile tanımlanabilir. Suyun pH değeri düştükçe asitlik değeri arttığı için korozyon yapıcı özellik kazanmaktadır. Ayrıca 12-13 gibi pH seviyelerinde de bu defa OH- iyonlarının artması ile bazik korozyon yapıcı özellik kazanmaktadır. pH 8.0-10.0 aralığında ise artan alkalinite değeri ile birlikte kalsiyum kristallerinin oluşmasına ve ısıl yüzeylere yapışmasına zemin hazırlamaktadır.
Suyun İletkenlik Değeri ;
İletkenlik değeri, suyun içerisinde çözünmüş olan iyon miktarı ile doğru orantılıdır. Su içerisinde çözünen iyonlar, soğutma kulesindeki buharlaşmanın etkisi ile konsantre olur ve suyun gereğinden fazla konsantre olması kristalleşerek çökelmelere neden olur. Gereğinden az konsantre olması da fazla kimyasal inhibitör besleme gerektirdiği için ekonomik değildir. Optimum konsantrasyonu bulmanın önemi hem ekonomik hem kabuklaşma hem de korozyon için önemlidir. Suyun iletkenlik değeri aynı zamanda korozyonu artıran en önemli faktördür.
Suyun Sertlik Değeri;
Soğutma Suyundaki Kalsiyum ve Magnezyum iyonlarının toplam değeri pratikte Toplam Sertlik değerini vermektedir. Su içerisinde bulunan Kalsiyum Bikarbonat Ca(HCO3)2, ısı alışverişinin yapıldığı kondenser yüzeylerinde CaCO3 formuna dönüşerek birikinti yapmaktadır. Kalsit kristalleri oluştuğunda bu kristaller yalıtkan vazifesi görmekte ve ısıl alışveriş verimini %15’lere kadar varan oranlarda düşürmektedir.
Askıdaki Katı Maddeler;
Genel olarak soğutma sistemlerinde kirlenmeye yol açan en önemli etken su içerisinde çözünmemiş halde bulunan organik veya inorganik katı partiküllerdir. Özellikle dere, göl, deniz gibi yüzey sularında askıdaki madde miktarı yüksek olduğu için arıtılmadan sisteme verilmemelidir. Ayrıca soğutma kulelerine dışarıdan toz ve organik parçacıklar girebilmekte, bunlar da sistemde kirlenmeye yol açmaktadır. Sistem içerisinde oluşan korozyon ürünleri de soğutma sistemlerinde kirliliğin başlıca faktörlerinden birisi olmakla beraber bu korozyon ürünleri, sistem içerisinde akış hızının nispeten düşük olduğu bölgelerde çökelmekte ve depozit altı korozyona neden olabilmektedir.
Soğutma Kulesi kimyasal şartlandırma;
Korozyona karşı Anodik kimyasal Şartlandırma;
İnhibitörler Temelde anodik reaksiyonu engelleyerek metal yüzeylerde koruma yaparlar. Metalin elektron kaybetmesini engellemek için su ile metal yüzey arasındaki yüzeyde koruyucu bir film tabakası oluştururular. Bu film tabakası kimyasalların içeriğinde bulunan ve metal yüzeylerle bileşik yapıcı kimyasal bileşenlerle sağlanır.
Korozyona karşı Katodik kimyasal Şartlandırma;
Katodik inhibitörler, katod reaksiyonundan açığa çıkan OH- iyonları ile bileşik yaparak korozyon döngüsünün tamamlanmasını engellemeye yöneik bileşenler içermektedir. Genellikle çinko içerikli kimyasal bileşenler kullanılarak soğutma suyu içerisine çinko klorür (ZnCl) olarak verilen bileşenler metal yüzeyde açığa çıkan OH ile yer değiştirme reaksiyonu ile Zn(OH)2 formuna dönüşerek yüzeylerde zor çözünen bir film tabakası oluşturur ve metal yüzeyle su arasındaki teması ortadan kaldırır.
Depozit oluşumuna karşı kimyasal şatlandırma;
Parçacıkları bir araya getirecek uzunluk ve ağırlıkta olmayan daha düşük molekül ağırlıklı kimyasallar, sertlik kristallerinin yapılarının içlerine girerek kristal yapılarını bozar ve kristal yapıyı kolaylıkla parçalanabilecek hale getiririler. Bu kimyasalla Fosfonatlar, polifosfonik asitler ve negatif yüklenmiş dispersantlardır. Kalsiyum karbonat kristal yapısının içerisine giren PO4 moleküllerinin kalsiyum karbonat kristal yapısını bozması örnek olarak gösterilebilir.