Xử lý nước đầu vào đóng vai trò vô cùng quan trọng để đảm bảo tháp giải nhiệt vận hành tốt. Hiện nay, có rất nhiều biện pháp được đưa ra để thực hiện việc này, tuy nhiên sử dụng hóa chất tháp giải nhiệt vẫn cho hiệu quả tối ưu nhất.

Xử lý nước cho hệ giải nhiệt là một thử thách vì phải đảm bảo các tiêu chí đặt ra liên quan đến nhiều nguyên nhân từ nước, vận hành, giám sát và thiết kế ban đầu.

1. Về mặt kỹ thuật, cần đảm bảo không bị cặn bám (deposit, scale), ăn mòn (corrosion) tắc nghẽn sinh học (Biofouling, vi sinh, tảo).

2. Về sức khỏe, an toàn và môi trường, phải đảm bảo kiểm soát vi khuẩn gây hại Legionella và các vi sinh vật khác (E Coli, Coliform,…).

Cần loại bỏ Legionella

Ống lọc sinh học trong nước

Kiểm soát cặn bám sinh học

3. Đáp ứng tiêu chí năng lượng và môi trường theo chuẩn LEED, Green Mark, LOTUS…

Đáp ứng tiêu chí Green Mark

Đáp ứng tiêu chí Green Mark

4. Tiết kiệm lượng nước sử dụng. 

Tiết kiệm nước

Tiết kiệm nước

 5. Giải quyết các vấn đề trên thì sẽ hạn chế bảo trì, thay thế và dừng hệ thống. 

Hạn chế bảo trì gây tiêu hao chi phí

Hạn chế bảo trì gây tiêu hao chi phí

6.Giảm được chi phí sử dụng hóa chất tháp giải nhiệt, chi phí vận hành và bảo trì, kéo dài tuổi thọ thiết bị, đảm bảo cho sản xuất liên tục. 

Giảm chi phí - Tăng lợi nhuận

Giảm chi phí – Tăng lợi nhuận

1. Xây dựng phương án tổng thể xử lý hóa chất tháp giải nhiệt

Xây dựng phương án xử lý là việc cần thiết để mang lại hiệu quả toàn diện và lâu dài. Các yếu tố sau đây là cơ bản nhất nên lưu ý.

  1. Đánh giá nguồn nước để tiến hành chọn chu kỳ vận hành (cycle up) tối ưu, đi kèm các phương án xử lý, đảm bảo chất lượng nước bổ sung vào hệ thống như giảm độ cứng bằng hệ thống làm mềm nước, một phần hệ thống lọc nước RO hoặc kết hợp việc dùng lọc tạp chất cho nước giải nhiệt. Nếu chu kỳ vận hành quá thấp sẽ gây lãng phí nước, không đạt các tiêu chí cam kết (LEED, Green Mark…) và chi phí hóa chất tháp giải nhiệt nhiều. Ngược lại, nếu chu kỳ cao sẽ dễ gây cặn bám trong hệ thống, dẫn đến tốn chi phí hóa chất vệ sinh tháp giải nhiệt, tẩy rửa cáu cặn chiller và các bộ trao đổi nhiệt. Hiểu rõ nguồn nước còn giúp chọn loại hóa chất tháp giải nhiệt phù hợp để mang lại hiệu quả cao nhất.
  2. Thiết kế hệ thống cần chọn loại vật liệu tương thích với tích chất nước bổ sung và vận tốc dòng của đường ống phù hợp, ví dụ nước bổ sung có muối cao (nước nhiễm mặn); tốc độ giải nhiệt cao,… Đây cũng là trở ngại mà khó có thể thay đổi khi hệ thống đã thi công.
  3. Vệ sinh và thụ động hóa hệ thống mới rất cần thiết để tránh tắc nghẽn, ăn mòn trong quá trình vận hành, không thể bỏ qua hoặc sơ sài bước này.
  4. Chọn đúng loại và đủ lượng hóa chất tháp giải nhiệt.
  5. Cần giám sát số lượng, chất lượng từ hệ định lượng hóa chất vệ sinh tháp giải nhiệt; lượng nước bổ sung và xả đáy; các chỉ tiêu pH, độ dẫn, TDS, LSI, độ cứng, Silica, Fe, chất rắn lơ lửng, vi sinh,… 
  6. Theo dõi hiệu quả truyền nhiệt với hệ số Approach của dàn ngưng hoặc bộ trao đổi nhiệt.
  7. Vệ sinh tấm tản nhiệt định kỳ để tăng hiệu quả trao đổi nhiệt.
  8. Đánh giá định kỳ và hiệu chỉnh chương trình xử lý nếu cần thiết.

2. Lý do nên xử lý nước đầu vào cho tháp giải nhiệt

Các câu hỏi để lên phương án xử lý

Đối với hệ thống giải nhiệt năng suất nhỏ (ví dụ 100 m3/h) thì có thể ước tính dễ dàng lượng nước bổ sung, hóa chất tháp giải nhiệt sử dụng cũng như có hay không đầu tư hệ thống xử lý nước bổ sung, vì nếu có sai số lớn thì giá trị sai số nhỏ, có thể chấp nhận hay điều chỉnh dễ dàng sau này nhưng năng suất trung bình lớn (10,000 – 100,000 m3/h). Tuy nhiên, dù phương án tính toán có sai số nhỏ đi nữa thì kết quả của sai số này là rất lớn trong việc đầu tư chi phí vận hành cũng như đảm bảo tuổi thọ của hệ thống.

Xử lý nước cho tháp giải nhiệt cần phải tối ưu hóa chi phí để hiệu quả mang lại cao nhất, các câu hỏi đặt ra như:

  1. Có xử lý cấp vào tháp giải nhiệt không, nếu có thì xử lý đến mức nào?
  2. Nếu đầu tư hệ thống xử lý nước cấp thì sẽ tiết kiệm được những gì, chi phí hóa chất tháp giải nhiệt và bảo trì giảm được bao nhiêu, tiết kiệm nước đến mức nào?
  3. Nếu không xử lý thì sự cố gì xảy ra và chi phí bảo trì tăng như thế nào?
  4. Làm sao hạn chế tần suất vệ sinh và hóa chất vệ sinh tháp giải nhiệt?

Quyết định này không thể cảm tính hay sao chép từ 1 dự án đã có ở nơi khác mà nên tính toán cụ thể.

Thiết lập chu kỳ vận hành tối ưu nước cho hệ thống giải nhiệt 

Do nội dung này đòi hỏi nhiều khía cạnh kỹ thuật nên chúng tôi chỉ đưa ra ví dụ đơn giản. Nói cách khác, lên phương án tốt nhất giữa 2 thứ là “ĐẠT được (nhiều nhất) cái này nhưng phải MẤT đi (ít nhất) cái kia” chứ không phải là đạt nhiều nhất mà chẳng mất đi thứ gì cả.

Ví dụ: Một dự án năng suất 52,000 m3/h, sau khi tính toán các thông số và xử lý nước cấp để tránh cặn sinh ra như CaCO3, MgSiO2, CaSO4… thì đã tiết kiệm nước xả đáy 117 m3/h (=210.6 – 93.6), do đưa chu kỳ vận hành ban đầu từ 5 (4-5) đến 10 (9-11), đồng thời tiết kiệm được lượng hóa chất tháp giải nhiệt đáng kể nhưng ngược lại phải đầu tư hệ thống xử lý nước cấp. Sau khi cân nhắc phương án dài hạn thì trong trường hợp này vừa xử lý nước cấp, vừa dùng hóa chất vệ sinh tháp giải nhiệt bảo trì là phương án tối ưu.

Thiết lập chu kỳ vận hành tối ưu nước

Thiết lập chu kỳ vận hành tối ưu nước

Đối với mỗi dự án thì nước cấp có chất lượng khác nhau. Do đó, nên chọn công nghệ nào để tiếp tục xử lý trước khi cấp vào cho hệ giải nhiệt và tính toán lượng hóa chất tháp giải nhiệt phù hợp để có kết quả tốt nhất là việc nên thảo luận sớm ngay từ đầu.

3. Giám sát chất lượng nước trong quá trình vận hành

Các thiết bị đo cơ bản cần có và giám sát

(Nếu cần tìm hiểu thêm về hệ thống kiểm soát, định lượng hóa chất tháp giải nhiệt,… hãy liên lạc với chúng tôi vì nội dung này chỉ đề cập các điểm chính trong việc giám sát chất lượng).

Các thông số cơ bản như TDS, pH, nhiệt độ, lượng nước xả đáy và bổ sung có thể thực hiện đo hằng ngày cho hệ thống nhỏ, nhưng hệ thống lớn hơn thì cần phải có nhiều thông số hơn bao gồm hóa, lý và cả vi sinh. Trong đó gắn thiết bị đo trực tiếp, truyền tải về màn hình máy tính, lưu lại để cải thiện tốt hơn và chuyển tới thiết bị di động cho những người được phân quyền giám sát hay kiểm soát.

Biểu đồ theo dõi TDS, pH, LSI của hệ thống giải nhiệt

Biểu đồ theo dõi TDS, pH, LSI của hệ thống giải nhiệt

Chỉ số LSI (hoặc Ryznar Stability Index – RSI) và CaCO3 trong hệ thống

Canxi thường chiếm tỷ lệ cao nhất trong số các ion, tùy thuộc vào môi trường nước qua những chỉ số cơ bản sau:

  1. pH.
  2. Độ kiềm tổng.
  3. Tổng các ion khác trong nước (TDS).
  4. Nhiệt độ tạo ra cặn CaCO3 hoặc từ cặn CaCO3 bị hòa tan.

LSI là công thức tính dựa vào 4 thông số trên để dự đoán tình trạng cặn CaCO3 đang tạo ra hay bị hòa tan. Khi cặn tạo ra thì sẽ gây cáu cặn bám, giảm hệ số truyền nhiệt,… hoặc bị tan quá mức thì sẽ gây ăn mòn đường ống.

Giá trị LSI nên từ 0.0 đến + 2.5, nếu < 0.0 thì hệ thống sẽ bị ăn mòn, nếu > + 2.5 sẽ bị cặn bám.

Trong thực tế, nên vận hành 0.5 – 2.0 là an toàn.

Như vậy, theo dõi LSI để điều chỉnh luôn ở mức an toàn từ 0.5 – 2.0.

Tại trang web của chúng tôi https://uce.com.vn/cooling-tower/ đã có bảng tính, không chỉ nhập số cho kết quả mà còn có phản hồi khi kết quả ngoài giới hạn cho phép, chẳng hạn LSI = 2.76 là không an toàn thì nên điều chỉnh lại chương trình xử lý.

Theo dõi chỉ số LSI

Theo dõi chỉ số LSI

Các thành phần khác gây ra ăn mòn cáu cặn hệ thống giải nhiệt

Ngoài cặn CaCO3 vừa đề cập thì các cặn khác như CaSO4; Mgx(SiO2)y(OH)z; Ca3(PO4)2; Fex(OH)y;… và ăn mòn từ Chloride, pH thấp, chất lơ lửng (SS), vi sinh kỵ khí… phải phân tích thường xuyên các chỉ số Ca, Mg, SO4, PO4, Fe, Cl, SS… và điều chỉnh xử lý cho phù hợp.

Sử dụng hóa chất tháp giải nhiệt cho một số trường hợp khác

Trong thực tế có nhiều trường hợp như Silica, Canxi, Cl, SO4… không quá cao và năng suất hệ thống nhỏ thì nên sử dụng hóa chất tháp giải nhiệt có thành phần phù hợp để mang lại hiệu quả như mong đợi và chi phí đầu tư thấp.

Mã Số Chức năng Nguồn nước
NC-CT90

– Chống ăn mòn.

– Chống cáu cặn.

– Phân tán cặn.

Dùng cho nguồn nước có nồng độ cao Cl, SO42-, TDS và các ion hoạt động mạnh khác.
NC-PolyA100 Cho môi trường có LSI cao (pH, độ kiềm và Canxi cao).
NC-300Si Kiểm soát cặn Silica theo nghiên cứu mới nhất về hóa chất tháp giải nhiệt ức chế kết tinh.
TotalSperse-100 Ứng dụng cho hệ thống có dinh dưỡng/BOD cao (nhà máy đường, thực phẩm).
NonPhosAR-900 Cho hệ thống lớn, tuần hoàn 1 lần (hoặc chu kỳ thấp), nước mềm và hệ thống nước thủy cục.

4. Làm sao để tự tính toán và chọn hóa chất tháp giải nhiệt?

Công ty Hợp Nhất luôn cố gắng mang lại sự tự chủ cho quý khách đến mức cao nhất có thể, từ hiểu rõ các thông số nước đến hướng dẫn vận hành, bảo trì, tính toán lượng nước bổ sung – xả đáy, kể cả đặc điểm của một số hóa chất tháp giải nhiệt cho các trường hợp riêng biệt.

Chúng tôi đã làm các bảng tính tại https://uce.com.vn/cooling-tower/#, quý khách có thể tự tính toán cho công việc của mình bất cứ lúc nào.

Tuy nhiên, để có được phương án tối ưu tổng thể với chi phí thấp và hiệu quả tốt nhất, hãy liên lạc với chúng tôi ngay nhé!