В середине августа мне довелось побывать у давних партнёров и, не побоюсь этого термина, друзей Общества с Ограниченной Ответственностью, сотрудником которого я являюсь последние 10 лет. Они специализируются на проектировочной и строительной деятельности наиболее интересных, сложных и важных объектов, клиентская база которых есть результат успешного взаимодействия с группами компаний Мираторг, Черкизово, УГМК, РЖД, РосАтом, Лукойл и другими гигантами отечественной промышленности.
В диалоге с группой инженеров мы обсуждали применение специализированных ингибиторов в замкнутой закрытой водооборотной системе на Уральском металлургическом предприятии. И я был искренне поражён отсутствием знаний у коллег в области защиты металлоконструкций.
Дело в том, что коллеги убеждали меня в успешной экспуатации систем на объектах, при единственной производимой процедуре – удалении воздуха из внутренностей трубопровода.
Изумление мое тем, что в это в принципе можно верить, было так велико, что я сразу задумал эту заметку. Разобью свои мысли на несколько частей:
1. В чем особенности воды как тепло- или хладоностеля. Какие бывают системы с применением воды в качестве хладо-/теплоносителя, их типы и назначение;
2. Эксплуатация водяных систем охлаждения;
3. Что важно, а что просто необходимо знать при работе с водой.
В чем особенности воды как тепло- или хладоностеля. Какие бывают системы с применением воды в качестве хладо-/теплоносителя, их типы и назначение
Два основных направления использования воды — это обогрев и охлаждение (для общей информативности поведаю, что в первом случае используется теплоноситель, во втором хладоноситель, но это так, если кто не знал).
Водяные системы могут быть двух типов – открытые и закрытые.
Открытая система — это когда есть постоянный расход хладо-\теплоносителя и последующее его восполнение. То есть среда постоянно меняет свои характеристики из-за вариативности её объёма.
Закрытая система — это когда один раз заправили и забыли. Пару раз в год посматриваем на давление, при необходимости подпитываем.
В чем же особенность воды как носителя холода и тепла?
Вода – это высокоактивная среда и великолепный растворитель, который взаимодействует с большинством известных химических элементов, образуя различной сложности соединения. Она безопасна, экологична и имеет великолепные теплопроводные свойства.
Всё говорило бы в её пользу, если бы не две основных проблемы, которые возникают при использовании воды в качестве хладо-/теплоносителя:
● Коррозия – это реакция взаимодействия воды с конструкционными металлами. Результатом этой реакции является образование «дырок» (этот процесс называют питтинговая коррозия, так что, если встретите в наших заключениях такой термин, знайте – дело-дрянь), «шлама» (взвесь металлической стружки). В свою очередь оба процесса неизбежно приводят преждевременному износу оборудования.
● Накипеобразование – это процесс, при котором соль, растворённая в воде (в любой воде есть соли) «высаживается»*, или синоним «кристаллизуется», на поверхности теплообменника, трубопроводов. Для наглядного понимания предлагаю «заяндексить» как выглядит чайник, который давно не мыли – он внутри покрывается белым налётом.
*Согласно исследованиям, коих за годы работы я изучил несколько десятков, 1мм отложений на поверхности теплообменного оборудования снижает эффективность теплообмена на 15–30%.
Что же с этим можно сделать? Нужно ли? Что, если не делать? И стоит ли начинать, если «у нас уже 5 лет как в системе просто вода, и всё работает»?
Эксплуатация водяных систем охлаждения
Эксплуатация — это вообще отдельный разговор с огромным количеством вариаций, но я предлагаю выделить три основных типа взаимоотношений предприятия со своими закрытыми водными системами, которые массово встречаются сегодня:
1. Самый комичный и, одновременно, распространённый – «Денег нет, но вы держитесь».
Данную фразу поистине считаю легендарной, от чего достаточно унылой. Суть её в том, что в систему когда-то залили обычную (в лучшем случае подготовленную) воду и забыли. Лет так на 5-10. Никак не поддерживая. Оборудование кряхтит, ломается и не дает нужной мощности, потому что… угадали, накипь и коррозия. Однажды доходим до стадии «питтинговой коррозии», срочно зовем Михалыча (то есть меня), чтобы он всех спас. Иногда спасти успеваю, иногда нет. Но оборудование уже точно «загрустило».
2. Второй в моём рейтинге тип взаимодействия – «добавьте, что там в систему надо, только не приставайте».
Это такие кадры, которые просят нас продать им то, не знаю что, туда, не знаю куда, затем, не знаю зачем... ну Вы поняли. Но это всё равно уже намного лучше и дешевле для эксплуатации, чем п.1
3. «Обоснуй, что это действительно нужно, и мы сделаем».
Мои любимые клиенты, надеюсь нет необходимости объяснять почему.
Но в целом, конечно, всё зависит от людей. Можно при дефиците бюджета поддерживать оборудование, а можно при профиците того же бюджета «выжимать» соки, а после ныть, что «замена – дорого». Лично мне искренне нравится работать с людьми, вникающими, изучающими вопросы, т.к. они наиболее открыты к диалогу, дискуссии, поиску золотой середины между ценой и качеством. По большому счету, для них я и веду этот блог.
Что важно, а что просто необходимо знать при работе с водой
Так как всё-таки правильно содержать систему, которая работает на воде? Ответ на самом деле простой: пользоваться водоподготовкой и ингибиторами.
Водоподготовку можно разделить на два уровня:
1. Предподготовка воды – грубая фильтрация, обессоливание, обезжелезивание, умягчение и прочие. То есть это обработка воды, перед запуском её в эксплуатацию.
2. Обработка оборотной/циркуляционной воды – в основном это добавление ингибиторов. Это обработка воды, которая уже прошла предподготовку и попала в систему.
Предподготовка воды процесс безусловно полезный, нужный, но требует внимательного изучения нюансов, а также планирования дальнейшего процесса эксплуатации воды в системе.
Во-первых, как говорил ранее, соль есть в любой воде, даже после «обратного осмоса в воде остаётся «немножко» солей. Если у нас есть необходимость подготовить воду для замкнутой системы отопления, то есть смысл взять осмотическую воду и добавить в неё специализированный ингибитор (например, наш ингибитор СП-В-10-0). В такой комбинации система будет работать долго и безболезненно для владельца. В любой системе без постоянных потерь воды это будет наиболее эффективным и долговечным вариантом.
Если ингибитор не добавить, то будет так:
Если система открытая и есть постоянные потери воды, например испарение, то одной предподготовки с разовым добавлением ингибитора будет недостаточно.
Недостаточно - это, например, вот так:
Всё потому, что ингибитор, добавленный при заправке системы, постепенно расходуется, разбавляется, и перестаёт выполнять свои защитные функции. Следовательно, нужно использовать еще и механизм, поддерживающий концентрацию ингибитора. А если мы будем подпитывать систему подготовленной водой, то есть смысл посчитать финансовую целесообразность и выбрать наиболее выгодный уровень качества предподготовки воды, потому что ингибитор может работать в очень широком диапазоне качества воды не теряя эффективности, а значит определёнными уровнями очистки можно пренебречь. Советую владельцам открытых систем присмотреться к нашему ингибитору СП-ОМ-25, который мало того, что хорош в деле, так еще и не токсичен. Синтезируем мы его полностью сами, здесь, в России. Никакой зависимости от экспорта при высоком качестве продукта.
ВАЖНО! И в случае с закрытой, и в случае с открытой системой, доверить предподготовку воды и подбор ингибитора необходимо профессоналам! Они учитывают массу факторов, от состава исходной воды в этой местности до условий и особенностей эксплуатации (зовите лучше здесь Михалыча, чем когда уже надо спасать). Правильно подобранная схема содержания системы+минимальное ежегодное её обслуживание позволит сэкономить огромные средства на ремонтах оборудования и потреблении электроэнергии (да-да, ещё и это, подробно о росте потребления электроэнергии как маркере проблем с хладоносителем рассказывал в заметке о регенерации хладоносителя).
Здесь же дадим ответ на вопрос, стоит ли что-то делать, если «работает же уже как-то 5 лет и так». Да, не просто стоит, а очень стоит, потому что вы те счастливчики, кто еще может успеть всё исправить, пока оборудование не приказало долго жить.
…. А как же быть с предположением коллег, что можно прекрасно содержать замкнутую водяную систему только лишь удаляя из нее воздух?
Вода — это смесь двух элементов – водорода (H2) и кислорода (O2). Это значит, что полностью удалить кислород из системы не представляется возможным (а значит он будет вступать в реакцию с металлом=коррозия), и процесс «удаления воздуха» решает лишь часть проблемы.
Спросите меня: «Дима, как же быть?». А Дима ответит: «Пользуйтесь ингибиторами коррозии!». Ведь в настоящее время это идеальная панацея, позволяющая удовлетворить самые неожиданные потребности: от консервации небольших катеров, до огромных систем вентиляции башен в Москва-Сити; от обработки металлических элементов в цехах металлообработки, до консервации огромных турбин на ТЭЦ, в период сезонного обслуживания; от кузовов автомобилей, до ледоколов класса А.
В следующих заметках я буду подробно на примерах с проектов разбирать конкретные случаи. А пока – можно оставить свои вопросы, комментарии и лайки внизу.
