EXPLOATAREA CONSTRUCTIILOR SI INSTALATIILOR DE RACIRE SI RECIRCULARE A APEI

EXPLOATAREA CONSTRUCTIILOR SI INSTALATIILOR DE RACIRE SI RECIRCULARE A APEI

Greutati ivite in exploatare. In apa folosita pentru racire se pot gasi toate impuritatile din apele naturale si anume sub forma de dispersii grosiere, coloidale sau moleculare.

Dispersiile grosiere din apele de suprafata trebuie indepartate in orice caz, chiar daca apa nu este tratata. Aproape toate celelalte impuritati ale apei au o influenta defavorabila asupra exploatarii.

In timpul exploatarii se disting:

• Neajunsuri provocate direct de impuritatile prezente, care fac ca apa sa fie agresiva fata de metale, beton si mortar;
• Neajunsuri provocate prin incalzirea apei in cursul folosirii.

Eficienta unui sistem de racire depinde, in primul rand, de mentinerea in stare curata a suprafetelor de racire. Murdariile si namolul micsoreaza schimbul de caldura si prin aceasta, randamentul instalatiei.

Depunerile provocate de apa, fara influenta fenomenelor datorate incalzirii, au urmatoarele cauze:

• Suspensiile din apa, depunandu-se, formeaza aglomerari de impuritati si namol;
• Impuritatile de natura biologica, vegetala sau animala si coloizii, dau nastere la depuneri mucilaginoase, rele conducatoare de caldura;
• Cand apa vine in contact cu aerul, precipita compusi ai fierului si ai manganului, absorbind si alte impuritati;
• Compusii fierului si ai manganului favorizeaza cresterea si inmultirea microorganismelor, care provoaca apoi depuneri pe conducte.

Substanta organica a microorganismelor - alge, ciuperci, bacterii - ataca metalul si betonul, dand loc la asa-numitele coroziuni biologice; acestea apar mai ales in zonele cu temperatura mijlocie.

Substantele organice din apa pot accelera sau frana, dupa caz, coroziunile, in general. Plantele, algele, ciupercile si bacteriile apelor de suprafata contin, pe langa hidrati de carbon, si substante aluminoide; dupa moartea vietatilor si in lipsa oxigenului, aceste substante putrezesc, cu dezvoltare de hidrogen sulfurat. O parte din compusii fierului din apa se transforma in sulfura de fier; fierul metalic al instalatiilor formeaza cu sulfura de fier elemente locale, care accelereaza coroziunile, chiar la un continut redus de oxigen.

Pe de alta parte, substantele organice depuse ca o pelicula mucilaginoasa impiedica trecerea ionilor din apa, deoarece pelicula are o permeabilitate diferita pentru diferitele substante dizolvate in apa. Daca pelicula este formata din bacterii care se fixeaza de preferinta langa suprafata metalului, unde exista fier bivalent, metalul poate fi atacat de catre oxigen, dar efectul coroziunii nu apare local, deoarece produsele de oxidare nu se pot separa, fiind impiedicate de pelicula de bacterii.

Apele, chiar lipsite de impuritati, provoaca neajunsuri prin coroziune, si anume prin dizolvarea fierului, ca efect al aciditatii si prin ruginire, care este un proces complex, de natura electrochimica si chimica.

Cand se lucreaza in sistem inchis de racire, in apa are loc o concentrare continua a substantelor dizolvate; fara luarea unor masuri potrivite, pot avea loc precipitari, care provoaca depuneri pe suprafetele de racire sau actiuni chimice.

Neajunsurile provocate de apa de racire sub efectul incalzirii ei, se datoreaza modificarilor de natura chimica pe care le sufera unele substante dizolvate. Bicarbonatii se descompun partial, se degaja bioxid de carbon si au loc reactii chimice etc., care toate determina un nou echilibru chimic in apa. Un neajuns mare il provoaca mai ales depunerile tari, aderente (cruste), de pe suprafetele de schimb de caldura; aceste depuneri tari, daca sunt poroase, au un coeficient de conductivitate termica foarte mic, provocand stagnari locale ale fluxului termic, care reduc efectul de racire.

In sistemele de racire ale motoarelor cu ardere interna, de exemplu, se ating temperaturi de ordinul a 50 - 55sC; la racitoarele de suprafata (condensatoare de abur), temperaturile ating 40 - 45sC; local, insa, in contact cu peretii calzi, pot aparea temperaturi mai mari. In aceste conditii, fenomenul chimic principal este o descompunere termica a bicarbonatilor, mai ales a celor de calciu si de magneziu.

Din motivele indicate, nu se recomanda a se folosi, fara alegere, ape potabile, pentru circuitele de racire. Acestea au fost obtinute prin operatii de tratare, in vederea acestui scop, si numai in anumite imprejurari favorabile, se pot folosi in industrie, fara a provoca neajunsuri (datorate mai ales depunerilor tari).

Pentru scopuri de racire se va prefera o apa bogata in bicarbonat de magneziu, uneia in care predomina bicarbonatul de calciu. Prin incalzirea apei, se formeaza bicarbonatul de magneziu, care are o solubilitate destul de mare, spre deosebire de bicarbonatul de calciu; precipitarea carbonatului de magneziu este, deci, redusa. In solutie, acesta sufera o hidroliza, trecand in hidroxid de magneziu, foarte putin solubil; hidroliza este, insa, inceata si nu este completa decat la fierbere intensa si nu joaca rol important in zonele de temperatura care apar in circuitele de racire. In mod practic, in apa va fi prezent bicarbonatul de magneziu, atata timp cat tot carbonatul de magneziu format nu a trecut in hidroxid si s-a separat (deoarece hidroliza are loc cu ajutorul ionului HCO₃^-).

Controlul circuitului de racire. In tinuturi sarace in apa, capacitatea instalatiilor de forta termica poate fi limitata de disponibilul apei de racire. In acest caz, trebuie prevazuta o instalatie de tratare a apei de racire, chiar daca caracteristicile ei chimice ar permite mentinerea in circuit a indicilor de calitate prescrisi.

Controlul intregului circuit de racire stabileste conditiile de exploatare care trebuie luate pentru a evita depunerile de pe suprafetele de racire, care franeaza schimbul de caldura. Controlul se extinde asupra caracteristicilor chimice ale apei brute, ale apei de adaos si ale apei din circuit, asupra adaosurilor de reactivi, a pierderilor de apa prin evaporare, antrenare si purjare, asupra naturii depunerilor, a timpului in care se formeaza, precum si a influentei factorilor specifici.

Racirea apei in sistemul inchis, are loc prin evaporarea, in turnuri de racire sau in instalatii de stropire, a unei cantitati din aceasta apa. Racirea prin convectie sau conductibilitate, are loc numai atunci cand apa are temperaturi mai mari, iar intervalul de racire nu este de 10-15sC, ci de ordinul a 50sC sau mai mult.

In circuitul de racire trebuie adaugata continuu o cantitate de apa, pentru inlocuirea pierderilor pricinuite de influente exterioare si de masuri de exploatare.