SOĞUTMA SUYU KİMYASAL ŞARTLANDIRILMASI SOĞUTMA SUYU SİSTEMLERİNE NEDEN İHTİYAÇ DUYULUR?

Transkript

1 Sayfa SOĞUTMA SUYU KİMYASAL ŞARTLANDIRILMASI SOĞUTMA SUYU SİSTEMLERİNE NEDEN İHTİYAÇ DUYULUR? Sıcaklık ve basınç değerleri sağlanmadığı sürece birçok endüstriyel sistemler ve işletme prosesleri etkin ve verimli çalışamazlar. Soğutma suyu sistemi doğru sıcaklık ve basıncı sağlar. SOĞUTMA PROSESİ NELERİ KAPSAR? Soğutma bir maddeden diğerine ısının iletilmesidir. Isı kaybeden madde soğuyan, ısıyı alan ise soğutucu olarak adlandırılır. Tüm soğutma sistemleri bu ısı transfer prensibine dayanır ve su bu anlamda en çok kullanılan soğutucudur. SOĞUTMA İÇİN NEDEN SU KULLANILIR? Bir çok faktör suyu mükemmel bir soğutucu haline getirir. Bol bulunur, kullanıma hazır ve ucuzdur. Kullanımı kolaydır Birim hacim için büyük miktarlarda ısı taşıyabilir. Normal sayılan sıcaklık değerleri arasında belirgin oranlarda genleşmez ya da sıkışmaz. Bozunuma uğramaz. SOĞUTMA SUYU KAYNAKLARI NELERDİR? TAZE SU: Soğutma suyu sistemleri için katma suyunun temel kaynağıdır. Taze su; (nehirler, kaynaklar, rezervler) ve yer altı (sığ yada derin kuyu ) olmak üzere iki çeşittir.genellikle, yer altı su kaynakları su kompozisyonu olarak daha istikrarlı oldukları için ve içerdikleri askıda katı madde miktarları yüzey sularından oldukça düşük olduğu için yağmur suları, erozyon ve diğer çevre faktörlerince kirletilen yer üstü su kaynaklarından daha uygundur. TUZLU SU VE ATIK SU: Çevresel faktörler maliyeti ve su kıtlığı yüzünden bazı işletmeler Soğutma suyu kaynağı olarak tuzlu su veya arıtılmış su kullanmaktadırlar. Sistemden iyi bir performans alabilmek ve uzun süre kullanabilmek için bu tip suları kullanan soğutma sistemlerinde dizayna ve şartlandırma programına çok daha fazla önem vermek gerekmektedir.

2 Sayfa SOĞUTMA SUYU KİMYASINDA ÖNEM TAŞIYAN PAREMETRELER Genel olarak önem taşıyan parametreler: İLETKENLİK: Suyun elektriği iletme kabiliyetini ölçen birim. Soğutma suyunda sudaki çözülmüş mineral ve gazların miktarını belirler. İletkenlik mikro ohm ile ölçülür ve distile suda 1 mikro ohm dan tuzlu suda in üzerinde mikroohm a kadar değişim gösterebilir. İLETKENLİK: Soğutma suyu şartlandırma programları belli iletkenlik limitleri arasında çalışmaktadır. Limit değerler o soğutma suyu şartlandırma sistemi tasarımına, kimyasal programın özelliklerine ve tipine bağlıdır. PH: PH kontrolü soğutma suyu şartlandırma programlarının çoğunluğu için önemlidir. Genellikle, PH tavsiye edilen limitlerin altında olduğunda korozyon ihtimali, tavsiye edilen limitlerin üstünde olduğunda ise kireç taşı oluşumu ihtimali artar. PH : Suyun bağıl asidite ve bazlığı açısından bir göstergedir. PH tablosu 0-14 aralığındadır; 0 maximum asiditeyi, 14 ise maximum bazlığı ifade eder. ALKALİNİTE: Soğutma suyunda iki tip alkalinite önem taşır. Bunlar karbonat (CO3) ve bikarbonat (HCO3) alkaliniteleridir. SERTLİK : Suda bulunan kalsiyum ve magnezyum minerallerinin miktarı ile ilgilidir. Doğal sulardaki sertlik birkaç ppm den 800 ppm e kadar çıkabilir.

3 SU KİMYASI PARAMETRELERİ, SOĞUTMA SUYU SİSTEMLERİ İÇİN NEDEN ÖNEM TAŞIMAKTADIR? Sayfa Su kimyası parametrelerinden her biri, soğutma suyu sistemlerinde doğrudan sorunlara yol açacak dört ana problem üzerinde etkilidir: Korozyon, Kireç taşı oluşumu, Tortu oluşumu Mikrobiyolojik kirlenme. Bu özellikler problemleri kontrol etmek için tasarlanan şartlandırma programlarını da etkiler. Birçok biyositin etkinliğinde PH limitlerine bağlıdır. Bu yüzden yüksek veya düşük PH lar mikrobiyolojik üremeyi destekleyerek problemlere yol açabilir. ALKALİNİTE : Alkalinite ve ph birbirleri ile bağlantı içindedir, çünkü ph değerlerindeki artış alkalinitenin arttığının, alkalinite deki artış da ph değerliklerindeki artışın göstergesidir. Ph da olduğu gibi tavsiye edilen limitlerin altındaki alkalinitede çalıştığı sürece korozyon ihtimali artar. Korozyon ve kireç taşı problemleri ortaya çıktığında tortu oluşumu da problem teşkil edecektir. SERTLİK : Sertlik limitleri genellikle soğutma sularının kireç taşı oluşturma eğilimine bağlıdır.kimyasal şartlandırma programları sudaki sertlik değerleri belirli limitler dahilinde tutulduğu sürece kireç taşı oluşumunu önleyecek şekilde formüle edilmişlerdir. Bazı korozyon kontrol programları korozyon inhibitörü olarak düzgün çalışabilmek için belirli bir sertlik düzeyine ihtiyaç duyarlar bu yüzden bu tür programlarda sertlik düzeyinin çok düşük olmadığından emin olmak gerekebilir. SOĞUTMA SUYU SİSTEMLERİ GENELDE ÜÇ TİPDİR? Her ne kadar her soğutma sistemi diğerlerinden farklı görünse de temelde üç tip dizayn vardır: 1. Açık devirdaim sistemler 2. Tek geçişli sistemler 3. Kapalı devre sistemler BU ÜÇ SİSTEM BİRBİRİNDEN NASIL FARKLIDIR? AÇIK DEVİRDAİM SİSTEMLER: En çok kullanılan endüstriyel soğutma tipidir. Pompalar, eşanjörler ve soğutma kulelerinden oluşur. Pompalar suya ısıyı alıp buharlaşma yolu ile soğutulduğu soğutma kulesine götüren eşanjörler arasında sürekli devir daim yaptırır. Açık devirli sistemlerde besi suyunun kimyası buharlaşma nedeniyle sistem içinde değişikliğe uğrar.

4 Sayfa TEK GEÇİŞLİ SİSTEMLER Soğutma suyu bir kere geçer. Çok miktarda soğutma suyu kullanıldığından çıkış suyu sıcaklığı çok az artar. Soğutma suyundaki mineral miktarı su sistemden tek kez geçtiğinden pratik olarak bir artış göstermez. KAPALI DEVRE SİSTEMLER Aynı soğutma suyunu, sürekli olarak, aynı devir daim sisteminde döndürür. Su önce proses sıvılarından ısıyı alır sonra başka bir eşanjöre aktarır. Bu sistemlerde buharlaştırıcı bir soğutma kulesi bulunmamaktadır. SOĞUTMA SUYU PROBLEM VE ÇÖZÜMLERİ KOROZYON Soğutma sistemlerinde sıklıkla kullanılan (siyah metaller) karbon çeliği gibi metallerin üretimi maden cevherinden oksijenin çıkarılmasını kapsar. Soğutma suyu sistemleri metalin kendi oksit haline dönmesi için ideal bir ortam sağlar. Bu değişim prosesi korozyon olarak adlandırılır.(metalin aslına dönmesi, kendi oksit halini alması) KİREÇ TAŞI OLUŞUMU Kalsiyum ve magnezyum gibi mineraller suda nisbi olarak çözünemezler ve soğutma suyu sistemlerinde bulunan tip şartlandırma çökelme eğilimi göstererek kireç taşı oluşumuna ve depozitlenmelerine sebep olurlar. TORTU OLUŞUMU Askıda katı maddelerin ısı değişim ekipmanları üzerinde depozitlenmesine tortu oluşumu (tıkanma) denir. Tıkayıcı etkenler soğutma kulesi çevresindeki toz yada korozyon artıkları gibi dış kaynaklardan gelebilir. MİKROBİYOLOJİK OLUŞUM Soğutma suyu sistemleri bakterilerin üremesi ve ısı değiştirici ekipmanlarda depozitlenme problemlerine yol açması için ideal ortam oluştururlar.

5 Sayfa SOĞUTMA SUYU PROBLEMLERİ NASIL ORTAYA ÇIKAR? Soğutma suyu sistemleri su kimyasal olarak şartlandırılmadığı takdirde dört ana soğutma problemi için ideal ortam oluşturur. KOROZYON Su metalleri (karbon çeliği) oksit hallerine dönüştürme eğilimi taşır KİREÇ TAŞI OLUŞUMU Kalsiyum ve magnezyum gibi safsızlıklar (mineraller) su içindeki konsantrasyonlarına, su sıcaklığına PH, alkalinite ve diğer su paremetrelerine bağlı olarak çökelir ve depozitlenme oluşturur. MİKROBİYOLOJİK OLUŞUM Soğutma suyu sistemleri mikroorganizmaların üremesi ve depozitlenmesi için mükemmel bir ortam yaratırlar. TORTU OLUŞUMU Gerek iç gerek dış kaynaklı askıda katı maddeler depozit oluşturabilirler. BU PROBLEMLERİN NE TÜR ETKİLERİ OLABİLİR? Eğer kontrol edilemezler ise bu problemler tek başlarına veya birlikte aşağıdaki problemlere yol açabilirler. Bakım onarım masraflarında artış. Isı iletim veriminde düşme, dolayısı ile enerji tüketim maliyetinde artış Beklenmedik duruşlar ve üretimde aksama KOROZYON KOROZYON NEDİR? Korozyon metalin doğal haline döndüğü elektro kimyasal bir prosestir. Örneğin karbon çeliği soğutma suyu sistemlerinde sıklıkla kullanılan bir metaldir ve korozyona karşı çok hassastır. Karbon çeliği demir oksit haline döner.

6 Sayfa KOROZYON NASIL OLUŞUR? Korozyon oluşumu için ; bir anot bir katot ve bir de iletken medya (elektrolit) içeren korozyon hücresine ihtiyaç vardır. Metal iyonları anotta elektrolitin (su) içinde çözülür. Geriye elektrik yüklü (elektronlar) partiküller kalır. Bu elektronlar elektron kopmasının olduğu diğer noktalara (katot) akarlar. Bu hareketin sonucu metal kaybı ve genelde depozit oluşumudur. BAKIR, ALÜMİNYUM ALAŞIMLAR VE PASLANMAZ ÇELİK KOROZYONA KARBON ÇELİĞİ KADAR MARUZ KALIRLARMI? Genelde bu metaller korozyondan karbon çeliğine kıyasla daha yavaş etkilenirler. Yinede bu metaller bazı sularda lokalize (yada çukur oluşumu) saldırılara da uğrarlar. Dahası H 2 S yada NH 2 gibi çözünmüş gazlar bu metaller üzerinde genellikle karbon çeliğine olduğundan daha zarar vericidir. METAL ÜZERİNDE KOROZİF SALDIRILARIN ÇEŞİTLERİ? Korozyon pek çok çeşidi bulunmaktadır. Çoğunlukla genel, lokalize (pitting, karıncalanma) ve galvanik olarak üç çeşit ile karakterize edilebilir: GENEL KOROZYON ETKİSİ Korozyon tüm metal yüzeyler üzerinde homojen olarak bir incelmeye sebep olur. Genel korozyon sonucu oluşan büyük miktardaki demir oksit, tortu oluşumu problemine yol açar. LOKALİZE (PİTTİNG) ETKİ Metalin sadece belirli noktalarında korozyon oluştuğunda görülür. Metal yüzey üzerinde çukurlaşma delinmeler şeklindedir. (k arıncalanma) korozyonun en tehlikeli cinsidir. Çünkü korozif etki noktasal alanlarda yoğunlaşmıştır. Çukurlaşma kısa sürede metali delebilir. GALVANİK SALDIRI İki ayrı metal temas halinde iken ortaya çıkar. Daha aktif olan metal korozyona daha hızlı maruz kalır. Su sistemlerinde sık rastlanan örnekleri; çelik, çinko ve pirinçtir. Galvanik saldırıda ismi önde yazılmış metal korozyona uğrar.

7 Sayfa KOROZYON NE GİBİ SU ÖZELLİKLERİ ETKİLER? En önemli faktörler: Oksijen ve diğer çözünmüş gazlar. Çözünmüş yada askıda katı maddeler. Alkalinite yada asidite(ph) Suyun debisi (akış hızı) Sıcaklık Mikrobiyolojik aktivite OKSİJEN KOROZYONU NASIL ETKİLER? Suda çözünmüş halde bulunan oksijen katodik reaksiyonun oluşmasına yol açar. ÇÖZÜNMÜŞ YADA ASKIDA KATI MADDELER KOROZYONU NASIL ETKİLER? Çözünmüş maddeler korozyon reaksiyonunu sudaki elektriksel iletkenliği arttırarak etkiler. Daha konsantre çözünmüş katı madde daha yüksek iletkenlik ve daha fazla korozyon ihtimali demektir. Çözünmüş klorür ve sülfatlarda kısmen koroziftir. Askıda katı maddelerde kemirici ve aşındırıcı etkileri ile korozyona yardımcı olurlar ve bölgesel korozyon hücresi oluşturmak için metal yüzeylere çökebilirler. ALKALİNİTE VEYA ASİDİTE KOROZYONU NASIL ETKİLER? Asidik ve az miktarda alkali su metali ve metal üzerindeki koruyucu oksid film tabakayı çözebilir. Daha çok alkali su, koruyucu oksid film tabakanın oluşumuna yardımcı olur. SUYUN AKIŞ HIZI KOROZYONU NASIL ETKİLER? Yüksek debideki su korozyonu, oksijeni metale taşıyarak ve korozyon ürünlerini daha hızlı yayarak, arttırır. Aynı zamanda yüksek debi metal yüzeylerde, koruyucu film tabakalarında ve oksitlerde aşınmaya yol açar. Su hızı düşük olduğunda, askıda katı maddelerin depozitlenmesi bölgesel korozyon hücreleri oluşturabilir ve bu sebeple korozyon ihtimalide artar. SICAKLIK KOROZYONU NASIL ETKİLER? 70 0 C derecenin altındaki her C derecelik artış korozyon değerini ikiye ikiye katlar. Soğutma suyu sistemlerde 70 0 C derece den sonraki sıcaklık artışları korozyon oranlarında nispeten daha az etkiye sahiptir.

8 Sayfa MİKROBİYOLOJİK ÜREME KOROZYONU NASIL ETKİLER? Mikrobiyolojik üreme korozyon hücrelerinin oluşumunu destekler. Çünkü bazı organizmalar yan ürünleri; mesela anaerobik korozif bakterinin dışa attığı hidrojen sülfit oldukça korozif bir gazdır. KOROZYON ÖNLEMEK İÇİN NE GİBİ METODLAR UYGULANIR? Korozyon aşağıdaki metodların biri yada birçoğu ile kısmen veya tamamen önlenebilir: Yeni bir sistem tasarlanırken korozif dış faktörlerin etkisini minimize edebilmek için korozyona dayanıklı malzeme seçimi PH ayalaması Epoksi boya, metal kaplama, zift yada plastik gibi koruyucu kaplamalar uygulamak Katodik koruma sağlama amacı ile kurban metal kullanma. Suya sistemin su ile temas eden tüm yüzeylerine yayabileceği koruyucu film oluşturan kimyasal inhibitörler ekleme KİMYASAL KOROROZYON İNHİBİTÖRLERİ NASIL ÇALIŞIR? Kimyasal inhibitörler korozyonu korozyon mekanizmasına müdahale ederek azaltabilir yada ortadan kaldırabilirler. İnhibitörler genellikle ya anot yada katod üzerinde etkilidirler. ANODİK KOROZYON İNHİBİTÖRLERİ Anod üzerinde koruyucu film oluştururlar. Bu inhibitörler etkin oldukları gibi tehlikelidirler de Eğer anodik inhibitör yetersiz kalırsa tüm potansiyel korozyon korumasız anot bölgesinde meydana gelir. Bu durum ciddi bölgesel (lokolize çukurların oluşmasına ) etkiye sebebiyet verir. KATODİK KOROZYON İNHİBİTÖRÜ Katod üzerinde koruyucu film tabaka oluşturur. Bu inhibitörler korozyon oranını katodik alan azalması ile doğru orantılı olarak düşürür. GENEL KOROZYON İNHİBİTÖRLERİ Anotta yada katotda oluşturacakları film ile tüm metali korurlar.

9 Sayfa SOĞUTMA SUYU SİSTEMLERİ İÇİN NE GİBİ İNHİBİTÖRLER KULLANILIR? Genelde Anodik Çalışan İnhibitörler : Molibdat Ortofosfat Nitritler Silikatlar Genelde Katodik Çalışan İnhibitörler: Bikarbonatlar Polifosfatlar Çinko Genel İnhibitörler Çözünebilir yağlar Diğer organikler SOĞUTMA SİSTEMİNİN TÜRÜ KİMYASAL ŞARTLANDIRMA PROGRAMININ UYGULANMASI PERNSİPLERİNİ ETKİLER Mİ? Evet. Kimyasal şartlandırmanın seçimi temelde maliyete bağlıdır. Tek geçişli sistemlerde çok büyük miktarlarda su sitemden sadece bir kere geçer. Su ekipmandan tek kez geçtiği sırada kimyasal kompozisyon olarak fazla değişime uğramayacağından dolayı kimyasal koruma milyonda birkaç birim kimyasal dozaj ile sağlanabilir. Açık devir daim sistemlerde su bileşimi evaporasyon kayıpları sırasında belirgin olarak değişeceği için suda daha çok kimyasal bulunmalıdır. Korozyon ve kireç oluşumuna sebep olacak safsızlıklar konsantre olur. Ancak aynı sırada şartlandırma kimyasalları da su içinde konsantre olacağından:sistem için gerekli yüksek miktardaki şartlandırma sadece ilk şok dozlamadan sonra taze su ilavesi ile orantılı seviyede dozlamalar ile mümkün olacaktır. Kapalı devre sistemlerde, su kimyası neredeyse değişmez. Su ve dolayısı ile kimyasal kaybı az miktardadır. ETKİLİ BİR KOROZYON İNHİBİTÖR PROGRAMINDA EN ÖNEMLİ FAKTÖR NEDİR? Korozyon inhibitör kimyasallarının dozajının ve kritik su parametrelerinin düzenli kontrolü. Yeterli kontrol olmadığı sürece hiçbir program istenilen düzeyde çalışmayacaktır

10 Sayfa TABAKALAŞMA (KİREÇ TAŞI OLUŞUMU) Kireç taşı (kışır) suda çözünebilir safsızlıkların ağırlıklı olarak inorganik maddelerden oluşan çökeltilerinin, metal yüzeyler üzerinde yoğun şekilde tabakalaşmasıdır. Sık karşılaşılan taş oluşumları : Kalsiyum karbonat Kalsiyum fosfat Magnezyum tuzu Silis KİREÇ TAŞI NEDEN OLUŞUR? Su içinde kireç taşı oluşumuna uygun ortam olup olmadığını belirleyen dört ana değişken; Sıcaklık Alkalinite veya asidite(ph) Su içinde bulunan kireç taşı oluşumuna sebebiyet verecek minerallerin miktarı Kireç taşı oluşumunda etkili olsun yada olmasın diğer çözülmüş maddelerin etkileri BU FAKTÖRLER KİREÇ TAŞI OLUŞUMU ÜZERİNDE NE TÜR ETKİLERE SAHİPTİR? Bu faktörlerden herhangi biri değiştiğinde taş oluşum eğilimi de değişir. İçinde bulundukları suyun sıcaklığı yükseldikçe birçok tuzun çözünürlüğü de artar. Ancak kalsiyum karbonat gibi bazı tuzların çözünürlüğü sıcaklıkla ters orantılıdır ve suyun sıcaklığı arttıkça bunların çözünürlüğü azalır. Bu yüzden genelde yüksek ısılarda taş oluşumuna yol açarlar. Alkalinite yada ph değerindeki bir değişiklik taş oluşumunu büyük oranda etkiler. Örneğin ; ph ve alkalinite arttığında kalsiyum karbonatın (soğutma sistemlerinde en çok karşılaşılan kireç taşı oluşumu ) çözünebilirliği düşer ve çökme eğilimine girer. Silis gibi bazı mineraller düşük alkalinitede daha az çözünürler. Sudaki çözülmüş taş oluşumuna yol açıcı minerallerin miktarı doyma noktasını geçtiğinde tabakalaşma görülebilir. Bununla beraber diğer çözülmüş katı maddelerde taş oluşumu eğilimini arttırabilirler. Genelde su içinde taş oluşturucu çözünmüş katı madde miktarı arttıkça taş oluşumu ihtimalide artar.

11 KİREÇ TAŞI OLUŞUMU NASIL KONTROL EDİLİR? Sayfa Kireç taşı oluşumunu kontrol altına almanın dört temel yolu vardır: 1. Kireç taşı oluşumuna yol açan mineral konsantrasyonlarını, sistemdeki konsantrasyon oranını kontrol ederek yada bu mineralleri sisteme girmeden yok ederek, sınırlayın. Konsantrasyon Oranı sisteme ilave edilen taze su miktarının yapılan blöf miktarına oranıdır. 2. Kireç taşı oluşumuna yol açabilecek mineralleri su içinde çözünmüş (kalsiyum karbonat gibi) halde tutmak için sisteme asit besleyin. 3. Taş oluşumu olasılığını azaltmak için sistemde mekanik değişiklikler yapın. Su debisinde artış ve ısı iletim yüzeylerini genişletme olabilir. 4. Kireç taşı oluşumlarını önleyici olarak tasarlanmış kimyasallar ile şartlandırın. KİREÇ TAŞI OLUŞUMUNA KARŞI KİMYASAL İNHİBİTÖRLER NASIL ÇALIŞIR? Yapıcı bozucu inhibitör taş oluşumunu, taş oluşturucu mineralleri depozit oluşturmasına izin vermeyecek şekilde solüsyon içinde tutarak engeller. Mineral bozucular, taş oluşumunun kristal yapısını değiştirerek katı depozitler yerine hacimli, taşınabilir bir çamur oluştururlar. BİLİNEN TAŞ OLUŞUMU KONTROL KİMYASALLARI NELERDİR? YAPICI BOZUCU İNHİBİTÖR: Organik fosfatlar, Polifosfatlar, Polimerik bileşimler. MİNERAL BOZUCULAR: Ligininler, Tanninler, Polimerik bileşimler. TAŞ OLUŞUMU KONTROLÜNDE EN ÖNEMLİ FAKTÖR NEDİR? Korozyon önlemede olduğu gibi kireç taşı oluşumunun problem haline gelmesini önlemenin tek yolu kimyasal programın ve soğutma suyu sisteminin kontrolüdür.

12 TORTU OLUŞUMU Sayfa TORTU OLUŞUMU NEDİR? Tortu oluşumu;taş oluşumu haricindeki, katı maddenin yığılma oluşturarak işletme ekipmanının çalışmasını engellemesi yada bozması demektir. Bilinen tortu oluşturucular şunlardır: Pislik ve çamur(toz) Kum Korozyon artıkları Doğal artıklar Mikrobiyolojik kütleler Aliminyum fosfatlar Demir fosfat SOĞUTMA SİSTEMİNDE TORTU OLUŞUMUNU NE ARTTIRIR? Tortu oluşumunu arttıran en önemli faktörler: Su karakteristliği Sıcaklık Su debisi Mikrobiyolojik üreme Korozyon Kirlenme SU ÖZELLİKLERİ TORTU OLUŞUMUNU NASIL ETKİLER? Distile su tortu oluşturmaz. Yinede pek çok su kaynağı belli durumlarda belirgin bir tortu oluşumu problemine yol açacak çözünmüş ve askıda katı madde ihtiva ederler. SICAKLIK TORTU OLUŞUMUNU NASIL ETKİLER? Isı arttıkça tortu oluşumu eğilimini arttırır. Isı transfer yüzeyleri soğutma suyuna oranla daha sıcak olduğundan tortu oluşumunu hızlandırırlar. SU DEBİSİ TORTU OLUŞUMUNU NASIL ETKİLER? Düşük debide (0,30 m\sn gibi) askıda katı maddelerin çökme eğilimine uygun olarak tortu oluşur. Daha yüksek akış hızlarında (0,92 m\sn gibi ) ya da daha fazlasında tortu oluşumu yine oluşabilir ama ciddi boyutlarda olmayacaktır.

13 Sayfa MİKROBİYOLOJİK ÜREME TORTU OLUŞUMUNU NASIL ETKİLER? Mikroorganizmalar her yüzey üzerinde depozitlenebilirler. Korozif yada demir depozitlenmesi oluşturan bakteriler büyük hacimli tıkayıcılar olarak depozitlenen korozyon ürünleri oluşturur yada bunlardan istifade ederler. Tüm mikrobiyal koloniler değişik tıkayıcı depozitlenmeler oluşturan birer çamur ve pislik toplayıcı ünite gibi davranırlar. KOROZYON TORTU OLUŞUMUNU NASIL ETKİLER? Korozyon; tortu oluşumunu arttırıcı, hareketli ve kırıntı halindeki proses pisliği yada mikrobiyal atıklar ile karışan çözünmez korozyon ürünleri oluşturur. PROSES ATIKLARI TORTU OLUŞUMUNU NASIL ETKİLER? Isı eşanjörlerinin proses tarafından sızan maddeler birçok şekilde ciddi tortu oluşumu problemlerine yol açabilirler Çözünmüş ürünler olarak depozitlenebilir. Mikroorganizma için besin kaynağı oluşturup ciddi mikrobiyolojik üremeleri destekleyebilir. Kireç taşı veya korozyon inhibitörleri ile reaksiyona girerek çözünmez tıkayıcılar oluşturmasına yol açabilir. TORTU OLUŞUMU NASIL KONTROL ALTINA ALINABİLİR? Tortu oluşumu mekanik olarak yada kimyasal şartlandırma yolu ile kontrol altına alınabilir. En iyi kontrol metodu tortu oluşumunun cinsine bağlıdır. Soğutma sisteminde tortu oluşumu kontrolü şu temel taktikleri içerir. ÖNLEME Tıkayıcıların soğutma sistemine girmesini engelleyebilecek her yöntem. Bu mekanik değişikliği yada katma suyu temizleyebilmek için kimyasal eklemeyi gerektirebilir. İNDİRGEME Önlenmeyen sebeplerden dolayı sisteme giren tortuların azaltılması yada yok edilmesi için atılan adımlar. Devir daim filtresi koyulması veya kule havuzunun periyodik şekilde temizliğini içerir.

14 SÜREKLİ KONTROL Sayfa Tortuların sistemde depozitlenmesini önlemek için sürekli hareket sağlama. Bu kimyasal dispersantların ilavesi ile eşanjörlerde hava üfleme, ters yıkama gibi işlemleri kapsayabilir. KİMYASAL İNHİBİTÖRLER NASIL ÇALIŞIR? Kutuplaştırıcı ve yüzeygerilim düşürücü dispersantlar tortuların su içinde süspansiyon şekilde kalmalarını sağlayarak, metal yüzeyler üzerinde tabakalaşmalarını engeller veya hali hazırda yüzeye yapışmış tortuların yüzeyden sıyrılmalarını sağlar. Kutuplaştırıcı dispersantlar su içindeki tortuların (taşıdıkları) üzerindeki elektrik yükleri arttırmak suretiyle zıt kutuplar yaratarak birbirlerini itmelerini böylece suda asılı kalarak, yüzeylere yapışmalarını önler. Yüzey gerilimi düşürücü dispersantlar, yüzey gerilimi düşürme prensibi doğrultusunda yeni depozit oluşumunu engellediği gibi, hali hazırda oluşmuş depozitleri de yerinden kaldırır. Bu sayede su içindeki partiküller su akışı boyunca suda askıda kalarak, blöf veya filtrasyon yolu ile sistemden dışarı atılabilirler. NORMALDE NE TİP KİMYASALLAR KULLANILIR? KUTUPLAŞTIRICILAR: Anyonik polimerler ISLATICILAR : Yüzey gerilim düşürücü dispersantlar (surfactans) TORTU OLUŞUMUNU YOK ETMEKTE EN ÖNEMLİ FAKTÖR NEDİR? Kimyasal ve mekanik programın sürekli kontrolü tortu oluşumunu önlemenin tek yoludur. MİKROBİYOLOJİK PROBLEMLER MİKROBİYOLOJİK KİRLENME NEDİR? Mikroorganizmaların kontrolsüz çoğalması tortu oluşumu, tabakalaşma ve korozyon ile sonuçlanabilecek depozit oluşumlarına yol açabilir. İlgili tablo problemli mikroorganizmaları ve sebep olabilecekleri problemleri listeliyor.

15 Sayfa BAKTERİ ÇAMURU NEDİR? Mikrobiyal balçıklar, mikroskobik organizmaların ve onların artıklarının topaklanmasıdır. Bu balçık tabakaları genellikle yapışkan zamksı ve sudaki tortuları kendi bünyesine yapıştıracak yoğunluğa sahiptir. SOĞUTMA SUYU SİSTEMİNDE TÜM ORGANİZMALAR ZARARLI MIDIR? Hayır. Bazı organizmalar balçık depozitlenmeleri oluşturmaz ve metal korozyonunu arttırmaz. Yinede büyük miktardaki zararsız organizma oluşumu, sistem de zararlı organizma oluşumu içinde ideal ortam olduğunun göstergesidir. ORGANİZMALAR SOĞUTMA SUYU SİSTEMİNE NASIL GİRERLER? Mikroorganizmaların soğutma suyu sistemlerine girmelerinin temel iki yolu vardır. Biri hali hazırda mikroorganizma ihtiva eden besi suyudur. Diğer yol ise havadan bulaşan mikroorganizmaların soğutma kulesi yolu ile içeri girmesidir. MİKROBİYOLOJİK ÜREMEYE YOL AÇAN FAKTÖRLER NELERDİR? En önemli faktör sistemin besi suyu yolu ile ve hava yolu ile maruz kaldığı mikrobiyolojik kirlenme miktarıdır. Önem sırasında sonrakiler ise BESİN KAYNAĞI: Örneğin hidro karbonlar ve diğer karbon kaynkları balçık oluşturucu organizmalara iyi besin kaynağı olur. ATMOSFER : Organizma büyümesi oksijen ve karbondioksit miktarına bağlıdır. YERLEŞİM : Işık ve nem miktarı gibi bazı faktörler büyümeyi belirgin bir şekilde etkiler. SICAKLIK : Balçık oluşturucu organizmalar C arasında ürerler.

16 Sayfa SINIFLANDIRMA AÇIKLAMA GENEL PROBLEMLER BAKTERİ Filamentous Sülfür depozitlendiren Streptomyces Demir depozitlendiren Krozif Desulfovibro Clostridium (mantar oluşturucu) Mantar oluşturmayan Flavo bacterium Achromobacter Alcaligenes Aerobacter Pseudomonas Mucoids Mantar oluşturan B. subtilis B. Megatherum B. cereus B. Mycoides BAKTERİ Sıralı, kaygan,gri yada gri-yeşil Siyah granüler görünüm, balçık yada depozitlenme ile oluşur Jelatinimsi, mucus benzeri baloncuk şeklinde madde, renkli olabilir. Jelatinimsi, sıralı olabilir, ip gibi, renkli olabilir. Sıralı, tırtıklı yada örgülü, normalde renksiz ama yeşil olabilir. TIKANMA KOROZYON GAZ AÇIĞA ÇIKMASI TIKANMA GAZ AÇIĞA ÇIKMASI KOROZİF BAKTERİ KORUYUCU TIKAYICI KOROZİF BAKTERİ KORUMASI. TAHTA AHŞAP ÇÜRÜMESİ KOROZYON HÜCRELERİ OLUŞUMU TORTU OLUŞUMU Molds Aspergillus Cladosporium Penicillium Trichoderma Mucor Köselemsi, elastik yada mucus benzeri renkli yada renksiz olabilir. KOROZYON OLUŞUMU TORTU OLUŞUMU HÜCRELERİ MAYALAR Monilia Oospora Torula Endomyces Rhodotorula Gevşek sümüksü yada elastik, yeşil yada mavi- yeşil renkli. Sadece güneş ışığında bulunur. TIKANMA KOROZİF BAKTERİ KORUYUCU YOSUNLAR Chroococcus Oscillatoria Chroococcus Ulothrix Navicula Fragilaria

17 Sayfa BAKTERİ ÇAMURU KIŞIR OLUŞUMUNA SEBEP OLUR MU? Evet. Balçık, kireç taşı oluşum oranını arttırabilir. Mikroorganizma çamuru (balçık), şartlandırma kimyasallarını çevreleyerek etkilerini azaltabilir. Depozitlenme oluştuğunda ısı iletim verimi düşer. Bu üretimde muhtemel aksamalara ve enerji tüketim maliyetinde artışa sebep olur. BALÇIK TORTU OLUŞUMUNA YOL AÇABİLİR Mİ? Balçık kütleleri kendi başlarına tıkayıcılardır. Diğer tıkayıcıların depozitlenmesi için mükemmel ortamlar yaratırlar. Hali hazırda var olan depozitlere diğer mikroorganizmalar ve askıda katı maddelerde eklenebilir. BALÇIK KOROZYONA YOL AÇABİLİR Mİ? Sülfat indirgeyici bakteriler gibi belli organizmalar metal yüzeylerde tehlikeli çukurlaşmalara yol açabilecek, korozif hidrojen sülfit açığa çıkarırlar ilave olarak balçık metal üzerinde depozitlenip, inhibitörün koruyucu film tabaka oluşumunu engelleyecek korozyonu hızlandırabilir. ORGANİZMALAR SOĞUTMA SİSTEMİNDE BELLİ BÖLGELERİ ETKİLER Mİ? Mikrobiyolojik organizmalar genelde düşük su akışı bulunan bölgelerde kolonileşir. Bu yüzden eşanjörler, mikrobiyolojik büyüme ve balçık oluşumu na açıktır. Kule havuzu mantar oluşumunu ve ağaç yapılı komponentlerde fungal çürüme ile karşı karşıyadır. ETKİN BİR MİKROBİYAL KONTROL PROGRAMI PLANLANIRKEN HANGİ FAKTÖRLER GÖZ ÖNÜNDE BULUNDURULMALIDIR? En önemli faktörler: Mikrobiyolojik organizmaların tür ve miktarları Tahta çürümesi, balçık depozitlenmesi ve korozyon gibi mikrobiyolojik sorun göstergeleri Sıcaklık, akış hızı ve su karakteristliği gibi çalışma özellikleri Soğutma kuleleri, sprey havuzlar açık paket kondenserler gibi kullanılan ekipman tipi Sisteme taşınan organizmalar ve bunların besin kaynakları gibi kirlilik kaynakları. Bu faktörler problemli mikroorganizmaların büyüme hızını arttırabilir ve mikrobiyolojik kontrol şartlandırmalarını etkileyebilir.

18 Sayfa Her sistem kendi başına incelenmeli ve şartlandırılmalıdır. Çünkü her sistemin kendine ait mikrobiyolojik bir profili vardır. MİKROBİYOLOJİK ŞARTLANDIRMALAR NASIL SEÇİLİR? Mikrobiyolojik şartlandırma önce örnek suyun ve balçığın analizi ve var olan mikroorganizmaların tespiti ile seçilir. Bu bilginin ışığında işletmedekilerin verebileceği bilgiler ve yerinde ürün testi ile bir şatlandırma programı seçilir. Şartlandırma programları herhangi bir kritik durum oluştuğunda değiştirilebilmelidir. MİKROBİYOLOJİK KOTROL İÇİN NE TÜRDE KİMYASLLAR KULLANILIR? Mikrobiyolojik kontrolde üç temel tipte kimyasal kullanılır: 1. Oksidant (oksitleyici) biositler 2. Antioksidant biositler 3. Biodispersantlar Etkin bir mikrobiyolojik kontrol sağlamak için yukarıdaki her tipin kendine has özelliği vardır. OKSİTLEYİCİ BİOSİTLER NELERDİR? Oksitleyiciler, önemli hücre bileşenlerini organizmaların ölümü ile sonuçlanacak şekilde oksitlenirler. Şok dozaj yada sürekli beslenme ile uygulanabilirler. Gaz yada sıvı formdaki klor en çok kullanılan oksitleyici ürünlerdir. Bir çok uygulamada beslenen başka bir oksitleyici de sıvı yada katı halde bulunan bromin dir. Bromin klor ve sodyum hipoklorite göre bir çok güvenlik ve performans avantajı sağlar. OKSİTLENME YAPMAYAN BİOSİTLER NELERDİR? Oksitlenme yapmayan biositler oksitleyici biositlere göre daha farklı çalışırlar. Bu biositler mikroptaki özel hücre bileşenleri ile onları tamamı ile tahrip etmek üzere reaksiyona girer. BİODİSPERSANTLAR NELERDİR? Bu kimyasallar organizmaları öldürmez; mikrobiyaldepozitleri bulundukları yerlerden sökerler ve bu metal yüzeylerden sökülen yoğunlaşmış çamurların soğutma suyu ile dışarı atılımını sağlarlar. Oksitleyici biositlerin etkili olmaları için mikrobik balçık yada yosun tabakalarını serbest bırakırlar. Biodepozitlerin yüzeylerden sökülmesi işlemi yanında, biyodispersantlar aynı yüzeyler üzerinde tekrar biyofilmlerin oluşmasınıda engellerler.

19 Sayfa ÖN ŞARTLANDIRMA, GÖZLEM VE KONTROL KİMYASAL ŞARTLANDIRMA PROGRAMLARININ BAŞARILI OLABİLMESİ İÇİN UYGUN BİR ÖN ŞARTLANDIRMA VE SİSREMİN İLK DEVREYE ALINMASINDA TAKİP ŞARTTIR. Ön şartlandırma ve devreye alma aşamaları: Mekanik veya kimyasal sistem temizliği. Özel kimyasal korozyon inhibitörleri ile pasivasyon Bakım programı korozyon inhibitörlerinin başlangıç dozajlarının ayarlanması Bakım programı inhibitörlerinin en uygun dozajda uygulanmasının takibi BÜTÜN BİR ŞARTLANDIRMA PROGRAMI Başarılı bir soğutma suyu şartlandırma programı aşağıdaki maddelerin tümüne ihtiyaç duyar. Teknik olarak en uygun olacak kimyasal ve mekanik programların birleştirilmesi Operatörleri, danışmanları, mühendisleri ve müdürleri içine alan işletme personeli, soğutma suyu sisteminin önemini ve üretim ile ilişkisini anlamalı ve programın başarısı ve kontrolü için gerekenleri uygulamalı eğitimler düzenlenmeli Gözlem ve kontrol sürekli olmalı ve uygun teknik, ekipman ve kaynaklar kullanılmalı ÖN ŞARTLANDIRMA NEDİR? Ön şartlandırma, soğutma suyu sisteminin başlangıçtan itibaren etkin çalışmasını sağlayabilmek için hazırlanmasıdır. ŞARTLANDIRMA SUYU ÖN ŞARTLANDIRMA NEDEN GEREKLİDİR? Yeni yada çalışmaya tekrardan başlayacak sistemler belirgin miktarda atık bulundurulabilir. Yeni inşa edilmiş sistemlerde mutlaka yağ ve gres tabakaları, paslanmış noktalar, pislik ve kum kalır. Bu maddeler hatalı üretimi göstermez sadece imalat sırasında ortaya çıkan ortamlardan kaynaklanır. Devre dışı bırakılmış sistemlerde tabakalaşma, korozyon, tortu oluşumu yada mikrobiyolojik oluşum sonucunda meydana gelen depozitlenmeler oluşabilir. Eğer bu maddeler ön şartlandırmada tamamen ortadan kaldırılamaz ise kimyasal program etkili olmayacaktır.

20 Sayfa SİSTEM HAZIRLANMASINDA VE DEVREYE ALINMASINDA AŞAMALAR NELERDİR? Soğutma suyu koruma programına başarı ile başlanmak isteniyorsa aşağıdaki hazırlık prosedürleri uygulanmalıdır: Sistem temizliği Özel ön şartlandırma kimyasallarının uygulanması Korozyon inhibitörlerinin yüksek başlangıç dozajları Korozyon inhibitörlerinin bakım seviyesindeki süregelen uygulamaları TAZYİKLİ SU PÜSKÜRTME YADA HİDROTEST YENİ SİSTEMDEKİ ATIKLARI GİDERİR Mİ? Tazyikli su püskürtmek yada hidrotest ile atıklar bir miktar giderilebilir ama büyük miktarlarda giderilemez. Sonuç itibariyle inhibitörsüz su metal yüzeyler ile korozyon ürünü oluşturmak üzere reaksiyona girer. ASİT TEMİZLİĞİNİN SOĞUTMA SUYU SİSTEMİNDE NE GİBİ ETKİLERİ VARDIR? Asit, korozyon artıklarını ve bazı mineral depozitlerini giderir. Fakat organik maddeler üzerinde çok az etkisi vardır. Yanlış uygulamalar ile sistem metaline etki ederek ciddi metal hasarları oluşturulabilir. Yanlış durulama metal yüzeyleri yüksek reaktivite seviyelerine çıkabilir ve bu durum metali korozyon saldırılarına açık hale getirir. ÖN ŞARTLANDIRMA KİMYASALLARI NE ZAMAN UYGULANMALIDIR? Ön şartlandırma kimyasalları hidrotest sırasında yada hemen sonrasında uygulanabilir. Sistem inşa edildikten sonra ne kadar kısa sürede ön şartlandırılır ise koruma da o kadar bütünlük sağlar. Devre dışı kalmış ekipman için de aynısı geçerlidir. Ön şartlandırma gerekli bakımdan ve sistem hizmete girmeye hazır hale geldikten sonra en kısa sürede devreye alınmalıdır. GÖZLEM VE KONTROL NE DEMEKTİR VE NEDEN ÖNEMLİDİR? Soğutma suyu şartlandırma programları yenilendikçe sistem otomasyonu da önem kazanmaktadır. Her şartlandırma programı için o programın istenilen korumayı verdiği ve mükemmel çalıştığı özel kimyasal konsantrasyon oranları vardır. Gerektiği gibi kontrol edilmediği takdirde herhangi bir kimyasal programı muhtemel üretim kayıpları, artan bakım masrafları ve artan enerji tüketimi gibi sorunlara yol açabilir.

21 Sayfa GÖZLEM VE KONTROL İÇİN NE GİBİ ALETLER VARDIR? PH, alkalinite, iletkenlik,sertlik, klor ve şartlandırma seviyeleri basit manuel testler ile ölçülebilir. Bir değişken dengesi bozulduğunda mümkün olan kontrol testleri sürekli olarak yapılmalı ve düzeltici tedbir alınmalıdır. Günlük kontrol başarılı her programın temelidir. PH KONTROLÜ İÇİN OTOMATİK SİSTEMLER MEVCUT MUDUR? Her ne kadar bu tür sistemler uygun çalışma için düzenli bakım ve dikkate ihtiyaç duyuluyorsa da ph kontrolünün önemli olduğu herhangi bir şartlandırma programında otomatik bir sistem mükemmel bir avantajdır. SOĞUTMA SİSTEMİNDE DURUM DEĞERLENDİRMESİ YAPMANIN METODLARI NEDİR? Birçok gözlem aleti vardır: KOROZYON KUPONLARI Soğutma sistemlerindeki değişik metallerin nisbi korozyon oranlarını belirlemek için korozyon kuponu adı verilen küçük metal çubuklar kullanılabilir. Bu önceden tartılmış çubuklar sisteme en az 30 günlük bir süre için yerleştirilir sonra çıkartılır, temizlenir ve tekrar tartılır. Kuponun sisteme yerleştirilmeden önceki ağırlığı ile sonraki ağırlığı arasındaki fark korozyon oranını ölçmede kullanılır. CORRATER Bir soğutma sistemindeki korozyon ve çukurlaşma eğilimlerini ölçen bir alet. Sondası soğutma suyuna sokulduğu anda sistemin korozyon oranını mil\ yıl (mpy) olarak okuyabiliyor. KOROZYON TEST DÜZENEĞİ Isınmayan transfer yüzeylerindeki korozyon inhibisyon etkinliğini gözlemleyen bir alettir. Korozyon kuponları veya Corrater sondaları ile kullanılmak için imal edilmiştir. DEPOZİTLENME MONİTÖRÜ Soğutma suyu programının performansını ölçmek için kullanılan bir yardımcı alettir. Uygun metalürjide bir örnek tüpü küçük bir eşanjör oluşturmak için cam bir kap ile çevrelenmiştir. Soğutma sistem suyu örnek tüp ile cam kap arasında dolaşır. Örneğin metal yüzeyi test aşamasında istenildiği gibi gözlenebilmektedir. Isı transfer oranları

22 Sayfa ısı kartuşu kullanılarak, soğutma suyu debisi ise bir kontrol valfi ile simüle edilebilmektedir. MİKROBİYOLOJİK ANALİZ Soğutma sisteminde bulunan bakterilerin çeşit ve miktarları ile ilgili sorulara açıklık getirir. Bu analiz sonuçları mikrobiyolojik kontrol programının etkinliği konusunda fikir verir. İŞLETME PERSONELİNİN SOĞUTMA SUYU SİSTEMİNİN UYGUN GÖZLEM VE KONTROLÜNDEKİ ROLÜ NEDİR? İşletme operasyon ve danışman personeli doğru sistem şartlandırılmasının önemini bilmeli ve kritik su değişken değerlerinin günlük bazda gözlem ve kontrolünü yapabilecek beceriye sahip olmalı. Başarılı bir şartlandırma programı sağlamanın birinci yolu tüm soğutma suyu personelinin yeterli eğitimi almasıdır. SU ANALİZİ NE DEMEKTİR? Genel terimler kalsiyum karbonat belirtilmiştir H Ca M P O=2P-M S=M-H C N=S-O O=M-2P S=H-M N=O-S FMA AP CO2 Toplam sertlik Kalsiyum Metil oranj alkalinitesi Fenolftalein alkalinitesi Hidratlar Sodyum alkalinitesi Toplam karbonatlar Sodyum karbonat Bikarbonat Sülfat sertliği Serbest kireç Serbest mineral asiditesi Asit fenolfitalein Karbondioksit Toplam kalsiyum ve magnezyum içeriği Toplam kalsiyum sertliği Bikarbonatlar ve karbonatlar veye karbonatlar ve hidratlar (Hidratlar ve bikarbonatlar bu arada bulunamazlar ) 1\2 Karbonatlar ve tüm Hidratlar Kalsiyum Magnezyum yada Sodyum Hidroksitler Sodyum Hidroksit Karbonat ve Fosfat Kalsiyum Magnezyum ve Sodyum Karbonat Sodyum karbonat Kalsiyum Magnezyum ve Sodyum Bikarbonat Kalsiyum ve Magnezyum Sertliği Kalsiyum hidroksit Sülfürik Hidroklorik gibi Serbest Asitler (CO2 yi içermez) Toplam Asitlik (CO2 yi içerir) Karbondioksit Gazı

23 Sayfa GENEL TERİMLER TS DS SS PO4 O2 SİO2 AL2O3 PH Fe Mn NH2 NO2 NO3 NaCl Toplam SO4 Na2SO4 Oil Umho Cu Toplam Katı Madde(TKM) Çözünmüş Katı Madde(ÇLKM) Askıda Katı Madde (AKM) Fosfatlar Oksijen Silis Alumina Log hidrojen iyonu Konsantrasyonu Demir Manganez Amonyak Nitritler Nitratlar Klorürler Toplam sülfatlar Sülfatlar Çkm ve Akm de yağ İletkenlik Bakır CO2 ve O2 yada Gazlar hariç sudaki tüm maddeler Gazlar hariç tüm çözünebilir maddeler Filtre edilebilir çamur yada maddeler Sodyum fosfat Oksijen gazı Çözünebilir Silis Çözünebilir Alumina 7.0 üstü ALKALİ 7.0 aşağısı ASİT Tüm demir formları mevcut Tüm manganez formları mevcut Amonyak olarak nitrojen Nitrit olarak nitrojen Nitrat olarak tüm nitrojen Sodyum klorür Kalsiyum Magnezyum ve Sodyum Sülfatlar Sodyum sülfat Toplam Hayvan Bitki ve Mineral yağları Suyun Elektrik İletme yeteneği(1\r) Tüm Bakır Formları Mevcut