¿Qué es el TDS en las torres de enfriamiento?

 

El valor TDS es el índice central de control de calidad del agua de la operación de la torre de enfriamiento, y determina directamente los riesgos de incrustaciones, corrosión y reproducción microbiana en ambientes abiertos ysistemas de refrigeración semi-cerradosy una gestión inadecuada de TDS provocará enormes peligros ocultos para la eficiencia de la refrigeración y la vida útil del equipo.

 

 

El mecanismo de formación de TDS elevados en el agua de las torres de refrigeración reside en el ciclo continuo de concentración del agua.

 

Las torres de enfriamiento dependen de la evaporación del agua para eliminar el calor, mientras que el agua pura se vaporiza en el aire y todas las sustancias minerales disueltas no pueden evaporarse y permanecer en el agua en circulación continuamente.

 

Con la pérdida continua de agua, la concentración de sólidos solubles sigue aumentando yel valor de TDS aumenta linealmente con el tiempo de operación.

 

Incluso si la fábrica repone agua dulce del grifo o de pozo todos los días, el agua nueva traerá nuevos componentes minerales, lo que acelerará aún más la acumulación de TDS.

 

 

Para las torres de enfriamiento abiertas expuestas a la atmósfera, el polvo exterior, la niebla ácida industrial, la niebla salina y las impurezas orgánicas se disolverán continuamente en el agua circulante, lo que empujará aún más hacia arriba.el nivel de TDS.

 

 

En las fábricas costeras, los iones de cloruro en la niebla salina aumentan significativamente el TDS; en los parques mineros y químicos, los sulfatos y los sólidos disueltos de metales pesados ​​hacen que el TDS supere el estándar más rápidamente.

 

Los sistemas de refrigeración cerrados tienen una velocidad de aumento de TDS más baja porque el medio interno está aislado del aire; sin embargo, el funcionamiento-a largo plazo y la reposición regular de agua seguirán provocando una concentración lenta de TDS.

 

 

Un TDS excesivamente alto conlleva tres riesgos fatales importantes para las torres de enfriamiento y los equipos de soporte. El primer peligro es la incrustación severa. Las sales de calcio y magnesio son los componentes principales del TDS. Cuando el TDS excede el umbral establecido, se rompe el límite de solubilidad del carbonato de calcio, el silicato de magnesio y otros precipitados, y las incrustaciones cristalinas se adhieren a la superficie de los intercambiadores de calor, los serpentines y los tubos del condensador.

 

 

Las incrustaciones tienen una conductividad térmica extremadamente baja, lo que reduce en gran medida la eficiencia del intercambio de calor. Cuando el espesor de las incrustaciones alcanza los 0,3 mm, la capacidad de disipación de calor de los equipos de refrigeración cae en más de un 20 %, lo que provoca el sobrecalentamiento de los equipos, paradas de producción y un mayor consumo de energía de los ventiladores y las bombas de agua.

 

 

El decapado manual y el desincrustado mecánico requieren largos tiempos de inactividad y altos costes de mantenimiento, ydecapado frecuenteerosionará las paredes de las tuberías metálicas y provocará riesgos ocultos de fugas.

 

 

El segundo peligro es la corrosión acelerada del metal. Los iones de cloruro y sulfato en TDS son medios corrosivos fuertes. El agua en circulación con alto contenido de TDS forma un entorno de corrosión electroquímica en tuberías de acero al carbono, serpentines de acero inoxidable y carcasas de bombas.

 

 

 

Los iones de cloruro penetrarán la película pasiva de la superficie del metal, provocando corrosión por picaduras y perforación de los serpentines de intercambio de calor, especialmente de las tuberías de cobre y acero inoxidable dúplex en torres de enfriamiento cerradas.

 

En casos graves, las fugas del medio refrigerante contaminarán los equipos de producción, como las líneas de producción de baterías y los reactores farmacéuticos. Un TDS alto también intensifica la corrosión galvánica entre diferentes materiales metálicos en el sistema de tuberías, acortando la vida útil de las válvulas.bombas de circulacióny accesorios de conexión a la mitad o más.

 

 

El tercer peligro es la reproducción masiva de microorganismos y limo biológico.Alta-concentraciónLos sólidos disueltos contienen ricos nutrientes como nitrógeno y fósforo, que proporcionan un entorno de crecimiento adecuado para bacterias, algas y hongos.

 

Una gran cantidad de lodo biológico se adhiere a la pared interna de tuberías y rellenos, bloqueando los canales de flujo de agua y reduciendo el volumen de circulación del agua de refrigeración.

 

El limo biológico también forma una capa de cobertura sobre la superficie del metal, donde la diferencia en la concentración de oxígeno inducirá corrosión localizada debajo del lodo. Al mismo tiempo, los microorganismos descompondrán la materia orgánica para producir sustancias ácidas, agravando aún más la corrosión de las tuberías y formando un círculo vicioso de incrustaciones, limo y corrosión.

 

 

 

La operación de la torre de enfriamiento depende de la purga para controlar el TDS dentro del rango seguro. Cada tipo de equipo de refrigeración tiene un estándar de control de TDS fijo según el material de la tubería y las condiciones de trabajo.

 

 

Las torres de enfriamiento abiertas ordinarias de acero al carbono generalmente controlan el TDS por debajo de 1000 ppm; los serpentines de enfriamiento cerrados de acero inoxidable requieren TDS inferior a 600 ppm; El equipo anticorrosión costero limita el TDS a menos de 400 ppm para reducir el contenido de cloruro.

 

Cuando el detector de TDS en línea encuentra que el valor numérico excede el estándar, la válvula de purga automática se abre paradescargar aguas residuales de alta-concentracióny se complementa con agua fresca de reposición-con bajo contenido de TDS- para diluir el agua en circulación y reducir la concentración general de TDS.Los operadores también agregarán inhibidores de incrustaciones, inhibidores de corrosión y biocidas para frenar los peligros causados ​​por la acumulación de TDS, pero los agentes químicos sólo pueden retrasar los riesgos de concentración y no pueden reducir fundamentalmente los TDS, por lo que la purga regular sigue siendo el método de control principal.

Un control inadecuado de TDS también aumentará los costos operativos de producción. La purga excesiva para reducir los TDS conduce a un enorme desperdicio de recursos hídricos, al aumento de las tarifas del tratamiento del agua y de las aguas residuales; Una purga insuficiente provoca frecuentes fallas por incrustaciones y corrosión, lo que aumenta las pérdidas por mantenimiento, reemplazo y parada. Por lo tanto,Monitoreo de TDS en tiempo real-y la purga proporcional automática se han convertido en configuraciones estándar de las torres de enfriamiento industriales modernas, equilibrando el consumo de agua y la seguridad del equipo.

 

 

En resumen, TDS representa todas las impurezas minerales y orgánicas disueltas en el agua que circula en la torre de enfriamiento. Su concentración continua causada por la evaporación del agua es la raíz de los problemas de incrustaciones, corrosión y limo biológico.

 

 

 

Controlar estrictamente el TDS dentro del rango de seguridad de diseño mediante la purga y el tratamiento químico de la calidad del agua es la clave para lograr un rendimiento estable, eficiente yoperación de larga duración-detodos los sistemas de torres de enfriamiento abiertas y cerradas. Ignorar el monitoreo de TDS conducirá a una reducción de la eficiencia de enfriamiento, daños frecuentes a los equipos y pérdidas económicas sustanciales para las líneas de producción industrial.