Wassergeführte Kalt- und Kühlwasserkreisläufe

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Heinrich Brahms
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1 Wassergeführte Kalt- und Kühlwasserkreisläufe Jan Heckmann, Z&H Wassertechnik GmbH Tel.:

2 Agenda Vorstellung der Z&H Wassertechnik GmbH Ausgangssituation Anwendungsbereich Betreiberverantwortung Zuverlässiger Betrieb Planungsempfehlungen Betriebsbuch Richtwerte des Füll- und Ergänzungswassers Mögliche Störungen und geeignete Abhilfemaßnahmen Mineralische Ablagerungen Biologische Ablagerungen Korrosion Instandhaltung unter wassertechnischen Aspekten Ziele der Instandhaltung Umfang der Wassertechnischen Inspektion

3 Vorstellung der Z&H Wassertechnik GmbH Gründung: Mitarbeiter Wasseraufbereitung Wasserbehandlung Dosierprodukte Dienstleistungen Schulungen z.b. VDI 2047 und VDI 6023 Gefährdungsanalysen

4 Ausgangssituation Keine brauchbaren Normen oder Richtlinien vorhanden, VDI 2035 wenig hilfreich Situation in der Industrie Zunahme der Problematik allgemein Besondere Kundenanforderungen (z.b. Abwasserproblematik)

5 Zuverlässiger Betrieb Planungsempfehlungen Verwendete Materialien Korrosionsbeständigkeit Diffusionsdichtigkeit Spülen der Anlage vor Inbetriebnahme (als LV-Position) Überwachung des ph-wertes (Monitoring) Vorsehen einer Nebenstromleitung Herstellervorgaben beachten

6 Zuverlässiger Betrieb Betriebsbuch Anlagenschema Vorgaben der Hersteller der wasserberührenden Bauteile bezüglich der geforderten Umlaufwasserqualität Füll- und Ergänzungswasserqualität Volumen des Umlaufwassers Geplanter Betrieb des Kreislaufes wie: Stillstandzeiten Tag/Nacht-Betrieb Wochenendbetrieb Ferienbetrieb Betrieb in Abhängigkeit von äußeren Faktoren (z.b. witterungsabhängiger Betrieb)

7 Zuverlässiger Betrieb Betriebsbuch Auflistung der verwendeten Bauteile und Angabe der zugehörigen Materialien Erfassung und Dokumentation der Füll- und Ergänzungswassermenge mit Hilfe eines Wasserzählers Instandhaltungsplanung mit Zyklen der Inspektionen und Wartungen Darstellung der durchgeführten Wasseraufbereitungs- und Wasserbehandlungsmaßnahmen Inbetriebnahmeprotokolle Instandhaltungsprotokolle Ergebnisse der durchgeführten Wasseranalysen

8 Zuverlässiger Betrieb Betriebsbuch Nach Beginn des bestimmungsgemäßes Betriebs sind folgende Parameter zu ermitteln und zu dokumentieren: Druck vor und nach den Umwälzpumpen Druck vor und nach einem eventuell vorhandenen Wärmeübertrager oder einer zu kühlenden Komponente Temperatur vor und nach einem eventuell vorhandenen Wärmeübertrager oder einer zu kühlenden Komponente maximale Oberflächentemperatur maximale Fließgeschwindigkeiten (m/s) in der Anlage Förderströme der Pumpen (m³/h)

9 Zuverlässiger Betrieb Richtwerte des Füll- und Ergänzungswassers Siehe Vortrag Dr. Oliver Opel und Mani Zargari

10 Störungen und Abhilfemaßnahmen mineralischer Ablagerungen Erscheinungsbilder mineralischer Ablagerungen Weiße oder graue Ablagerungen, bevorzugt an wärmsten Stellen des Kreislaufes. Meistens Kalk. Reduzierung des Wärmeüberganges in Wärmeübertragern und anderen zu kühlenden Komponenten. Kalkausfall auch analytisch als Härtedefizit feststellbar. Zerstörungen von Dichtungselementen an Komponenten (z.b. Gleitringdichtungen bei Pumpen)

11 Störungen und Abhilfemaßnahmen mineralischer Ablagerungen Ursachen mineralischer Ablagerungen Gesamthärte Karbonathärte Betriebstemperatur bzw. Oberflächentemperatur an Wärmeübertragern ph-wert im Umlaufwasser Ergänzungswassermenge, in dem Gesamt- und Karbonathärte enthalten sind Dichtungselementen an Komponenten (z.b. Gleitringdichtungen bei Pumpen)

12 Störungen und Abhilfemaßnahmen mineralischer Ablagerungen Abhilfemaßnahmen bei mineralischen Ablagerungen Nachspeisung von enthärtetem oder entsalztem Wasser Reinigung der betroffenen Anlagenkomponente (Säuern)

13 Störungen und Abhilfemaßnahmen biologischer Ablagerungen Erscheinungsbilder biologischer Ablagerungen Analytisch nachweisbar (Reduzierung der Konzentration an Sulfat und Nitrat) Spezifische, mikrobiologische Analytik Grünfärbung des Umlaufwassers (z.b. Algenbildung durch Lichteinfall) Geruch des Umlaufwassers: Schmierige und/oder schleimige Beläge (Biofilm) Reduzierter Wärmeübergang in Wärmeüberträgern und sont. zu kühlenden Komponenten

Störungen und Abhilfemaßnahmen biologischer Ablagerungen Ursachen biologischer Ablagerungen Ungünstige Strömungsgeschwindigkeiten Passende Lebensbedingungen Lichteinfall ideale

14 Störungen und Abhilfemaßnahmen biologischer Ablagerungen Ursachen biologischer Ablagerungen Ungünstige Strömungsgeschwindigkeiten Passende Lebensbedingungen Lichteinfall ideale Wassertemperatur günstige Umgebungstemperatur Nährstoffangebot Kontamination mit Keimen von außen z.b. durch Zusatzwasser oder offenen Vorlagebehälter Stillstandzeiten

Störungen und Abhilfemaßnahmen biologischer Ablagerungen Abhilfemaßnahmen bei biologischen Ablagerungen Austausch des Umlaufwassers und Reinigung des Systems Dosierung eines geeigneten Biozides mit

15 Störungen und Abhilfemaßnahmen biologischer Ablagerungen Abhilfemaßnahmen bei biologischen Ablagerungen Austausch des Umlaufwassers und Reinigung des Systems Dosierung eines geeigneten Biozides mit möglichst hoher Depotwirkung. Einsatz einer UV-Entkeimungsanlage Reduzierung des Lichteinfalls Reduzierung des Nährstoffangebotes (entsalztes Wasser) Entfernung der biologischen Ablagerungen (Dispergatoren) Regelmäßige Wasseranalytik

16 Störungen und Abhilfemaßnahmen bei Korrosion Erscheinungsbilder von Korrosion Verfärbung des Wassers Trübung des Wasser Leckagen Metallischer Bodensatz bei Wasserproben (bei Eisen evtl. magnetisch) Reduzierter Wärmeübergang in Wärmeübertragern und anderen zu kühlenden Komponenten Ausfall von Anlagenkomponenten (Pumpen, Ventile etc.)

17 Störungen und Abhilfemaßnahmen bei Korrosion Ursachen von Korrosion ph-wert, Chlorid-, Sulfat- oder Nitratkonzentration des Umlaufwassers außerhalb des Sollbereiches ph-wert-absenkung durch biologische Aktivität Sulfat bzw. Nitrat reduzierender Mikroorganismen Abrasive Wirkung von Korrosionsprodukten durch hohe Strömungsgeschwindigkeit (Erosionskorrosion) Galvanische Korrosionsvorgänge (z.b. Kontaktkorrosion) Fehlender oder fehlerhafter Potentialausgleich Ungewollter Sauerstoffeintrag

Störungen und Abhilfemaßnahmen bei Korrosion Abhilfemaßnahmen bei Korrosion Entfernung ungelöster Korrosionsprodukte durch Filtration (bis 0,2 µm)

ötung korrosionsfördernder Mikroorganismen (z.b.

18 Störungen und Abhilfemaßnahmen bei Korrosion Abhilfemaßnahmen bei Korrosion Entfernung ungelöster Korrosionsprodukte durch Filtration (bis 0,2 µm) Entfernung gelöster Korrosionsprodukte durch spezifischen Ionentausch (Kationenaustauscher) Abtötung korrosionsfördernder Mikroorganismen (z.b. durch Biozide) Dosierung geeigneter Korrosionsschutzmittel Verbesserung der Zusatzwasserqualität Vollständiger oder teilweiser Wechsel des Umlaufwassers Kontinuierliche Messung von ph-wert und elektrischer Leitfähigkeit im Umlaufwasser Regelmäßige Wasseranalytik Kontinuierliche Dokumentation

19 Instandhaltung unter wassertechnischen Aspekten Umfang der wassertechnischen Inspaktion Umlaufwasseranalyse 3 Monate nach Inbetriebnahme Wiederkehrende jährliche Inspektion Zu untersuchende Parameter: ph-wert (Vor-Ort-Bestimmung) elektrische Leitfähigkeit Trübung (absetzbare Stoffe) durch Sichtprüfung Färbung durch Sichtprüfung Geruch Gesamthärte (Bei Bedarf weitere Parameter)

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