Ứng dụng hóa chất trong kiểm soát hiệu suất tháp giải nhiệt của máy chiller

Hóa chất được ứng dụng để kiểm soát cáu cặn, ngăn ăn mòn và hạn chế vi sinh phát triển ở tháp giải nhiệt. Nhờ đó, hiệu suất trao đổi nhiệt của máy chiller được tối ưu, đây là giải pháp hiệu quả về chi phí, giúp hệ thống chiller vận hành an toàn, kéo dài tuổi thọ thiết bị.

1. Tầm quan trọng của hóa chất trong kiểm soát hiệu suất tháp giải nhiệt

Tình trạng đóng cặn, tắc nghẽn đường ống luôn là vấn đề lớn trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là ở các hệ thống như tháp giải nhiệt của máy chiller. Hiệu suất của hệ thống chiller phụ thuộc trực tiếp vào chất lượng nước trong tháp, nước bẩn hoặc nhiễm khoáng sẽ làm giảm khả năng trao đổi nhiệt, khiến chiller phải hoạt động nhiều hơn, tiêu tốn nhiều điện năng và dễ phát sinh sự cố.

Trong thực tế, đã có nhiều giải pháp được áp dụng để kiểm soát vấn đề này như sử dụng hóa chất xử lý nước, chất ức chế cáu cặn, hoặc hệ thống làm mềm nước. Tuy nhiên các hệ thống làm mềm nước thường có chi phí đầu tư và vận hành khá cao. Vì vậy, hóa chất tháp giải nhiệt vẫn được xem là giải pháp tối ưu, bền vững và hiệu quả về chi phí đảm bảo hệ thống chiller vận hành an toàn, tiết kiệm.

2. Tác hại khi không sử dụng hóa chất xử lý tháp giải nhiệt

Việc sử dụng hóa chất xử lý cặn bẩn cho tháp giải nhiệt là cần thiết, nếu không được xử lý đúng cách, hiệu suất chiller sẽ suy giảm nghiêm trọng, khiến hệ thống tiêu thụ nhiều điện năng hơn. Cùng với đó, hệ thống sẽ nhanh chóng gặp nhiều vấn đề nghiêm trọng, giả sử như lớp cặn bám dày 1mm có thể làm giảm 10% đến 15% hiệu suất trao đổi nhiệt, dẫn đến tăng chi phí vận hành, đặc biệt là điện năng tiêu thụ của máy nén.

Đồng thời, nguy cơ tắc nghẽn đường ống sẽ cao hơn, khiến chiller thường xuyên báo lỗi. Quá trình ăn mòn diễn ra nhanh cũng làm thất thoát nhiên liệu, khiến thiết bị cần thay thế sớm, trong khi hệ thống nước mất kiểm soát sẽ gây mất ổn định vận hành và tiềm ẩn nhiều rủi ro cho toàn bộ hệ thống.

3. Lý do xuất hiện cáu cặn, ô nhiễm trong hệ thống tháp giải nhiệt

Cáu cặn và ô nhiễm trong hệ thống tháp giải nhiệt là những vấn đề phổ biến và nguy hiểm đối với hiệu suất hoạt động của máy chiller. Có thể xem xét đến các nguyên nhân sau:

3.1. Cáu cặn

• Nguyên nhân hình thành: Nước tuần hoàn trong tháp giải nhiệt liên tục bay hơi, khiến nồng độ khoáng chất như Ca²⁺, Mg²⁺… tăng cao. Khi vượt quá ngưỡng bão hòa, chúng kết tủa và tạo thành lớp cáu cặn cứng bám trên bề mặt.

• Hậu quả: Chúng làm giảm hiệu suất truyền nhiệt, khiến điện năng tiêu thụ tăng cao và chiller phải hoạt động quá tải để cân bằng về nhiệt độ yêu cầu.

3.2. Sự ăn mòn

• Nguyên nhân hình thành: Tình trạng ăn mòn xảy ra chủ yếu khi nước chứa nhiều oxy hòa tan hoặc có pH thấp, khiến bề mặt kim loại trong hệ thống bị oxy hóa, tạo ra hiện tượng rỗ mặt và suy yếu cấu trúc vật liệu.

• Hậu quả: Ống dẫn có thể bị thủng gây thất thoát môi chất lạnh, bình ngưng hư hỏng và tuổi thọ máy nén cũng như toàn bộ hệ thống giảm đáng kể, làm tăng chi phí bảo trì và nguy cơ dừng máy đột ngột.

3.3. Sự hình thành vi sinh vật

• Nguyên nhân hình thành: Vi sinh vật là dạng ô nhiễm rất thường gặp do tháp giải nhiệt là hệ thống tuần hoàn hở, dễ tiếp xúc với môi trường bên ngoài.

• Hậu quả: Vi sinh và rong rêu phát triển mạnh sẽ gây tắc nghẽn đường nước, tạo mùi khó chịu, giảm lưu lượng nước tuần hoàn, từ đó làm giảm hiệu suất hoạt động của chiller và tăng nguy cơ chiller báo lỗi.

4. Quy trình sử dụng hóa chất xử lý cáu cặn cho tháp giải nhiệt

Quy trình sử dụng hóa chất xử lý cáu cặn cho tháp giải nhiệt bao gồm nhiều bước quan trọng để đảm bảo hiệu quả và ổn định hệ thống:

• Khảo sát nước đầu vào: Lấy mẫu nước nguồn và nước tuần hoàn trong hệ thống để thực hiện các xét nghiệm hóa lý và vi sinh chuyên sâu, đo các thông số như pH, TDS, độ cứng, hàm lượng sắt… để đánh giá tình trạng nước.

• Lựa chọn loại hóa chất phù hợp: Dựa trên kết quả phân tích và đặc điểm hệ thống để lựa chọn loại hóa chất phù hợp nhất, cân đối dựa trên chi phí cũng như kế hoạch bảo dưỡng định kỳ.

• Tính toán liều lượng dựa trên thể tích tháp và chu kỳ cô đặc: Xác định liều lượng châm chính xác của hóa chất, sau đó bơm vào hệ thống đúng liều, liên tục và an toàn bằng phương pháp tự động hoặc thủ công.

• Theo dõi định kỳ: Để đảm bảo hiệu quả xử lý liên tục cũng như phát hiện sớm các lỗi phát sinh, hãy thường xuyên kiểm tra chất lượng nước, đánh giá tình trạng hệ thống, điều chỉnh liều lượng hóa chất khi cần thiết và đưa ra các khuyến nghị vận hành tối ưu để duy trì các thông số nước ổn định.

• Đánh giá định kỳ và hiệu chỉnh chương trình xử lý: Nên có một kế hoạch khoa học để bảo dưỡng định kỳ, giúp tối ưu vận hành hệ thống lâu dài và duy trì hiệu suất chiller.

5. Chi phí sử dụng hóa chất tháp giải nhiệt

Đầu tư cho hóa chất tháp giải nhiệt là một phần quan trọng trong quản lý hệ thống chiller. Để so sánh thì mức chi phí cho hóa chất là hoàn toàn xứng đáng với khả năng tiết kiệm điện năng, giảm sửa chữa và tăng tuổi thọ thiết bị. Để tối ưu hóa chi phí, doanh nghiệp nên lựa chọn loại hóa chất phù hợp, theo dõi định kỳ và kết hợp bảo trì hệ thống.

Chi phí hóa chất cho hệ thống chiller không chỉ phụ thuộc vào công suất mà còn bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác như chất lượng nguồn nước, loại hóa chất sử dụng, tần suất bảo trì, và điều kiện vận hành thực tế. Do đó, rất khó để đưa ra một con số cụ thể chỉ dựa vào công suất. Thay vì một công thức cố định dựa theo công suất, chi phí thường được tính dựa trên lượng hóa chất thực tế tiêu thụ trong một khoảng thời gian:

• Đơn giá hóa chất: Các công ty cung cấp hóa chất sẽ báo giá theo kg hoặc lít tùy loại.

• Lượng tiêu thụ dự kiến: Dựa trên kết quả phân tích mẫu nước và khuyến nghị của nhà cung cấp, họ sẽ ước tính lượng hóa chất cần dùng cho một chu kỳ (ví dụ: hàng tháng hoặc hàng quý).

• Chi phí dịch vụ (nếu có): Nhiều công ty cung cấp gói dịch vụ bao gồm cả hóa chất và nhân công kiểm tra, châm hóa chất định kỳ.