Undersøgelse af korrosion, belægninger og vandbehandling i varmeanlæg

Transkript

1 Undersøgelse af korrosion, belægninger og vandbehandling i varmeanlæg 31. oktober 2005 Udført for Gartneri eksempel 1 Kemi- og Vandteknik

2 Undersøgelsesrapport Baggrund Mange gartnerier oplever alt for mange funktionsproblemer i forhold til deres varmeanlæg. Det kan fx være utætte ventiler, manglende cirkulation eller nedsat effektivitet af kedler og varmevekslere. Resultatet er en ustabil varmeforsyning, og det koster såvel nedsat produktion som øgede udgifter til energi. En af de væsentligste årsager er, at man ikke er opmærksom på, at kemiske og mikrobiologiske processer er afgørende for effektiviteten af varmeanlæggene. Det er vores opfattelse, at levetiden med den rette drift af anlæggene vil kunne forlænges, samtidig med at udgifterne til energi sænkes, og der opnås en mere sikker varmeforsyning. Formål Besigtigelse og prøvetagning Formålet med undersøgelsen er at få en vurdering af de aktuelle driftsforhold (fx vandbehandling) med henblik på at optimere systemet. Anlægget er besigtiget den 6. april i forbindelse med renovering af oliekedel. Ved samme lejlighed er der udtaget prøver (se nedenstående billeder) af skaller fra kedlen og slam fra kedelrør til analyse for uorganisk sammensætning. Prøver af vand fra kedelanlægget er udtaget af rekvirenten i sterile prøveflasker og sendt på køl til Teknologisk Institut. 2

3 Undersøgelse af vandkvalitet Nedenstående tabel viser resultaterne af de analyser, der er foretaget på de udtagne vandprøver. Parametre, som umiddelbart giver anledning til nærmere vurdering, er angivet med fed. Parameter Enhed Resultat ph 8,9 Ledningsevne ms/m 43 Hårdhed, Total dh < 0,5 Kalcium mg/l 2,1 Magnesium mg/l < 1,0 Jern mg/l 0,092 Mangan mg/l 0,006 Ammonium mg/l 0,011 Nitrit mg/l < 0,010 Nitrat mg/l < 0,50 Total-fosfor mg/l 0,081 Klorid mg/l 29 Fluorid mg/l 0,28 Sulfat mg/l 52 Hydrogenkarbonat mg/l 128 tørstof mg/l 230 Organisk stof (NVOC) mg/l 3,6 Sulfid mg/l < 0,02 3

4 Undersøgelse af bundfald og belægninger Nedenstående tabel viser resultaterne fra grundstofanalyserne foretaget på de to udtagne faststofprøver. Hovedbestanddelene i de to prøver er angivet med fed. Skaller fra kedel Slam fra rør Aluminium 0,5 0,9 Fosfor 1 1,1 Jern 9,4 90,6 Kalcium 85,2 2,8 Kobber 0,6 Magnesium 2,2 Mangan 0,5 1,2 Silicium 0,7 2,5 Svovl 0,5 0,3 Vurdering Anlægget bærer tydeligt præg af en ustabil og svingende phværdi. Dette illustreres af de store mængder magnetit, der på grund af de magnetiske egenskaber sidder som en fedtet belægning på alle jernoverflader i kedelsystemet. Faststofprøven Slam fra rør indeholder hovedsageligt jern og sand (silicium). Belægningsfarve og konsistens indikerer, at hovedparten af jernet findes som magnetit. Kedelvandets ph-værdi på 8,9 er i underkanten af, hvad der bør være i varmesystemer. Fjernvarmeforeningen anbefaler generelt en ph-værdi på 9,6-10 i fjernvarmeanlæg for at undgå korrosion og forhøjet magnetitdannelse. Skaller fra kedlen viste sig hovedsageligt at indeholde kalcium med små mængder jern og magnesium, normalt betegnet kedelsten. Dette tyder på, at anlægget har været påfyldt vand med et højt indhold af kalcium. Vandanalyserne for kalcium og total hårdhed tyder dog på, at det ikke længere er tilfældet. Rekvirenten fortæller, at man er gået delvist over til at bruge overfladevand i stedet. Det relativt høje indhold af sulfat i kedelvandet kan således stamme fra gartneriets egen afbrænding af svær fuelolie. Der er ikke umiddelbart tegn på, at den mikrobiologiske aktivitet i anlægget udgør nogen gene i forhold til belægningsdannelse og korrosion, idet tilstedeværelsen af kedelsten og magnetit overskygger en eventuel mikrobiologisk effekt. De foretagne analyser peger heller ikke på skadelig mikrobiologisk aktivitet. Det skal dog pointeres, at forudsætningerne for fx mikrobiologisk produktion af sulfid er til stede i form af organisk stof og sulfat. Eventuelt dannet sulfid vil sandsynligvis kunne lugtes som rådne æg. Hvis det skulle ske, anbefales det at tage vurderingen af de mikrobiologiske forhold op igen. Mht. den svingende ph-værdi, der skønnes at være årsagen til de store magnetitmængder, anbefales det at føre en nøjere kon- 4

5 trol med ph-værdien. Såfremt der fortsat benyttes overfladevand eller regnvand i anlægget, bør der tilsættes en buffer til vandet (fx en fosfatbuffer) for at stabilisere ph-værdien og undgå de store udsving, der ellers let vil kunne opstå i vand med så lav bufferkapacitet. Bufferen gør, at der kan tilføres mere syre eller base, før ph værdien ændrer sig. I praksis vil en eventuel tilsætning skulle diskuteres med leverandøren af kemikalier og evt. en ekstern konsulent. Det forventes ikke, at der ved fortsat brug af overfladevand vil dannes kedelsten i de mængder, der er observeret ved kedelreparationen, men mulighederne for at fjerne eventuelt kalcium og magnesium fra spædevandet bør undersøges, ligesom tilsætning af en eventuel kemisk kompleksbinder kunne overvejes. Valg af eventuel kompleksbinder kan diskuteres med leverandøren. Århus, den 31. oktober 2005 Teknologisk Institut Kemi- og Vandteknik Bo Højris Olesen Civilingeniør, ph.d. Direkte telefon Direkte telefax Bo.Hojris@teknologisk.dk 5