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Mar 31, 2023

고급 냉각수 처리 개념(6부)

편집자 주: 이것은 Brad가 쓴 6부작 시리즈의 마지막 편입니다.

편집자 주: 이것은 Buecker & Associates, LLC의 사장인 Brad Buecker가 쓴 6부작 시리즈의 마지막 편입니다.

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이 시리즈의 이전 부분에서는 발전소 및 산업 플랜트의 1차 냉각수 처리와 관련된 많은 문제를 조사했습니다. 그러나 대부분의 대규모 발전소에는 펌프 베어링, 윤활유 냉각기, 발전기 수소 냉각기 등과 같은 장비에 보조 냉각을 제공하는 다수의 폐쇄형 물 시스템이 있습니다.

이러한 하위 시스템은 공장 운영에 매우 중요하며, 폐쇄형 시스템의 성능 저하 또는 오류로 인해 공장이 가동 중단될 수 있습니다. 이번 회에서는 폐쇄형 냉각수 처리의 가장 중요한 몇 가지 측면을 살펴보겠습니다.

"폐쇄형" 냉각수라는 용어는 약간 오해의 소지가 있습니다. 많은 시스템에서 누출이 발생하거나 보충이 필요한 작은 손실이 발생하기 때문입니다. (심각한 부식이 발생한 경우 이러한 손실이 상당할 수 있습니다.) 또한 시스템에는 산소 침투의 또 다른 원인인 보충 도입 및 수요 변화 처리를 위한 헤드 탱크가 있는 경우가 많습니다. 주목할 점은 일부 폐쇄형 시스템이 공냉식이라는 점이며, 이는 "폐쇄형" 상태에 더 완벽하게 접근합니다.

CCW 시스템에서 다양한 품질의 물을 활용하는 것이 가능하지만 자주 선택되고 이 기사에서 초점을 맞추는 것은 시스템 내에서 처리되는 응축수 또는 탈염수입니다.

CCW 네트워크의 일반적인 배관 재료는 탄소강입니다. 구리 합금, 스테인레스 스틸 또는 경우에 따라 티타늄은 열 교환기 튜브 또는 플레이트-프레임 교환기의 플레이트에 대한 일반적인 선택입니다.

처리 프로그램을 계획할 때 전체 시스템 야금을 아는 것이 중요합니다.

순도가 높은 물을 사용하는 시스템에서는 스케일 형성이 일반적으로 문제가 되지 않지만 오히려 부식이 주요 문제입니다. (미생물학적 오염도 문제가 될 수 있으며 이에 대해서는 이 기사의 뒷부분에서 살펴보겠습니다.) 이 시리즈의 이전 기사에서 개방형 재순환 시스템에 대해 설명된 가장 일반적인 부식 메커니즘은 다음과 같습니다.

지난 세기 중반의 개방형 재순환 시스템과 유사하게 크롬산염은 폐쇄형 시스템의 부식 제어에 매우 인기가 있었습니다. 처리가 시작된 후 크롬산염은 결국 탄소강 위에 매우 보호적인 "유사 스테인리스강" 층을 형성하게 됩니다. 그러나 6가 크롬(Cr6+)의 독성 문제로 인해 거의 모든 냉각수 용도에서 6가 크롬이 제거되었습니다.

아질산나트륨(NaNO2)은 크롬산염을 대체하는 일반적인 물질입니다. 이 화합물은 저렴하고 취급하기에 안전하며 일반적으로 pH를 8.5~10.5 범위 내로 유지하기 위해 수산화나트륨 또는 사붕산나트륨과 같은 pH 조절제 또는 완충제를 포함합니다. (2)

아질산염은 금속 표면에 수동 산화철 층의 형성을 촉진합니다.

9Fe(OH)2 + NO2 → 3Fe3O4 + NH4 + 2OH + 6H2O Eq. 1

9Fe(OH)2 + NO2 → 3(Fe2O3) + NH4 + 2OH + 3H2O Eq. 2

아질산염은 먼저 양극에서 반응하며 이러한 이유로 일반적으로 "위험한" 억제제로 알려져 있습니다. 왜냐하면 잔류물이 임계값 한계 아래로 떨어지면 대규모 음극 환경에서 소수의 양극이 발생할 수 있기 때문입니다. 그러면 급속한 구멍이 생길 수 있습니다. 일반적으로 안전한 아질산염 잔류 범위는 일반적인 부식과 구멍을 방지하기 위해 500~1,000ppm이지만 모든 적용 분야를 주의 깊게 모니터링하고 제어해야 합니다. 시스템 누출로 인해 적절한 잔류물을 유지하는 능력이 방해를 받는 경우 누출이 복구될 때까지 처리를 중단해야 합니다.

폐쇄형 시스템에 대한 아질산염 처리에 대한 이 저자의 경험에 따르면 새로운 화학물질 도입은 간단했습니다. 즉, 일주일에 한 번 pH 완충액과 혼합된 과립형 아질산나트륨을 포트 피더에 충전하는 것이었습니다.

일괄 공급은 상단 덮개를 풀고 측정된 양의 고체 화학 물질을 붓고 덮개를 다시 잠근 다음 몇 분 동안 공급 장치에서 밸브를 작동하여 고체가 용해되어 냉각수 후류로 이송되는 방식으로 수행됩니다.