Tóm tắt

Thực nghiệm giải pháp tách khí chân không liên tục, tách cặn bằng phương pháp từ tính được phát triển bởi Công ty TNHH TAB VIET NAM. Giải pháp đã được lắp đặt tại phòng chiller B1 của dự án Bệnh viện Đa khoa Tư nhân Hồng Ngọc. Trước khi giải pháp tách khí chân không, tách cặn được vận hành thì hệ thống nước chiller của dự án được đánh giá rất nhiều cặn cáu và rỉ sét làm hệ thống chiller báo lỗi liên tục được đánh giá bởi nhà thầu và chủ đầu tư.

1. Vấn đề tại dự án:

a)      Nguyên nhân chính gây rỉ sét là đường ống chính là sự hiện diện của Oxy hấp thụ trong nước. Oxy xâm nhập vào hệ thống qua các con đường.

·        Nguồn nước cấp cho hệ thống

·        Bình giản nở hở

·        Các van xả khí (khi áp suất hệ thống không ổn định)

·        Thẩm thấu qua lớp màn của bình giản nở kín

·        Nước water make up

b)     Nếu không xử lý hết Oxy hấp thụ trong nước thì nó sẽ Oxy hóa bề mặt ống chiller, dàn coil, gây ra các tác hại:

·        Bám vào bề mặt bên trong dàn coil FCU, AHU, PAU, Chiller,… làm giảm khả năng truyền nhiệt làm giảm công suất thiết bị và giảm hiệu suất toàn hệ thống, tăng lượng điện tiêu thụ

·        Rỉ sét càng nhiều nghĩa là các đường ống đang bị ăn mòn càn lớn, làm hư ống, xì xọt

·        Rỉ sét bám trên bề mặt van thì làm hư van, các van cân bằng PICV khi bị bám rỉ sét sẽ bị hư chức năng đóng mở van

c)      c) Khí Nitơ gây ra các vấn đề:

·        Ni tơ dạng bọt nằm trong coil FCU, AHU, PAU… làm giảm diện tích truyền nhiệt, giảm công suất, đồng thời tăng trở lực dòng nước, giảm hiệu suất toàn hệ thống

·        Ni tơ dạng bọt làm gây va đập tại van, các thiết bị gây tiếng ồn và phá hoại thiết bị, giảm tuổi thọ hệ thống

d)     Trong môi trường nước luôn tiếp xúc khí trời thì khi Oxy trong nước tác dụng với Fe, lượng oxy trong nước luôn được lấy từ không khí, tạo lượng Oxy dồi dào trong nước, phản ứng sẽ cho ra Oxit Fe2O3 màu đỏ.

e)       Trong môi trường ít không khí (tương đương giải pháp bình giản nở kín) thì phản ứng tạo ra Oxit Fe3O4 (màu đen)

f)      Oxit sắt Fe2O3 không bị hút bởi nam châm, Oxit sắt Fe3O4 bị hút bởi nam châm, nên có thể dùng bộ tách cặn bằng nam châm

2. Các chức năng giải pháp tách khí chân không, tách cặn:

a)      Giải pháp tách khí chân không liên tục:
Chức năng này sẽ tách hoàn toàn không khí hấp thụ trong nước (Nitơ  và ôxy,  …) và các bọt khí từ hệ thống nước chiller sau đó xả ra bên ngoài một cách liên tục, nhằm loại bỏ khả năng hình thành rong rêu, rỉ sét trong đường ống chiller vốn là nguyên nhân làm giảm khả năng truyền nhiệt, tăng chi phí và năng lượng vận hành hệ thống chiller. Nước chứa khí từ đường ống chính sẽ đi vào bình tách khí, sau khi xử lý không khí sẽ được bơm về lại đường ống chính thông qua 2 tiếp điểm trên đường hồi chiller.
Bình tách khí là nơi tạo chân không, khí bị tách ra khỏi nước và được khuấy động thêm bởi một đường nước phun riêng biệt trong bình tách khí chân không, giúp tăng hiệu quả khử khí. Khí sau đó được xả ra ngoài tự động và nước không chứa khí được bơm lại vào hệ thống chiller. Quy trình tách khí chân không và xả khí hoạt động 1 cách liên tục.

b)     Giải pháp tách cặn từ tính và buồng lắng:
Chức năng được tích hợp tại bình tách khí chân không tự động. Chức năng này cũng hoạt động 1 cách liên tục, loại bỏ những cặn cáu có từ tính và không từ tính. Những cặn cáu có từ tính sẽ bị giữ bởi nam châm, những cặn cáu không có từ tính sẽ lắng xuống đáy bình tách khí chân không tự động do vận tốc nước đi qua bình rất nhỏ ~0.03m/s. Định kì cặn cáu sẽ được xả ra ngoài bằng van xả đáy và lọc 60 micron (xả bằng tay). Quy trình xả cặn đơn giản, chỉ cần tháo nam châm dưới đáy bình tách khí chân không và mở van xả đáy. Với hệ thống đã đưa vào vận hành trước đó thì sau khi lắp bình tách khí chân không, tách cặn thì mỗi ngày xả cặn 4-9 lần (xả bằng tay) để bình loại bỏ các cặn cáu hình thành trong hệ chiller trước đó và các cặn cáu xâm nhập do water make up nhiều nhất có thể.

3. Vận hành và lắp đặt:

a)      Vận hành:
Giải pháp được vận hành bởi đội ngũ kỹ sư chuyên nghiệp TAB.
Việc xả cặn qua van xả đáy bình tách cặn bằng nam châm và lọc 60 micron đơn giản

 b)     Lắp đặt:

Giải pháp được đấu vào hai đường nước trích ra từ chiller ở Bộ điều áp hiện hữu của dự án.

4. Mẫu nước thực nghiệm:
- Gồm 3 giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: Lọc cặn, tách khí hiện hữu trong hệ thống.
+ Giai đoạn 2: Vệ sinh y lọc FCU theo yêu cầu của chủ đầu tư để nâng cao chất lượng nước kết hợp lọc cặn, tách khí.
** Công việc vệ sinh y lọc FCU diễn ra không liên tục nên một số ngày sẽ không thực hiện công tác vệ sinh mà chỉ chạy hệ thống lọc cặn, tách khí mà không xả cặn

a)      Giai đoạn 1:

Ở giai đoạn 1 ta có thể thấy được trong vòng 4 ngày kể từ ngày hệ thống tách cặn, tách khí chân không của TAB hoạt động thì cặn cáu hiện hữu trong hệ chiller dự án sẽ được xả hết ra ngoài.

b)     Giai đoạn 2:

Ở giai đoạn này nhà thầu sẽ vệ sinh y lọc FCU từ tầng cao nhất đến tầng thấp nhất nhằm nâng cao chất lượng nước trong hệ thống chiller. Những cặn cáu khi vệ sinh y lọc vô tình đi vào lại hệ thống nước chiller của dự án thì sẽ được bộ tách cặn, tách khí TAB bắt lại và xả ra ngoài.

Sau khi hoàn thành giai đoạn 2 (ngày thứ 51 nhà thầu đã vệ sinh xong hết các y lọc của tất cả FCU của dự án), bằng mắt thường ta có thể thấy màu nước đã trong trở lại, không còn cặn cáu trong mẫu nước dự án. Ta có thể thấy hiệu quả tách khí, tách cặn của TAB. Một hệ thống tuyệt vời. Với các dự án có yêu cầu cao về chất lượng nước thì sau khi tách cặn, tách khí ta kết hợp thêm bước phân tích mẫu nước, xử lý nước chiller bằng hóa chất để hệ thống chiller có chất lượng nước tốt nhất.
 

5. Kết luận:

·        Tách toàn bộ không khí tồn tại dạng hấp thụ trong nước ra khỏi nước: dùng bộ tách khí chân không, là một chức năng của bộ điều áp. Không tồn tại Oxy trong nước thì không xảy ra phản ứng tạo Oxit sắt, không gây ra cặn cáo đường ống. Về sau sẽ tiết kiệm được một phần chi phí vận hành cho dự án vì đường ống hệ thống không bám bẩn sẽ trao đổi nhiệt tốt hơn

·        Khi dùng bộ tách khí, tách cặn thì lượng Oxy nếu có tồn tại thì cũng ở mức độ rất thấp, lượng Oxy này chỉ tạo ra Sắt từ oxit Fe3O4 (màu đen) trong nước, có thể dùng giải pháp tách cặn bằng nam châm dễ dàng bắt những rỉ sét này sau đó xả ra ngoài.

·        Giải pháp hoạt động một cách an toàn, không gây trở lực cho hệ thống chiller.

·        Tách cặn, tách khí hiệu quả cao.

·        Những yếu tố trên sẽ giúp cho hệ thống chiller hoạt động ổn định trong một thời gian dài, hiệu suất trao đổi nhiệt tốt vì không có cặn cáu bám trên bề mặt ống, dàn koil, tiết kiệm chi phí vận hành.

 ·        Ngoài ra với bộ tách khí, tách cặn TAB ta có thể tích hợp luôn chức năng định lượng tiêm hóa chất để với thời gian ngắn ta có thể chất lượng nước một cách tốt nhất. Chức năng này của TAB có thể cố định nồng độ hóa chất tiêm vào để xử lý hóa chất một cách hiệu quả nhất.

1.       1. Oxy xâm nhập vào hệ thống qua các con đường:

·         Nguồn nước cấp cho hệ thống

·         Bình giản nở hở

·         Các van xả khí (khi áp suất hệ thống không ổn định)

·         Thẩm thấu qua lớp màn của bình giản nở kín

·         Nước water make up

2.   2. Lượng cặn cáu Oxit sắt trong hệ thống từ các nguồn, tính cho 1 chu kỳ nạp khí bình giản nở kín (khoảng 6 tháng):

·         Nguồn nước: 40 gram Fe3O4/1 khối nước

·         Không khí bị bậy lại trong các đường ống: 45 gram Fe3O4/ 1 khối nước

·         Không khí thẩm thấu từ màng của bình giản nở kín: 435 gram Fe3O4/ 1 khối nước

Trung bình cứ mỗi khối nước của hệ thống thì tạo ra 520 gram rỉ sét Fe3O4 và 165 Lit Nitơ

3.   3. Rỉ sét gây ra các vấn đề:

·         Bám vào về bặt bên trong dàn coil FCU, AHU, PAU, Chiller,… làm giảm khả năng truyền nhiệt làm giảm công suất thiết bị và giảm hiệu suất toàn hệ thống, tăng lượng điện tiêu thụ

·         Rỉ sét càng nhiều nghĩa là các đường ống đang bị ăn mòn càn lớn, làm hư ống, xì xọt

·         Rỉ sét bám trên bề mặt van thì làm hư van, các van cân bằng PICV khi bị bám rỉ sét sẽ bị hư chức năng đóng mở van

4.   4. Khí Nitơ gây ra các vấn đề:

·         Ni tơ dạng bọt nằm trong coil FCU, AHU, PAU… làm giảm diện tích truyền nhiệt, giảm công suất, đồng thời tăng trở lực dòng nước, giảm hiệu suất toàn hệ thống

·         Ni tơ dạng bọt làm gây va đập tại van, các thiết bị gây tiếng ồn và phá hoại thiết bị, giảm tuổi thọ hệ thống

5.   5. Oxy trong nước tác dụng với vật liệu sắt của đường ống gây ra rỉ set Fe3o4 (màu đen), Fe2O3 (màu đỏ cam):

·         Fe2O3

·         Fe3O4

1.     
6. Trong môi trường nước luôn tiếp xúc khí trời (tương đương giải pháp bình giản nở hở) thì khi Oxy trong nước tác dụng với Fe, lượng oxy trong nước luôn được lấy từ không khí, tạo lượng Oxy dồi dào trong nước, phản ứng sẽ cho ra Oxit Fe2O3 màu đỏ

2.   7. Trong môi trường ít không khí (tương đương giải pháp bình giản nở kín) thì phản ứng tạo ra Oxit Fe3O4 (màu đen)

3.    8. Khi Oxit Fe2O3 đã tồn tại sẵn trong nước, ta ngăn không cho không khí tiếp tục cấp Oxy cho nước (đóng hệ thống lại, chuyển từ bình giản nở hở sang bình giản nở kín hoặc bộ điều áp), thì Oxit Fe2O3 có khuynh hướng biến thành Oxit Fe3O4 (màu đen)

4.   9. Oxit sắt Fe3O4 màu đen nếu tiếp xúc với không khí sẽ chuyển sang Fe2O3 nhưng tốt độ rất chậm, thực nghiệm cho thấy sau 24h, chỉ một lượng ít, khoảng 5% chuyển sang Fe2O3 màu đỏ. Nhưng khi cho thêm muối NaCl vào thì quá trình chuyển thành Fe2O3 diễn ra nhanh

5.   10. Nước nung sôi, sau đó đổ vào ống sắt, bịt nắp lại, sau 24h, xuất hiện rất ít Oxit sắt Fe3O4, chứng tỏ nước khi nhiệt độ cao thì không khí trong nước cũng giảm đi rất nhiều, chỉ còn 1 lượng rất nhỏ.

6.   11. Oxit sắt Fe2O3 không bị hút bởi nam châm, Oxit sắt Fe3O4 bị hút bởi nam châm, nên có thể dùng bộ tách căn bằng nam châm

7.       

8.       Giải pháp giúp năng rỉ sét đường ống và tách cặn:

·      Ngăn Oxy tiếp xúc với nước: dùng bộ điều áp thay cho các giải pháp bình giản nở hở

·      Tách toàn bộ không khí tồn tại dạng hấp thụ trong nước ra khỏi nước: dùng bộ tách khí chân không, là một chức năng của bộ điều áp. Không tồ tại Oxy trong nước thì không xảy ra phản ứng tạo Oxit sắt, không gây ra cặn cáo đường ống

·      Khi dùng bộ điều áp thì lượng Oxy nếu có tồn tại thì cũng ở mức độ rất thấp, lượng Oxy này chỉ tạo ra Oxit Fe3O4 (màu đen) trong nước, có thể dùng giải pháp tách cặn Oxit này bằng nam châm dễ dàng sau đó xả ra ngoài

·      Ngoài ra bộ điều áp còn có các chức năng: điều áp duy trì áp suất hệ thống không đổi, tách toàn bộ không khí ra khỏi nước bằng phương pháp chân không, water make up tự động, tách cặn bằng phương pháp từ nam châm, tách cặn 60 micron bằng lọc