Zbiornik magazynowy wody wieży chłodniczej dla centrum danych: Bilans wodny i kontrola korozji
Utworzono Dzisiaj
Zbiornik magazynowy wody dla wieży chłodniczej w centrum danych: bilans wodny i kontrola korozji
Zbiornik magazynowy wody wieży chłodniczej na terenie centrum danych przechowuje bufor cieczy, który pozwala obiegowi wyparnemu przetrwać zakłócenia związane ze znoszeniem, odmulaniem i uzupełnianiem wody. Jego pojemność wynika z rezerwy na falowanie, zapasu na parowanie i przestrzeni izolacyjnej potrzebnej instalacji; jego trwałość wynika z kontroli korozji, ponieważ natleniona woda atakuje nieosłoniętą stal szybciej niż większość instalacji budynkowych. Powłoki barierowe, ochrona cynkowa poświęcana lub wybór stopu muszą być dopasowane do zmierzonego składu chemicznego wody, a zbiornik musi być dostępny do inspekcji, aby ubytek powłoki był rejestrowany jako tempo.
Obieg wyparny wewnątrz instalacji centrum danych przenosi więcej wody, niż kiedykolwiek mieszczą chillery. Niewielka część krążącego przepływu opuszcza układ jako para, inna część odpływa jako woda odciągowa (blowdown), a oba te strumienie wymagają uzupełnienia. Gdy to uzupełnienie zatrzyma się choćby na godzinę, poziom w zbiorniku opada, pompy zaczynają kawitować, a droga do obciążenia IT zwęża się na długo przed tym, zanim zadziała jakikolwiek alarm instalacji chillerów.
Zbiornik, który absorbuje ten rytm, jest często projektowany po namyśle, z wykorzystaniem dowolnego zbiornika ogólnego przeznaczenia, jaki zakład już posiada. Taki wybór rzadko zawodzi w pierwszym roku. Zawodzi jako powolna utrata grubości ścian, jako rozkład powłoki na linii wody lub jako problem z jakością wody, który pojawia się w dzienniku uzdatniania, a nie w wydajności chłodzenia.
Ten artykuł omawia, jakie zadania ma zbiornik magazynujący wodę wieży chłodniczej w centrum danych: w jaki sposób bilans wodny określa objętość, w jaki sposób cykle zatężania i odsalanie (blowdown) kształtują chemię wody, w jaki sposób tlen i mikroorganizmy napędzają korozję wewnątrz płaszcza oraz która droga ochrony pasuje do której analizy wody.
Co faktycznie mieści zbiornik
Zbiornik nie jest rezerwą dla całego obiegu. Przejmuje różnicę między tym, co odparowuje z obiegu, a tym, co może dostarczyć zakład.
· Strata przez parowanie. Para nie przenosi rozpuszczonych ciał stałych, więc objętość maleje, a substancje stałe ulegają zatężeniu — dominujący składnik bilansu.
· Odsalanie (blowdown) i znoszenie. Odsalanie odprowadza zatężoną wodę w celu kontroli osadów; znoszenie porywa kropelki wraz ze strumieniem powietrza. Oba procesy zmniejszają objętość i oba wymagają uzupełnienia wody.
· Skok i wahania termiczne. Objętość obiegu zmienia się wraz z temperaturą wody. Zbiornik, który nie może przejąć tego wahania, codziennie wprowadza pompy w zmieniające się warunki ssania.
· Zapas na konserwację. Jeśli filtr, jednostka bocznikowa lub pompa muszą zostać odizolowane, pozostała objętość musi utrzymać obieg wypełniony do momentu ich powrotu.
W przypadku zbiornika magazynowego wody dla centrum danych z wieżą chłodniczą sumują się cztery objętości: rezerwa na falowanie, upust i znoszenie w okresie najdłuższej przerwy w uzupełnianiu, objętość tracona podczas izolacji jednego komponentu oraz głębokość resztkowa na ssaniu pompy. Dobór wyłącznie na podstawie przepływu cyrkulacyjnego pomija przypadek izolacji.
Bilans wodny i cykle zagęszczenia
Bilans jest kontem masowym, które należy umieścić na papierze przed doborem wielkości zbiornika. Cyrkulacja przenosi ciepło do wypełnienia bez zmiany objętości netto; parowanie i odsalanie opuszczają obieg i zatężają substancje stałe; znoszenie wynosi wodę wraz z przepływem powietrza; uzupełnianie przywraca poziom; a kontrola poziomu określa punkty zadziałania wysokiego i niskiego poziomu.
Liczba cykli zagęszczenia określa, ile razy rozpuszczone substancje stałe zostały zagęszczone, i decyduje o agresywności wody wewnątrz zbiornika.
· Wyższa liczba cykli oznacza mniejsze odsalanie, a więc mniejsze zapotrzebowanie na wodę, co odpowiada lokalizacji o ograniczonych dostawach, ale także wyższą przewodność i skłonność do osadzania się kamienia na powierzchni zbiornika.
· Niższa liczba cykli oznacza więcej odsalania i więcej drenażu, z niższym ryzykiem osadzania się kamienia i wyższym ryzykiem korozji z powodu zwiększonego dopływu tlenu i świeżej wody.
· Cel jest zgodny z analizą wody. Skłonność do osadów przemawia za niższą liczbą cykli; ograniczone zaopatrzenie w wodę przemawia za wyższą liczbą cykli, zwykle z filtracją boczną i korekcją pH.
Gdy zbiornik pełni również funkcję osadnika lub zbiornika wyrównawczego, geometria ma znaczenie równie duże jak objętość. Krótka droga między wlotem powrotnym a króćcem ssawnym pompy miesza wodę, którą zbiornik miał osadzać, dlatego układ wlotu, dyfuzory i przegrody są elementami projektu, a odpływ pobierający wodę z przewidywalnej części zbiornika utrzymuje stabilną jakość dostarczanej wody.
Korozja w środowisku wody natlenionej
Otwarta woda chłodząca należy do najbardziej agresywnych typowych mediów w instalacji budynku, a powodem jest rozpuszczony tlen.
· Mechanizm. Tlen depolaryzuje reakcję katodową na stali, więc woda bogata w tlen koroduje szybciej niż woda pozbawiona tlenu. Tlen przedostaje się przez swobodną powierzchnię oraz przez wszelki napowietrzony powrót, a następnie rozprzestrzenia się w całej objętości.
· Atak na linii wody. Powierzchnia linii wody na przemian ulega zamoczeniu i wyschnięciu, jest stale zasilana tlenem i zatrzymuje osadzone ciała stałe przy płycie. Zawodzi jako pierwsza, jeśli powłoka została określona wyłącznie do pracy zanurzonej.
· Korozja wywołana mikrobiologicznie. Bakterie w osadzie tworzą miejscowe wżery pod osadami, a zbiornik, który nigdy nie jest opróżniany ani szczotkowany, sprzyja ich rozwojowi.
Standardowo stosuje się dwie drogi ochrony, a wybór zależy od jakości wody, temperatury pracy oraz tego, czy zbiornik jest podłączony do istniejącego obiegu.
· Powłoki barierowe. Powłoka związana izoluje stal. Emalia łączy się z blachą, tworząc gładką, obojętną powierzchnię; epoksyd utwardzany termicznie na przygotowanej stali tworzy grubą powłokę, którą można naprawiać na miejscu. Oba rozwiązania wymagają przygotowania powierzchni i testowania powłoki przed napełnieniem, ponieważ defekt staje się lokalnym ogniwem korozyjnym, a nie równomiernym wzorcem zużycia.
· Ochrona anodami poświęcalnymi. Stal ocynkowana ogniowo ma powłokę cynkową, która chroni stal elektrochemicznie w miejscach zarysowania powłoki. Nadaje się to do zmiennej chemii i zbiorników zakłócanych podczas konserwacji, ale zużycie cynku zależy od wody, a osiągalna grubość powłoki jest ograniczona w porównaniu z powłoką nakładaną.
Kontrola i utrzymanie jakości wody
Zbiornik nie uzdatnia wody; on ją eksponuje. Uzdatnianie musi być określone wokół zbiornika, a zbiornik musi być wystarczająco poddawany inspekcji, aby uzdatnianie mogło być sprawdzane.
Dozowanie jest pierwszą pozycją: biocyt kontroluje wzrost mikroorganizmów, inhibitor kamienia i dyspergator kontrolują osady, a korekta pH przesuwa wodę z agresywnego zakresu. Punkt dozowania i czas kontaktu wewnątrz zbiornika decydują, czy chemikalia dotrą wymieszane, czy jako czop. Boczne odgałęzienie filtra usuwa ciała stałe osadzające się na dnie i zasilające korozję pod osadami.
Na poziomie zbiornika magazynowego wody wieży chłodniczej w centrum danych inspekcja zamyka pętlę. Spuszczanie wody, szczotkowanie i inspekcja w ustalonych odstępach czasu, z pomiarem grubości ścian w określonych punktach siatki, zamienia ubytek powłoki w mierzalny wskaźnik, a łaty muszą być zgodne z oryginalnym systemem: naprawa epoksydowa na powierzchni emaliowanej pozostawia nieciągłość, która ujawnia się przy następnej inspekcji. W przypadku zbiornika magazynowego wody wieży chłodniczej w centrum danych dostęp ma takie samo znaczenie jak powłoka, ponieważ zbiornik z jednym małym włazem i bez odpływu podłogowego jest poddawany inspekcji rzadko, a jego stan zostaje wykryty dopiero wtedy, gdy pojawi się wyciek.
Specyfikacja techniczna
Pozycja | Typowa wartość lub opcja | Czynnik decyzyjny |
Objętość zbiornika | Przestrzeń na falowanie plus przedmuch plus izolacja | Przepływ cyrkulacyjny i program konserwacji |
Zakres poziomu projektowego | Pasmo normalne z wysokim i niskim punktem alarmowym | Stabilność ssania pompy i bezpieczeństwo przelewu |
Przelew i spust | Przelew do bezpiecznej trasy, spust o rozmiarze umożliwiającym pełne opróżnienie | Odwodnienie terenu i ryzyko zamarzania |
Układ wlotowy | Powrót poniżej poziomu roboczego z dyfuzorem lub przegrodą | Kontrola sedymentacji i mieszania |
System powłokowy | Emalia, powłoka epoksydowa nakładana metodą fusion-bonded lub cynkowanie ogniowe | Chemia wody, temperatura, polityka napraw |
Grubość powłoki | 0,25–0,45 mm emalii stopionej; 180–280 µm epoksydu nakładanego metodą fusion-bonded | Grubość powłoki i metoda kontroli |
Test nieciągłości powłoki | 1500 V DC na panelach emaliowanych przed wysyłką | Możliwość weryfikacji jakości powłoki przed napełnieniem |
Dostęp i oprzyrządowanie | Właz na poziomie podłogi, przetwornik poziomu, sonda przewodności | Możliwość inspekcji i kontrola uzdatniania |
Studium przypadku
Duże zbiorniki skręcane o dużej średnicy, przeznaczone do magazynowania wody, zostały dostarczone do miejskich systemów wodociągowych, w których chemia wody jest twardsza niż w obiegu chłodzenia. Te referencje potwierdzają skalę i dobór powłok w agresywnej wodzie, a nie prace w centrach danych.
Podsumowanie studium przypadku
Projekt | Produkt | Pojemność | Wymiary | Zakończenie |
Miejskie ścieki w Arabii Saudyjskiej | Zbiornik GFS z aluminiową kopułą | 11 020 m³ | 5 jednostek, średnica 24,06 m i wysokość 4,85 m | 2023-2026 |
Komunalne ścieki w Zjednoczonych Emiratach Arabskich | Zbiornik GFS | Zgodnie z zakresem projektu | Zgodnie z zakresem projektu | 2023-2026 |
Chociaż nasze zrealizowane projekty referencyjne w sektorze wody i ścieków obejmują powyższe zakresy, zakres TES dla centrów danych jest projektowany według tych samych standardów.
Zdolności inżynieryjne Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) projektuje i wytwarza zbiorniki magazynowe skręcane od 2008 roku. Jako pierwszy w Chinach producent zbiorników ze stali powlekanej szkłem (GFS), firma posiada blisko 200 patentów związanych z emalią, produkuje około 300 000 stalowych płyt pokrytych emalią rocznie, zrealizowała ponad 30 000 zainstalowanych projektów i dostarcza swoje zbiorniki do ponad 100 krajów. Nowa baza produkcyjna o powierzchni 150 000 m² została dodana w celu zwiększenia zdolności produkcyjnych, a pojedyncze zbiorniki są dostarczane o pojemności do 60 000 m³. Produkcja odbywa się zgodnie z ISO 9001 i ISO 45001, z certyfikacją produktów obejmującą NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI i EUROCODE, a projektowanie opiera się na AWWA D103-09, AWWA C550 i NFPA, gdy wymaga tego zastosowanie.
Ścieżka korozji dla otwartych obiegów
· Otwarte obiegi wież chłodniczych wprowadzają rozpuszczony tlen i wodę uzupełniającą, co jest głównym czynnikiem korozji wewnątrz płaszcza ze stali węglowej; wybór materiału i powłoki wynika z tego, jak często poziom jest zakłócany.
· Płaszcze ocynkowane wykorzystują ochronę poświęcalną cynku do celów uzupełniania wody i wody przeciwpożarowej, gdzie liczy się cena, natomiast płaszcze emaliowane lub epoksydowe są preferowane tam, gdzie woda jest zawracana i uzdatniana.
· Saudyjskie miejskie i ZEA programy wody równoważnej ściekom o pojemności 11 020 m³ (pięć zbiorników φ24,06 m) oraz mniejsze zbiorniki użyteczności publicznej pokazują linię dużych powłok wodnych, z których korzystają pętle chłodzące.
Często zadawane pytania
P1: Czy zbiornik magazynowy musi znajdować się wewnątrz niecki wieży chłodniczej?
O1: Nie. Wiele zakładów wykorzystuje nieckę dla małej objętości, a oddzielny zbiornik dla wyrównania przepływu, przestrzeni na odcięcie i sedymentacji. Oddzielny zbiornik jest łatwiejszy do inspekcji i naprawy oraz pozostawia nieckę wolną dla geometrii wypełnienia.
P2: Ile cykli zagęszczenia należy obrać za cel?
A2: Nie istnieje uniwersalna liczba. Trzy do pięciu odpowiada wielu obwodom z konwencjonalnym uzdatnianiem; cel wynika z analizy składu i wskaźnika skalowania. Należy to do dokumentu bilansowego, a nie kopiować z innej instalacji.
Q3: Czy emalia nadaje się do wody chłodzącej?
A3: Emalia jest powłoką barierową o standardowym zakresie odporności do pH 3-11 i specjalnych formulacjach poza tym zakresem. Nadaje się do wody o umiarkowanej do wysokiej agresywności oraz zbiorników serwisowanych w stałych odstępach kontrolnych; wodę poza zakresem należy najpierw sprawdzić.
Q4: Dlaczego powłoka ulega awarii najpierw na linii wody?
A4: Tam płyta naprzemiennie jest mokra i sucha, tlen jest stale uzupełniany, a osadzone ciała stałe pozostają przy stali. To powoduje najszybszy miejscowy atak, więc specyfikacja musi obejmować strefę rozbryzgu, a nie tylko powierzchnię zanurzoną.
Q5: Czy ocynkowany zbiornik również wymaga wykładziny?
A5: Niekoniecznie. Cynk chroni stal poświęcająco, więc zadrapany obszar pozostaje pokryty, dopóki cynk się utrzymuje. Tam, gdzie woda szybko zużywa cynk, emalia lub epoksyd zgrzewany jest lepszą podstawową ochroną.
Q6: Czy uszkodzenia powłoki można naprawić podczas przestoju?
A7: Tak, epoksyd zgrzewany jest naprawiany na miejscu, z takim samym przygotowaniem powierzchni jak przy pierwotnej aplikacji i ponownym testem przed przywróceniem do eksploatacji, dzięki czemu naprawa staje się częścią historii powłoki.
Dwie decyzje kształtują centrum danych zbiornika magazynowego wody wieży chłodniczej: objętość wynikająca z przepięcia, przerwy w uzupełnianiu i zapasu izolacyjnego oraz sposób ochrony wybrany na podstawie zmierzonej chemii wody, a nie kosztu początkowego. Tlen, znoszenie i mikroby działają na płaszcz w sposób ciągły, więc zbiornik, którego nie można poddać inspekcji lub który ma niedopasowanie powłoki, wymaga naprawy na długo przed wymianą.
Porozmawiaj z inżynierem
Prześlij przepływ cyrkulacyjny, analizę wody uzupełniającej i proponowaną liczbę cykli zagęszczenia, a my zwrócimy rekomendację dotyczącą doboru zbiornika i powłoki wraz z punktami nastawczymi poziomu, układem wlotu i dostępem inspekcyjnym dla Twojego zbiornika magazynowego wody dla centrum danych z wieżą chłodniczą. W przypadku modernizacji poproś o porównanie obok siebie opcji emaliowanej, epoksydowej natapianej i ogniowo cynkowanej z Twoją zmierzoną chemią.
WhatsApp