Technická a provozní opatření pro úsporu vody

Průtočné chlazení je možno využívat pouze u velkých toků a pouze tam, kde jsou nízké nároky na kvalitu chladící vody. Kromě vysoké spotřeby vody vzniká riziko zvýšení teploty vody v toku, riziko nedostatku vody v letních „suchých měsících“ s vysokým odparem a při rostoucích nákladech za odběr a vypouštění vod se průtočný systém chlazení stává ekonomicky nevýhodný.

V energetice je ekonomicky i bilančně výhodné chlazení na věžích, kde chlazení vody zajišťuje protiproudý průtok vzduchu zajišťován komínovým efektem nebo nuceně ventilátory. Výpočet chladícího okruhu závisí na parametrech páry vystupující z turbíny do kondenzátoru a parametrech kondenzátu. Množství chladící vody je závislé na množství tepla, které je nutno odvést (rozdíl teplot oteplené a ochlazené vody), což závisí na konstrukci věže a účinnosti vestaveb. Pod chladící věží je bazén s ochlazenou vodou, která slouží jako rezerva.

Odpar závisí na konstrukci věže, teplotě vzduchu a roste s rozdílem oteplené a ochlazené vody, v našich podmínkách cca 0,6 až 1,6 % z oběhové vody.

Únos a rozstřik závisí na typu a konstrukci věže, u věží s přirozeným tahem bez eliminátorů cca 0,2 %, s eliminátory cca 0,05 %, u ventilátorových bez eliminátorů cca 0,5 % oběhového množství.

Odluh je řízen podle kvality cirkulační vody. Odparem se zvyšuje koncentrace solí (z doplňované přídavné vody) a stoupá zahuštění, které je nutno regulovat odluhem. Pro ekonomický provoz je účelné minimalizovat množství přídavné vody a zvýšit zahuštění na optimální koncentrační faktor cca 4,0.

Pro provoz energetických zařízení jsou požadavky na kvalitu chladící vody stanoveny normou ČSN 75 7171 zajišťující optimální bezporuchový provoz, který musí eliminovat vznik nánosů suspendovaných látek (z přídavné vody, prach ze vzduchu apod.), korozních produktů, biologické a mikrobiálních nánosů (označovaných jako “fouling”), ale i nánosů vzniklých překročením součinu rozpustnosti (označovaných jako “scaling”). 

V parovodním cyklu je biologické oživení vyloučené, ale v chladím okruhu mají mikroorganismy, řasy, plísně, houby atd. ideální podmínky pro život a rozmnožování. Biologické nánosy pak tvoří společně s nánosy suspendovaných látek a korozními produkty úsady. Mikroorganismy tvoří biofilm a zvyšují riziko MCI (mikrobiálně indukované koroze) a výrazné zhoršení účinnosti chlazení.

Maximální stupeň zahuštění závisí na kvalitě doplňované vody. K optimalizaci spotřeby vody je nutno optimální zahuštění oběhové vody, tj. nastavit doplňování a kontinuální odluh tak, aby nedocházelo k vypadávání a usazování málo rozpustných solí, které by snížily chladící účinnost. Stanovení optimálního zahuštění závisí na zdroji surové vody, tj. kvalitě odebírané povrchové vody z řeky. Pro spolehlivý a ekonomicky výhodný provoz chladícího okruhu je nutno zahušťovacími testy stanovit optimální zahuštění a průběžně, opakovaně ho kontrolovat. Zahušťovací testy je možno realizovat odbornou dodavatelskou firmou např. ŮJV Řež. Optimální stupeň zahuštění, nastavení minimálního kontinuálního odluhu, nastavení chemické úpravy lze modelovat a stanovit speciálními softwarovými programy prostřednictvím odborné firmy např. NALCO Water, Kurita. Dávkování kondicionačních chemikálií nebo vyšší zahuštění je však podmíněno vodoprávním povolením VPR, plněním stanovených koncentračních a bilančních limitů ve vypouštěné odpadní vodě!

Pro snížení spotřeby vody a optimalizaci kvalitativních parametrů chladící vody cirkulačních chladících okruhů je možno zvýšit zahuštění a chemicky upravovat kvalitu oběhové vody:

1. Zkvalitnit úpravy přídavné vody např. filtrací, čiřením (lamelový čiřič, čiřič s kalovým mrakem, Actiflo atd.), koagulační filtrací, flotací apod.
2. Kontinuálně upravovat oběhovou vodu chladícího okruhu snížení nerozpuštěných látek z přídavné vody nebo ze vzduchu (prach apod.), biologického znečištění (řasy, pyl, traviny apod.) boční filtrací, čiřením části oběhové vody apod.
3. Kondicionace cirkulační vody, kvalitu oběhové vody udržovat dávkováním chemikálií:
   1. dávkování disperzantu zabraňující tvorbu úsad (organické látky s kladným nebo záporným nábojem, polyakryláty a kopolymery)
   2. dávkováním antiskalantů – stabilizátorů tvrdosti (sloučenin fosforu, bezfosfátové na bázi sulfonové nebo akrykové kyseliny), nebo sekvestrantů (komplexotvorné sloučeniny) ke snížení vylučování málo rozpustných sloučenin např. CaCO₃
   3. dávkováním korozního inhibitoru nebo alkalizací ke snížení korozní agresivity, výběr vhodného inhibitoru (fosfonáty, soli zinku apod.) je závislý na materiálovém složení okruhu a ekologické nezávadnosti pro vypouštění kontinuálního odluhu do životního prostředí
   4. dávkování biocidu k potlačení mikrobiálního oživení, dezinfekce, odstranění Legionelly apod. kontinuálním nebo diskontinuálním dávkováním biocidu např. chlornan, bromid sodný, oxid chloričitý (dioxid chloru), plynný chlor, ozon, peroxid vodíku atd.
4. Kombinace úpravy přídavné vody a dávkování chemikálií (korozního inhibitoru) je optimální a časté řešení.