Leitungen Luft verschaffen

Reinigung von Rohrleitungen und Wärmeübertragernindustriellen Kühlkreisläufen

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13.04.2010 Reinigung von Rohrleitungen und Wärmeübertragern in industriellen Kühlkreisläufen??Luftsauerstoff und Verunreinigungen können in Kühlkreisläufen zu einem verringerten Wärmeübergang, reduziertem Durchfluss und manchmal auch Geruchsbelästigungen führen. Ein neuer Ansatz zur Reinigung von Rohren und Wärmeübertragern nutzt die impulsartige, kontrollierte Zugabe komprimierter Luft, durch die mobilisierbare Ablagerungen gelöst und ausgetragen werden.

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Entscheider-Facts Für Betreiber

  • Probleme in Kühlkreisläufen haben häufig dieselben Ursachen: Eintretender Luftsauerstoff beschleunigt die Korrosion, Zutritt von Staub und anderen Luftverunreinigungen begünstigen das Wachstum von Mikroorganismen.
  • Mit dem Comprex-Verfahren lassen sich Wärmeübertrager mitsamt den Vor- und Rücklaufleitungen wirkungsvoll und kostengünstig von Ablagerungen befreien.
  • Wärmeübertrager können damit teilweise sogar bei laufendem Betrieb der Anlagen gereinigt werden.
  • Das System arbeitet ohne Chemikalien, so dass das Spülwasser einfach entsorgt werden kann.

In industriellen Kühlkreisläufen kommt es durch den Eintrag von Luftsauerstoff und Verunreinigungen oft zu Problemen. Häufige Eintragspfade sind offene Behälter und nicht gasdichte Kunststoff- oder Gummischläuche. Denn: Industrielle Kühlkreisläufe bestehen meist aus einer Vielzahl an Komponenten und Werkstoffen. Der Luftsauerstoff beschleunigt die Korrosion, besonders wenn Bauteile aus niedriglegierten Eisenwerkstoffen in der Anlage verbaut sind. Zutritt von Staub und anderen Luftverunreinigungen begünstigen das Wachstum von Mikroorganismen. Die Folge sind schließlich Ablagerungen und Biofilme. Am kritischsten ist dabei der sich verschlechternde Wärmeübergang in den Wärmeübertragern, aber auch der Durchgang in den Rohrleitungen kann beeinträchtigt sein. Hinweise auf das Wachstum von Mikroorganismen sind Geruchsbelästigungen in der Nähe der Behälter oder bei Reparaturarbeiten am Kühlsystem.

Probleme aufgrund von Panzerschläuchen

Neuerdings sind auch Schwierigkeiten in geschlossenen Kühl- und Heizungssystemen mit Komponenten aus niedriglegierten Eisenwerkstoffen zu beobachten. In den betroffenen Anlagen verbinden sogenannte Panzerschläuche Vor- und Rücklaufleitungen mit Aggregaten wie beispielsweise Fan-Coils (Gebläsekonvektoren). Das Kreislaufwasser ist häufig nicht oder nicht ausreichend behandelt. In Panzerschläuchen bilden sich Ablagerungen, die nach wenigen Jahren den Durchgang vollständig verstopfen können. Ursache dafür sind:

  • zweiwertiges Eisen als Korrosionsprodukt von Stahl/Gusseisen gelöst im Kreislaufwasser
  • Sauerstoffpermeation durch den Gummiwerkstoff des Panzerschlauchs
  • organische Verbindungen nach dem Eluieren aus dem Gummiwerkstoff
  • Mikroorganismen.

Das zweiwertige Eisen wird durch den permeierten Sauerstoff an der Schlauchwand zu schwerlöslichen dreiwertigen Eisenverbindungen oxidiert. Weiterhin können Mikroorganismen zweiwertiges Eisen und organische Verbindungen als Nährsubstrate nutzen und sich in den gebildeten Ablagerungen aus dreiwertigen Eisenverbindungen einnisten.

Reinigungsaufwand reduzieren

Während Behälter zur Wartung und Reinigung gut zugänglich, oft auch begehbar sind, benötigen Wärmeübertrager und Rohrleitungen spezielle Reinigungsverfahren. Für Wärmeübertrager kommen spezielle CIP-Verfahren zum Einsatz. Bei mechanischen Verfahren muss die Anlage normalerweise vor der Reinigung demontiert werden. Mit der anschließenden Montage und Dichtheitsprüfung sind diese Verfahren zeitaufwendig und arbeitsintensiv. Chemische Verfahren können zwar den Aufwand reduzieren, erfordern allerdings teure Chemikalien und erzeugen entsprechend belastete Abwässer. Rohrleitungen lassen sich mittels Wasserspülung nur in bestimmten Fällen von losen Ablagerungen befreien. Deshalb werden teilweise Molche oder Hochdruckreiniger eingesetzt. Für verschiedene Nennweiten sind unterschiedliche Molche notwendig und müssen geeignete Ein- und Ausschleusevorrichtungen vorhanden sein. Die Hochdruckreinigung ist nur für kurze Rohrstrecken geeignet.

Reinigung ohne Chemie

Beim Comprex-Verfahren wird zur Reinigung der Rohre und Wärmeübertrager Druckluft und Wasser genutzt. Bei Anschlüssen größer DN 80 kommen auf einem Rollhänger installierte Einheiten zum Einsatz. Für Anlagen mit kleinen Nennweiten wurden modular aufgebaute Systeme entwickelt. Steuerung, Vorratstank für gereinigte Druckluft und gegebenenfalls auch Spezialkompressoren, Pumpen, Speicherbehälter für Frischwasser und Auffangbehälter für Spülwasser lassen sich einfach transportieren, flexibel kombinieren und an die gegebenen Bedingungen anpassen.

Das im Bild gezeigte System arbeitet mit vorhandener Druckluft und Betriebswasser. Für diese mobile Comprex-Einheit wurde die Zweikanaltechnik entwickelt. Damit lassen sich Wärmeübertrager zusammen mit den Vor- und Rücklaufleitungen während eines Anlagenstillstandes reinigen, indem die mobile Reinigungseinheit zwischen Vorlauf und Wärmeübertrager montiert wird: Kanal 1 ist mit der Vorlaufleitung, Kanal 2 mit dem Eingang des Wärmeübertragers verbunden. Das Gerät speist Wasser mit Luftmolchen abwechselnd in Vorlauf und Wärmeübertrager mit Rücklauf ein. Die Steuereinheit regelt die Impulsdauer für jeden Kanal. Das Spülwasser gelangt über die Nebenleitungen zu den Auslaufboxen. Beim Vorplanen der Reinigungsmaßnahme werden die Reinigungsabschnitte, die Ein- und Ausspeisepunkte, die Standpunkte der Comprex-Einheit und der Auslaufbox festgelegt. Häufig sind kleine Umbaumaßnahmen für Anschlussadapter notwendig, wie beispielsweise der Einbau von T-Stücken und Kugelhähnen in Vor- und Rücklaufleitungen. Bei komplexen Anlagen können Hinweiskarten an den zu reinigenden Baugruppen hilfreich sein. Sie lassen die Baugruppen von den Technikern leicht erkennen und dienen dem Auftraggeber zur Dokumentation.

Diese Art der Reinigung ist bei großen Wärmeübertragern interessant. So lassen sich Rohrbündelwärmeübertrager in Kühlmaschinen oder Turboverdichtern von Ablagerungen befreien. Nach kurzen Stillstandszeiten können die Baugruppen wieder in Betrieb gehen – wichtig bei der Reinigung in der warmen Jahreszeit. Kurze Stillstandszeiten oder Arbeiten bei reduzierter Leistung sind auch bei kleinen Baugruppen möglich. In manchen Anlagen befinden sich zwei parallel geschaltete Wärmeübertrager. Dies sind ideale Voraussetzungen für das Reinigen während des Betriebs.

Fazit: Mit dem Comprex-Verfahren lassen sich Wärmeübertrager mitsamt den Vor- und Rücklaufleitungen wirkungsvoll und kostengünstig von Ablagerungen befreien. Dies bedeutet kurze Stillstandszeiten. In Fertigungsstraßen können mobile Reinigungseinheiten kleine Wärmeübertrager reinigen, teilweise sogar bei laufendem Betrieb der Anlagen. Das System arbeitet ohne Chemikalien, so dass das Spülwasser einfach entsorgt werden kann.

Heftausgabe: April 2010
Dr. Norbert Klein,

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