Kunde: Pharmaunternehmen, UK
Ein führender pharmazeutischer Forschungs- und Entwicklungsdienstleister verwendet an einem seiner britischen Standorte Kühlwassersysteme, um Wärme aus den Produktionsprozessen und Geräten abzuführen. Dafür ist die richtige Qualität des Kühlwassers von entscheidender Bedeutung. Die leistungsstarken Systeme sind oft auf Komponenten aus Kupfer angewiesen, die ohne die richtigen Vorkehrungen von Korrosion betroffen sein können.
Anforderung: Kupferkorrosion im Kühlsystem beseitigen
Jeder Wasserverlust aus dem Kühlsystem, beispielsweise durch planmäßige Absalzung, setzt das Unternehmen dem Risiko aus, gegen die Grenzwerte für Kupfer der Abwasserbehörde zu verstoßen. Das Unternehmen war deswegen gezwungen, mittels einer sofortigen, aber kostspieligen Lösung dieses kontaminierte Wasser in einem Tank aufzufangen. Anschließend wurde das belastete Wasser außerhalb des Standorts entsprechend behandelt. Um das Problem effektiv zu lösen, wandte sich der Pharmahersteller an die Expert:innen von Veolia Water Technologies, um Hilfe bei der Suche nach einer kostengünstigeren langfristigen Lösung zu erhalten.
Lösung: Verbesserte Kühlwasserbehandlung
Wasseraudit ermittelt Ursache
Nach einem ersten technischen Audit mit den HYDREX-Experten für Wasserchemikalien von Veolia, zeichnete sich ein klareres Bild der Probleme und Herausforderungen ab, die die Kupferkorrosion im Wasserkühlungssystem verursachte. Anschließend führte Veolia eine gründliche mechanische, betriebliche und chemische Untersuchung des Systems durch.
Die Untersuchung zeigte, dass das verwendete oxidierende Biozid über den empfohlenen Mengen dosiert wurde. Zudem war die Biozidlösung auf Grund des pH-Werts des Umlaufwassers unwirksam. Infolgedessen wurde innerhalb des Kühlkreislaufs eine stark korrosive Umgebung geschaffen, die eine schwere Kupferkorrosion innerhalb des Systems und der zugehörigen Kühler verursachte.
Umstellung von Korrosionsschutz- und Biozidprogramm
Jim Knight, Business Development Manager bei Veolia Water Technologies UK:
“Dieses Korrosionsproblem betraf die Endplatten der Kältemaschinen am Standort. Gleichzeitig lag der Kupfergehalt im Umlaufwasser des Unternehmens bei über 16 ppm. Um eine Verletzung der Grenzwerte der örtlichen Wasserbehörde von 3 mg/l zu vermeiden, hatte der Kunde eine kurzfristige Minderungslösung beschlossen. Diese Lösung war zwar effektiv, hatte jedoch eine jährliche Kostenauswirkung von etwa 53.000 €/Jahr. Nachdem wir eine vollständige Untersuchung des Kühlsystems durchgeführt hatten, war es offensichtlich, dass eine Änderung des Biozidprogramms erforderlich war, um eine bessere Leistung beim pH-Wert des Umlaufwassers zu ermöglichen. Zu diesem Zweck wurde eine Reihe von Hydrex-Wasserbehandlungschemikalien ausgewählt, um eine effektivere Leistung zu gewährleisten. Dazu gehörte die Verwendung von Hydrex 7118, Hydrex 7212, Hydrex 2221TT und Hydrex 2211.”
Darüber hinaus wurde das Management der Kühlwasserbehandlung verbessert, um eine REDOX-Kontrolle des oxidierenden Biozids und eine Feedback-Kontrolle zu liefern. Dies gewährleistet den Schutz vor Bakterien gewährleisten und vermeidet eine Verschlechterung der Anlagen.
Die Korrosionsschutzmittel und Dosiertechnik von Veolia Water Technologies ermöglichen die einfache Messung der Inhibitor-Freisetzung. Auf diese Weise konnte das Team eine optimierte Kontrolle des Hemmstoffgehalts sicherstellen und einen verbesserten Kesselstein- und Korrosionsschutz ermöglichen. Außerdem stellten die Lösungen sicher, dass durchgängig ausreichende Konzentrationen an Korrosionsinhibitor vorhanden waren, um Kupferkorrosion zu verhindern.
Ergebnisse: Mehr Sicherheit für weniger Kosten
Normgerechtes Kühlwasser
Nach der Implementierung dieser Lösungen konnte der Kunde sicherstellen, dass sein Wasserchemikalienprogramm den Legionellenvorgaben und den Wassereinleitungsgrenzwerten der örtlichen Behörden entspricht. Darüber hinaus verhinderte das richtige Management des oxidierenden Biozids weitere Korrosion. Ebenso war das Team in der Lage, einen spezifischen Kupferkorrosionsinhibitor so hinzuzufügen, dass er jederzeit in richtiger Dosierung vorhanden war.
Sicherer Anlagenbetrieb
Die jetzt implementierten Lösungen zur Wasserbehandlung bieten die Gewissheit, dass kritische Bauteile ordnungsgemäß vor Korrosion geschützt sind. Dies ist wichtig, da korrodierte Wärmetauscheroberflächen die Wärmeübertragungsrate verringern. Ebenso kann Korrosion zu Leckagen von Kältemittel und/oder Kondensationsflüssigkeit führen, was sich negativ auf die Wärmeabgabe auswirkt. Diese verbesserte Leistung wird durch konsistente online gemessene Korrosionsraten deutlich.
Nachhaltiger Betrieb
Die hohen Kupfermengen im Abschlämmwasser des Kühlsystems sind nicht mehr vorhanden und das Wasser darf sicher eingeleitet werden. Folglich konnte die zuvor betriebene kurzfristige, kostspielige Kompromisslösung aufgegeben werden.
THE CLIENT
A leading pharmaceutical research and development company uses cooling water systems at one of its UK sites to remove heat from production processes and equipment. To achieve this, the right quality of cooling water is crucial. The high-performance systems often rely on components made of copper, which can be affected by corrosion without the right precautions.
THE CLIENT'S NEEDS
Any loss of water from the cooling system, for example through scheduled desalination, puts the company at risk of breaching the wastewater authority's copper limits. The company was therefore forced to use an immediate but costly solution to collect this contaminated water in a tank. The contaminated water was then treated off-site. To effectively solve the problem, the pharmaceutical manufacturer turned to the experts at Veolia Water Technologies for help in finding a more cost-effective long-term solution.
THE SOLUTION
Water audit identifies cause
After an initial technical audit with Veolia's HYDREX water chemical experts, a clearer picture emerged of the problems and challenges that copper corrosion was causing in the water cooling system. Veolia then conducted a thorough mechanical, operational and chemical investigation of the system.
The investigation showed that the oxidising biocide used was dosed above the recommended levels. In addition, the biocide solution was ineffective due to the pH of the circulating water. As a result, a highly corrosive environment was created within the cooling circuit, causing severe copper corrosion within the system and associated coolers.
Changing corrosion protection and biocide programme
Jim Knight, Business Development Manager at Veolia Water Technologies UK:
"This corrosion problem was affecting the end plates of the chillers at the site. At the same time, copper levels in the company's circulating water were above 16ppm. To avoid breaching the local water authority's limit of 3 mg/l, the client had adopted a short-term mitigation solution. This solution, while effective, had an annual cost impact of approximately €53,000/year. After conducting a full investigation of the cooling system, it was apparent that a change in the biocide programme was required to allow for better performance in the pH of the circulating water. To this end, a range of Hydrex water treatment chemicals were selected to ensure more effective performance. This included the use of Hydrex 7118, Hydrex 7212, Hydrex 2221TT and Hydrex 2211."
In addition, cooling water treatment management has been improved to provide REDOX control of the oxidising biocide and feedback control. This ensures protection against bacteria and avoids equipment deterioration.
Veolia Water Technologies' corrosion inhibitors and dosing technology allow for easy measurement of inhibitor release. In this way, the team was able to ensure optimised control of inhibitor levels and enable improved scale and corrosion protection. In addition, the solutions ensured that sufficient concentrations of corrosion inhibitor were consistently present to prevent copper corrosion.
THE RESULTS
Cooling water compliant with standards
After implementing these solutions, the client was able to ensure that its water chemical programme complied with Legionella specifications and local authority water discharge limits. In addition, proper management of the oxidising biocide prevented further corrosion. Similarly, the team was able to add a specific copper corrosion inhibitor so that it was present at the correct dosage at all times.
Safe plant operation
The water treatment solutions now implemented provide assurance that critical components are properly protected from corrosion. This is important because corroded heat exchanger surfaces reduce the heat transfer rate. Similarly, corrosion can lead to refrigerant and/or condensing fluid leakage, which negatively impacts heat rejection. This improved performance is evident by consistent corrosion rates measured online.
Sustainable operation
The high amounts of copper in the cooling system's blowdown water are no longer present and the water may be safely discharged. Consequently, the short-term, costly compromise solution previously operated could be abandoned.