Long Trường Vũ làm xử lý nước lò hơi và nước giải nhiệt từ năm 2002. Trong hơn hai mươi năm, chúng tôi đã châm hóa chất, tẩy rửa và theo dõi chất lượng nước cho hàng trăm hệ thống chiller ở nhà máy, cao ốc và khách sạn. Một điều chúng tôi rút ra là chất lượng lắp đặt hệ thống chiller ảnh hưởng đến công việc xử lý nước nhiều hơn hầu hết mọi người nghĩ.
Có những hệ thống mà chương trình hóa chất chạy trơn tru từ năm đầu. Có những hệ thống mà dù đổi bao nhiêu loại hóa chất, cáu cặn và rỉ sét vẫn quay lại. Khác biệt thường nằm ở những chi tiết lắp đặt: vị trí điểm lấy mẫu, đoạn ống chết, cách súc rửa trước khi chạy, lối tiếp cận để vệ sinh bình ngưng. Bài viết này tổng hợp sáu chi tiết ấy, minh họa bằng các công trình của Hòa Việt, một nhà thầu cơ điện lạnh trong liên minh doanh nghiệp mà LTV tham gia.
Một hệ thống chiller giải nhiệt nước gồm hai vòng nước. Vòng nước lạnh đi từ bình bay hơi tới các AHU, FCU và quay về, thường là vòng kín. Vòng nước giải nhiệt đi từ bình ngưng tới tháp giải nhiệt và quay về, là vòng hở tiếp xúc trực tiếp với không khí. Mỗi vòng có vấn đề nước riêng: vòng kín lo ăn mòn và cặn bùn, vòng hở lo cáu cặn, ăn mòn, rêu tảo và vi khuẩn.
Hóa chất có thể kiểm soát những vấn đề đó, nhưng chỉ khi hóa chất đến được mọi chỗ trong hệ thống, khi chúng tôi lấy được mẫu nước đại diện, và khi hệ thống được làm sạch đúng cách trước lần chạy đầu tiên. Ba điều kiện này đều được quyết định ở giai đoạn lắp đặt hệ thống chiller, không phải ở giai đoạn vận hành.
6 chi tiết lắp đặt hệ thống chiller giúp xử lý nước dễ hơn
1. Súc rửa và thụ động hóa trước khi chạy
Đường ống mới chứa dầu cắt ren, mạt hàn, rỉ sét bề mặt và bụi công trường. Nếu chạy chiller ngay, toàn bộ cặn này trôi vào bình ngưng, bình bay hơi và van điều khiển. Ống thép mới chưa có lớp bảo vệ nên ăn mòn bắt đầu rất nhanh.
Quy trình đúng là súc rửa bằng nước với vận tốc đủ lớn, xả ở các điểm thấp, sau đó tẩy dầu mỡ và thụ động hóa bề mặt kim loại trước khi đưa vào chương trình xử lý nước thường xuyên. LTV cung cấp dịch vụ tẩy rửa hệ thống giải nhiệt mới cho đúng giai đoạn này. Những nhà thầu như Hòa Việt thường đưa bước súc rửa vào tiến độ từ đầu, thay vì coi đó là việc phát sinh.
2. Có điểm lấy mẫu nước đúng chỗ
Muốn biết chương trình hóa chất có hiệu quả, chúng tôi cần lấy mẫu nước đại diện cho từng vòng. Điểm lấy mẫu nên đặt trên đường ống có dòng chảy liên tục, dễ tiếp cận, có van nhỏ và không nằm ngay sau điểm châm hóa chất. Nhiều hệ thống không có điểm lấy mẫu, kỹ thuật viên phải lấy nước ở máng tháp hoặc van xả, kết quả không phản ánh đúng thực tế.
3. Tránh đoạn ống chết
Đoạn ống chết là đoạn nước không lưu thông: nhánh dự phòng chưa dùng, đường bypass luôn đóng, chân van cách ly của thiết bị đã tháo. Nước tù đọng ở đó là nơi vi khuẩn sinh sôi và ăn mòn cục bộ phát triển. Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh Hoa Kỳ khuyến nghị thiết kế đường ống tránh nước tù đọng và súc xả định kỳ các đoạn ít lưu thông trong tháp giải nhiệt.[1] Khi lắp đặt hệ thống chiller, mỗi nhánh chờ nên có phương án xả hoặc tuần hoàn.
4. Lọc chữ Y, lọc tách cặn và van xả đáy
Tháp giải nhiệt hút bụi từ không khí mỗi giờ. Không có lọc, bụi lắng trong bình ngưng và đường ống, tạo lớp bùn giữ cáu cặn và vi sinh. Lọc chữ Y trước bơm, lọc tách cặn dòng phụ cho tháp, và van xả đáy tự động điều khiển theo độ dẫn điện là ba thiết bị giúp chương trình hóa chất làm việc nhẹ nhàng hơn rất nhiều.
5. Lối tiếp cận để vệ sinh bình ngưng
Dù xử lý nước tốt đến đâu, ống bình ngưng vẫn cần được kiểm tra và vệ sinh cơ học định kỳ. Muốn vậy phải tháo được nắp bình, có không gian để đưa chổi thông ống, có van cách ly để không phải xả toàn bộ hệ thống. Chi tiết này phụ thuộc hoàn toàn vào cách bố trí phòng máy khi lắp đặt.
6. Điểm đo nhiệt độ, lưu lượng và chênh áp
Dấu hiệu cáu cặn xuất hiện ở số liệu trước khi thấy bằng mắt: chênh nhiệt độ ngưng tăng dần, chênh áp qua bình ngưng tăng, lưu lượng giảm. Hệ thống có sẵn giếng nhiệt, cổng đo áp và đồng hồ lưu lượng cho phép chúng tôi đánh giá hiệu quả xử lý nước bằng dữ liệu. Ở các hệ thống có BMS, những tín hiệu này có thể được ghi lại liên tục và cảnh báo tự động.
Những gì LTV thấy ở các công trình chiller của Hòa Việt
Hòa Việt thi công nhiều hệ thống chiller ở cả nhà máy và cao ốc. Danh mục dự án mà công ty công bố cho thấy một số ví dụ đáng chú ý. Tại nhà máy thuốc nước Imexpharm Bình Dương, Hòa Việt thi công hệ thống chiller đệm từ công suất 270 tons năm 2016, loại chiller có hệ số hiệu quả cao và vận hành êm.
Tại tòa nhà của Tổng Công ty Điện lực TP.HCM, Hòa Việt lắp đặt bổ sung một chiller 400 tons giải nhiệt nước, điều khiển và quản lý bằng BMS. Tại tòa nhà M Plaza trên đường Lê Duẩn, Hòa Việt thi công tháp giải nhiệt và nâng cấp hệ thống BMS năm 2021.
Thông tin chi tiết về dự án lắp chiller đệm từ 270 tons cho Imexpharm và dự án lắp đặt chiller 400 tons cho tòa nhà điện lực có trên website của Hòa Việt. Theo hồ sơ năng lực liên minh, Hòa Việt còn thực hiện hệ thống chiller 1.000 tons và tháp giải nhiệt 1.600 RT cho dự án TTC Biên Hòa – Thành Long.
Chiller đệm từ, chiller thu hồi nhiệt và yêu cầu về nước
Những năm gần đây, các nhà máy dược và điện tử ngày càng chọn chiller hiệu suất cao: chiller đệm từ không dầu, chiller thu hồi nhiệt, chiller dùng môi chất thế hệ mới. Ở nhà máy Coherent, Hòa Việt dùng chiller thu hồi nhiệt cho phòng kiểm soát nhiệt độ yêu cầu 21±1°C. Ở Imexpharm Vĩnh Lộc và Bình Dương, hệ thống kết hợp chiller đệm từ với bộ trao đổi nhiệt tận dụng nước giải nhiệt.
Thiết bị càng hiệu suất cao, bề mặt trao đổi nhiệt càng được thiết kế sát giới hạn. Một lớp cáu mỏng làm giảm hiệu suất của chiller cao cấp rõ rệt hơn so với chiller đời cũ, vì chính phần hiệu suất tăng thêm ấy dễ bị mất nhất. Đầu tư chiller tốt mà xử lý nước kém là để lãng phí phần lớn khoản đầu tư. Đó là lý do chúng tôi luôn khuyên chủ đầu tư bàn chuyện xử lý nước ngay khi lắp đặt hệ thống chiller, không đợi đến khi máy báo lỗi áp suất ngưng cao.
| Giai đoạn | Nhà thầu cơ điện | Đơn vị xử lý nước |
|---|---|---|
| Thiết kế | Bố trí phòng máy, điểm lấy mẫu, điểm đo | Góp ý chất lượng nước cấp, phương án xả đáy |
| Lắp đặt | Thi công đường ống, lọc, van, thiết bị | Tư vấn vị trí châm hóa chất, bypass feeder |
| Trước chạy thử | Thử áp, súc rửa sơ bộ | Tẩy dầu mỡ, thụ động hóa |
| Vận hành | Bảo trì cơ khí, điện, BMS | Châm hóa chất, phân tích nước, tẩy rửa định kỳ |
Năm câu hỏi chủ đầu tư nên đặt cho nhà thầu
Khi đánh giá phương án lắp đặt hệ thống chiller, chủ đầu tư không cần là chuyên gia xử lý nước. Năm câu hỏi dưới đây đủ để biết nhà thầu đã nghĩ đến vòng đời của hệ thống hay chưa:
- Kế hoạch súc rửa và thụ động hóa trước khi chạy thử là gì, ai thực hiện?
- Điểm lấy mẫu nước của vòng nước lạnh và vòng giải nhiệt đặt ở đâu?
- Có lọc chữ Y, lọc tách cặn và xả đáy tự động không?
- Bình ngưng có lối tiếp cận và van cách ly để vệ sinh không?
- Những tín hiệu nhiệt độ, áp suất, lưu lượng nào được đưa về BMS?
Một nhà thầu có kinh nghiệm sẽ trả lời được cả năm câu bằng bản vẽ và kế hoạch cụ thể.
Chiller giải nhiệt gió có cần xử lý nước không?
Chiller giải nhiệt gió không có tháp giải nhiệt nên không có vòng nước hở. Nhưng vòng nước lạnh vẫn cần được bảo vệ khỏi ăn mòn và cặn bùn, đặc biệt ở hệ thống dùng ống thép và có nhiều thiết bị trao đổi nhiệt. Với vòng kín, chương trình xử lý thường đơn giản hơn: chất ức chế ăn mòn, theo dõi định kỳ và bổ sung khi có rò rỉ hoặc châm nước mới.
Điều quan trọng là vòng kín cũng cần súc rửa trước khi chạy và có điểm lấy mẫu. Nhiều hệ thống chiller giải nhiệt gió bị tắc van điều khiển AHU chỉ sau vài năm, nguyên nhân là cặn từ giai đoạn thi công chưa được xử lý triệt để.
Khi lắp đặt hệ thống chiller mới vào đường ống cũ
Một tình huống rất phổ biến ở các nhà máy và cao ốc đang vận hành là thay chiller cũ bằng chiller mới hiệu suất cao, nhưng giữ lại phần lớn đường ống, bơm và tháp giải nhiệt. Về chi phí, đó là lựa chọn hợp lý. Về xử lý nước, đó là tình huống cần cẩn trọng nhất.
Đường ống đã chạy nhiều năm chứa lớp cáu, rỉ sét và bùn bám chắc trên thành ống. Khi chiller mới chạy với lưu lượng và chế độ khác, một phần lớp cặn này bong ra và trôi thẳng vào bình ngưng, bình bay hơi còn mới tinh. Chúng tôi từng thấy chiller mới chỉ sau một mùa vận hành đã có chênh áp qua bình ngưng tăng rõ rệt vì lý do này.
Cách làm an toàn là tẩy rửa toàn bộ hệ thống cũ trước khi đấu nối chiller mới, lắp lọc tạm thời trong giai đoạn đầu, và theo dõi chặt chênh áp, chất lượng nước trong vài tháng đầu. Khi lắp đặt hệ thống chiller trong dự án cải tạo, kế hoạch tẩy rửa nên được đưa vào phạm vi công việc ngay từ hồ sơ mời thầu, không để thành hạng mục phát sinh khi sự cố đã xảy ra.
Kết hợp châm hóa chất tự động với hệ thống chiller mới
Với các hệ thống chiller lớn, LTV thường đề xuất hệ thống châm hóa chất tự động cho tháp giải nhiệt, điều khiển xả đáy theo độ dẫn điện và châm hóa chất theo lượng nước bổ sung. Hệ thống này cần được tính đến ngay trong bản vẽ lắp đặt: vị trí bồn hóa chất, điểm châm, nguồn điện, tín hiệu đồng hồ nước bổ sung. Bổ sung sau khi phòng máy đã hoàn thiện thường khó khăn và tốn kém hơn.
Khi nhà thầu cơ điện và đơn vị xử lý nước ngồi lại từ giai đoạn bản vẽ, cả hai đều có lợi: nhà thầu bàn giao một hệ thống ổn định, đơn vị xử lý nước có điều kiện làm việc tốt, còn chủ đầu tư có một nhà máy lạnh chạy bền và tiết kiệm điện.
Câu hỏi thường gặp
Lắp đặt hệ thống chiller xong bao lâu thì nên bắt đầu xử lý nước?
Ngay từ trước lần chạy đầu tiên. Súc rửa, tẩy dầu mỡ và thụ động hóa là bước đầu tiên của chương trình xử lý nước, sau đó chuyển sang chương trình duy trì.
Có cần tẩy rửa định kỳ nếu đã châm hóa chất đều đặn?
Thường vẫn cần kiểm tra và vệ sinh bình ngưng định kỳ. Tần suất phụ thuộc chất lượng nước, môi trường quanh tháp và kết quả theo dõi chênh nhiệt, chênh áp.