1. Introduction
Les laboratoires nationaux gérés par le Department of Energy (DOE) disposent souvent de systèmes étendus de refroidissement liquide direct sur puce, d’informatique haute performance (HPC) et de chaudières qui doivent fonctionner à leur efficacité maximale pour atteindre les objectifs de recherche critiques. Ces installations nécessitent une variété de solutions personnalisées de traitement de l’eau pour maintenir l’efficacité opérationnelle et préserver leurs actifs.
Un laboratoire national du sud des États-Unis éprouvait des problèmes de performance dans les applications de chauffage et de refroidissement des procédés et avait besoin d’aide pour des projets environnementaux visant à améliorer les rejets d’eaux usées et la conservation de l’eau. En tant que consultant privilégié en traitement de l’eau pour le DOE, ChemTreat a utilisé des technologies de pointe et a fourni un soutien technique et analytique pour répondre aux besoins du laboratoire.
Les systèmes abordés comprennent :
- Ouvrir les systèmes de tour de refroidissement à recirculation
- Boucles de refroidissement HPC directement sur la puce
- Systèmes de refroidissement en boucle fermée
- Systèmes de vapeur et de condensat
Les projets environnementaux comprennent :
- Réduction du phosphate dans les rejets d’eaux usées
- Conservation de l’eau dans les systèmes de refroidissement
2. Amélioration de la performance du système de refroidissement
2,1 Résoudre les inefficacités dans les tours de refroidissement à recirculation ouverte
2.1.1 Description du projet
Le laboratoire exploite plusieurs grands systèmes d’eau à recirculation ouverte responsables du refroidissement de l’équipement de recherche critique et des centres de données HPC. Ces systèmes ont été encrassés de dépôts minéraux qui ont eu un impact significatif sur l’efficacité du transfert de chaleur et du refroidissement et ont contribué à l’augmentation de la corrosion métallique et de l’activité microbiologique.
2.1.2 Solution
Pour résoudre ces problèmes, l’équipe de recherche et développement de ChemTreat a développé une solution de traitement utilisant les technologies de dispersant polymérique et d’inhibition de la corrosion Quadrasperse®, spécialement conçues pour répondre aux besoins uniques de cette installation.
2.1.3 Résultats
Après avoir appliqué notre programme de traitement personnalisé, les dépôts minéraux ont été éliminés des surfaces de remplissage de la tour de refroidissement et de l’échangeur de chaleur, améliorant considérablement l’efficacité du transfert de chaleur et réduisant le risque de corrosion sous-dépôt et d’activité microbiologique.
Depuis plus de 10 ans, les systèmes sont restés exempts de dépôts minéraux et ont démontré un excellent contrôle de la corrosion et de l’activité microbiologique.
2,2 Amélioration de la performance de refroidissement HPC
2.2.1 Description du projet
L’installation dispose de nombreuses applications informatiques avec refroidissement liquide direct sur puce, y compris une grande unité récemment construite qui n’a pas réussi les tests de vitesse en raison d’une mauvaise performance de refroidissement.
Les boucles de refroidissement HPC étaient devenues très encrassées par la croissance biologique, le tartre minéral et d’autres additifs, empêchant ainsi le HPC d’atteindre les calculs maximums prévus par seconde qu’il a été conçu pour atteindre.
Les méthodes traditionnelles de traitement de refroidissement ajoutent des inhibiteurs de pellicule, comme les silicates, pour contrôler la corrosion et des biocides pour atténuer les problèmes microbiologiques. Cependant, les systèmes de refroidissement liquide directement sur puce ont des besoins légèrement différents.
2.2.2 Solution
ChemTreat a développé CL2001, un produit spécialement conçu pour les applications CPU, pour traiter les boucles de refroidissement HPC du laboratoire. Cette méthodologie de traitement adopte une approche plus holistique, évitant les inhibiteurs qui peuvent causer de l’encrassement tout en mettant en œuvre un protocole exclusif pour contrôler la corrosion et l’activité microbiologique.
2.2.3 Résultats
Le refroidissement de l’UCT sur le site a été optimisé avec le traitement CL2001 et le HPC a réussi le test de vitesse. Des tests de stress sont en cours et le laboratoire devrait accepter la propriété du HPC du fabricant au cours des prochains mois.
2,3 Aborder l’encrassement et la corrosion dans les systèmes de refroidissement en boucle fermée en aluminium
2.3.1 Description du projet
Le système en boucle fermée connaissait des événements d’encrassement qui ont entraîné une corrosion sous-dépôt dans l’équipement en aluminium, réduisant ainsi l’efficacité du transfert de chaleur.
2.3.2 Solution
L’installation a commencé à utiliser l’inhibiteur de corrosion multimétal FlexPro® breveté de ChemTreat spécialement conçu pour les applications en aluminium. Le nouvel inhibiteur a un pH neutre, ce qui permet aux systèmes de refroidissement de fonctionner dans une plage de pH acceptable.
2.3.3 Résultats
Grâce à l’application de l’inhibiteur de corrosion breveté FlexPro, la boucle d’eau glacée est maintenant exempte de solides en suspension causés par les sous-produits de corrosion. La clarté de l’eau est excellente et l’efficacité du transfert de chaleur et du refroidissement s’est grandement améliorée. La corrosion de l’aluminium a été réduite de > 10 mpy à < 0,1 mpy.
2,4 Amélioration de la performance du système de vapeur
2.4.1 Description du projet
La vapeur est utilisée dans l’ensemble de l’installation pour chauffer diverses applications. Les expériences de recherche utilisant l’injection de vapeur vive avaient auparavant interdit l’utilisation d’additifs de traitement chimique dans les systèmes de vapeur et de condensat.
Les systèmes non traités subissaient des défaillances des composants et de la tuyauterie en raison d’une corrosion grave. Des systèmes coûteux d’échange d’ions et de filtration étaient nécessaires pour empêcher les produits de corrosion des condensats de se déposer sur les surfaces de transfert de chaleur de la chaudière.
2.4.2 Solution
Avec l’élimination des préoccupations concernant la présence d’additifs chimiques dans les systèmes de vapeur et de condensat, ChemTreat a lancé un programme de traitement pour minimiser la corrosion des équipements et des tuyaux et réduire le risque de dépôt de produits de corrosion dans les systèmes de chaudière.
2.4.3 Résultats
Grâce à une protection améliorée contre la corrosion, la concentration en fer du condensat a été réduite à <5 ppb, éliminant ainsi le besoin d’utiliser des systèmes coûteux d’échange d’ions et de filtration. Les coûts d’entretien associés au remplacement de l’équipement et de la tuyauterie ont été considérablement réduits.
3. Projets de durabilité à valeur ajoutée
En plus de traiter les problèmes rencontrés par les différents systèmes d’eau du laboratoire, ChemTreat a mis en œuvre plusieurs programmes pour aider l’installation à atteindre ses objectifs environnementaux.
3,1 Réduction du phosphate dans l’évacuation des eaux usées
À la demande de l’équipe de conformité environnementale du laboratoire, ChemTreat a spécifiquement formulé un produit avancé de contrôle de la corrosion et des dépôts de l’eau de refroidissement sans phosphate et approuvé pour le rejet dans les cours d’eau naturels.
3,2 Projet de conservation de l’eau
ChemTreat, qui utilise un inhibiteur de corrosion en aluminium exclusif de pointe, a aidé le laboratoire avec un projet de conservation de l’eau de refroidissement en circuit fermé, économisant 34 millions de gallons d’eau par an tout en protégeant l’équipement de recherche essentiel.
4. Conclusion
L’expertise en traitement de l’eau et les solutions personnalisées de ChemTreat ont aidé un laboratoire national à améliorer l’efficacité de ses systèmes d’eau et à atteindre ses objectifs environnementaux.
Les résultats de ce partenariat ont généré les avantages suivants pour l’installation :
- Les systèmes de tours de refroidissement sont restés exempts de dépôts minéraux et ont démontré une excellente corrosion et un excellent contrôle microbiologique depuis plus d’une décennie
- Les améliorations apportées au traitement de refroidissement de l’UCT ont permis à HPC de passer le test de vitesse
- La réduction de la corrosion de l’aluminium dans la boucle fermée a amélioré la qualité de l’eau et l’efficacité du transfert de chaleur
- La réduction des concentrations de fer dans le système de condensats a entraîné une réduction des coûts d’exploitation associés aux processus d’échange et de filtration des ions ainsi qu’au remplacement de l’équipement
À propos de ChemTreat, fournisseur privilégié du DOE
Basée à Richmond, en Virginie, ChemTreat est l’une des sociétés de traitement des eaux industrielles les plus importantes et à la croissance la plus rapide au monde. Nous créons des partenariats durables et une valeur durable en alignant toute notre organisation autour de l’objectif commun de rendre nos clients plus performants.
ChemTreat est honoré d’être un fournisseur privilégié avec un accord de commande de base pour le DOE et son équipe d’achat des entrepreneurs intégrés. Nous offrons les meilleures solutions de traitement de l’eau aux sites du DOE partout aux États-Unis.
Télécharger le livre blancLes résultats fournis sont des exemples seulement. Ils ne sont pas garantis. Les résultats réels peuvent varier.
