تجهیزات تکمیلی برج خنک کننده

تجهیزات تکمیلی برج خنک کننده جهت کنترل، بهبود و افزایش کارایی برج خنک کننده نصب و مورد استفاده قرار می گیرند. این تجهیزات شامل سیستم های کنترل کیفیت آب برج خنک کننده مانند سیستم های فیلتراسیون ، سیستم تزریق اسید ، سیستم تزریق مواد شیمیایی ، سیستم تزریق کلر و … می باشند که جهت بهبود و کنترل کیفیت آب برج خنک کن مورد استفاده قرار می گیرند، شیر ها ، پمپ ها دیگر تجهیزات تکمیلی هستند که وجود آن ها برای به جریان انداختن آب و کنترل ورود آب حیاتی می باشد و سیستم کنترل هوشمند برج خنک کننده و ترموستات برای کنترل جریان الکتریکی و دور پروانه مورد استفاده قرار می گیرند.

 

بررسی تجهیزات تکمیلی برج خنک کننده

به بررسی تجهیزات تکمیلی برج خنک کننده می پردازیم، این تجهیزات بنا به نیاز در کنار واحد های برج خنک کننده مورد استفاده قرار می گیرند:

 

سیستم فیلتراسیون:

یکی از تجهیزات تکمیلی برج خنک کننده سیستم فیلتراسیون آب برج خنک کن است که جهت جداسازی ذرات جامد و مواد خارجی موجود در آب خنک کننده که از طریق هوا و یا روش های دیگر وارد آب شده اند، در نظر گرفته شده است. همواره بخشی از آب درون حوضچه به سیستم فیلتراسیون ارسال شده و پس از انجام عمل جداسازی ناخالصی ها دوباره به حوضچه برگردانده می شود. این عمل به شفافیت آب کمک کرده و مانع از تشکیل و ته نشین شدن رسوبات در داخلحوضچه برج خنک کننده می گردد.

 

سیستم تزریق اسید:

یکی دیگر از تجهیزات تکمیلی برج خنک کننده سیستم تزریق اسید است. معمولا برای تنظیم PH آب از اسید سولفوریک استفاده می شود. اسید در تانک های مخصوص، ذخیره شده و توسط پمپ های تزریقی در زمان های لازم به آب اضافه می شود. البته میزان تزریق اسید و زمان آن، براساس نتایج مربوط به آزمایش آب انجام می گیرد.

 

سیستم تزریق مواد شیمیایی:

سیست تزریق مواد شیمیایی از دیگر تجهیزات تکمیلی برج خنک کننده می باشد. مواد بازدارنده رسوب، به نام دیسپرسانت شناخته می شوند. این مواد شیمیایی، مانع از رسوب در بخش های مختلف سیستم خنک کننده و مبدل های حرارتی می گردد که در زمان های لازم, توسط پمپ های تزریقی به آب اضافه می شود. برای جلوگیری از بروز پدیده ی خوردگی از مواد شیمیایی ضد خوردگی استفاده می شود. این مواد در تانک های مخصوص ذخیره شده و در زمان های لازم به آب اضافه می شود.

 

سیستم تزریق کلر:

از دیگر تجهیزات تکمیلی برج خنک کننده سیستم تزریق کلر است که برای گند زدایی آب استفاده می شود.کلر در تانک های مخصوص ذخیره شده و توسط پمپ های تزریقی در زمان های لازم به آب اضافه می شود.میزان تزریق کلر بایستی به مقداری باشد که مقدار کلرین موجود در آب به میزان۱ mgcl2/lit تجاوز نکند.

 

واحد استفاده کننده:

مبدل های حرارتی و تجهیزات فرآیندی که آب خنک را جهت خنک سازی سیستم و محصولات فرآیند استفاده می کنند، مصرف کننده آب خنک می باشند.

 

شیرها:

شیرها از مهمترین تجهیزات تکمیلی برج خنک کننده می باشند که وظیفه کنترل و تنظیم جریان های مختلف موجود در یک برج خنک کن را انجام می دهند که شامل شیر های قطع جریان، شیرهای تنظیم جریان و شیر های آب جبرانی می باشد. نوع و تعداد و نحوه طراحی شیرها با توجه به نوع و اندازه برج و احتیجات مصرف کننده متفاوت است.

 

الف – شیرهای قطع جریان:

این شیرها معمولا از نوع دروازه ای و یا پروانه ای می باشد و در هر نوع برج های متقابل و برج خنک کننده جریان متقاطع در مسیر لوله های رایزر نصب می گردد که به منظور قطع جریان در مواردی که احتیاج به تعمیرات و یا تمیز کاری است، استفاده می شود.

ب – شیر های تنظیم جریان:

این نوع شیرها معمولا در برج های با جریان متقاطع برای متعادل نمودن میزان آب بین حوضچه های توزیع کننده در یک سلول و یا بین سلهای متفاوت در یک سیستم خنک کننده چند سلولی استفاده می شود. در صورت طراحی مناسب، ممکن است برای قطع جریان ورودی در بعضی از حوضچه های توزیع کننده آب به منظور تمیز کاری و تعمیرات استفاده شود در حالیکه سایر قسمت ها در سرویس می باشد.

ج – شیر های آب جبرانی:

این شیرها که معمولا به صورت اتوماتیک عمل می کند برای جبران آب هدر رفته از برج خنک کننده تعبیه شده است.

 

http://badrantahvie.com/cooling-tower-additional-equipments

مقایسه برج خنک کننده خشک و ایرکولر

مقایسه برج خنک کننده خشک و ایرکولر ( Air Cooler ) از جنبه های گوناگون قابل بررسی می باشد ، برج خنک کننده خشک ساختاری مانند برج خنک کننده مدار بسته دارد با این تفاوت که آب بروی کوئل ها پاشیده نمی شود و تنها هوا توسط پروانه از روی کوئل ها عبور می کند. در ایرکولر هم عملکرد دستگاه کاملا به همین صورت است، پروانه در قسمت بالا قرار گرفته است و هوا را از روی کوئل ها عبور داده و سیال داخل کوئل ها را خنک می کند. تنها تفاوت ایرکولر با برج خنک کننده خشک در ساختار آن است که در ادامه مطلب به مقایسه آن ها می پردازیم.

 

مقایسه برج خنک کننده خشک و ایرکولر

بدنه برج خنک کننده خشک کاملا مشابه برج خنک کننده معمولی است و تنها در داخل آن به جای پکینگ، کوئل قرار گرفته است. فن در قسمت فوقانی قرار دارد و هوا را از ناحیه زیرین مکش کرده و از روی کوئل ها عبور می دهد تا آب به جریان درآمده در کوئل ها خنک شود.

همانطور که در مطلب برج خنک کننده خشک توضیح داده شد برج خنک کننده خشک می تواند آب درون کوئل ها را تا ۵ درجه بالای دمای خشک خنک کرد. کوئل های مورد استفاده در برج خنک کننده خشک از لوله های معمولی مسی ساخته شده اند و فین دار نیستند بلکه ساختار دستگاه کاملا مشابه برج خنک کننده مدار بسته است و تنها پاشش آب بروی کوئل ها انجام نمی شود.

 

ولی در ایرکولر بدنه ای به مانند برج خنک کننده خشک وجود ندارد بلکه فن در قسمت فوقانی در رینگ خود قرار داد و تنها بدنه کوچکی در اطراف کوئل ها قرار دارد و ایرکولر از ناحیه زیرین کاملا باز می باشد. کوئل های ایر کولر از لوله های فین دار تشکیل شده اند و انتقال حرارت بسیار خوبی دارند. در مقایسه برج خنک کننده خشک و ایرکولر می توان اشاره نمود که ایر کولر ها دمای سیال را از دمای بالا به نزدیک دمای خشک محیط خنک می کنند و در برخی اوقات سیال به جریان درآمده درون کوئل در فاز بخار است که با خنک شدن به مایع تبدیل می شود که به آن ایرکولر با سیال دو فازی می گویند.

 

تفاوت اصلی در مقایسه برج خنک کننده خشک و ایرکولر در ساختار دستگاه و نوع کوئل های به کار رفته است. در ایرکولر کوئل های فین دار استفاده می شود و در برج خنک کننده خشک کوئل با لوله معمولی.

 

معمولا بهتر است در مواقعی از برج خنک کننده خشک استفاده شود که در فصول گرم به صورت برج خنک کننده مدار بسته کار کند و در فصول سرد سال با بستن آب مدار دوم به صورت برج خنک کننده خشک کار کند زیرا در فصول سرد هوای خشک محیط پایین می آید و امکان نیل به دمای مورد نیاز امکان پذیر است و در حقیقت این برج خنک کننده کاربری دو گانه دارد.

 

http://badrantahvie.com/dry-cooling-tower-vs-air-cooler

کاهش مصرف آب برج خنک کننده

کاهش مصرف آب برج خنک کننده از طریق اقدامات ترکیبی شامل عملیات آبی، نصب سیستم های کنترل دما ، رعایت اصول محل نصب دستگاه و اقدامات جهت جلوگیری از پرتاب آب قابل انجام می باشد. قبلا در مقاله محاسبه آب جبرانی برج خنک کن شرح داده شد که مصرف آب برج خنک کننده شامل مجموع تبخیر ، پرتاب و زیر آب ( تخلیه ) می باشد. در این مطلب به بررسی روش های کاهش مصرف آب در هر سه بخش میپردازیم ، عمده مصرف آب در برج خنک کننده ناشی از تبخیر آب است که در حقیقت اساس کارکرد دستگاه است و مهمترین اقدام جهت کاهش مصرف آب برج خنک کننده استفاده از اقدامات عملیات آبی در برج خنک کننده می باشد.

 

روش های کاهش مصرف آب برج خنک کننده

کشور ما خشک و نیمه بیابانی است که هر ساله به صورت روز افزون با خطر بی آبی روبرو است. مصرف زیاد آب در برج خنک کننده از جمله چالش های کارخانجات و صنایع در مناطق خشک و کم آب است بنابراین در این گونه مناطق کاهش مصرف آب اهمیت ویژه ای دارد، گرچه حتی در مناطقی که آب به وفور یافت می شود نیز جهت کمک و حفظ محیط زیست روش های کاهش مصرف آب باید در دستور کار قرار گیرد. در ادامه مطلب به روش های کاهش مصرف آب برج خنک کننده در هر کدام از بخش های مصرف می پردازیم.

 

کاهش مصرف آب برج خنک کننده در بخش تبخیر :

دستگاه برج خنک کننده دستگاهی تبخیری می باشد و عملکرد آن بر اصل تبخیر استوار است به این معنی که باید تبخیر انجام شود تا خنک کاری انجام شود. بنابراین میزان تبخیر شدن آب معادل توان خنک کاری دستگاه می باشد و اگر میزان تبخیر آب را کاهش دهیم در حقیقت میزان توان خنک کاری دستگاه را کاهش داده ایم. مسئله ای که در اینجا اهمیت پیدا می کند این است که توان خنک کاری یا همان تبخیر مطابق با نیاز باشد و تبخیر اضافه انجام نشود.

جهت کنترل میزان خنک کاری می توان دمای خروجی از دستگاه را تحت نظارت قرار داد و دمای مورد نیاز را تأمین کرد نه دمایی پایین تر از دمای مورد نیاز. برای این اقدام از سیستم های کنترل هوشمند برج خنک کننده استفاده می شود که با توجه به دمای آب خروجی از برج خنک کن میزان دور فن برج خنک کننده را کاهش یا افزایش می دهند که این کاهش یا افزایش منجر به تغییر دبی هوای در جریان درون دستگاه می شود بنابراین میزان تبخیر کاهش و یا افزایش می یابد ، حتی در مواقعی که هوا خنک است فن برج خنک کننده را به طور کامل از مدار خارج می کند. به طور کلی هر اقدامی که منجر به افزایش راندمان برج خنک کن شود موجب کاهش تبخیر آب در نتیجه کاهش مصرف آب برج خنک کننده می شود.

 

کاهش مصرف آب برج خنک کننده در بخش پرتاب :

پرتاب آب به بیرون از دستگاه موجب هدر رفت آب است ، ممکن است قطرات با برخورد به تشت یا دیواره به بیرون دستگاه پرتاب شوند و یا با جریان هوای فن به بیرون هدایت شوند. راهکار جلوگیری از پرتاب قطرات آب استفاده از قطره گیر ها و لوور های مناسب است. قطره گیر ها قطعات پلاستیکی یا فلزی است که مسیر منحنی شکل یا z شکل در مسیر هوا بوجود می آورند معمولا در ناحیه مسیر ورود و خروج هوا قرار می گیرند، در این مسیر منحنی بوجود آمده هوا عبور می کند ولی قطرات آب که سنگین هستند و قابلیت مانور ندارند گیر می افتند و به داخل دستگاه بازگردانده می شوند و در نتیجه قطره گیر ها و لوور ها باعث کاهش مصرف آب برج خنک کننده می شوند.

دقت کنید که محل قرار گیری برج خنک کننده در خلاف جهت باد غالب منطقه نصب باشد و در محلی باشد که باد کمتر است زیرا باد بیش از اندازه می تواند عملکرد برج خنک کننده را مختل کند و پرتاب آب به بیرون را افزایش دهد. مراقب سرریز کردن دستگاه هم باشید ، سر ریز شدن به دلیل لوله کشی برج خنک کننده غیر صحیح ، پر کن های غیر استاندارد و تنظیم نشده و سری کردن برج های خنک کننده می تواند اتفاق افتد.

 

کاهش مصرف آب برج خنک کننده در بخش زیرآب :

قبلا در مطلب زیرآب برج خنک کننده اشاره کردیم که زیر آب به آبی می گویند که باید از برج خنک کننده تخلیه گردد و با آب تازه جایگزین شود. با توجه به تبخیر مداوم آب در برج خنک کننده مقدار املاح و رسوب در آب برج خنک کن دائما در حال افزایش است و در صورت عدم تخلیه آب موجب گرفتگی و کاهش راندمان دستگاه و وارد آمدن خسارت خواهد شد بنابراین هر چه میزان املاح درون آب بیشتر شود نیاز است تا آب بیشتری با آب تازه جایگزین شود. در مقاله عملیات آبی در برج خنک کننده اشاره کردیم که با افزودن مواد شیمیایی خاص می توان نقطه اشباع تشکیل رسوب در برج خنک کننده را بالا برد تا نیاز کمتری به تخلیه آب برج خنک کننده باشد. بنابراین عملیات آبی از جمله مهمترین اقدامات جهت کاهش مصرف آب برج خنک کننده می باشد.

 

استفاده از عملیات آبی در برج خنک کننده مهمترین و موثر ترین اقدام جهت کاهش مصرف آب و هدر رفت آب در سیکل برج خنک کننده می باشد.

 

در بسیاری از کارخانجات و صنایع از آب تخلیه شده از برج خنک کننده برای شستشو محوطه کارخانه ، آبیاری گیاهان ( در صورت عدم استفاده از عملیات آبی و افزودن مواد شیمیایی ) ، فلاش تانک سرویس های بهداشتی و … استفاده می شود که به صورت غیر مستقیم باعث کاهش مصرف آب می شود.

http://badrantahvie.com/reduce-cooling-tower-water-consumption