برج خنک کننده نوعی مبدل است که در آن در اثر برقراری تماس بین آب گرم و هوای خنک باعث پایین آمدن دمای آب گرم می شود. اگر به یکی از پالایشگاه های موجود در ایران رفته باشید و یا تصاویر آن ها را دیده باشید، مطمئنا اولین چیزی که از دوردست ها هم کاملا مشخص و واضح است، تجهیز برج خنک کننده می باشد.
برج خنک کننده گرد بهتر است یا برج خنک کننده مکعبی:
با مقایسه کامل ویزگی های برج خنک کننده مکعبی نسبت به برج خنک کننده گرد پر واضح است که کدام برج خنک کننده بهتر میباشد. مواردی که مورد بررسی قرار گرفته است به شرح زیر میباشد:
- سیستم توزیع آب
در برج خنک کننده گرد از سیستم پاشش آب Sprinklerhead استفاده شده که یک سیستم محرک بوده و معمولا دچار مشکلات متعددی مانند گرفتگی سوراخهای لوله و همچنین جام کردن بدلیل خرد شدن بلبرینگ ها میباشد .
با توجه به اینکه شاخک های جانبی فقط قسمت زیرین خود را خیس می نمایند ، در صورت حرکت نکردن اسپرینکلر قسمت زیادی از پکینگ خشک مانده و راندمان دستگاه به شدت کاهش می یابد .
در برج خنک کننده مکعبی از سیستم نازل های ضد رسوب مربع پاش Dek Spray براساس طرح Brentwood آمریکا استفاده می گردد که یک سیستم ثابت بوده و به بهترین حالت ممکن آب بر روی پکینگ ها توزیع می گردد .
- سیستم کاهش سرعت
در برج خنک کننده گرد از سیستم کاهش دور تسمه و پولی استفاده می گردد که این امر باعث افزایش لرزش سیستم و اتلاف راندمان می شود ، ضمن اینـکه کارکرد تسـمه ها در معرض بخـار آب و نور آفتاب باعث استحلاک سریع تسـمه ها شده و سـیستم نیازمند تعویض متـوالی تسمه به عنـوان قـطعه مصرفی می باشد.
در برج خنک کننده مکعبی با سایز کوچک از الکتروموتورهای دور پایین بصورت کوبل مستقیم با فن استفاده شده که دارای کمترین لرزش و بالاترین راندمان می باشد . در برج خنک کننده پیشنهادی با سایز بزرگتر این شرکت نیز از سیستم کاهش دور توسط گیربکس استفاده میشود که مزایای قابل توجهی نسبت به سیستم کاهش دور تسمه، پولی دارد.
- سیستم هوادهی
در برج خنک کننده گرد از فن های 4 پره استـفاده شده که دارای هوادهـی پایـینی می باشد . در برج خنک کننده مکعبی این شرکت از فن های 6 و 8 پره استفاده شده که دارای حداقل 50% هوادهی بالاتر در دورهای یکسان است .
- استحکام بدنه
در برج خنک کننده گرد با توجه به تعداد زیاد قطعات و استـفاده از پیچ و مهره های فلزی فراوان ، همـچنین نازک بودن بدنه ، استحکام دستگاه پایین بوده و به مرور زمان و بر اثر لرزش دستگاه قسمت های سوراخ کاری شده ترک برداشته و تبدیل به شکستگی در بدنه شده وآب بندی دستگاه دچار مشکلات عدیده می گردد.
برج خنک کننده مکعبی ساخت این شرکت به گونه ای طراحی شده که دارای کمترین مقدار سوراخ کاری بوده وکمترین میزان فشار برروی پیچ و مهره های موجود وارد میشود.
همچنین نقاط تمرکزتنش با استفاده از لایه های اضافی تقویت می گردد. تمامی لایه های قطعات فایبرگلاس با استفـاده از رزین ایزوفتالیک تولید شده که نسبت به انواع دیگر دارای 2.5 برابر استحکام بالاتر می باشد. همچنین ضخامت قطعات فایبرگلاس درستون ها و تشتک برج ها به 12mm می رسد .
- اتلاف آب
در برج خنک کننده گرد با توجه به عدم استـفاده از قطره گیر در اکثر تولیدات ، پرتاب آب از قسمت فن به میزان قابل توجهی اتلاف آب وجود دارد . در برج خنک کننده مکعبی با توجه به وجود قطره گیر میزان پرتاب آب به بیرون به کمترین مقدار خود می رسد .
- راندمان ترمودینامیکی
برج خنک کننده مکعبی با توجه به پاشش آب یکنواخت و سرعت هوای حدود 3m/s درسطح مقطع یکسان نسبت به برج خنک کننده گرد دارای میزان خنک کنندگی بیشتری می باشد .( سرعت طراحی هوا در برج های گرد کمتر از m/s 8/1 می باشد )
اصول نگهداری برج خنک کننده در زمستان :
. هرگز برج خنک کننده را بدون بار حرارتی راه اندازی نکنید زیرا بدون بار حرارتی آب به سرعت یخ می زند. در نمودار زیر مشاهده می کنید که آب برج خنک کننده به چه صورت با کاهش بار حرارتی دچار یخ زدگی می شود.
. هر گاه نیاز بود از بای پس برای بالا بردن دمای آب استفاده کنید ، اگر دمای آب بسیار پایین رفت برای جلوگیری از یخ زدن آب برج خنک کننده با استفاده از طراحی بای پس نشان داده شده در تصویر به سرعت آب گرم را مستقیم به تشت برج خنک کننده وارد کنید. انتخاب نوع و سایز بای پس از جمله اصولی است که باید توسط کارشناس برج خنک کننده طراحی شود ، می توان جهت کنترل اتوماتیک از سنسور دما و شیر برقی استفاده نمود.
.برای نگهداری برج خنک کننده در زمستان مقدار دبی آب در برج خنک کننده کاهش ندهید و همیشه در محدوده نرمال به روی پکینگ ها توزیع شود. اگر توزیع آب بروی پکینگ کم باشد آب به سرعت دمای خود را از دست داده و یخ می زند.
در برج خنک کننده جریان متقاطع هنگامی هم که بار حرارتی ورودی کافی نیست و امکان زیر صفر رفتن آب در قسمت انتهایی پکینگ وجود دارد، می توان محدوده توزیع آب را مطابق شکل کاهش داد تا از یخ زدگی احتمالی جلوگیری کرد.
. میزان دبی هوا در برج خنک کننده کنترل شود و در صورت نیاز فن از مدار خارج شود. در برج چند سلولی باید در نظر داشت که اگر فن در هر کدام از سلول ها روشن است دما بیش از اندازه پایین نیاید.
بنابراین برای نگهداری برج خنک کننده در زمستان می توان از سیستم کنترل هوشمند برج خنک کننده دور همزمان استفاده کرد تا دما در یک سلول افت نکند و همه سلول ها دارای دمای برابر باشند و یا سیستم اینورتر به صورت تک به تک نصب شده ولی مینیمم دما تعریف شود.
. در هنگامی که فرآیند یخ زدن آب و پکینگ برج خنک کننده آغاز شود باید ابتدا فن برج را خاموش کرد تا دمای آب خروج بالا برود. در حالت فن خاموش جریان هوا با سرعت بسیار اندک برعکس شده بر اثر جریان طبیعی غلبه کرده و به سمت پایین حرکت می کند. اگر که خاموش کردن فن کارساز نشد باید برای مدت محدود و تحت نظارت فن را به صورت برعکس راه اندازی کرد تا با راندن هوای گرم به سمت پایین یخ های ایجاد شده در قسمت پکینگ برج خنک کننده ، لوور برج خنک کننده و تشت برج خنک کننده را از بین ببرد.
. برای نگهداری از برج خنک کننده در زمستان می توان از تشت خشک در برج خنک کننده استفاده کرد به این معنی که با قراردادن تانک ذخیره برای آب برج خنک کننده می توان تمام آب برج خنک کننده را با گرانش به تانک منتقل کرد. بنابراین تشت خشک بوده امکان یخ زدن آن وجود ندارد و تانک در داخل و محل گرم قرار دارد.
برای نگهداری برج خنک کننده در زمستان در حالت عادی بدون تانک مقداری از آب همیشه درون تشت و لوله ها باقی میماند که بعد از خاموش شدن برج خنک کننده دچار انجماد و یخ زدگی می شود. باید بعد از خاموش کردن دستگاه آب جبرانی برج خنک کننده قطع شده و آب کل سیستم شامل برج خنک کننده و لوله ها تخلیه شود تا امکان یخ زدن و ترکیدگی وجود نداشته باشد.
اگر در حالتی که آب دورن تشت و لوله های برج خنک کننده قرار دارد و آب تخلیه نشود باید از سیستم پیمایش گرمایی الکتریکی در برج خنک کننده ( Electrical Heat Tracing بروی لوله ها و تشت دستگاه استفاده کرد تا امکان پایین آمدن دما بیش از 40 درجه فارنهایت را ندهد.
استفاده از هیتر های فلنجی در تشت هم از راه های دیگر بالا نگه داشتن دمای تشت برج خنک کننده می باشد ولی بروی دمای لوله ها کم اثر است و ممکن است دمای لوله ها پایین آمده و دچار یخ زدگی شود.
برج خنک کننده