پکینگ برج خنک کننده یا کولینگ تاورها مبدل های حرارتی هستند که برای خنک کردن آب در گردش تجهیزات سرمایشی و یا فرآیندهای صنعتی کاربرد فراوانی دارند. برج های خنک کننده از جنبه عملکرد در دو گروه مدار باز (آب خنک یا آبی) و مدار بسته (هوا خنک یا هوایی) قرار می گیرند که باتوجه به موقعیت و کاربرد آن ها انتخاب می گردند. به طور کلی هر دو نوع برج خنک کننده بر پایه استفاده از آب فعالیت می کنند و به همین دلیل بهینه سازی آب برج خنک کننده دارای اهمیت بسزایی است. بهینه سازی آب برج خنک کننده به معنای افزایش کیفی آب در راستای کاهش آسیب های وارده بر دستگاه از قبیل خوردگی، تشکیل رسوب، لجن و… است که به واسطه آب رخ می دهد.
جلوگیری از اتلاف آب برای بهینه سازی آب برج خنک کننده
یکی از راهکارهای بهینه سازی آب کنترل میزان مصرف و کاهش هدررفت آب است. اتلاف آب در برج خنک کننده در سه گروه تبخیری، زیرآب (یا بلودان) و دریفت (پرتاب قطرات آب در هوا) قرار می گیرد. بخش عمده اتلاف آب به دلیل تبخیر و سپس زیرآب است و بخش کوچکی از آن هم به پرتاب قطرات آب تعلق می گیرد که باید با کاهش سرعت چرخش فن سوپربلید و مدیریت صحیح آن ها را کاهش داد.
ممانعت از تشکیل رسوبات و خوردگی جهت بهینه سازی آب برج خنک کننده
آب برج خنک کننده همواره حاوی املاح مختلفی نظیر کلسیم و منیزیم است که موجب تشکیل رسوبات و ایجاد خوردگی در برج خنک کننده می‌شود. املاح موجود در آب علاوه بر بروز پدیده مخرب خوردگی، سبب تشکیل رسوبات بر روی بخش های مختلف برج خنک کننده مثل پکینگ ها و سطوح دستگاه می‌گردد. این اتفاق باعث کاهش نرخ انتقال حرارت در برج خنک کننده شده، و پیامد آن کاهش راندمان دستگاه و نیز افزایش مصرف آب خواهد بود. به همین منظور می‌بایست مقدار املاح و سختی آب توسط TDS متر کنترل شده و از بازدارنده های شیمیایی جهت رفع آنها استفاده نمود. بعلاوه باید با بکارگیری از دستگاه سختی گیر (رزینی، اولتراسونیک و مغناطیسی)، سختی آب ورودی یا جبرانی به برج خنک کننده را کاهش داد.
انواع پکینگ نت اسپلش برج خنک کننده
پکینگ نت اسپلش برج خنک کن، سطح تماس میان آب و هوا را با افزایش تعداد قطرات و در نتیجه افزایش سطوح این قطرات به وجود می آورد. این هدف با شکستن قطرات آب به قطرات ریز تر به وجود می آید.
پکینگ اسپلش برج خنک کننده مدل Optibar
این نوع پکینگ اسپلش برج خنک کننده به صورت بارهای با سطح مقطع بیضی شکل هستند که در فواصل مشخص درون برج خنک کننده قرار می گیرند. سطح مقطع 10 سانتیمتر در 3 سانتیمتر است و طول این بار ها بنا به سایز دستگاه تولید می شود و معمولاً در اندازه ای به طول نیم متر درون برج خنک کن قرار می گیرند. ساپورت پکینگ به صورت مش هایی در فواصل معین قرار می گیرد و بارها در فاصله های مشبک قرار می گیرند. پکینگ نت اسپلش برج خنک کننده Optibar از جنس پلی پروپیلن یا پلی اتیلن دارای خاصیت آنتی UV، ضد اسید و مقاوم در برابر دما تا 185 درجه سانتیگراد و مقاوم در برابر حمله مواد شیمیایی ساخته می شود.
پکینگ اسپلش برج خنک کن امگا
این نوع پکینگ هم از بار های مشبک ساخته شده است. با تنظیم فواصل قرار گیری بار ها بسته به نوع برج خنک کننده می توان راندمان پکینگ را افزایش و کاهش داد ولی معمولا پکینگ برج خنک کننده امگا در برج خنک کننده جریان متقاطع به کار می رود. پکینگ های امگا به روش اکسترود و از جنس پی وی سی مقاوم ساخته می شوند و ساپورت ها از جنس پلی پروپیلن هستند. در طراحی این نوع پکینگ اسپلش برج خنک کن، شکل بارها امکان شکست و خم شدن آنها را به حداقل می رساند.
کنترل تغلیظ و بهینه سازی آب برج خنک کننده
در واقع تغلیظ در برج خنک کننده به معنای نسبت ذرات جامد موجود در آب (TDS) به آب جبرانی ورودی به دستگاه است. جنبه مثبت تغلیظ آب کاهش میزان خوردگی برج خنک کننده است، اما از طرفی غلیظ و اشباع شدن آب ته نشینی رسوبات بر روی سطوح را در پی خواهد داشت که خود باعث کاهش راندمان دستگاه می گردد؛ تغلیظ آب را با تخلیه آب غلیظ شده و جایگزینی با آب تازه که دارای املاح کمتری می باشد (به نسبت TDS موجود) امکان پذیر است که اصطلاحا به آن عملیات بلودان یا زیرآب گفته می شود.
قیمت برج خنک کننده ، همانند سایر دستگاه های صنعتی وابسته به پارامترها و شاخصه های متعددی می باشد. هدف از خرید برج خنک کننده، استفاده از آب خنک جهت استفاده در فرآیند تولید است. باید در نظر داشت که هزینه در نظر گرفته شده جهت برخورداری از این سیال خنک، فقط هزینه مربوط به خرید برج خنک کننده نبوده و هزینه های جانبی دیگری از جمله هزینه طراحی و اجرای لوله کشی، هزینه ساخت فوندانسیون برج خنک کننده، هزینه تأمین آب و … را نیز شامل می شود.
کنترل باکتری لژیونلا جهت بهینه سازی آب برج خنک کننده
همچنین نیاز است آب برج خنک کننده حداقل دو بار در سال تعویض و فضای داخل آن نظافت و ضدعفونی شود. کنترل ضعیف نه تنها سیستم برج خنک کن را در معرض خطر قرار می دهد، بلکه می تواند موجب هدر رفت منابع مالی با اتلاف انرژی، مواد شیمیایی و هزینه های آب و برق شود. برای غلبه بر این مشکلات، مجموعه ای کامل از محصولات و خدمات را برای حفظ امنیت و کارآیی اپراتوری ارائه داده ایم.
اساس بهینه سازی آب برج خنک کننده
هدف از برنامه بهینه سازی آب سیستم برج خنک کننده بر پایه 3 اصل می باشد :
1. محافظت از سیستم در برابر پدیده مخرب خوردگی
2. کنترل تشکیل رسوب که کارایی سیستم خنک کن را مختل می کند
3. کنترل رشد میکروب های مضر مانند باکتری لژیونلا
این مشکلات به هم مربوط هستند و از این رو رژیم شیمیایی برای تمامی آنها الزامی می باشد.
فاکتور تغلیظ و کنترل هواگیری
سیستم خنک کن تبخیری، با انتقال حرارت از آب در گردش به آب برج خنک کننده در یک مبدل حرارتی کار میکند. پس از آن گرمای آب برج خنک کننده از طریق تبخیر بخش کوچکی از آب خارج می شود. تبخیر تنها 8/1% از جریان چرخشی به کاهش دما تا 100 درجه سانتی گراد منجر می شود. از آنجاکه آب تبخیر شده آب خالص می باشد، مواد معدنی (TDS) محلول در آب برج خنک کننده باقی مانده و باعث تغلیظ بیشتر آب می شود. افزایش در غلظت اغلب مفید است زیرا این امر منجر به خوردگی کمتر سیستم برج خنک کننده می شود، اما اگر مقدار آن را چک نکنید می تواند منجر به تشکیل رسوب شود.
کنترل رسوب و ته نشینی ذرات در برج خنک کننده
تمایل به تشکیل رسوب در آب به میزان سختی آن بستگی دارد، اما اگر تحت رژیم شیمیایی مناسب و کافی قرار نگیرد حتی آب نسبتا نرم هم می تواند در زمان تغلیظ، رسوب کند . رسوب آب را می توان با محاسبه شاخص اشباع یا شاخص پایداری پیش بینی کرد و اغلب ترکیبی از این تکنیک ها برای جلوگیری از تشکیل رسوب به کار گرفته می شود که مشکلات خوردگی در برج خنک کننده را نیز کنترل می کنند
از بین بردن جلبک در برج خنک کننده
به منظور از بین بردن جلبک در برج خنک کننده یا اصطلاحا حذف جلبک از کولینگ تاور معمولا چندین راه مطرح و اجرا می شود . اولین و موثرترین راه جهت از بین بردن جلبک در برج خنک کننده تلاش برای جلوگیری از تشکیل جلبک می باشد . به منظور جلوگیری از نشکیل جلبک در برج خنک کننده راهکاری متفاوتی ارائه می شود که یکی از آن ها استفاده از مواد مرغوب و ضد جلبگ و اصطلاحا آنتی باکتریال می باشد . قسمت های اصلی برج خنک کننده که در تماس مستقیم با آب می باشد همانند پکینگ برج خنک کننده ، نازل برج خنک کننده و قسمت های فایبرگلاس بدنه از جمله تشتک برج خنک کننده باید در این مورد حائز اهمیت قرار گیرند .
به منظور جلوگیری از رشد جلبک در برج خنک کننده از مواد آنتی باکتریال در ساخت قطعات نامبرده استفاده می شود تا جلبک را قبل از به وجود آوردن از بین ببریم .دومین راه حل از بین بردن جلبک در برج خنک کننده یا حذف جلبک در کولینگ تاور استفاده از دوزینگ مواد شیمیایی یا اصطلاحا دستگاه ها و پکیج های تزریق مواد شیمیایی همانند دستگاه آنتی اسکالانت و غیره می باشد . استفاده از مواد شیمیایی به صورت مبارزه شیمیایی شرایط رشد جلبک و باکتری از بین می برد و با این کار محیط برج خنک کننده فضای مناسبی جهت رشد جلبک نخواهد و بعد از مدتی آب در گردش برج خنک کننده بدون جلبک و باکتری کیفیت بهتری خواهد یافت .
در این بین باید دقت نمود استفاده از مواد کورسیو یا رسوب زدا و یا ضد جلبک با روش تزریق شیمیایی ممکن است باعث خوردگی و پوسیدگی در سایر قطعات و اتصالات فلزی در مسیر گردش آب گردد . بنابراین استفاده دراز مدت از این مورد را در کنترل رشد جلبک و به عبارتی جهت حذف جلبک در کولینگ تاور توصیه نمی کنیم .
کنترل مشکلات میکروبیولوژیکی برج خنک کن جهت تصفیه آب برج خنک کننده
سیستم خنک کن تبخیری اغلب محل مناسبی برای رشد طیف گسترده ای از میکروب ها مانند باکتری ها، جلبک ها و قارچ ها می باشد که می تواند منجر به مشکلات زیر در برج خنک کننده شوند :
• لاشه های میکروبی که با انتقال حرارت به وجود می آیند.
• خوردگی های موضعی ناشی از مشکلات میکروبی
• کاهش اثر بازدارنده خوردگی
• جرم گرفتگی ناشی از لاشه های میکروبی به دام افتاده
• کاهش جریان و توزیع آب در برج خنک کن
کنترل میکروبیولوژیکی آب سیستم خنک کننده نه تنها برای بهره برداری کارامد از یک سیستم ضروری می باشد، بلکه برای کنترل رشد باکتری ها و جلوگیری از خطر ابتلا به بیماری های میکروبی هم لازم است. برای نگهداری سیستم در شرایط ایده آل، بایوساید های موثر کنترل مشکلات میکروبی باید به صورت منظم به سیستم اضافه شوند و نتایج به دست آمده از طریق آنالیز آزمایشگاهی دوره ای تحت نظارت قرار گیرد .
