برج خنک کننده (Cooling Tower)

از برج های خنک کننده به طور گسترده برای خنک کردن مقادیر زیادی آب در نیروگاه های حرارتی، پالایشگاه ها، نیروگاه های اتمی ، کارخانه های فولادسازی، سیستم تهویه مطبوع و سایر مراکز صنعتی استفاده می شود. برای کاهش دمای قسمتهای مختلف در صنایع یاد شده لازم است تا گرمای حاصل از عملکرد ماشین ها و موتورها به نحو مناسبی از سیستم گرفته، به محیط خارج منتقل شود.
از آنجایی که میزان تبخیر آب در این صنایع بسیار بالا و آب مصرفی آنها دارای خلوص بالا و طبیعتاً قیمت گران می باشد، لازم است این بخارها مجدداً به آب تبدیل شده، مورداستفاده قرار گیرند. تبدیل بخار به آب از طریق گرفتن گرمای آن امکان پذیر است. لذا چنانچه این بخار گرم با آب سرد درمجاورت هم واقع شوند گرمای بخار آب گرفته شده، به آب تبدیل می گردد. برای ادامه روند فوق نیاز به آب سرد می باشد . یک شیوه ابتدایی در این مورد برگشت آب گرم به محیط و استفاده از آب تازه است. این عمل به علت بالا بودن دمای آب و حجم بالای آن از نظر زیست محیطی قابل قبول نمی باشد و همچنین تامین این مقادیر عظیم آب برای این صنایع همیشه میسر نیست. آنچه در اکثر صنایع برای دست یابی به منظور فوق رواج یافته، استفاده از برج های خنک کننده (Cooling tower) می باشد.
برج خنک کن عبارت است از یک ساختمان بتنی، فلزی و یا چوبی ، با شکل و ترکیب خاص که برای سرمایش آب گرم به صورت طبیعی یا مکانیکی طراحی و ساخته می شود. طبعاً ابعاد و شکل این سازه ، تابعی ا ز میزان تبادل گرمایی موردنیاز و مکانیزم سرمایش می باشد.
در این سیستم آب گرم به طور مستقیم و یا غیرمستقیم در تماس با جریان هوای طبیعی یا مکا نیکی قرارگرفته و گرمای آن به هوا منتقل می شود و برای مصرف بعدی مورداستفاده قرار می گیرد. در ادامه مختصری راجع به انواع برج های خنک کننده توضیح داده شده و تصاویری از چند Cooling tower رایج در صنایع آورده شده است.

تقسیم بندی انواع برج های خنک کننده
تقسیم بندی های متفاوتی برای برج های خنک کن آمده است ؛ از جمله براساس نوع جریان و یا براساس عامل تبادل گرما (طبیعی یا مکانیکی) و با بر حسب نحوه تبادل (مستقیم یا غیرمستقیم ).

خصوصیات برج های خنک کن
در این بخش خصوصیات انواع مختلف برج خنک کننده مورد بررسی قرار می گیرد.

خصوصیات برج های خنک کن مدار باز

1. ظرفیت دستگاه: مقدار آبی است که در حوضچه پایین برج، دستگاه های تبادل حرارت و مسیر رفت و برگشت آب وجود دارد. معمولاً 20 درصد آب در مدار و دستگاه های تبادل حرارت جریان دارد و بقیه درحوضچه برج خنک کن.
2. زمان یک گردش: زمان لازم برای اینکه جریان آب از مکش پمپ برج خنک کن خارج شود و دوباره به همان نقطه برگردد.
3. از دست دادن آب به وسیله تبخیر: حدوداً برای هر 10 درجه فارنهایت افت حرارت آب ، حدود 1% مقدار آب در گردش را درنظر می گیرند.
4. کم شدن به وسیله باد: در برج های خنک کن مقداری از آب برج به همراه جریان هوا، از سیستم خارج و وارد جو می شود، این مقدار آب به طور متوسط در حدود 0/2 درصد مقدار آبی است که در مدت یک ساعت در مدار گردش می کند.
5. درجه تغلیظ: تبخیر قسمتی از آب برج، غلظت نمکهای محلول در آب را افزایش می دهد . در نتیجه هرچه تبخیر بیشتر صورت گیرد، غلظت مواد در آب باقیمانده بیشتر خواهد شد و به عبارت دیگر درجه تغلیظ افزایش خواهد یافت. از این رو درجه تغلیظ عبارت است از نسبت مواد محلول موجود در آب در گردش به مقدار مواد موجود در آب تأمینی (جبرانی) . البته این نسبت موقعی درست است که مواد دیگری به آب اضافه نشده باشد. درجه تغلیظ را می توان از نسبت کلر آب در گردش به کلر آب جبرانی حساب کرد.

کنترل پارامترها

برای اینکه برج خنک کن خوب کار کند و در برابر عوامل خارجی پایدار باشد، باید نکات زیر مورد توجه قرار گیرد:

1. درجه تغلیظ: معمولاً بین 2 تا 5 باشد.
2. بکار بردن مواد شیمیایی: این مواد عبارتند از؛ کلر، اسید و مواد ثابت کننده (ضد خوردگی وضدرسوب). این مواد باید به نحوی در مکانهایی استفاده شود که با آب سیستم کاملاً مخلوط گردد.
3. اضافه کردن گاز کلر: به منظور کنترل رشد موجودات زنده، غلظت آن نباید از حد معینی کمتر شود.
4. اضافه کردن ضد لجن: برای جلوگیری از تشکیل رسوب.

ادامه مطلب در:

http://petronet.ir/index.php?module=content&func=viewpage&pageid=294