برج خنك كننده

عوامل مؤثر در طراحي برج خنك كننده :

1. ميزان افت درجه حرارت (اختلاف دماي ورودي وخروجي برج)دلتا t
2. اختلاف بين درجه حرارت آب سرد و درجه حرارت مرطوب هوا
3. دماي مرطوب محيط : اصولاً خنك كردن آب زير اين دما غير ممكن است .
4. شدت جريان آب
5. شدت جريان هوا
6. نوع آكنه هاويا پكينگ هايبرجخنك كننده
7. روش پخش آب و آرايش افشانه ها

براي هر 10 درجه فارنهايت افت دما در برج خنك كننده ميزان تبخير در حدود يك درصد كل آب در حال گردش مي باشد .
چون نمك هاي كلرور حلاليت زيادي دارند غلظت يون كلر در آب ورودي به برج وآب در حال گردش راهنماي بسيار خوبي براي تعيين غلظت بوده و بنابراين هميشه بايد آنرا بازديد و بررسي نمود .و يا از پارامتر هايي مانند كل املاح محلول (tds)و يا ضريب هدايت الكتريكي آب استفاده نمود
افزايش غلظت مواد محلول و مواد معلق در آب در حال گردش در برج خنك كننده ايجاد اشكال و انسداد و رسوب مي كند كه براي جلوگيري از افزايش غلظت مواد محلول و مواد معلق مقداري از آب در حال گردش را تخليه مي كنند كه اين آب در صنعت به زير آب (Blow down) معروف است .بلودان يا درين آب برج خنك كننده بايد حد اقل به ميزان ده درصد آب مصرفي يا ميكاپ آب برج باشد.
مقدار آب برج همچنين ممكن است تصادفي يا بوسيله باد تقليل يابد . اصولاً در برجهاي خنك كننده مقداري آب بصورت گرد و قطرات مه درآمده و توسط باد يا كشش و يا جريان هواي بلوور ها از برج خارج مي شود .
مقدار تخليه لازم در يرج براي كنترل مواد محلول و معلق مجاز را مي توان از رابطه زير بدست آورد :
M=(B+W)*C
كه در رابطه فوق
B : مقدار زير آب بر حسب gal/hr ياm3/hr
E : مقدار آب تبخير شده بر حسب gal/hr يا m3/hr
C : ضريب غلطت پيشنهاد شده براي برج
W : مقدار آبي كه توسط باد خارج مي شود بر حسب gal/hr يا m3/hr
مقدار آبي كه باد همراه خود از برج خارج مي سازد در رابطه بالا منفي است ،زيرا آب مواد محلول و معلق را نيز با خود مي برد . بنابراين تاثير در غلظت و بالا بردن املاح آب ندارد .
مقدار آب لازم جهت آب كسري برج از رابطه زير بدست آورد :
MAKE UP = E +B + W
اطلاعاتي كه از طرف خريداران در اختيار فروشندگان قرار مي گيرد در طرح برج اهميت فراواني دارد . مانند اختلاف دما ، مقدار آب در حال گردش ،مقدار زير آب يا بلودان يا درين مورد نياز كولينگ تاور
كمبود آب در اثر تبخير و باد را با استفاده از رابطه هاي بالا بررسي مي كنند .

اجزاي اصلي كولينگ تاور:
الف) لوله ها و پكينگ ها
شامل قسمتهاي هستند كه درجريان انتقال حرارت دخالت داشته در ضمن باعث مي شود كه مقدار آب گرد شده كه همراه باد خارج مي شود كم شده و از خروج آنها از برج جلوگيري شود.همچنين نگهدار خوبي براي قسمتهاي ديگر برج مي باشد . در مورد مشخصات آكنه ها در همين فصل توضيح داده خواهد شد.

ب)حوضچهيا مخزن برج خنك كننده
حوضچه در پائين برج قرار دارد كه آب خنك كننده در آن جمع مي گردد.به حوضچه يك جريان بنام آب تكميلي يا آب جبراني (MAKE UP) وارد مي شود و يك جريان براي استفاده در دستگاههاي تبادل حرارت از آن خارج مي گردد .علاوه بر جمع آوري آب در حوضچه ،آب قبل از اينكه به سمت كندانسور پمپ شود صاف نيز مي گرددكه اين كار به وسيله يك صافي فلزي انجام مي گردد .
حوضچه هاي برجهاي بزرگ و مفيد از بتن ساخته شده اند .عموماً اين حوضچه ها طوري طراحي مي شوند كه برج بدون اضافه كردن آب جبراني مي تواند براي چندين ساعت كار كند .
از زهكش براي برطرف كردن لجن ته نشين شده و كنترل سطح آب در حالتي كه جريان موج دار كه در كف قرار دارد ترك مي كند و به ميان سرندي كه از ورود اشغال تجمع يافته به ورودي پمپ جلوگيري مي كند ،مي ريزد .زهكش در واقع يك خروجي از قسمت پايين حوضچه با فيلتر مضاعف به سمت مكش پمپ هاي كولينگ تاور مي باشد

پ)فن برج خنك كننده
در برجهاي خنك كننده با كشش مكانيكي باد بزنهاي نصب مي شوند تا جريان هواي لازم را جهت عبور از آكنه ها توليد نمايد .بادبزنها در برجهاي خنك كننده با كشش مكانيكي كاربرد دارند . توضيح در اين مورد ضرورتي ندارد و به همين مقدار اكتفا مي شود

ت) حذف كننده ها
اين وسيله از خارج شدن قطرات آب بوسيله كشش هوا از برج جلوگيري بعمل مي آورد . تيغه ها معمولاًطوري نصب مي شوند كه با سطح افق زاويه اي در حدود 45 درجه بسازد .جنس اين تيغه ها از چوب ، فلز يا پلاستيك ممكن است ساخته شده باشند .درباره كشش و حذف كننده هاي كشش بعداً مفصلاً توضيح داده خواهد شد .

ث) پكينگ ها
دو نوع پكينگ كه در برجهاي خنك كننده ممكن است مورد استفاده قرار گيرد عبارتند از :
1. SPLASH PACKING
2. FILM PACKING
البته در انواع قديمي شبكه هاي فلزي در برج هاي خنك كننده به جاي پكينگ هاي فعلي مورد استفاده قرار مي گرفت كه در حال حاضر تقريبا منسوخ شده
1. SPLASH PACKING :
در اين نوع پكينگ ها، آب بر اثر برخورد با تيغه ها پخش و به صورت قطره قطره در آمده كه در نتيجه ايجاد سطح وسيع مي نمايد .از آنجايكه قطرات آب همراه پيوسته بوده و وزن سنگين دارند اين نوع دسته بندي ممكن است در اثر جريان دائمي از هم گسيخته گردد.

2. FILM PACKING :
در اين نوع پكينگ ها سطح وسيع از آب در اثر جريان آن در روي تيغه ها بوجود مي ايد . به طرق گوناگون مي توان چنين سطح وسيعي ايجاد كرد
a. GIRD PACKING
در اين نوع پكينگ ها از يك سري شبكه هاي كه معمولاً از چوب بوده و روي يكديگر قرار گرفته اند استفاده مي شود .اين شبكه ها طوري نصب گرديده كه همراه هر شبكه با شبكه هاي اطراف خود زاويه 90 درجه مي سازند وباين شكل در سطوح شبكه ها پخش مي گردد .
b. RANDOM PACKING
اين نوع پكينگ ها موادي با سطح تماس زياد درست شده كه به طور نا منظم در داخل برج قرار دارند . يكي از دلايل نا مرغوب بودن اين نوع آكنه ها ايجاد مقاومت زياد در مقابل جريان هوا مي باشد . اين نوع آكنه ها داراي قسمتهاي حلقوي است كه قطر هر حلقه با طول آن برابر است . اين حلقه ها از جنس هاي مختلفي يوده وسطح تماس آب با هوا را زياد مي كنند.
c. PLATE TYPE FILM PACKING
اين نوع پكينگ ها از صفحات نازك پلاستيكي چين دار ساخنه شده اند كه با زاويه كمي كمتر از 90 درجه با سطح افق نصب شده اند. چين هاي روي صفحات باعث بوجود امدن سطح زياد مي گردند .
پكينگ ها بايد طوري انتخاب شوند تا هم سطح تماس آب و هوا براي نسبتهاي بالاي انتقال حرارت و انتفال جرم مناسب ياشند و هم مقاومت كمتري در مقابل جريان هوا داشته باشند .پكينگ ها بايد محكم ، سبك و در برابر خوردگي و خراب شدن مقاوم باشد