آموزش برج های خنک کننده (Cooling Towers)

در اکثر واحدهای صنعتی، فرآیند خنک کردن (Cooling) سیالات به کمک آب و یا هوا صورت می گیرد. از آنجا که عملیات خنک کردن به کمک آب موجب افزایش راندمان و کاهش ابعاد مبدل حرارتی می گردد لذا از توجه بیشتری در مقایسه با هوا برخوردار می باشد.

دمای آب خنک کننده (Cooling Water) در طی فرآیند خنک کاری افزیش یافته و لذا بکارگیری مجدد آن بدون کاهش دمای آن امکان پذیر نمی باشد. به همین منظور قبلا رسم براین بود که آب خنک کننده بعد از کاهش دمای سیال خنک شونده به طبیعت برگشت داده می شد. این روش نیازمند دسترسی به منایع آب وسیع ( رودخانه، دریاچه، دریا و…) بوده و همین امر ضمن ایجاد محدودیت در بکارگیری این روش موجب افزایش هزینه های بهره وری و بهم خوردن شرایط محیط زیستی (به لحاظ بالا رفتن دمای آب در محل تخلیه به محیط زیست) می گردد. استفاده از هوا برا کاهش دمای آب خنک کننده مبدل های حرارتی هوایی (Air Cooled Heat exchanger) ضمن افزایش هزینه های ثابت (Fixed Cost) موجب بالا رفتن هزینه های انرژی مصرفی برای راه ندازی هواکش (Fan) می گردید.

از سوی دیگر کاهش دمای آب خنک کننده در مبدلهای حرارتی هوایی حداکثر تا دمای حدود ۱۰-۱۲ درجه سانتیگراد بالاتر از دمای محیط امکان پذیر می باشد. لذا در مناطق گرمسیر که دمای محیط (Dry Bulb Temperature) نسبتاً بالا می باشد، دما آب خارج شده از مبدل حرارتی در حدی است که عملاً بکارگیری ازآن بعنوان سیال خنک کننده (Cooling Fluid) چندان معقول نخواهد بود. امروزه با بکار گیری برج های خنک کننده بسیاری از مشکلات فوق حل شده و در اغلب سیستم های تبرید، واحدهای فرآیندی و نیروگاه های برق از برج خنک کننده به عنوان عامل تخلیه حرارت جذب شده در فرآیند به محیط زیست استفاده می شود. استفاده از برج های خنک کننده باعث می شود تا میزان مصرف آب مورد نیاز در سیستم به حدود ۵ درصد مقدار مورد استفاده در سیستم های باز (Once Through) کاهش یابد.

 از سوی دیگر میزان آبی که بصورت زیرآب زنی (Blowdown) از سیستم به محیط زیست تخلیه می شود آنچنان ناچیز است که تاثیر چندانی روی دمای آب جاری و یا راکد در محیط زیست نخواهد داشت. و بالاخره با استفاده از برج های خنک کننده ، دمای آب را می توان به ۶-۳ درجه سانتی گراد بالاتر از دمای حباب مرطوب هوا (Wet Bulb Temperature) و حدود ۲۰ درجه سانتی گراد کمتر از دمای قابل دسترس توسط خنک کن های هوایی کاهش داد.

اصول کار

در برج های خنک کننده  فرآیند کاهش دمای آب ترکیبی است از انتقال حرارت و انتقال جرم. آب مورد سرد کردن توسط تعدادی آب پاش (Spray Nozzles)، الوارهای پاششی (Splash Bars) و یا مواد پر کننده (Film Type Fill) به سمت پاین یخته شده و همین امر موجب افزایش سطح تماس آب با هوای در حال جریان درون برج خنک کننده می گردد. جریان هوا به درون برج های خنک کننده  به روش های زیر صورت می گیرد:

۱- به کمک هواکش

۲- جریان طبیعی ناشی از جابه جایی (Convection Current)

۳- جریان طبیعی باد

۴ – اثر القایی ناشی از عملکرد آب پاش ها (Induction Effect From Sprays)

در این فرآیند بخشی از آب مقداری حرارات را جذب کرده و به صورت بخار در می آید(در فشار ثابت).

کاربران گرامی برای دریافت کامل فایل « آموزش برج های خنک کننده (Cooling Towers) » به بخش دانلود سایت مهندس ایران در ادامه مراجعه نمایید…