ساخت فن کامپوزیت برج خنک کننده

قالب سازی از نمونه پره و بلید فایبر گلاس

مهندسی معکوس فن 

Cooling tower Fan

FRP and composite blade

در این بخش می خواهیم توضیحاتی را در خصوص انواع فن برج خنک کن و انواع فن محوری یا اکسیال مورد استفاده در صنعت تهویه ارائه دهیم. پیش از طبقه بنده و بیان توضیحات در خصوص انواع فن اکسیال، لازم به یاد آوری است که از بین این 3 نوع فن، امکان مهندسی معکوس و ساخت فن فایبرگلاس پروفیل ایرفویل در تیراژ بیش از 6 عدد نیز وجود دارد. البته فرآیند مهندسی معکوس و کپی کردن فن فایبرگلاس از روی نمونه موجود، برای یک عدد پره نیز می تواند انجام شود اما از نظر اقتصادی معمولا توجیه ندارد. 

برای نمونه سازی و قالب گیری فن فایبر گلاس پروفیل ایرفویل، ابتدا به کمک یک نمونه پره موجود، قالب دو تکه فن تولید می شود و پس از آن عملیات ساخت پره ها صورت می گیرد.

در این روش هرچه تعداد فن های مورد نیاز بیشتر باشد، هزینه قالب تقسیم بر تعداد فن شده و عدد کوچکتری خواهد بود.

شرکت آراکو با سابقه ای طولانی در حوزه برج خنک کننده و قطعات آن، آمادگی خود را جهت تولید و ساخت قالب و فن ایرفویل فایبرگلاس از روی نمونه موجود اعلام می دارد.

در تصویر ذیل نمونه قالب دو تکه فایبر گلاس فن که از روی نمونه بلید ارائه شده از طرف طرف مشتری ساخته شده، و در ادامه پره فایبر گلاس کامپوزیت برج خنک کننده که توسط این قالب ساخته شده است، مشاهده می گردد.

قالب فن فایبر گلاس

 

نحوه بالانس فن فایبرگلاس

بالانس استاتیک و دینامیک پره کامپوزیت برج خنک کن

پس از ساخت پره های فایبرگلاس کامپوزیت - FRP، باید مجموعه فن را بالانس کرد. به صورت کلی برای ایر کولر و کولینگ تاور و پره های کامپوزیتی از روش بالانس استاتیک استفاده می شود. در این روش با اضافه کردن وزن به بلید های مورد نظر، بالانس استاتیک انجام خواهد شد. در صورتی که در برج خنک کننده و یا ایرکولر دارای این مشکلات باشید، احتمالا مجموعه پره ها نیاز به بالانس و یا ترمیم دارند.

1- لرزش فراوان فن در شرایطی که بدنه لرزش شدیدی ندارد

2- صدای شدید زوزه مانند در فن استک 

3- بالا بودن آمپر موتور نسبت به حالت عادی

 

 

جلوگیری از سایش، خوردگی و پوسیده شدن لبه حمله فن

اگر محیطی که برج خنک کننده و ایرکولر در آن قرار گرفته اند گرد و خاک زیادی داشته باشد یا شرایط محیط اسیدی یا قلیایی باشد، لبه پره های و بلید های آلومینیومی و کامپوزیتی پس از مدتی خورده می شوند. نکته قابل توجه این است که در بسیاری از موارد، اگر گرد و خاک و ذرات معلق محیط زیاد باشد، ابتدا لبه های بیرونی فن و بلید که سرعت خطی بالاتری دارند آسیب خواهند دید. در چنین شرایطی امکان ترمیم و بازسازی پره فایبر کم می شود و بهتر است از روی نمونه های موجود، تعدادی بلید جدید ساخته شود.

عکسی از لبه پره و بلید آسیب دیده و خورده شده

 

تصویر صدمه شدید و از بین رفتن لبه حمله بلید کامپوزیت در نوک پره بدلیل سرعت خطی بسیار بالا و وجود ذرات معلق

برای جلوگیری از این مشکل که ممکن است به شکسته شدن پره و بلید نیز بیانجامد، در لبه پره های فایبر گلاس از رزین ضد سایش استفاده می کنیم. به این صورت عمر مفید کارکرد مجموعه فن افزایش یافته و راندمان هوادهی نیز بهتر خواهد بود. 

تصویر پره و بلید فایبر گلاس که لبه آنها با استفاده از رزین ضد سایش مرغوب محافظت شده است.

 

همانگونه که توضیح داده شد، تولید، نمونه سازی، ساخت قالب، بالانس و مقاوم سازی فن و پره کامپوزیت تخصص ویژه ای است که با بهره گیری از آن میتوان از عمر مفید بالا، صدای و نویز کم فن، و کاهش مصرف انرژی اطمینان حاصل کرد. شرکت آراکو آمادگی دارد انواع فن های فایبرگلاس پروفیل ایرفویل را با استفاده از تکنولوژی قالب 2 تکه و مطابق با نمونه پره کامپوزیت ارسال شده از سوی کارفرمایان گرامی تولید کند.

 

فن های مورد استفاده در برج خنک کننده، از لحاظ فرم هندسی و نحوه تولید به صورت کلی به سه دسته اصلی تقسیم می شوند.

1- فن ضربی و پره تزریقی برج خنک کننده  

این فن ها با قطر بین 0.5 تا 1.2 متر در حالت کلی از ورقه فولادی ساخته شده و توسط قالب پرس تولید می گردند. البته در برخی از موارد تولید فن های قطر کوچک به صورت تزریق پلاستیک صورت می گیرد.

این نوع فن کولینگ تاور در صورتیکه از تولید کنندگان معتبر خریداری شود از لحاظ قیمت و کیفیت در بازه مناسبی قرار دارد. باید در نظر داشت با توجه به جنس فن و روش تولید، این نوع فن در قطر بیش از 1 متر دچار لرزش خواهد شد و به همین دلیل دارای محدودیت ابعاد است.

در سالیان اخیر برخی تولید کنندگان قطعات برج خنک کن، به منظور افزایش راندمان و تولید پروفیل ایرفویل، اقدام به تولید فن با استفاده از کامپوزیت نموده اند که به کاهش وزن، کاهش مصرف انرژی، بالاتر رفتن ظرفیت هوا دهی و نیز امکان بالا رفتن سرعت خطی لبه فن می انجامد. پره های جت فن  نیز در حالت کلی از این دسته می باشد. 

 

2- فن پروفیل ایر فویل کولینگ تاور

همانگونه که از نامشان پیداست این فن ها دارای پروفیل ایرفویل می باشند و در طول فن، فرم پروفیل و ابعاد هندسی آن ثابت است (به جز بخش انتهایی که در آن قسمتی از یال، بریده شده است). جنس این نوع فن برج خنک کن عمدتا از پروفیل آلومینیوم است که با روش اکسترود و پولترود تولید می شود. دلیل استفاده از آلمینیوم در پره فن برج خنک کن، استحکام مناسب نسبت به وزن کم، دمپ کردن ارتعاش و مقاومت بالا در مقابل خوردگی است.

 

بازه ابعادی معمول فن آلمینیوم کولینگ تاور از قطر 0.8 متر تا 3 متر می باشد. این فن ها دارای قیمت کمتری نسبت به فن های کامپوزیتی (نوع سوم فن محوری) هستند لیکن معایب خاص خود را نیز دارند.

به دلیل یکنواخت بودن پروفیل این نوع فن، و نیز بالاتر بودن سرعت خطی لبه های آن، دبی هوا در کناره فن استک بسیار بیشتر از مرکز فن و قسمت هاب می باشد. به همین دلیل به صورت کلی صدای تولید شده توسط این فن ها از فن ها کامپوزیتی مشابه بیشتر و میزان هوادهی آن ها نیز کمتر است.

نقطه قوت فن آلومینیوم پروفیل ایرفویل، قیمت مناسب و در دسترس بودن آن است.

 

 

3- فن پروفیل ایر فویل با فرم پروفیل متغییر - فن کامپوزیت برج خنک کن

Fiber glass composite blade - Cooling tower fan

فن کامپوزیت فایبر گلاس گلاس کولینگ تاور که سابقه تولید آن از دو نوع قبلی کمتر است علاوه بر دارا بودن پروفیل ایرفویل، به دلیل چرخش پروفیل در شعاع فن و تغییر زاویه حمله، دبی یکنواخت تری نسبت به دو نوع قبلی دارد، و به همین دلیل سرعت خطی لبه این نوع فن تا 60 متر بر ثانیه قابل قبول می باشد.

از مهمترین مزایای فن فایبر گلاس پروفیل ایرفویل برج خنک کننده، می توان به مصرف انرژی و وزن کمتر آن نسبت به نمونه های دیگر، صدای تولیدی کمتر و میزان هوادهی بیشتر اشاره کرد.

در برخی از برج های خنک کننده صنعتی، فن کامپوزیت و فایبر گلاس با قطر بیش از 10 متر مورد استفاده قرار می گیرند که این نوع فن های سایز بزرگ کامپوزیت، باید از خارج از کشور تامین گردد.

علاوه بر موارد فوق، فن فایبرگلاس و کامپوزیت را می توان به روش مهندسی معکوس تولید نمود. برای این منظور کافی است نمونه ای از یک پره سالم از فن موجود تهیه گردد. پس از این مرحله، نمونه مورد نظر پره کامپوزیت برای تهیه ابر نقاط و مدلسازی سه بعدی ارسال می گردد. پس از اتمام این مرحله قالب مورد نیاز برای تولید فن فایبرگلاس برج خنک کننده تولید شده و فرآیند ساخت پره انجام می پذیرد. لازم به ذکر است که این روش در مواردی که تعداد پره های مورد نیاز بالای 6 الی 8 عدد باشد از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه است زیرا هزینه قالب سازی و تهیه مدل سه بعدی بلید کامپوزیت مستهلک می شود.

شرکت آراکو با تجربه ای مناسب در زمینه طراحی قالب و تولید فن فایبرگلاس کولینگ تاور آماده تولید بلید کامپوزیت ویژه برج خنک کن و سایر کاربری های صنعتی می باشد. در تصویر ذیل انواع پروفیل فن فایبر گلاس مشاهده می گردد.

انواع فن فایبرگلاس

 

جهت مطالعه توضیحات تکمیلی در خصوص پروفیل های فن فایبرگلاس بر روی این نوشته کلیک نمائید.

 

دانلود فیلم آموزشی انواع فن فایبر گلاس از نظر پروفیل و نویز - شرکت هودن

 

مقاله محاسبه هوای مورد نیاز در برج خنک کن

 

 

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

ساخت فن فایبر گلاس کولینگ تاور

مهندسی معکوس پره فایبرگلاس و کامپوزیت

نمونه سازی و تولید بلید کامپوزیت

تامین و ساخت فن آلمینیومی کولینگ تاور 

فروش و ساخت فن و پره آلمینیوم برج خنک کننده

ساخت و فروش هاب و کلمپ استیل برج خنک کن

تامین و فروش فن فایبر گلاس برج خنک کن و فن کامپوزیت صنعتی

شماره تماس مستقیم 

09124780268  

02166561974

02166129745

www.araco.ir

https://cooling-tower.persianblog.ir

 

فن و تجهیزات تولید و انتقال توان (موتور، گیربکس و درایو شفت) جزو قطعات و اجزاء بسیار مهم در برج خنک کن هستند. وظیفه اصلی فن و تجهیزات تولید و انتقال توان، ایجاد جریان مکانیکی و اجباری هوا است که موجب می شود میزان تبخیر سطحی آب در کولینگ تاور به شدت افزایش یابد. در حقیقت اگر در برج خنک کن از فن استفاده نشود (مانند برخی از برج های خنک کن اتمسفریک و برخی کولینگ تاور های نیروگاهی) سرعت کم جریان هوا باعث کاهش شدید راندمان کولینگ تاور و نیز کاهش تبخیر سطحی می گردد.

در عین حال بالا بودن بیش از حد سرعت فن و نیز جریان هوای تولید شده توسط پره و بلید در برج خنک کننده، موجب تبخیر بیش از حد و مصرف بالای آب می شود.

باید توجه داشت که بدلیل سرعت دورانی بالای فن و نیز قطر نسبتا زیاد پره ها در کولینگ تاور صنعتی، هر گونه مشکل در سیستم فن و ماشینری، می توان به شکسته شدن پره برج خنک کننده و صدمات جدی انجامیده و حتی موجب خطرات جانی برای پرسنل حاضر در محوطه شود.

به همین دلیل در این بخش به برخی از موارد که بر روی عملکرد و راندمان فن تاثیر می گذارد اشاره می شود و در هر قسمت توضیحاتی اجمالی ارائه می گردد.

 

1- سرعت خطی لبه پره و بلید

یکی از موارد بسیار مهم در برج خنک کننده، حد مجاز سرعت خطی لبه فن می باشد. برای حد نهایی سرعت خطی لبه فن، در مراجع مختلف حداکثر سرعت خطی لبه بلید برج خنک کننده بین 50 الی 60 متر بر ثانیه در نظر گرفته شده است. باید توجه داشت که سرعت خطی لبه پره، از نسبت حاصلضرب سرعت دورانی در قطر فن برج خنک کن بدست می آید

در صورتی که سرعت خطی نوک پره و بلید از 60 متر بر ثانیه بیشتر شود، علاوه بر ارتعاشات فراوان و آن بالانسی، جریان گردابی ایجاد شده در فاصله نوک پره تا لبه فن استک کولینگ تاور، موجب کاهش راندمان هوا دهی می گردد.

باید توجه داشت که سرعت خطی بالای 60 متر بر ثانیه در لبه بلید فن، در استاندارد CTI نیز پذیرفته شده نیست.

 
 

2- بالانس فن برج خنک کن

بالانس استاتیک و دینامیک پره ها و مجموعه فن و هاب کولینگ تاور، علاوه بر کاهش ارتعاشات و لرزش، موجب کم شدن سر و صدا و افزایش راندمان هوادهی بلید می شود. در بسیاری از موارد به دلیل عدم استفاده از فن مناسب، و شکستگی یکی از پره ها، برج خنک کن دچار صدمات فیزیکی شده و بدنه آن از بین رفته است.

در صورتیکه فن کولینگ تاور بالانس نشده باشد، در برخی موارد ممکن است گیربکس برج خنک کننده نیز صدمه ببیند.

شکستن فن برج خنک کن
 
بالانس فن فایبر گلاس

 

3- جنس هاب و کلمپ فن برج خنک کننده

وظیفه هاب و کلمپ در برج خنک کننده، نگهداری بلید و پره ها است. انتخاب جنس مناسب برای هاب و کلمپ سبب افزایش عمر مفید تجهیزات ماشینری کولینگ تاور می شود. متریال معمول مورد استفاده در هاب و کلمپ چدن و آهن است که پوشش گالوانیزه دارند. البته در شرایطی که سیال مورد استفاده در برج خنک کننده حالت اسیدی داشته و موجب خوردگی گردد، می توان از جنس فولاد ضد زنگ و استنلس استیل 304 و یا 316 استفاده کرد.

هاب فن برج خنک کننده

 

سوالات متداول در مورد فن فایبر گلاس و پره کامپوزیت

1- سوال: آیا از روی نمونه موجود سوخته شده، آتش گرفته و یا شکسته شده می توان بلید و فن مشابه ساخت؟

پاسخ : بله با داشتن بلید و پره فایبرگلاس سوخته شده و یا شکسته شده می توان نمونه مورد نظر را ترمیم نمود و با حفظ شکل ظاهری و از روی وزن ابتدایی فن، قالب فایبرگلاس تولید کرد. پس از تولید قالب، بلید و پره کامپوزیت طبق نظر کارفرما تولید می شود. از نظر اقتصادی مهندسی معکوس و کپی کردن پره و بلید کامپوزیت در شرایطی به صرفه است که حداقل تعداد سفارش 6 عدد و طول فن حداقل 1.2 متر باشد. 

 

2- سوال: آیا وجود ترک و شکستگی در پره فایبرگلاس خطرناک است؟

پاسخ : بله وجود ترک، خوردگی و شکستگی در بلید کامپوزیت خطرناک است و ممکن است باعث شکسته شدن و پرتاب فن شود. پرت شدن فن کولینگ تاور به سمت بیرون علاوه بر صدمه رساندن به فن استک، می توان باعث ایجاد خطر جانی برای پرسنل شود. 

یکی از مهمترین مواردی که در بازدید چشمی برج خنک کن انجام می شود، بررسی وضعیت ظاهری و سلامت فن است.

 

تصویر شکستگی و ترک خوردن پره فن برج خنک کن (بدلیل استفاده از فن ارزان قیمت)

 

3- سوال : آیا تعویض فن آلومینیوم با فن فایبرگلاس امکان پذیر است؟

پاسخ این سوال مثبت است. در صورتیکه توان موتور فن، قطر فن استک و میزان هوا دهی مشخص باشد، می توان فن آلمینیومی را با پره و بلید فایبرگلاس تعویض کرد. البته در این حالت باید هاب و کلمپ فن کولینگ تاور را نیز تعویض نمود. تعویض فن فایبرگلاس کولینگ تاور با فن کامپوزیت باعث بالا رفتن راندمان هوادهی، کاهش مصرف برق و کم شدن لرزش می شود.