خنک کاری و سرمایش در مجتمع های پتروشیمی، پالایشگاه و خطوط انتقال گاز تاثیر زیادی بر راندمان و حجم تولید محصول دارد. استفاده از ایرکولر و کولینگ تاور در صنایع وابسته به نفت و گاز، برای دفع حرارت فرآیندها به محیط بیرون است.

برج خنک کننده صنعت نفت و گاز(Petrochemical cooling tower)

کار اصلی پالایشگاه و پتروشیمی، تولید مواد سوختی، شیمیایی و صنعتی، از نفت و گاز است. همانطور که میدانید منابع نفتی و گازی ایران حجم بسیار زیادی دارد. به همین دلیل استراتژی کلان در حوزه نفت و گاز، جلوگیری از خام فروشی، ایجاد ارزش افزوده و تولید محصولات با ارزشتر در داخل کشور و سپس فروش آن به مشتریان داخلی و یا صادرات است. توسعه و گسترش پالایشگاه و پتروشیمی ها در داخل کشور بر اساس این موارد در سالیان اخیر سرعت پیدا کرده.

قبل از شروع این مقاله، می خواهیم به یکی از سوال هایی که در ذهن بسیاری از ما وجود دارد پاسخ دهیم. سوال این است که فرق پالایشگاه و پتروشیمی در چیست؟

تفاوت پتروشیمی و پالایشگاه

برای اینکه از حوزه واژه های تخصصی و فرآیند های پیچیده شیمیایی خارج شویم، می توانیم به زبان ساده بگوییم پالایشگاه با استفاده از برج تقطیر، نفت خام را در اکثر موارد به سوخت های مختلف، روغنهای پایه صنعتی و مواد شیمیایی مانند بنزن و تلوئن تبدیل می کند. مواد اصلی سوختی که از پالایشگاه بدست می آید عبارت است از : قیر، مازوت(نفت کوره)، گازوئیل، نفت سفید(سوخت هواپیما)، نفتا، بنزین و گاز

در مقابل پتروشیمی با استفاده از خوراک گاز طبیعی یا متان، اتان یا نفتا، معمولا محصولات شیمیایی تولید می کنند که کاربرد آن برای شرکت های تولیدی و استفاده های غیر سوختی است. پلیمر ها مثل پلی اتیلن یا PE، پلی استایرن یا PS، پلی پروپیلن یا PP، آکریلونیتریل بوتادین استایرن که ما آن را با نام ABS می شناسیم، پلی وینیل کلراید یا PVC و اوره و آمونیاک جزو تولیدات اصلی پتروشیمی ها هستند. 

فرق محصول و فرآیند پالایشگاه نفت خام و پتروشیمی

البته بدلیل شرایط خاص تحریم ها، در سالهای گذشته، بنزین نیز به محصولات بعضی از پتروشیمی ها در ایران اضافه شد.

صنعت نفت و گاز ایران به دلیل اتکای اقتصاد کشور به درآمدهای نفتی که در این بین خوشبختانه میزان این وابستگی در سال‎های اخیر کمتر شده است، همواره به عنوان بزرگترین بخش اقتصاد ایران و از طریق توسعه تعاملات بین‎المللی، نقش موثری در پیشبرد اهداف دیپلماسی اقتصادی و تضمین امنیت ملی کشور ایفا کرده است.

امروزه کشور ما ایران با داشتن ۸۳۶.۴۷ میلیارد بشکه ذخایر هیدروکربور مایع(نفت خام، مایعات و میعانات گازی) و حدود ۳۴ تریلیون متر مکعب ذخایر گازی و با قرار گرفتن در رتبه نخست دنیا از حیث برخورداری از مجموع ذخایر هیدروکربوری، در جایگاه ویژه ای از لحاظ امنیت انرژی در جهان قرار دارد.

کار کولینگ تاور در پتروشیمی

یکی از تجهیزات مهم در پالایشگاه و پتروشیمی، برج خنک کننده نام دارد. کولینگ تاور(Cooling tower) در صنایع نفت و گاز بدلیل ارزش افزوده قابل توجه این صنعت و دائم کاری فرآیند، اهمیت دارد. حجم تولید و کارکرد شبانه روزی پالایشگاه و پتروشیمی، باعث می شود ضرورت عملکرد مداوم و صحیح این تجهیز، بسیار حیاتی باشد.

 کار کولینگ تاور در پتروشیمی و پالایشگاه خنک کردن آب برای انتقال حرارت ایجاد شده توسط فرآیند(پروسس)، دستگاه ها و خط تولید است. 

در پتروشیمی-Petrochemical plant و پالایشگاه-Refinery معمولا بخاطر الزامات خاص صنعت نفت و گاز، از کولینگ تاور بتنی استفاده می کنند. البته برج خنک کننده فایبرگلاس پکیج استاندارد و صنعتی، نیز می تواند در پالایشگاه و پتروشیمی مورد استفاده قرار بگیرد. این نوع از برج های خنک کن(بتنی) اکثرا طول، عرض و ارتفاع قابل توجهی دارند. همچنین ظرفیت سرمایشی(تن تبرید) زیادی را فراهم می کنند.

 

در برخی موارد بدلیل شرایط ویژه آب(سختی، آلودگی و ذرات معلق)، از پکینگ اسپلش گرید در پالایشگاه و پتروشیمی استفاده می شود. به بیان دیگر می توانیم بگوییم عموما بخاطر حساسیت و سختی آب، استفاده از انواع پکینگ ضد رسوب و اسپلش در کولینگ تاورها رایج است.

بهینه سازی کولینگ تاور بتنی پالایشگاه و پتروشیمی

با توجه به اقلیم نسبتا خشک ایران، کاهش مصرف آب برج خنک کننده پتروشیمی و پالایشگاه یکی از مسائلی است که امروزه مورد توجه  قرار گرفته. بخاطر اهمیت صرفه جویی آب مصرفی برج خنک کن، ما علاوه بر تامین قطعات و تجهیزات کولینگ تاورهای صنعتی، آمادگی داریم در قالب پروژه های محاسباتی و مطالعاتی به بررسی روش های کاهش مصرف آب پتروشیمی ها و پالایشگاه ها بپردازیم. در انتهای پروژه با ارائه راهکارهای اجرایی که بر حسب اولویت های مالی و اجرایی طبقه بندی می کنیم، خدمت ویژه ای را به صنعت نفت و گاز ارائه خواهیم داد.

موارد مهمی که در برج خنک کننده بتنی و فایبرگلاس پالایشگاه و پتروشیمی باید در نظر گرفت عبارت است از :

• شرایط پکینگ و فیلینگ با توجه به سختی آب و رسوب 
• وضعیت فن و پره کولینگ تاور
• شرایط و وضعیت موتور، گیربکس و درایو شفت برج خنک کننده
• نحوه چیدمان و کیفیت لوور و قطره گیر 

مساله دیگری که می تواند در کاهش مصرف انرژی برج خنک کن تاثیر داشته باشد، استفاده از سیستم کنترل هوشمند دور فن است. سیستم کنترل هوشمند برج خنک کننده، ابتدا اطلاعاتی مانند دمای حباب مرطوب، دمای هوای محیط، دمای آب خروجی کولینگ تاور و سرعت چرخش فن را دریافت می کند. بر اساس این اطلاعات، در اوقاتی که دمای هوا کاهش پیدا می کند مثل عصر و شب، و در فصلهای سرد مثل پاییز و زمستان، سرعت چرخش پروانه را کم می کند. بدین ترتیب در مصرف آب میک-آپ برج و برق، صرفه جویی قابل توجهی ایجاد خواهد نمود. کم کردن ملایم دور فن و پره کولینگ تاور، به غیر از کاهش مصرف آب، باعث افزایش عمر الکتروموتور و مجموعه کاهش دور پروانه(گیربکس) خواهد شد. 

فن فایبرگلاس قطر بزرگ در کولینگ تاور پتروشیمی و پالایشگاه

همانطور که اشاره کردیم، برج خنک کننده در پتروشیمی، معمولا از نوع کولینگ بتونی در ابعاد بزرگ است. چرایی این انتخاب به میزان آب در گردش زیاد داخل مدار خنک کاری پتروشیمی بر می گردد. به همین خاطر است که در Refinery و petrochemical plant از برج خنک کن پکیج با ابعاد کوچک استفاده نمیشود. استفاده از برج بتونی مونتاژ در محل(Filed erected cooling tower)، نیازمند فن و پره هایی با قطر بین 4 الی 10 متر است.

طول زیاد فن کولینگ تاور باعث می شود روش تولید، کیفیت و بالانس پره ها بسیار مهم باشد. بر این اساس استفاده از فن کامپوزیت ایرفویل با مقطع پیچش دار، در اندازه های بزرگ به کم شدن مصرف برق، کاهش صدا و بیشتر شدن راندمان سیستم خنک کاری منجر می شود. در تصویر زیر بعضی از مزیت های استفاده از پره های کامپوزیتی فایبرگلاس ایرفویل با مقطع پیچش دار را مشاهده میکنید.

مشخصات فن فایبرگلاس ایرفویل با مقطع پیچش دار

---

مقاله های مرتبط 

کولینگ تاور چقدر آب مصرف می کند و چطور آب لازم برای برج خنک کن را کاهش بدهیم؟

پکینگ نت اسپلش یا مدیا ضد رسوب چیست؟

صرفه جویی آب در کولینگ تاور صنعتی(Cooling tower water consumption)

ارائه راه کار کاهش مصرف آب برج خنک کن بتنی

طراحی و مشاوره ساخت و بهینه سازی برج خنک کننده

طراحی و امکان سنجی برج خنک کننده هیبرید و مدار بسته

محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

وبسایت شرکت آراکو(خدمات مشاوره، طراحی و تولید برج خنک کن صنعتی)

کانال آپارات فیلم آموزشی برج خنک کن

---

سوالات رایج در مورد کولینگ تاور در پتروشیمی و پالایشگاه

آیا برای دبی آب بالای 500 متر مکعب هم می شود از برج خنک کن فایبرگلاس استفاده کرد؟

بله امکان استفاده از برج خنک کن فایبرگلاس کانترفلو، تا دبی 2000 الی 3000 متر مکعب، با استفاده از نرم افزارهای طراحی وجود دارد. البته عموما در حجم آب بالای 500 متر مکعب بر ساعت باید از چند سلول برج کامپوزیت استفاده کرد. جالب است بدانید در بعضی از موارد، قیمت تمام شده برج خنک کننده فایبرگلاس، از نوع بتنی بسیار کمتر می شود. در عین حال تعمیرات و نگهداری و تامین قطعات کولینگ تاور پکیج هم بسیار آسانتر است. یک مزیت دیگر این روش، عدم نیاز به ساخت حوضچه بتنی یا بسین است.

---

مهندسی معکوس و کپی کردن از نمونه خارجی پره و بلید فایبرگلاس در پتروشیمی یا پالایشگاه چقدر هزینه دارد؟

بلید(تیغه) و پره فن کامپوزیت برج خنک کن و ایرکولر پالایشگاه، پتروشیمی و کارخانجات ممکن است در طول زمان آسیب ببیند. در موارد بسیار زیادی بلید های جدید باید از روی نمونه خارجی(اروپایی یا آمریکایی) که قبلا در کولینگ تاور استفاده می شده، ساخته شود. تولید داخل، مهندسی و معکوس و ساخت پره فن فایبر و کامپوزیت تا قطر 10 متر در ایران امکانپذیر است و ما می توانیم این کار را انجام دهیم. 

برای ساختن کپی فن فایبرگلاس، اول نیاز به یک نمونه از پره قدیمی است. این نمونه می تواند سالم و یا آسیب دیده باشد. بعد از اصلاح سطح و بازسازی فن، ما از روی آن یک قالب کامپوزیت با کیفیت و صنعتی می سازیم. پس از آن با توجه به وزن هر بلید، ضخامت آن را تعیین می کنیم و در نهایت تولید را شروع خواهیم کرد.

در این فرآیند هرچقدر تعداد بلید کامپوزیت درخواستی بیشتر باشد، قیمت نهایی کمتر می شود(به خاطر سرشکن شدن قیمت قالب). برای استعلام قیمت بازسازی و تولید فن فایبر، نیاز به مشخصات فنی مثل وزن، طول، عرض و تیراژ مورد نیاز است. البته باید از زوایای مختلف چند عکس هم گرفته شود. 

اگر شما هم می خواهید پره فن کولینگ تاور یا ایرکولر را از روی نمونه خارجی بسازید، برای استعلام قیمت با ما تماس بگیرید. 09124780268-02166561974-02166129745

---

آیا در پتروشیمی و پالایشگاه می توانیم از کولینگ تاور هیبرید یا آدیاباتیک استفاده کنیم؟

برای استفاده از برج خنک کننده هیبریدی محدودیتی وجود ندارد. پس اگر در پالایشگاه یا پتروشیمی برای تامین آب مشکل دارید، کولینگ هیبرید یک گزینه بسیار عالی است. البته بخاطر حساسیت این مجموعه ها، بهتر است از تخصص شرکتهایی استفاده کنید که مشاور یا همکار خارجی داشته باشند.

---

چرا راندمان و ظرفیت سرمایش برج خنک کننده بتنی بمرور زمان کم می شود؟

این مشکل که یک کولینگ تاور، بعد از چندسال نمی تواند آب را به دمای مورد نظر برساند بسیار رایج است. مساله کاهش راندمان برج پالایشگاه و پتروشیمی دو علت می تواند داشته باشد که معمولا این اتفاق(پایین آمدن توان کولینگ تاور) ناشی از هر دو علت است.

- اول اینکه در 10 سال اخیر، دمای هوای بیشتر شهرها و مناطق ایران حداقل 1 تا 3 درجه به صورت میانگین زیاد شده است. به همین خاطر برجی که با شرایط 10 سال قبل طراحی شده باشد، دچار پایین آمدن ظرفیت و کاهش توان می شود.

- دوم اینکه تجهیزات و قطعات داخلی برج خنک کننده مثل فن، قطره گیر، گیربکس، پکینگ و نازل، بمرور زمان کهنه و قدیمی شده و راندمان اولیه خود را از دست می دهند. 

برای حل این مشکل و مطالعه ای در خصوص روش انجام کار، پیشنهاد می کنیم مقاله تعمیرات و سرویس دوره ای کولینگ تاور را مطالعه کنید. 

---

افت فشار پکینگ و قطره گیر در کولینگ تاور بتنی چطور محاسبه می شود؟

زمانی که جریان هوا از لوور ورودی برج خنک کننده وارد پکینگ شده و سپس از قطره گیر می گذرد، فشار کم می شود. برای بدست آوردن مقدار کاهش فشار هوا در Cooling tower، باید محاسبات دقیقی انجام داد. 

در گذشته عدد افت فشار هوا، با استفاده از نمودارهای تولید کنندگان معتبر مدیا و شبنم گیر که بر اساس سرعت متوسط هوا رسم شده بود، بدست می آمد(شرکتهایی مانند 2H, ENEXIO, Hewitech, Baltimore). ما با استفاده از نرم افزارهای اروپایی طراحی برج خنک کننده و پکینگ، در هر پروژه می توانیم با مشخص بودن نوع و ارتفاع فیلینگ، مقدار افت فشار را بدست آوریم.

یکی از خدمات ما، مشاوره، طراحی مجدد، بهینه سازی و محاسبات کولینگ تاور صنعتی است که برای هر سیستم، موارد زیر را محاسبه می کنیم:

- مقدار افت فشار در پکینگ(فیلینگ) در برج خنک کننده

- کاهش فشار هوا در قطره گیر(نم گیر)

- توان مورد نیاز فن و پروانه برای جبران فشار از دست رفته و تامین هوادهی

- شبیه سازی جریان برگشتی کولینگ تاور 

طراحی و فروش برج خنک کننده فایبر گلاس(کانتر فلو صنعتی)

Fiber glass counter flow cooling tower

طراحی و انتخاب قطعات کولینگ تاور بتنی و فایبرگلاس، بخش بسیار مهمی در فرآیند تولید است. دارا بودن دانش جهت طراحی بهینه برج خنک کننده و آشنایی با قطعات مختلف و نقاط قوت و ضعف هریک از آنها، کمک می کند تا برج خنک کننده مورد نظر، در هنگام استفاده خرابی کمتری داشته باشد و راندمان آن در حد مناسب قرار گیرد. همچنین آشنایی با شرایط کاری هر صنعت و شرایط آب و هوایی مناطق مختلف ایران، برای طراحی و ساخت برج خنک کننده بتنی و فایبرگلاس الزامی است.

 

شرکت آراکو با سابقه ای مناسب در حوزه طراحی، شبیه سازی، بهینه سازی و تامین برج خنک کننده و قطعات کولینگ تاور، آماده ارائه خدمات متنوعی در این حوزه به مشتریان صنعتی و تجاری می باشد.

نکات مهمی که در زمان انتخاب و خرید برج خنک کننده باید مورد توجه قرار گیرد شامل موارد ذیل می باشد :

- به صورت کلی بهترین انتخاب برج های خنک کن صنعتی،کولینگ تاور با کیفیت مکعبی و کانتر فلو هستند. همچنین برج خنک کننده فایبر گلاس به دلیلی استحکام مناسب و عدم وجود مشکلاتی از قبیل خوردگی و زنگ زدگی، دارای طول عمر بالایی هستند.

- در زمان تولید قطعات فایبرگلاس کولینگ تاور، باید به مواردی از قبیل نوع رزین، نوع الیاف شیشه حصیری و سوزنی، و نحوه عایق کردن قطعات جهت جلوگیری از نشت آب در برج خنک کن است.

- استفاده از پکینگ مناسب برای کولینگ تاور که با توجه به شرایط آب و عملکرد برج خنک کننده مشخص می شود از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در مواردی که شرایط آب عادی بوده و سختی آب بالا نباشد، پکینگ فیلم بهترین گزینه است. اما در مواردی که سختی آب بالا بوده و یا املاح خاصی در آب وجود داشته باشد، استفاده از پکینگ ضد رسوب نت اسپلش و رندم اسپپلش و اسپلش گرید می تواند به بالا رفتن عمر مفید برج خنک کن کمک شایانی نماید.

- دمای وت بالب یا دمای مرطوب ، رنج و اپرچ

در نظر گرفتن و مشخص بودن وت بالب یا دمای حباب مرطوب مورد بسیار مهمی در انتخاب برج خنک کننده است. باید توجه داشت که طراحی کولینگ تاور همواره برای بدترین شرایط و در اوج گرمای مرداد ماه در تابستان انجام می شود. به همین دلیل دمای خروجی برج خنک کن در زمان طراحی باید حداقل 3 الی 5 درجه سانتیگراد بالاتر از دمای مرطوب لحاظ شود. به عنوان مثال در شهری مانند تبریز که دمای وت بالب حدود 18 الی 19 درجه سانتیگراد است، دمای خروجی برج خنک کن در زمان طراحی حداقل می تواند 22 الی 24 درجه سانتیگراد باشد. در این قسمت باید توجه داشت که دمای هوای تبریز از بسیاری شهرهای ایران خنک تر است.

حال اگر بخواهیم برای شهری مانند آبادان، اهواز یا بندر عباس کولینگ تاور طراحی کنیم مشاهده می شود که دمای مرطوب یا وت بالب در حدود 27 الی 32 درجه سانتیگراد است که دمای بالایی محسوب می شود. به همین دلیل دمای خروجی آب برج خنک کننده حداقل می تواند در بازه 31 الی 35 درجه سانتیگراد باشد.

لینک مطالب آموزشی در خصوص کولینگ تاور صنعتی و برج خنک کننده فایبر گلاس عبارت است از:

تصفیه فاضلاب جهت کاهش مصرف آب برج خنک کننده - کولینگ تاور

پکینگ فیلم برج خنک کن- Cooling tower film fill

سیستم ضد رسوب و سختی گیر برج خنک کن

برج خنک کننده و کولینگ تاور مدار بسته

برج خنک کن-کولینگ تاور دستگاه تزریق پلاستیک

برج خنک کننده و کولینگ تاور کوره القایی

کولینگ تاور و برج خنک کننده صنایع غذایی 

طراحی و محاسبات برج خنک کننده صنعتی

خدمات شرکت آراکو در حوزه برج خنک کننده و کولینگ تاور به شرح ذیل است :

تامین قطعات برج های خنک کن صنعتی مکعبی (کانتر فلو)

فروش قطعات برج های خنک کن صنعتی بتونی

تامین قطعات برج های خنک کن صنعتی سازه فایبر گلاس

مشاوره و فروش پکینگ برج خنک کن (کولینگ تاور) اسپلش ضد رسوب آلمانی از جنس PP

فروش پکینگ برج خنک کن (کولینگ تاور) فیلم از جنس PP

فروش پکینگ برج خنک کن (کولینگ تاور) فیلم از جنس PVC

فروش قطره گیر(شبنم گیر) برج خنک کن (کولینگ تاور) لانه زنبوری از جنس PP

فروش قطره گیر(شبنم گیر) برج خنک کن (کولینگ تاور) تیغه ای 

فروش قطره گیر(شبنم گیر) برج خنک کن (کولینگ تاور) لانه زنبوری از جنس PVC

مشاوره، طراحی و فروش برج خنک کن (کولینگ تاور) کانتر فلو مکعبی فایبر گلاس صنعتی

مشاوره، طراحی و فروش برج خنک کن (کولینگ تاور) هیبرید پکیج خارجی

مشاوره، طراحی و فروش برج خنک کن (کولینگ تاور) سانتریفیوژ خارجی (آیس بانک)

 

فروش برج خنک کن فایبرگلاس صنعتی با استاندارد CE

فروش کولینگ تاور مکعبی فایبرگلاس

ساخت برج خنک کننده کانتر فلو 

مشاوره در حوزه کاهش مصرف آب کولینگ تاور

فروش قطعات برج خنک کننده صنعتی

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166129745

02166561974

www.araco.ir

روش طراحی برج خنک کن(اصول انتخاب کولینگ تاور)

Cooling tower selection and sizing

معمولا وقتی که واحد فنی یک شرکت یا کارخانه می خواهد برای خنک کردن بخشی از خط تولید خود از برج خنک کن استفاده کند، در مرحله اول نیاز به محاسبه ظرفیت تبرید و تعیین دمای ورودی و خروجی کولینگ تاور دارد. البته در مواردی، واحد فنی به اشتباه، برای استعلام قیمت کولینگ تاور فقط ظرفیت خنک کاری را به واحد بازرگانی اعلام می کند(مثلا استعلام قیمت برج خنک کن 100 تن تبرید یا خرید و انتخاب تامین کننده کولینگ تاور 500 تن). در این حالت واحد بازرگانی یا تدارکات و تامین، به مشکل بر می خورند. زیرا اندازه و سایز کولینگ تاور صنعتی، ارتباط مستقیمی با توان خنک کاری یا تن تبرید ندارد. پیشنهاد می کنیم اگر در مورد روش صحیح استعلام قیمت برج خنک کننده به دنبال مطلب مناسبی هستید، بر روی این لینک کلیک کنید.

ما برای اینکه بتوانیم خدمتی هر چند کوچک، برای افزایش اطلاعات علمی خریداران برج خنک کننده انجام دهیم، همیشه تلاش می کنیم اطلاعات فنی کاملی را در اختیار شما مخاطبان عزیز بگذاریم و به نوعی مشاوره قبل از خریدن کولینگ تاور را در اختیارتان قرار دهیم. در این بخش به بعضی از مفاهیم و کلمات مورد استفاده در طراحی و محاسبه ظرفیت Cooling tower اشاره می کنیم. آشنایی با این مفاهیم می تواند به مهندسین کمک کند، تا در هنگام طراحی و انتخاب ظرفیت برج خنک کننده و یا اجرای تعمیرات و طرح بهینه سازی و کاهش مصرف آب و برق، به نتیجه مطلوبتری برسند.

طبقه بندی انواع کولینگ تاور صنعتی و برج خنک کننده مناسب برای چیلر

برای مشاهده این کلمات و مفاهیم در طراحی و عملکرد برج خنک کننده، به ادامه مطلب مراجعه فرمائید.

برای استعلام قیمت برج خنک کن چه اطلاعاتی نیاز داریم؟

 

طراحی کولینگ تاور برای چیلر و کاربری ساختمانی

طراحی و انتخاب کولینگ تاور صنعتی

مشاوره، طراحی و فروش برج خنک کن فایبرگلاس صنعتی با استاندارد CE

اورهال، افزایش راندمان و بهینه سازی برج خنک کننده صنعتی و مسکونی

فروش قطعات(پکینگ، قطره گیر، فن، موتور و گیربکس) برج خنک کننده صنعتی

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

وبسایت شرکت آراکو

کانال آپارات ویدئو و فیلم آموزش کولینگ تاور

دانلود جزوه فارسی آشنایی با برج خنک کن و انواع آن

دانلود مقاله معرفی و مقایسه قطعات کولینگ تاور صنعتی و تجاری

---

مفاهیم اصلی و تعاریف در طراحی و بهینه کردن برج خنک کننده

تبخیر سطحی چیست

تبخیر سطحی فرآیندی فیزیکی است که در آن، مایع به حالت بخار و گاز در می آید و گرمای نهان تبخیر را از محیط جذب می کند. هر مایعی به میزان مشخصی و در هر دمایی دچار تبخیر سطحی می شود.

گرمای مورد نیاز برای تبخیر(Q)با جرم مایع(m)رابطه مستقیم دارد و برای تبدیل تناسب به تساوی به یک ضریب نیاز داریم که به نوع مایع بستگی دارد و با نمادLV  نشان داده می‏شود. بنابراین داریم:

Q_V=mL_V 

مراحل تبدیل جامد به مایع و مایع به گاز و بخار و برعکس

در حقیقت طی فرآیند تبخیر سطحی، مایع تبخیر شده گرمای نهان تبخیر را از محیط و سیال اولیه می گیرد و باعث خنک شدن سیال و محیط خواهد شد. این همان فرآیندی است که هنگام خارج شدن از استخر، موجب سرد شدن بدن شما در هوای آزاد می شود.

مهمترین مزیت تبخیر سطحی نسبت به روش های دیگر سرمایش، مصرف انرژی بسیار کم آن و سهولت ساخت تجهیزات آن است. در عین حال این روش به مصرف بالای آب می انجامد.

دمای حباب خشک

Dry Bulb 

دمای حباب خشک در هر منطقه جغرافیایی و طبق اطلاعات استخراج شده از ایستگاههای هواشناسی، دارای میانگین حداقل و میانگین حداکثر است. این اعداد در محاسبات مربوط به تهویه به عنوان مرجع مورد استفاده قرار می گیرند. دمای حباب خشک یا درای بالب، معمولا همان دمایی است که ما از آن به عنوان دمای هوا یاد می کنیم. برای نمونه دمای داری بالب شهر تهران حدود 40 الی 44 سانتیگراد است(مبنای محاسبات تهویه گرمترین زمان سال در ظهر مرداد ماه است)

دمای حباب مرطوب یا وت بالب

Wet Bulb

با توجه به تعریف دمای خشک، اگر به دور حباب دماسنج، پارچه ای پیچانده، آنرا خیس کنیم و دماسنج را بچرخانیم، دمایی که به دست می آید به(wet-bulb) یا دمای حباب مرطوب معروف است. وت بالب یک دمای تعادلی است که به دمای خشک هوا، رطوبت نسبی و همچنین ارتفاع از سطح دریا وابسته است.

البته دمای خشک و دمای مرطوب در طی ماههای سال تغییر می کند. ولی منظور ما از این دو دما در طراحی کولینگ تاور، متوسط حداکثر دمای خشک و دمای مرطوب در گرمترین فصل سال(مرداد ماه) است.

لازم است بدانید دمای آب یا سیال خنک شده در برج خنک کن، در بهترین شرایط 2 الی 3 درجه بالاتر از دمای مرطوب یا Wet bulb خواهد بود.

تعریف دمای مرطوب و روش اندازه گیری وت بالب(wet bulb)

نحوه محاسبه دمای مرطوب با استفاده از دمای خشک و رطوبت نسبی به کمک چارت سایکرومتریک امکانپذیر است که در ادامه لینک دانلود چارت سایکرومتریک قرار داده شده است.

دانلود نمودار سایکرومتریک PsychrometricChart

معنی رنج چیست؟

معنی دمای Range در برج خنک کن : اختلاف دمای بین سیال ورودی به برج و سیال خروجی از برج خنک کننده را Range می گوییم. در حقیقت این عدد نشانگر مقدار تغییر دمای کولینگ واتر است.

اپروچ چیست؟

دمای تقرب در برج خنک کننده یعنی چه؟

معنی اپروچ(Approach) در برج خنک کننده : اختلاف دمای بین سیال یا آب در برج خنک کن و دمای مرطوب محیط (wet bulb)، را Approach می گوییم. همانگونه که بیان شده از نظر تئوری مقدار دمای تقرب یاApproach  در کولینگ تاور نمی تواند کمتر از 2 تا 3 درجه سانتیگراد باشد.

برای اینکه با مفهوم اپروچ بیشتر آشنا شوید به ذکر مثالی در این مورد می پردازیم. فرض کنید دمای مرطوب یک شهر مثل شیراز برابر 18 درجه سانتیگراد است. اگر در یک کولینگ تاور صنعتی بخواهیم در این شهر دمای آب را از 40 درجه به 30 درجه سانتیگراد برسانیم، مقدار دمای اپروچ برابر 12 درجه و مقدار رنج 10 درجه سانتیگراد خواهد بود. 

حال که با مفهوم آپروچ در برج خنک کن آشنا شدید، می خواهیم نکته بسیار مهمی را که می تواند به صرفه جویی در هزینه های شما منجر شود، با شما در میان بگذاریم. اگر می خواهید آب خط تولید یا دستگاه خاصی را به یک مقدار مشخص(مثلا 15 درجه) خنک کنید، یا به عبارت دیگر رنج شما 15 درجه باشد، هر چقدر مقدار اپروچ بیشتر باشد، قیمت کولینگ تاور ارزانتر و اندازه و مدل آن کوچکتر می شود.

برای مثال اگر وت بالب برابر 22 باشد، برجی که دمای آب را از 45 به 30 درجه سانتیگراد برساند، خیلی ارزانتر و کوچکتر از برج خنک کن ای خواهد بود که بخواهد دما را از 40 به 25 برساند. این درحالی است که ظرفیت هر دو نمونه، از نظر تن تبرید برابر است!

تعریف دمای اپروچ(Approach) و اختلاف دمای رنج(Range) در Cooling tower

مفهوم آب جبرانی در برج خنک کن

Cooling tower make up water

آب جبرانی(make up water) به مقدار آبی گفته می شود که برای جبران آب تبخیر شده و آب سر ریز به داخل مخزن برج خنک کننده اضافه می شود. آب Make up در برج خنک کننده حتما باید شرایط خاصی از لحاظ سختی و PH داشته باشد. معمولا برای اینکه در برج خنک کننده سختی و رسوب وجود نداشته باشد، از آب نرم باید برای میک آپ استفاده کرد. البته لازم نیست برای آب جبرانی حتما از سیستم RO استفاده کنید. اما هر چقدر مقدار سختی آب ورودی کمتر شود، عدد سیکل تغلیظ را می توانید بالاتر ببرید.

میزان آب میک آپ(جبرانی) در برج خنک کن = مقدار تبخیر + تلفات پرتاب قطرات + میزان آب سر ریز یا بلو دان

معنی آب سر ریز کولینگ تاور

Cooling tower blow down water

آب سر ریز(Blow down) در برج خنک کننده به حجم آب گفته می شود که برای حفظ شرایط آب(سختی آب، ذرات معلق و ...) در محدوده دلخواه، از مخزن آن تخلیه می شود. مقدار آب دور ریز یا تخلیه در کولینگ تاور به عدد ضریب غلظت بستگی دارد.

ضریب تغلیظ در برج خنک کننده یعنی چه؟

Cycle Of Concentration - COC

به نسبت غلظت یونهای آب سر ریز یا Blow Down به آب جبرانی یا  Make up،در برج خنک کننده ضریب تغلیظ می گوییم. ضریب تغلیظ در برج خنک کن صنعتی معمولا بین 3 الی 7 است. محاسبه و تعیین ضریب تغلیظ نیازمند اطلاع داشتن از شرایط آب منطقه و نوع پکینگ مورد استفاده در کولینگ تاور است.

محاسبه ظرفیت برج خنک کن

توان سرمایش کولینگ تاور چند تن تبرید باید باشد؟

در ابتدای این بحث باید مساله ای که متاسفانه در بازار تهویه و سرمایش به شدت رواج دارد را مشخص کنیم. ظرفیت برج خنک کننده بر حسب تن تبرید، ارتباطی با ابعاد و اندازه آن ندارد و نباید در کاربرد صنعتی، تن تبرید برج خنک کننده را استعلام کنیم. به عبارت دیگر  یک کولینگ تاور با ظرفیت 100 تن تبرید، ممکن است از یک برج خنک کن 200 تن، بزرگتر باشد.

قیمت ها و استعلام هایی که در بازار Cooling tower بر حسب تن تبرید، انجام می شود با فرض این است که برج خنک کن مورد نظر برای چیلر جذبی و یا تراکمی استفاده می شود که اختلاف دمای ورودی و خروجی آن 5 درجه سانتیگراد بوده و دماهای آن هم مشخص است. به همین دلیل در برج خنک کن صنعتی که اختلاف دمای آب ورودی با خروجی کولینگ تاور معمولا از 10 درجه شروع می شود و در مواردی به بالای 30 درجه سانتیگراد میرسد، نمی توان با استفاده از تن تبرید، اندازه برج خنک کننده و مدل آن را مشخص کرد. در این شرایط خریدارانی که بدون طراحی و مشخص کردن دبی آب در گردش و دمای رنج و اپروچ، برج خنک کن می خرند، در خط تولید دچار مشکل خواهند شد و در فصل تابستان نمی توانند به دمای دلخواه خود برسند.

توضیح بیشتر این است که به عنوان مثال یک برج خنک کن 500 تن تبرید که به روش سنتی از بازار خریداری شده باشد، برای اختلاف دمای 5 الی 7 درجه سانتیگراد و در شرایط آب و هوایی تهران می تواند ظرفیت کامل خود را داشته باشد. یعنی اگر مثلا دمای آب ورودی 45 الی 50 درجه و دمای آب خروجی کولینگ، 30 درجه باشد، دیگر آن برج نمی تواند در ظرفیت کامل خود کار کند و ممکن است ظرفیت کاری سرمایشش به تناژ تبرید کمتر از 250 برسد.

این موارد لزوم نیاز به طراحی و ارائه اطلاعات دقیق در طراحی را مشخص می کند.

ظرفیت برج خنک کن (کولینگ تاور) : به میزان حرارتی که برج خنک کننده با عمل تبخیر از سیال خنک شونده جذب می کند، ظرفیت کولینگ تاور می گویند. ظرفیت نامی برج خنک کننده با ظرفیت واقعی و عملکردی آن تفاوت دارد.

ظرفیت برج خنک کننده بر حسب کیلو وات یا تناژ تبرید اندازه گیری می شود. هر کیلووات معادل 0.2843 تن تبرید است.

 

طراحی و فروش کولینگ تاور 

محاسبات برج خنک کن

مشاوره خرید و انتخاب برج خنک کننده برای چیلر

مشاوره کولینگ تاور صنعتی

شبیه سازی جریان هوا و آب در کولینگ تاور

بهینه سازی برج خنک کننده صنعتی

محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

طراحی کولینگ تاور و انتخاب برج خنک کننده

Cooling tower design and selection

روشهای قدیمی طراحی برج خنک کننده، مبتنی بر استفاده از جداول و نمودارهای عمومی بوده است. در بسیاری از موارد طراحی و انتخاب کولینگ تاور صنعتی نیز بر مبنای اطلاعات تجربی بود که برای اقلیم خاصی کاربری داشت. این در حالی است که وسعت کشور عزیزمان ایران و وجود اقلیم ها و شرایط آب و هوایی متفاوت، موجب می گردد، که به منظور کارکرد بهینه یک برج خنک کن، طراحی ویژه ای برای آن صورت گیرد.

عدم رعایت اصول طراحی و استفاده صرف از کلید واژه تن تبرید یا تناژ تبرید برج خنک کننده در بسیاری از موارد به کارکرد نامناسب کولینگ تاور در آن منطقه خواهد انجامید.

به عنوان مثال مشخصات و ابعاد و اندازه برج خنک کننده ای با ظرفیت 100 تن تبرید در شهر تهران در مقایسه با یک کولینگ تاور با همین ظرفیت در آب و هوای مرطوب مانند اهواز یا بندر عباس کاملا متفاوت است. این در حالی است که بسیاری از تولید کنندگان برج خنک کن این موارد را در عملیات طراحی لحاظ نمی کنند.

نمودار تغییرات متوسط دمای هوای روز و شب در ایران(نمودار هفتگی دمای حداقل و حداکثر)

به منظور طراحی برج خنک کن صنعتی به خصوص در صنایعی مانند فولاد، روی، مواد غذایی باید موارد ذیل حتما در طراحی در نظر گرفته شود :

-  دمای آب ورودی به برج خنک کننده

- دمای مورد نیاز آب خروجی از کولینگ تاور - الزاما بالاتر از دمای مرطوب - حباب تر یا Wet bulb  

- شرایط آب و هوایی و موقعیت محل نصب کولینگ تاور

- آنالیز آب کولینگ تاور - میزان سختی آب، PH و ...

- جهت وزش باد غالب و هندسه ساختمانها و فضای اطراف برج خنک کننده

- نوع صنعت و کاربری برج خنک کن

با داشتن اطلاعات فوق مشاور خواهد توانست برج خنک کن مناسب هر صنعت و موقعیت جغرافیایی را شناسایی کرده و همچنین از بین تولید کنندگان داخلی، برند های مناسب را معرفی نماید.

اطلاعات مورد نیاز برای طراحی و انتخاب برج خنک کننده صنعتی

شرکت آراکو با سابقه ای مناسب در حوزه شبیه سازی سیالاتی و طراحی و بهینه سازی برج خنک کن، آماده همکاری با صنایع مختلف به خصوص پتروشیمی ها و پالایشگاه ها در حوزه محاسبات، طراحی، تهیه اسناد فنی جهت استعلام و خرید و بهینه سازی مصرف آب برج خنک کننده می باشد.

 

طراحی برج خنک کن بتونی و فایبر گلاس صنعتی

طراحی کولینگ تاور صنعتی و مسکونی

کاهش مصرف آب و اورهال (تعمیرات) برج خنک کننده

فروش برج خنک کن(کولینگ تاور) صنعتی پکیج

شرکت آراکو 

محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

www.araco.ir

مفاهیم اصلی و تعاریف در طراحی و بهینه سازی کولینگ تاور

تبخیر سطحی چیست : تبخیر سطحی فرآیندی است که در آن، مایع مورد نظر در دمایی غیر از دمای جوشش، به حالت بخار در می آید و گرمای نهان تبخیر را از محیط جذب می کند. به صورت کلی هر مایعی به میزان مشخصی در هر دما دچار تبخیر می شود. 

گرمای مورد نیاز برای تبخیر(Q) با جرم مایع (m) رابطه مستقیم دارد و برای تبدیل تناسب به تساوی به یک ضریب نیاز داریم که در اینجا به نوع مایع بستگی دارد و با LV نشان داده می‏شود. با توجه به این توضیحات داریم:

QV=mLV 

تغییر فاز بخار، آب و یخ 

در حقیقت طی فرآیند تبخیر سطحی، مایع تبخیر شده گرمای نهان تبخیر را از محیط می گیرد و موجب خنک شدن سیال و محیط می گردد. این همان فرآیندی است که هنگام خارج شدن از استخر، موجب سرد شدن بدن شما در هوای آزاد می شود.

مهمترین مزیت تبخیر سطحی نسبت به روش های دیگر سرمایش، مصرف انرژی بسیار کم آن و سهولت ساخت تجهیزات آن می باشد ولی در عین حال این روش به مصرف بالای آب می انجامد.

روش های کاهش مصرف آب در برج خنک کننده

دمای حباب خشک - درای بالب

Dry Bulb 

دمای حباب خشک محیط در هر منطقه طبق اطلاعات استخراج شده از ایستگاههای هواشناسی مربوطه، دارای میانگین حداقل و میانگین حداکثر می باشد که در محاسبات مربوط به تهویه به عنوان مرجع مورد استفاده قرار می گیرد.

دمای حباب مرطوب - وت بالب

Wet Bulb

با توجه به تعریف بیان شده در خصوص دمای خشک، اگر به دور حباب دماسنجی، پارچه ای پیچانده، آنرا خیس کنیم و دما سنج را بچرخانیم، دمایی که به دست می آید به Wet Bulb یا دمای حباب مرطوب معروف است. این دما یک دمای تعادلی است که به میزان دمای خشک هوا و رطوبت نسبی و همچنین ارتفاع از سطح دریا وابسته است.

باید توجه داشت که دمای خشک و دمای مرطوب در طی ماههای سال تغییر می کند ولی مفهوم از این دو دما در طراحی برج خنک کننده، متوسط حداکثر دمای خشک و دمای مرطوب در گرمترین فصل سال (مرداد ماه) است. همچنین دمای آب یا سیال خنک شده در برج خنک کن، در بهترین شرایط 2- 3 درجه بالاتر از دمای مرطوب یا Wet bulb خواهد بود.

تصویر تفاوت حباب مرطوب، وت بالب و دمای خشک

نحوه محاسبه دمای مرطوب با استفاده از دمای خشک و رطوبت نسبی که کمک چارت سایکرومتریک می باشد که در ادامه لینک دانلود چارت سایکرومتریک قرار داده شده است.

دانلود نمودار سایکرومتریک PsychrometricChart 

مفهوم رنج در برج خنک کن  

Cooling tower range

اختلاف دمای بین سیال ورودی به برج و سیال خروجی از برج خنک کننده را Range می نامند. در حقیقت این عدد نشانگر میزان تغییر دمای سیال یا آب در برج خنک کننده است. به صورت کلی دمای رنج یا اختلاف دمای ورودی و خروجی برج خنک کن نمی تواند در یک مرحله از 35-38 درجه بیشتر باشد و اگر اختلاف دمای ورودی و خروجی مورد نظر در کولینگ تاور بیشتر از این عدد باشد، فرآیند خنک سازی باید در دو یا چند مرحله صورت گیرد.

به عنوان مثال اگر دمای آب وارد شده به برج خنک کن 80 درجه سانتیگراد بوده و دمای مورد نیاز خروجی کولینگ تاور 30 درجه باشد، خنک کاری باید طی دو مرحله و توسط دو برج خنک کننده به صورت سری انجام شود.

مفهوم دمای اپروچ در برج خنک کننده

Cooling tower approach

اختلاف دمای سیال یا آب خنک شده در برج خنک کن و دمای مرطوب محیط Wet bulb، را Approach می گویند. همانگونه که بیان شده از نظر تئوری میزان Approach در کولینگ تاور نمی تواند کمتر از 2-3 درجه سانتیگراد باشد.

برای مثال اگر دمای مرطوب محیط در شهری مانند آبادان یا اهواز معادل 30 درجه سانتیگراد باشه، برج خنک کننده می تواند نهایتا آب را تا دمای 33 درجه سانتیگراد خنک کند.

 

تصویر مفهوم دمای رنج و اپروچ در کولینگ تاور

مفهوم آب جبرانی یا Make up در برج خنک کن : آب جبرانی به آبی گفته می شود که به منظور جبران آب تبخیر شده و آب سر ریز به داخل مخزن برج خنک کننده اضافه می شود. آب میک آپ جبرانی در برج خنک کننده حتما باید شرایط خاصی از لحاظ سختی و PH  داشته باشد.

میزان آب میک آپ(جبرانی) در برج خنک کن = میزان تبخیر + میزان تلاف ناشی از پرتاب قطرات + میزان آب سر ریز یا بلو دان

مفهوم آب سر ریز کولینگ تاور 

Cooling Blow down water

آب سر ریز Blow down در برج خنک کننده به میزان آبی گفته می شود که به منظور حفظ شرایط نرمال آب در گردش (سختی آب، ذرات معلق و ...) در محدوده ای معین، از مخزن برج خنک کن تخلیه می گردد.

مفهوم ضریب تغلیظ در برج خنک کن

Cooling tower Cycle Of Concentration - COC

سیکل تغلیظ یا COC در کولینگ تاور به نسبت ذرات محلول در آب درون برج خنک کننده به ذرات محلول در آب ورودی یا همان آب میکاپ برج خنک کن گفته می شود. همانگونه که گفته شد ذرات معلق و محلول درون مدار برج خنک کن عمدتا به همراه بخار از کولینگ تاور خارج نمی شوند و بنابراین به مرور زمان غلظت آنها افزایش می یابد. به همین دلیل نیز از طریق آب زیر کش یا همان آب بلو داون و باید مقدار این ذرات را به حد استاندارد و مناسبی رساند. 

میزان سیکل تغلیظ یا Cycle of concentration در برج خنک کن صنعتی و کولینگ تاور بستگی به شرایط آب و کاربری برج خنک کننده دارد ولی به صورت کلی عدد مناسب برای سیکل تغلیظ  برج خنک کن بین 3 الی 7 می باشد.

توضیحات تکمیلی در خصوص محاسبه مصرف آب برج خنک کننده

ظرفیت برج خنک کن بر حسب تن تبرید یا کیلو وات

محاسبه ظرفیت کولینگ تاور

همانطور که در ابتدای این مقاله توضیح دادیم، فرمول محاسبه حجم آب تبخیری در برج خنک کن در گرمترین حالت تقریبا برابر E=0.0018*R*C است که R معادل رنج یا اختلاف دمای ورودی و خروجی برج خنک کننده و C برابر مقدار دبی آب در گردش بر حسب متر مکعب در ساعت است. از طرف دیگر حاصل ضرب دمای رنج در دبی آب در گردش، ظرفیت سرمایش کولینگ تاور بر حسب کیلو وات یا تن تبرید است.

اگر ظرفیت سرمایش یک کولینگ تاور را با Q نشان دهیم، مقدار ظرفیت خنک کاری Cooling tower بر حسب کیلو وات از فرمول زیر بدست می آید:

Q=R*C*4180/3600 kW

و ظرفیت برج خنک کننده بر حسب تن تبرید عبارت است از :

Q=(R*C*4180/3600)*0.285 rt

به این صورت برای حساب کردن و مشخص شدن مقدار آب تبخیر شده توسط برج خنک کن در بدترین وضعیت دمایی، می توانیم از روی ظرفیت برج خنک کن بر حسب کیلو وات مقدار تبخیر را به صورت تقریبی و با استفاده از فرمول زیر بدست بیاوریم. توجه کنید که در این فرمول ظرفیت کولینگ تاور بر حسب کیلو وات است. فرمول تبدیل کیلووات به تن تبرید سرمایش برابر 1kW=0.285rt است. 

 E=Q*0.0013 ~0.0015

یعنی جرم بخار آب تبخیر شده در برج خنک کن بر حسب کیلوگرم برابر است با ظرفیت سرمایش بر حسب کیلووات ضرب در 0.0013 یا 0.0015.

مثال : میزان تبخیر آب یک برج خنک کن به ظرفیت 500 تن تبرید را حساب کنید.

برای بدست آوردن مقدار آب میکاپ و تبخیر شده در بدترین شرایط دمایی (ظهر مرداد ماه) در مرحله اول ظرفیت پانصد تن تبرید کولینگ تاور را به کیلووات تبدیل می کنیم.

500rt/0.285=1750kW

با در نظر گرفتن این عدد و فرمول تبخیر خواهیم داشت مقدار تبخیر آب برابر است با

 E=1750*0.0013=2.3 m^3/h

یعنی این برج خنک کننده در اوج گرمای تابستان به میزان 2300 لیتر آب یا 2.3 متر مکعب در ساعت تبخیر آب دارد. البته باید در نظر داشته باشید که این عدد مربوط به بدترین شرایط دمایی است و در واقعیت ساعت های کمی در طول سال هستند که برج خنک کننده به این مقدار مصرف آب داشته باشد. مثلا در پاییز، زمستان، بهار و حتی ساعت های صبحگاه و شبانگاه، مصرف آب بسیار کمتر از این عدد خواهد بود.

ظرفیت برج خنک کن (کولینگ تاور) : به میزان حرارتی که برج خنک کننده با عمل تبخیر از سیال خنک شونده جذب می کند، ظرفیت کولینگ تاور می گویند. 

 

واحد ظرفیت برج خنک کننده کیلو وات یا تن تبرید است. هر کیلووات معادل 0.2843 تن تبرید است.

 

طراحی و فروش برج خنک کن صنعتی

محاسبات برج خنک کننده

شبیه سازی جریان هوا و آب در کولینگ تاور

بهینه سازی برج خنک کننده صنعتی

فروش قطعات برج خنک کننده صنعتی 

فروش پکینگ ضد رسوب آلمانی

شرکت آراکو

محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

[e-mail]

www.araco.ir

کانال آپارات ویدئو و فیلم آموزشی کولینگ : https://www.aparat.com/ARACo_cooling