سیستم آب گذری خنک کاری کارخانجات

خنک کاری کارخانه با آب دریا و رودخانه

Once through cooling system

خنک کردن کارخانجات، نیروگاه ها، پالایشگاهها و تجهیزات صنعتی یکی از مهمترین مباحث مربوط به طراحی خطوط تولید است. استفاده از برج خنک کننده و کولینگ تاور اگرچه هزینه بهره برداری را در ظاهر کاهش می دهد، اما بدلیل تبخیر زیاد، موجب بالا رفتن مصرف آب خواهد شد.

در عین حال استفاده از چیلر های صنعتی نیز هزینه اولیه بسیار بالایی داشته و مصرف برق را به شدت افزایش می دهد. یکی از روش هایی که در بسیاری از کشور ها به ویژه کشور های اروپایی برای خنک کاری نیروگاه، پالایشگاه، کارخانجات فولاد و سایر صنایع تولیدی استفاده می شود، احداث کارخانجات در نزدیکی رودخانه ها و یا دریا و استفاده از سیستم Once through cooling است.

در تصویر ذیل شماتیک سیستم خنک کاری آب به صورت گذری برای خنک کردن آب نیروگاه نمایش داده شده است.

در این روش آب دریاچه پس از گذر از فیلتر، وارد لوله هایی می شود و آب در گردش کارخانجات یا خط تولید را خنک می کند. در این حالت آب خروجی با دمای بیشتری وارد رودخانه یا دریا می شود اما بدلیل حجم بسیار بالای آب در گردش، این افزایش دما بسیار ناچیز است و به محیط زیست آسیبی وارد نمی شود.

نکته بسیار جالب در خصوص این روش بکارگیری آن در کشورهای اروپایی است که همانگونه که می دانید از نظر تامین آب دچار مشکل نیستند و عموما دارای آب و هوای مرطوبی می باشند. با این وجود به منظور کاهش مصرف آب احداث نیروگاه، پتروشیمی و کارخانجات در کنار رودخانه بسیار رایج است.

متاسفانه با وجود اینکه اقلیم ایران جزو مناطق نسبتا خشک دنیا طبقه بندی می شود ولی به دلایل صرفا سیاسی، بسیاری از کارخانجات در نقاطی احداث می شوند که دچار کم آبی هستند و مصرف آب برج های خنک کننده نیز به این مساله شدت می بخشد.

کاهش مصرف آب برج خنک کننده

با این توضیحات استفاده از سیستم های وانس ترو (Once through cooling system)علاوه بر کاهش قابل ملاحظه مصرف آب، از بروز مشکلات برای شهر های صنعتی جلوگیری نموده و به رونق شهرهایی که در کنار رودخانه هستند و از نظر تامین آب مشکلی ندارند کمک می نماید.

بررسی ادعای بازیابی مجدد آب بخار شده در کولینگ تاور

توضیح مهم : در ماه های اخیر و با افزایش توجهات به حوزه مدیریت آب، شرکت های بسیاری شروع به مطالعه در خصوص روش های کاهش مصرف آب نموده اند و در این میان عده ای مدعی شده اند که با به دام انداختن قطرات آب می توان مصرف آب برج خنک کننده را کاهش داد. در خصوص این ادعا کافی است ابتدا به نمونه های مشابه این روش در جهان مراجعه نمود که تقریبا هیچ نمونه عملیاتی و اقتصادی از دستگاه بازیافت آب برج خنک کننده که بر روی فن استک نسب می شود در دنیا وجود ندارد. دلیل این مساله درصد بسیار پایین قطرات معلق در بخار آب است که به نسبت آب تبخیر شده بسیار ناچیز است (0.003 الی 0.0001 دبی آب در گردش)

در عین حال زمانی که آب به صورت بخار در آمده و با گرفتن حرارت از محیط، وارد فاز گاز می شود، با فیلتر کردن بخار آب نمی توان آن را به حالت مایع بر گرداند و تنها راه این مساله سرد کردن مجدد بخار است. در این حالت انرژی لازمه برای سرد کردن و کندانس بخار برابر با همان میزان گرمایی است که برج خنک کننده از آب موجود در سیستم گرفته است و اگر بخواهیم مجددا بخار را سرد نماییم عملا مجموعه سیستم برج خنک کننده کار آیی نخواهد داشت و بهتر بود از ابتدا از چیلر استفاده میشد.

توجه به این نکات کمک می نماید که در مقابل ادعاهای غیر منطقی در خصوص به تله انداختن بخار و برگرداندن آن به کولینگ تاور بدون صرف انرژی، استدلال مناسبی داشته باشیم.

مجددا تاکید می گردد که مناسبترین و رایج ترین روش کاهش مصرف آب برج خنک کننده، بهره گیری از برج خنک کن هیبرید - کولینگ تاور هیبریدی به همراه سیستم هوشمند است.

شرکت آراکو با سابقه ای درخشان در حوزه شبیه سازی سیالاتی و طراحی و بهینه سازی برج های خنک کن صنعتی، آماده همکاری با صنایع مختلف به خصوص صنایع فولاد، صنایع مس، صنایع روی، صنایع سیمان و پتروشیمی ها و پالایشگاه ها در حوزه بهینه سازی و کاهش مصرف آب برج خنک کننده می باشد.

شرکت آراکو، محمد قربانعلی بیک

صرفه جویی آب در کولینگ تاور صنعتی

کاهش مصرف آب برج خنک کن و کولینگ تاور

فروش سیستم تخصصی ضد رسوب برچ خنک کننده

طراحی و ساخت برج خنک کننده هیبرید و مدار بسته

تصفیه فاضلاب جهت استفاده در آب میک آپ برج خنک کن

محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

مقاله ها و لینکهای مرتبط

وبسایت آراکو

کانال آپارات ویدئو و فیلم آموزشی کولینگ تاور

برج خنک کننده کم مصرف هیبرید

دانلود جزوه آشنایی با برج خنک کننده هیبرید و کاهش مصرف آب کولینگ(شرکت آراکو)

۱ نظر

محمد قربانعلی بیک

کاهش دور فن کولینگ تاور(برج خنک کن)

سیستم کاهش دور پروانه برج خنک کننده(گیربکس، موتور کوپل مستقیم و تسمه پولی)

برای انتقال توان و کاهش دور پره در برج خنک کن صنعتی و تجاری روشهای مختلفی وجود دارد. البته باید توجه داشت که در برج های خنک کننده سازه فایبرگلاس و بتنی، عموما از درایو شفت و گیربکس صنعتی استفاده می گردد. هدف اصلی استفاده از سیستم کاهش دور، بخصوص در کولینگ تاور صنعتی، کم کردن دور پروانه، به منظور جلوگیری از تجاوز سرعت نوک پره از محدوده مجاز است. در استانداردهای Cooling tower(سی تی آی - CTI) اشاره شده که برای جلوگیری از لرزش و ارتعاش و صدمه دیدن فن، نباید سرعت خطی لبه پره از 65 متر بر ثانیه بالاتر برود. به همین دلیل باید سرعت دورانی فن کولینگ تاور(به دلیل قطر زیاد فن) را کم کنیم. البته در صورت استفاده از پره های فایبرگلاس با پروفیل خاص و فرم هندسی ویژه، می توانیم به سرعت خطی تا حدود 75 متر بر ثانیه نیز دست یابیم.

مدل های مختلف فن کولینگ تاور مکشی

طبقه بندی انواع پره و بلید کامپوزیت و فایبرگلاس برج خنک کننده

در ادامه به بررسی روشهای انتقال توان و کاهش دور برج های خنک کن می پردازیم.

1- اتصال دایرکت موتور به پروانه کولینگ تاور ، کوپل مستقیم

این روش بیشتر برای برج های خنک کن کوچک استفاده می شود. در این روش به دلیل قطر کم فن(فن های با قطر زیر 1 متر) از اتصال مستقیم موتور و فن و عموما از الکتروموتورهای 6 پل و 8 پل با دورهای پایین استفاده می شود. راندمان کلی سیستم در این روش بسیار بالا بوده ولی قیمت آن به دلیل استفاده از موتور 8 پل و 6 پل از حالت عادی بیشتر است.

نحوه اتصال مستقیم الکترو موتور به پره های فن کولینگ تاور

عکس اتصال مستقیم پروانه کولینگ تاور به موتور دور پایین - الکتروموتور 6 پل - 8 پل

2- استفاده از تسمه و پولی در برج خنک کن

سیستم تسمه پولی بیشتر در برج خنک کن مسکونی صنعتی با ابعاد کوچک و متوسط استفاده می شود. بکارگرفتن تسمه و پولی راندمان سیستم انتقال توان و کاهش دور را تا محدوده 70 الی 80% کم می کند. در عین حال به دلیل قرارگیری مجموعه تسمه و پولی در مجاورت هوای مرطوب خارج شده از برج، به تعمیرات و نگهداری بیشتری نیاز خواهید داشت. بریدگی و پاره شدن تسمه ها، زنگ زدن پولی و صدای ناهنجار این سیستم از خرابی های متداول بشمار می رود.

البته با انجام اصلاحات و تغییرات اصولی و نیز استفاده از کیس مخصوص تسمه و پولی می توان تا حد قابل توجهی مشکلات مربوط به سیستم تسمه پولی کولینگ تاور را بر طرف نمود.

کیفیت تسمه پولی در برج خنک کننده بسیار مهم است

تصویر سیستم تسمه و پولی برج خنک کن

مزیت استفاده از تسمه و پولی، پایین بودن قیمت اولیه آن است که البته به مرور زمان، هزینه تعمیرات زیاد این سیستم، این مزیت را نیز از بین خواهد برد.

ما پیشنهاد می کنیم در صورت استفاده از تسمه پولی، با مشاوره مناسب و بهره گیری از کیس مخصوص و طراحی تسمه و پولی با راندمان بالا، تا جای ممکن مشکلات این سیستم انتقال توان کولینگ تاور را کاهش دهید.

3- استفاده از گیربکس کاهنده برج خنک کننده

این روش کارآمدترین و بهترین راه برای انتقال توان و کاهش دور در کولینگ تاور است. معمولا گیربکس راندمانی بالای 95% دارد. مهمترین نکته در انتخاب گیربکس برج خنک کن، توجه به استانداردهای مربوطه است. به دلیل قرارگیری گیربکس در معرض رطوبت بسیار بالا، حتما باید از گیربکس مخصوص برج خنک کننده استفاده کنید که دارای استاندارد ویژه محافظت(IP) و طراحی خاص هستند و نیروی وارده از سوی فن را نیز با استفاده از بلبرینگ های ویژه تحمل می کنند.

در کولینگ تاور بتنی پالایشگاه و پتروشیمی، از گیربکس صنعتی و درایو شفت استفاده می شود.

عکس نحوه نصب گیربکس کاهنده دور کولینگ تاور

در هنگام انتخاب، خرید و نصب گیربکس فن کولینگ تاور باید نکات زیر را در نظر گرفت :

1- سرویس فاکتور گیربکس برج خنک کن

2- توان موتور و توان فن فایبرگلاس

3- وزن گیربکس برج خنک کن و شاسی طراحی شده برای آن

4- تراز بودن گیربکس برج خنک کننده

5- سرعت موتور برج خنک کن و سرعت طراحی فن کولینگ تاور - نسبت تبدیل گیر بکس برج خنک کننده

چرا با استفاده از اینورتر و درایو به جای گیربکس، دور فن را کم نمی کنند؟

بعضی از مهندسان و تکنیسین های واحد فنی و تعمیرات و نگهداری این سوال را می پرسند که اگر اینورتور می تواند دور الکتروموتور را کاهش بدهد، چرا به جای گیربکس یا تسمه و پولی، از درایو استفاده نمی کنند؟

در پاسخ به این سوال باید بگوییم که اینورتر همزمان با کاهش دور یک موتور الکتریکی، توان آن را هم کاهش می دهد. یعنی اگر سرعت دورانی یک موتور 11 کیلو وات که دور آن 1500 rpm است را با استفاده از سیستم کنترل و درایو الکتریکی به دور 300 rpm برسانیم، توان الکتروموتور هم تقریبا به 20% حالت اول میرسد. پس باید توان موتور چندین برابر بیشتر انتخاب بشود که هزینه خیلی زیادی دارد. علاوه بر این برای کیلووات های بالای موتور الکتریکی، قیمت اینورتر جریان برق بسیار زیاد است و با این توضیحات استفاده از موتور با گیربکس،در برج خنک کننده از نظر اقتصادی و فنی بسیار بهتر است. یعنی در همین مثال باید یک الکتروموتور با توان حداقل 55kW به همراه یک درایو کنترلی با همین مشخصات خریداری شود که از قیمت موتور گیربکس 11 کیلو وات بیشتر می شود. البته استفاده از سیستم کنترل دور و اینورتور در برج خنک کننده برای کم کردن سر و صدای فن در شب یا کاهش مصرف آب یک روش متداول است.

ساخت و فروش درایو شفت فلزی و کامپوزیتی کولینگ تاور

فروش گیربکس و درایو شفت برج خنک کننده

فروش پکینگ PVC و PP کولینگ تاور

فروش فن فایبرگلاس برج خنک کن

شرکت آراکو، محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

مقاله های مرتبط

انواع پره و پروفیل فن فایبرگلاس کولینگ تاور

خدمات طراحی برج خنک کن در وبسایت آراکو

آشنایی با فن کندانسور هوا خنک یا ACC

مقاله مشخصات فن تیغه ای فایبرگلاس

کانال آپارات ویدئو آموزش کولینگ تاور

درایو شفت فیبرکربن گیربگس و الکتروموتور برج خنک کننده

۱ نظر

محمد قربانعلی بیک

انواع برج خنک کننده، دمشی یا مکشی

کولینگ تاور به عنوان یکی از پرکاربردترین تجهیزات دفع حرارت، انواع مختلفی دارد. طبقه بندی کولینگ تاور بر اساس شکل ظاهری، جنس بدنه، جهت برخورد جریان هوا با سیال و نحوه تماس آب با محیط است.

طبقه بندی برج خنک کننده(Types of cooling tower)

یکی از مهمترین دسته بندی های برج خنک کن، بر اساس نظر نحوه ایجاد جریان هوا(دمش یا مکش) تعریف شده است.

به صورت کلی در مبحث تهویه، دو حالت برای ایجاد جریان هوا در محیط داریم که برای Cooling tower هم صدق می کند.

-مکش هوا : برج خنک کن مکنده(Induced Draft Cooling tower)

-دمش هوا : کولینگ تاور دمنده(Forced Draft Cooling tower)

1- مکش جریان هوا، برج خنک کن مکشی(Induced Draft Cooling tower)

در تهویه صنعتی(به استثنای سرمایش و گرمایش)، مکش هوا از داخل یک محیط، روشی مناسب و بسیار متداول است. زمانی که جریان هوا از محیط کشیده می شود و فن در خروجی قرار دارد، به دلیل افت فشار، هوای محیط تقریبا به صورت یکنواخت از محیط خارج می شود.

در برج خنک کننده مکشی، که تقریبا اکثر کولینگ تاورهای موجود از این نوع هستند، فن در قسمت بالا قرار می گیرد. پروانه های فن هوا را پس از برخورد با سیال(آب) از داخل بدنه می مکند و به بیرون هدایت می کنند.

مزیت برج خنک کن مکنده، مصرف انرژی کمتر و در عین حال هوا دهی بهتر به تمام نقاط برج است. همچنین در کولینگ تاورهای Induced draft بدلیل قرار گیری فن در بالای برج خنک کننده، امکان استفاده از قطره گیر و لوور برای جلوگیری از پاشش آب به بیرون و عدم ورود گرد و خاک به داخل کولینگ تاور وجود دارد. در تصویر ذیل نمونه کولینگ مکشی که فن و موتور آن در بخش بالایی(فن استک) قرار دارد را مشاهده می کنید.

کولینگ تاور با فن مکنده

حالت دوم: دمش جریان هوا، برج خنک کن دمنده

Forced Draft Cooling tower

دمیدن هوا به داخل محیط، روش دومی است که در تهویه استفاده می شود. در این روش جریان هوای آزاد به داخل محیط دمیده، و از خروجی های تعبیه شده به بیرون می رود. نکته منفی در این روش، بالا بودن میزان مصرف انرژی به دلیل افت فشار زیاد و در عین حال پوشش کمتر محیط مورد نظر است.

با این وجود در برخی موارد به خصوص در برج خنک کننده، استفاده از روش جریان دمشی الزامی بنظر میرسد. دلیل این مطلب وجود شرایطی است که سیال خروجی و آب خنک کاری دارد. برای مثال در صنایع تولید فلز روی، به دلیل اسیدی بودن آب در کولینگ تاور، اگر از روش مکش هوا استفاده شود و جریان هوا همراه با بخار اسیدی، توسط فن به بیرون رانده شود، فن و تجهیزات محرک از قبیل موتور و گیربکس، در زمان کوتاهی دچار خوردگی شدید شده و عملا از کار می افتند.

به همین دلیل برج خنک کننده دمشی Forced Draft Cooling towerدر صنایعی که سیال خنک شونده اسیدی است کاربرد فراوانی دارد. به عنوان نمونه می توان برج خنک کننده صنایع احیاء و ذوب روی، سرب، خطوط تولید اسید و برخی صنایع غذایی را نام ببریم. کولینگ تاور فورس درفت یا دمنده، هم با فن های گریز از مرکز(سانتریفیوژ یا کولری) و هم با فن محوری تولید می شوند. در برج خنک کن فلزی پکیج بیشتر از دمنده سانتریفیوژ(فن کولری) استفاده می گردد. به عنوان یکی دیگر از کاربردهای کولینگ تاور فلزی، می توانیم به صنایع لبنیات اشاره کنیم.

ما آمادگی داریم برج خنک کننده فلزی دمشی برای شرکت ها و کارخانجات لبنیات به صورت سفارشی و از جنس استنلس استیل، گالوانیزه گرم یا آلومینیوم آنودایز شده تولید کنیم.

کولینگ تاور فلزی سانتریفیوژ

عکس نمونه برج خنک کننده گالوانیزه فلزی جریان دمنده با فن سانتریفیوژ

شرکت های بزرگ صنعت Cooling tower دنیا مانند مارلی(Marley)، شرکت اس پی ایکس(SPX)، شرکت بالتیمور(Baltimore) و اواپکو(Evapco) نبز کولینگ تاور فلزی دمنده تولید می کنند. البته در ابعاد بزرگ و برج خنک کن صنعتی مونتاژ در محل(Field erected cooling tower) به خاطر محدودیت در اندازه فن گریز از مرکز و سانتریفیوژ، از فن محوری برای تامین هوای مورد نیاز استفاده می شود. در تصاویر زیر نمونه هایی از برج خنک کننده دمشی یا فورس درفت بتنی و سازه فایبر را میبینید.