شرایط آب برج خنک کننده

در این مقاله می خواهیم در مورد اثرات سختی و رسوب آب بر روی عملکرد پروانه فن برج خنک کننده با شما صحبت کنیم. دانستن این اطلاعات به شما کمک می کند بتوانید راندمان عملکرد کولینگ تاور را بهتر کنید و در مورد آسیب هایی که رسوب به پکینگ، نازل و سیستم توزیع آب می زند، بیشتر بدانید.

در قسمت اول، یک تعریف از سختی آب و اثر آن بر سیستم های خنک کن تبخیری مثل Cooling tower، ارائه می کنیم.

برج خنک کننده به خاطر قیمت مناسب، مصرف برق کمتر از چیلر و قابلیت کاهش دما به میزان دلخواه در آب و هوای گرم ایران، معمولا بعنوان بهترین گزینه برای کاهش دما و خنک کاری خط تولید در نظ گرفته می شود.

سختی آب بر اثر وجود یونهای فلزاتی مانند کلسیم، منیزیوم و در برخی موارد آلومینیوم یا آهن و … ایجاد می شود. تقریبا در اکثر موارد بخاطر حل شدن یونهای کلسیم و منیزیوم است که البته وجود یون کلسیم تاثیر بیشتری دارد.

سختی دائم آب عبارت است از وجود نمکهای غیر از بی کربنات کلسیم و منیزیوم. سختی کل در آب با گرما تبدیل به رسوب نمی شود و برای همین به سیستم های صنعتی صدمه نخواهد زد.

در مواردی که سختی آب(سختی بالای آب معمولا مربوط به وجود یون کربنات کلسیم است) بالا باشد در بدنه برج خنک کننده، نازل ها، فن و از همه مهمتر پکینگ رسوب ایجاد می شود. این رسوب گیری باعث می گردد منافذ عبور هوا و آب کوچک و در برخی موارد بسته شده، راندمان برج خنک کننده به شدت کاهش یابد و همچنین در بدنه و اتصالات خوردگی بوجود بیاید.

آب مایعی است که می تواند انواع مواد معدنی را در خود حل نماید. با توجه به جنس خاک و بسترهای زمین، نمک های کلسیم (که موجب سختی آب می شوند) از مهمترین املاح آب هستند. کلسیم محلول در آب به صورت بی کربنات کلسیم است. بی کربنات کلسیم انحلال پذیری بالایی در آب دارد. محلول آن شفاف بوده و کلسیم آن ته نشین نمی شود.

بدلیل یک طرفه بودن این واکنش، پس از تشکیل رسوب و در صورت سرد شدن آب نیز، رسوب تشکیل شده به بی کربنات کلسیم تبدیل نمی شود.

از مهمترین نکاتی که در انتخاب پکینگ برج خنک کننده فایبر گلاس یا بتونی باید در نظر گرفته شود، تطبیق نوع پکینگ برای در محل است. پیشنهاد نوع پکینگ بر حسب سختی در برج های خنک کننده صنعتی بدین شرح است :

در این شرایط می توان از برای کولینگ تاور استفاده کرد. به این صورت در مواردی که از آب شهر یا آب چاه با سختی متوسط استفاده می شود، می توان از Film fill برای ایجاد سطح تبخیر در برج خنک کننده استفاده کرد. به صورت معمول برای برج خنک کن در صنعت تهویه مطبوع و چیلر از پکینگ فیلم PVC یا PP استفاده می شود و سختی آب در حدی نیست که به عنوان مثال نیاز باشد هر 6 ماه یکبار فیلینگ عوض شود.

در این شرایط توصیه اکید می شود از از نوع VC ,NC و NB استفاده نمود. این شرایط بیشتر در برج خنک کن صنعتی و در مواردی که آب چاه یا آب تامین شده سخت است استفاده می شود. در این شرایط یک مساله مهم پیش می آید. بعضی از سازنده ها و تولید کنندگان کولینگ تاور، به خاطر اینکه قیمت محصول و اندازه برج خنک کننده کم شود، در پیشنهاد از پکینگ فیلم استفاده می کنند. خریدار نیز با فرض صرفه جویی در خرید، به سمت تامین کننده ای میرود که قیمت کمتری را پیشنهاد کرده است.

در حالتی که سختی آب بالای هزار پی پی ام باشد، فیلینگ برج خنک کننده – پکینگ به صورت تخصصی و با کمک مشاور انتخاب گردد و در برخی از موارد (مانند صنایع تولید روی و سرب) از برج بدون پکینگ برج خنک کننده استفاده نمود.

انواع شرایط اضطراری در برج خنک کننده

به منظور ، اسید تزریق می‌ شود. بروز اشکال در پمپ‌ های تزریق اسید، سبب نشتی و ورودی بیش از حد اسید به آب شده و مشکلاتی را در سیستم ایجاد می‌ کند. ورود اسید به آب باعث کاهش PH آب شده و آهن را حل می‌ نماید. یعنی آهن با یون‌ های عامل اسیدی (H +) واکنش داده و یون آهن تشکیل می‌ شود. یون‌ های آهن تولید شده در مجاورت آب، تولید هیدروکسید آهن کرده و ایجاد رسوب در سیستم می‌ کند.

بایستی یادآور شویم زمانی که PH آب به میزان اسیدی می‌ رسد شرایط اضطراری در برج خنک کننده به وجود می‌ آید لایه‌ ی محافظ که توسط بازدارنده‌ های خوردگی ایجاد شده است, تخریب شده و خوردگی افزایش می‌ یابد. کاهش PH آب در اثر نشت اسید در سیستم، در برج‌ های بتنی، سیمان حوضچه را شدیداً مورد حمله قرار می‌ دهد که این امر خود باعث افزایش سختی آب و ایجاد رسوبات می‌ گردد و همینطور به ساختمان برج صدمه وارد می‌ کند.

در زمان بروز نشت اسید در سیستم، بایستی پمپ اسید از سرویس خارج شود و کنترل کننده PH تنظیم و یا تعمیر گردد. وقتی که نشت اسید زیاد باشد بایستی شیر زیر آب و همچنین شیر مربوط به ورود آب جبرانی به حوضچه باز شود تا PH به حد نرمال برسد و همچنین مواد شیمیایی بازدارنده به سیستم آب تزریق شود. در هنگام نشت اسید، برای کنترل PH هیچ گاه نبایستی از مواد قلیایی مانند سود، استفاده شود.

• آلودگی آب ناشی از هیدرو کربن‌ ها

در فرآیندهایی که با مواد هیدروکربنی سر و کار داریم، نشت هیدرو کربن به داخل سبب آلودگی آب می‌ شود. هر وقت که میزان زیادی از مواد هیدروکربنی در سطح آب جمع شوند، جمع‌ آوری آن توسط سیستم‌ های تانکر خلاء، به راحتی انجام‌ پذیر است. اگر نشت مواد هیدروکربنی از قبیل روغن به داخل آب، از طریق کولرهای روغن باشد به دلیل فرمولاسیون این مواد، امولسیون سختی از آنها با آب و گرد و خاک، مواد شیمیایی موجود در سیستم و در بعضی موارد املاح کلسیم تشکیل می‌ شود که عامل گرفتگی لوله و سایر قسمت‌ ها می‌باشد و شرایط اضطراری را در برج خنک کن به وجود می آورد.

در صورت قطع برق، قسمت‌ های الکتریکی برج نظیر پمپ‌ های آب چرخشی و فن‌ ها متوقف می‌ شود. در سیستم‌ های بزرگ معمولاً پمپ توربینی بصورت اتوماتیک وارد سرویس شده تا گردش آب قطع نگردد. اما با توقف فن‌ ها به هر حال مقدار آب تبخیر شده کاهش یافته و سطح آب درون حوضچه، بالا می‌ رود. اگر فن‌ ها به مدت طولانی خارج از سرویس باشند، به علت بالا آمدن سطح آب ممکن است لازم باشد شیر آب به مقدار زیادی باز شود.

برج‌ های خنک کننده طوری طراحی می‌ شوند که حداکثر سطح تماس مابین هوا و آب، به منظور افزایش انتقال حرارت ایجاد شود که این نوع طراحی، در فصول سرد سال به دلیل کاهش دمای هوای محیط و کاهش بار حرارتی اعمال شده به برج، باعث ایجاد یخ زدگی در قسمت‌ های مختلف برج می‌ شود. در صورتی که یخ زدگی به صورت لایه‌ های نازک در قسمت صفحات ورودی هوا باشد، مشکلات چندانی را ایجاد نمی‌ کند و به نوعی قابل قبول است.