برج خنک کننده

برج خنک کننده چیست؟

برج خنک کننده برای خنک کردن آبی که در یک فرآیند صنعتی گرم شده است استفاده می شود. این دستگاه برای سرمایش و تهویه مطبوع در کارخانجات تولیدی و صنعتی و همچنین مراکز تجاری بزرگ کاربرد دارد. برج خنک کننده با خنک کردن آب گرمای ساختمان و محیط صنعتی را به بیرون منتقل می کنند و آب گرم و سرد شده را به چیلر و سیستم تهویه باز می گرداند.

برج خنک کننده جریان مکانیکی دارای یک فن است. و به این ترتیب جریان هوا را به گردش در می آورد تا خنک سازی سیال به خوبی و کارآمدتر انجام شود. انواع برج خنک کننده مدار بسته، مدار باز، هیبریدی، جریان متقاطع، جریان کنتر، آدیاباتیک و... که از فن ها استفاده می کنند در زیر مجموعه برج خنک کننده جریان مکانیکی قرار می گیرند.

اگر پیکربندی یا نگهداری این تجهیزات به درستی رعایت نشود، لرزش ها و ضربه ها افزایش می یابد. در نتیجه این ارتعاشات قوی می تواند کارایی را کاهش داده و به سایر قسمت ها آسیب برساند. همچنین به دلیل وجود فن و نقش مرکزی این قطعات در فرآیند خنک سازی، صدای سیستم خنک کننده جریان مکانیکی همیشه بالاست. ساخت در ابعاد کوچکتر از دیگر ویژگی های این مدل ها نسبت به سیستم های جریان طبیعی است.

برج خنک کننده بسته

روش تبادل حرارت در برج خنک کننده مدار بسته غیر مستقیم است. زیرا سیال داغ پس از ورود به این دستگاه ها در مدار رفت و برگشت تمیز و کاملا بسته جریان می یابد. در نتیجه یکی از مزایای این کار حفظ کیفیت و ماهیت سیال است. آب گرم از طریق لوله های ورودی وارد لوله ها و کویل های مسی در سیستم خنک کننده بسته می شود. کانال ارتباطی لوله ها و کویل مسی کاملا بسته بوده و فقط به لوله های ورودی و خروجی متصل می شود.

برای خنک کردن این سیالات باید از فن های بسیار قوی در سیستم های بسته استفاده کرد. زیرا فن ها باید حجم زیادی از هوای بیرون را وارد دستگاه (مکش) کنند. و این جریان هوا باید با قدرت به سطح بیرونی کویل و لوله ها دمیده شود (عملیات دمیدن). برخورد مداوم هوای سرد به سطح خارجی لوله ها و کویل های داخلی باعث خنک شدن آب در چند مرحله می شود. به عبارت دیگر آب در لوله های پره دار دستگاه جاری است و در واقع سطوح بیرونی لوله ها هستند که با هوای خنک ورودی به برج خنک کننده مدار بسته در تماس هستند.

بدیهی است که با این نوع خنک سازی درصد بسیار کمی از آب تبخیر می شود. بنابراین نیازی به معرفی آب جبرانی نیست و مصرف آب در این سیستم ها بسیار کم است. باید بدانید که دمای هوای بیرون به شدت بر عملکرد برج خنک کننده مدار بسته تاثیر می گذارد. زیرا با افزایش دمای خشک محیط بیرون، هوای ورودی به برج خنک کننده نیز گرم می شود. فقدان هوای خنک خنک کننده آب را کند می کند و کارایی سیستم را کاهش می دهد.

برج خنک کننده مدار باز (مرطوب)

روش حذف حرارت در برج خنک کننده مرطوب مستقیم است. یعنی جریان هوا و جریان آب مستقیماً با یکدیگر برخورد می کنند و شرایط را برای عملیات تبخیر فراهم می کنند. عملیات تبخیر (تماس مستقیم آب و هوا) باعث می شود راندمان برج خنک کننده مدار باز همیشه بالا باشد. اما این دستگاه ها چگونه کار می کنند؟

ابتدا آب گرم صنعتی از طریق لوله های ورودی وارد برج خنک کننده در گردش می شود. سپس آب گرم به قسمت بالایی دستگاه هدایت می شود تا در مدار سیستم توزیع آب برج قرار گیرد. آب گرم توسط نازل های سر آبپاش بر روی سطوح خنک کننده پکینگ پاشیده می شود. به یاد داشته باشید که بسته بندی رسانه ای را می توان به طور کلی به عنوان یکی از دو نوع بسته بندی اسپلش یا بسته بندی فیلم انتخاب کرد. در عین حال جریان خنک هوای بیرون از طریق فن های دستگاه وارد دستگاه می شود. هوای خنک بر روی سطوح بسته بندی برج خنک کننده مدار باز جریان دارد. در واقع بسته بندی رسانه دو وظیفه مهم دارد:

ابتدا سطح تماس آب با هوا را افزایش می دهد. هرچه این سطح تماس بیشتر باشد، مطمئناً لایه آب گرم تشکیل شده حجم کمتری دارد و عملیات خنک سازی با قدرت و سرعت بیشتری انجام می شود.

موضوع دوم افزایش زمان تماس است. با افزایش زمان تماس بین آب و جریان هوا، آب داغ در برج خنک کننده سریعتر خنک می شود. پس از خنک شدن آب، این حجم آب به ظرف جمع آوری زیرین دستگاه منتقل می شود. لوله های خروجی در نهایت وظیفه بازگرداندن آب خنک شده به چرخه تولید را بر عهده دارند.

تلاش بر این است که دمای آب گرم برابر یا کمتر از دمای هوای محیط اطراف برج خنک کننده باشد. چنین سیستم های خنک کننده ای به عنوان برج های خنک کننده نیز شناخته می شوند.

سیستم کولینگ تاور طبیعی

این سیستم برج برای نیروگاه ها و صنایع بزرگ استفاده می شود. هوای گرم و مرطوب به دلیل تفاوت چگالی با هوای خشک به طور طبیعی به سمت بالا و به سمت برج کشیده می شود. این برج ها شکل مارپیچی دارند و با حرکت گرما به سمت بالا و خنک شدن هوای خنک را به محیط باز می گرداند.

سیستم کولینگ تاور مکانیکی

در سیستم این نوع برج ها از یک فن با نیروی محرکه برای کشیدن هوای گرم به داخل برج استفاده می شود. فن هایی که به طور معمول در این سیستم برای کشیدن هوا استفاده می شوند، فن های پروانه ای و سانتریفوژ هستند. عملکرد این برج موثرتر و بهتر از نوع طبیعی است، اما به دلیل مصرف انرژی بیشتر توسط این نوع، هزینه بیشتری دارند.

سیستم برج خنک کننده متقاطع

در این سیستم جریان هوا به صورت عمودی بر روی جریان آب از بالا به پایین وارد شده و با مواد پرکننده برخورد می کند. در این مدل جریان هوا و آب با یکدیگر تلاقی دارند. جریان هوا در نهایت از طریق یک فن به جو باز می گردد.

سیستم برج خنک کننده مخالف یا مخالف

در این سیستم جریان هوا بر خلاف جریان آب وارد می شود. جریان هوا به سمت بالا و جریان آب به سمت پایین حرکت می کند. نکته مهم در این برج این است که برای عبور هوا از سیستم پاشش باید لوله ها و نازل ها از یکدیگر دور باشند تا جریان هوا را مختل نکنند. سیستم برج خنک کننده مقابل در هوای سرد کمتر یخ می زند و در دراز مدت باعث صرفه جویی در مصرف انرژی می شود.

سیستم برج خنک کننده القایی

در این نوع یک فن در بالای برج خنک کننده تعبیه شده است که هوای گرم را در سراسر برج می کشد. به دلیل سرعت بالای هوای خروجی، امکان گردش مجدد وجود ندارد. حذف کننده های دریفت برای کاهش احتمال گیرکردن قطرات آب در جریان هوای خروجی استفاده می شود. برج های کششی القایی کارآمدتر از طراحی اجباری هستند. زیرا در مقایسه با طرح اجباری 30 تا 75 درصد انرژی کمتری مصرف می کنند.

رزین سختی گیر

رزین سختی گیر

رزین سختی گیر به عنوان یک محیط تبادل یونی عمل می کند. به همین دلیل به آنها رزین های تبادل یونی نیز می گویند. این رزین در اشکال بسیار ریز موجود است که معمولاً شعاع 0.25-0.5 میلی متر دارند. رنگ این رزین ها زرد یا سفید است و نحوه قرارگیری این دانه ها در کنار هم متخلخل است به طوری که سطوح بالایی رزین تو در تو می باشد.

رزین های تجاری از پلی استایرن سولفونات ساخته می شوند. عملکرد این یون ها به این صورت است که آزاد شدن یک یون با به دام افتادن یون دیگری همراه است.

رزین های تبادل یونی کاربردهای مختلفی دارند. یکی از مهمترین آنها استفاده از این رزین ها در دستگاه های تصفیه آب است.

با استفاده از تبادل یونی، کلسیم و منیزیم موجود در آب را می گیرد و یون های سدیم را جایگزین آن می کند. رایج ترین رزین سختی گیر مورد استفاده، آنیونی و کاتیونی است که یون های دارای بار منفی را در یون های آنیونی و یون های دارای بار مثبت را در یون های کاتیونی جذب می کند.

روش های پیش تصفیه برای رزین سختی گیر

رزین سختی گیر اغلب حاوی مقداری حلال باقیمانده، الیگومرها و مقدار کمی یون فلزات سنگین مانند Fe3+، Cu2+ و غیره در فرآیند تولید است. اگر این ناخالصی ها از قبل حذف نشوند، آب محصول در مراحل اولیه استفاده آلوده می شود.

رزین تصفیه آب را می توان قبل از استفاده با مقدار زیادی آب شستشو داد تا زمانی که آب تخلیه شده بی رنگ، بی بو و بدون کف شود. معمولاً نیم ساعت طول می کشد تا تمیز شود. اگر از رزین کاتیونی اسید قوی برای تولید آب نرم در یک مبدل یونی سدیم استفاده شود، می توان آن را در آب نمک 10 درصد (NaCl) به طور مکرر (هر بار آب نمک تازه) برای 3 تا 4 بار خیسانده، هر بار خیساندن تا خیساندن برای 1 ساعت. و سپس به طور کامل بازسازی می شود که می توان از آن استفاده کرد. در صورت تولید آب خالص، رزین تبادل کاتیونی بسیار اسیدی باید خیس شود و با 4-5% HCl، 4% NaOH و 4-5% هیدروکلراید، هر زمان خیساندن کمتر از 1 ساعت شسته شود. ، سپس به طور کامل بازیابی و آماده استفاده است. رزین تبادل آنیونی از نوع پایه قوی خیس می شود و با 4٪ NaOH، خیس شده با 4-5٪ HCl شسته می شود

 پیش تصفیه جدید رزین تبادل یونی

رزین تبادل یونی جدید اغلب حاوی حلال‌ها، موادی هستند که در واکنش پلیمریزاسیون شرکت نکرده‌ اند و مقادیر کمی از پلیمرهای کم، و همچنین ممکن است یون‌های فلزات سنگین مانند آهن، آلومینیوم و مس را جذب کنند. هنگامی که رزین با آب، اسید، قلیایی یا محلول های دیگر تماس پیدا می کند، ناخالصی های محلول فوق به محلول منتقل شده و کیفیت پساب را در مراحل اولیه استفاده آلوده می کند. بنابراین، رزین جدید باید قبل از عملیاتی شدن، پیش تصفیه شود.

حمل و نقل و نگهداری محصولات

محصول باید مرطوب نگه داشته شود و دمای آن ترجیحاً بالای 0 درجه باشد. اگر برای مدت طولانی استفاده نشود، می توان آن را مهر و موم کرد یا با بیش از 5٪ آب نمک اضافه کرد. در هنگام حمل و نقل، عمدتاً ضد یخ بوده و اجسام سنگین را روی رزین قرار ندهید تا از خرد شدن رزین جلوگیری شود.

پیش تصفیه رزین

به طور کلی لازم است که از فرآیند قلیایی - آب - اسید - آب برای تصفیه استفاده شود و کاملاً لازم است که سه سیکل مورد نیاز باشد و در نهایت فرم یونی مورد نیاز پردازش شود.

 پر کردن رزین

نرخ انبساط تبدیل رزین باید در نظر گرفته شود و فضای کافی برای جلوگیری از سرریز رزین و اطمینان از سطح مناسب مایع فراهم شود. نسبت قطر ستون باید در محدوده معقولی باشد تا از جریان بایاس جلوگیری شود. برای حذف حباب های هوا در لایه رزین باید از بسته بندی ستون مرطوب یا شستشوی معکوس استفاده شود.

علل و روش های پیشگیری از آلودگی رزین

رزین تبادل یونی توسط مواد جامد معلق، کلوئیدها، مواد آلی، میکروارگانیسم ها، فلزات سنگین، اکسیدها و سایر ناخالصی های مضر محلول در آب خام در طول فرآیند کاربرد مورد حمله قرار می گیرد که باعث می شود عملکرد رزین به طور قابل توجهی بدتر شود. در یک مورد کانال های مبادله داخل رزین توسط ناخالصی های فوق مسدود شده، سطح آن پوشیده شده و یا گروه های تبادلی اشغال شده و در نتیجه ظرفیت تبادل رزین به میزان قابل توجهی کاهش یافته و مشکل ایجاد می شود. در بازسازی وضعیت دیگر این است که ناخالصی های مضر ساختار اتصال متقابل رزین را می شکند یا گروه تبادل را از بین می برند، رزین آسیب می بیند، قطعات توسط آب از بین می روند و ظرفیت تبادل کاهش می یابد.

قبل از اینکه مایع وارد ستون رزین شود، باید مراحلی مانند لخته سازی، فیلتراسیون یا فیلتراسیون شنی را طی کند تا از عدم وجود جامدات معلق اطمینان حاصل شود تا منافذ رزین مسدود نشود.

 اگر رزین به مدت طولانی در ستون استفاده نمی شود، باید آن را شسته و ذخیره کرد و یا می توان آب نمک را به محیط مقاوم در برابر نمک اضافه کرد تا پلیت ها دچار کم آبی نشوند. رزین نیاز به شستشوی معکوس دارد تا رزین شل شود تا از کیک شدن و ریزش آن جلوگیری شود.

رزین را مرطوب نگه دارید:

 رزین در کارخانه با آب اشباع شده است. در حین حمل و نقل به آب بندی و یکپارچگی بسته بندی دقت کنید و از خشک شدن رزین در اثر از دست دادن آب جلوگیری کنید. زمان نگهداری رزین نباید خیلی طولانی باشد. در صورت عدم استفاده بیش از یک سال، بسته بندی را دست نخورده نگه دارید. بهتر است آن را مستقیماً در یک ظرف در بسته پر از محلول NaCl 10٪ نگهداری کنید.

اجتناب از گرما یا یخ زدگی:

 بهترین دمای محیط برای نگهداری رزین 5-20 درجه سانتیگراد است که برای جلوگیری از یخ زدن و ترکیدن رزین کمتر از 0 درجه سانتیگراد نیست. مناطق شمالی باید از حمل و نقل رزین در زمستان اجتناب کنند. اگر رزین باید در دمای پایین حمل و نگهداری شود، رزین را می توان در آب نمک اشباع قرار داد. رزین را نباید در نزدیکی تجهیزات با دمای بالا و زیر نور مستقیم خورشید قرار داد. هنگامی که دمای نگهداری بیش از حد بالا باشد، به راحتی به دلیل رشد سریع میکروارگانیسم ها باعث آلودگی رزین و کپک زدن می شود. در محیط دمای بالا برای مدت طولانی، گروه تبادل رزین از بین می رود و ظرفیت تبادل و عمر مفید رزین تحت تاثیر قرار می گیرد.

مخزن استیل

مخزن استیل

نوع دیگری از مخزن استیل دو جداره می باشد که در ظرفیت های مختلف تولید می شود. در مخزن دوجداره استیل بر خلاف سایر مخازن پلی اتیلن که بدنه دو جداره آنها مربوط به مقاومت مخزن است، دو جداره یا سه جداره بودن بدنه ربطی به فشار کاری و مقاومت بدنه ندارد. و غیره. بلکه دیوار دوم فقط برای یک هدف عملیاتی خاص اضافه می شود. به عنوان مثال، اکثر راکتورهای فولادی با دو جداره ساخته می شوند. زیرا اولاً راکتور یک مخزن استیل معمولی است که یک موتور الکتریکی با شفت و قرقره مربوطه روی آن نصب شده و وظیفه چرخش همزن را انجام می دهد. دوم، همانطور که در بالا ذکر شد، هدف از بخش دوم اهداف خاص است. در ساده ترین توضیح، دیوار دوم وظیفه جلوگیری از انتقال حرارت را انجام می دهد. بنابراین در مخزن استیل استفاده از پشم شیشه، پشم سنگ و سایر عایق های حرارتی بین جداره اول و دوم برای این منظور می باشد.

در موارد دیگر که نیاز به نصب کویل مارپیچ مسی یا فولادی بین دو جداره باشد، دیواره دوم برای افزایش یا کاهش دمای سیال اصلی داخل مخزن ساخته می شود. نوع دیگری از مخزن دو جداره فولادی با بوش برای ورودی و بوش برای برگشت آب گرم دیگ آبگرم تعبیه شده است. به این ترتیب سیال گرمایشی بین دو جداره جریان می یابد و سیال گرمایشی در دیواره داخلی قرار می گیرد.

مخزن استیل تولید شده با استیل درجه 316

در محیط هایی که نسبت به درجه 304 به مقاومت خوردگی بیشتری نیاز دارند، از گرید 316 استفاده می شود. این گرید مانند 304 آستنیتی و غیر قابل سخت شدن است و با عملیات حرارتی سخت نمی شود. عنصر کربن باید حداکثر 0.08 درصد باشد و نیکل در عیار فولاد 316 کمی بیشتر از 304 است. اختلاف شاخص بین 304 و 316 عنصر مولیبدن است که حداکثر 3 درصد به عیار 316 اضافه می شود. مولیبدن مقاومت به خوردگی این گرید را در برابر مواد خورنده شیمیایی، محلول ها و به ویژه در برابر کلریدها افزایش می دهد. مولیبدن یکی از قوی ترین عناصر آلیاژی برای جلوگیری از خوردگی است.

با وجود مولیبدن می توان از این گرید در محیط های در معرض نمک های سدیم و کلسیم، محلول های هیپوکلریت، اسیدهای فسفریک و محلول های اسید سولفوریک استفاده کرد. همچنین تجهیزات مورد نیاز در اتاق عمل و جراحی نیز از این آلیاژ تولید می شود.

دستگاه مخزن فرآیند برای گرم کردن شیر به کمک آب داغ دیگ و حفظ دمای آن برای پاستوریزه شدن در مدت زمان مورد نیاز استفاده می شود و در ظرفیت 500 تا 10000 لیتر در ساعت تولید و عرضه می شود.

کاربرد مخزن فرآیند در مخازن فرآوری کره، خامه و هامپنین، مخازن فرآوری محصولات کشت شده مانند ماست می باشد. شرکت هلدینگ صنایع برتر تولید کننده تانکر فولادی، مخزن استیل و تولید کننده مخازن استیل می باشد.

ورق مخزن استیل

در ساخت مخزن استیل می توان از ورق های گرید (200، 300، 400) استفاده کرد که هر کدام ویژگی ها، معایب و مزایای خاص خود را دارند. فولاد زمانی که حاوی حداقل 10.5 درصد کروم باشد ضد زنگ است. کروم با اکسیژن موجود در هوا واکنش می دهد و اکسید کروم را روی سطح فولاد ضد زنگ تشکیل می دهد. این لایه با چشم قابل مشاهده نیست، اما از زنگ زدن فولاد جلوگیری می کند. فولاد درجه 300 حاوی آهن، کروم، نیکل با کمتر از 0.1 درصد کربن است، اما فولاد درجه 400 فقط حاوی آهن و کروم با کمتر از 0.1 درصد کربن است. باید اذعان داشت که رایج ترین گرید فولادی 304 است که به کلاسیک 18.18 معروف است. 316 بعد از 304 معروف ترین عیار فولاد است و در صنایع غذایی و پزشکی کاربرد دارد. این فولاد به دلیل وجود مولیبدن در ترکیبات خود در برابر فرسایش بسیار مقاوم است و همچنین به دلیل مقاومت بالا در برابر کلر جایگزین مناسبی برای فولاد 304 در صنایع می باشد. دریایی است. البته همانطور که گفته شد فولاد 304 در صنعت کاربرد فراوانی دارد اما استیل که به وفور در مقابل چشمان ما قرار می گیرد فولاد سری 400 است مثلاً عیار 410 آن در برابر خوردگی مقاومت کمی دارد و در برابر سایش بسیار مقاوم است. یا فولاد 420. که قابلیت پولیش را دارد در قاشق و چنگال در منزل استفاده می شود. گریدهای تخصصی تری دیگری نیز برای فولاد وجود دارد که از جمله آنها می توان به فولاد نسوزیا همان 310 اشاره کرد که تا 900 درجه سانتیگراد تحمل دمایی دارد و این ویژگی منحصر به فرد به دلیل وجود مقدار زیادی کروم است. حدود 18 درصد در این آلیاژ از فولاد ساخته شده است. مانند سایر بخش های صنعت، در صنعت ساخت مخزن استیل ، فولاد 304 بیشترین استفاده را دارد زیرا قیمت مناسبی دارد و به وفور موجود است. به طور گسترده در صنایع غذایی و صنایعی که بهداشت نگهداری مواد اهمیت دارد استفاده می شود و همچنین مورد تایید سازمان های نظارتی بهداشت است. استیل (L 304) با کیفیت ترین نوع ورق مخزن استیل 304 می باشد، حرف L در این گرید به معنی کم کربن بودن این فولاد (کم کربن) است که در واقع نشان دهنده خلوص بالاتر این فولاد نسبت به نمونه های معمولی آن است.

سازنده مخزن استیل ساخت تانکر فولادی

برای تولید مخزن استیل ابتدا به اطلاعاتی برای طراحی بهینه مخزن نیاز است. به طور کلی می توان این داده ها را به صورت زیر توصیف کرد:

حجم مورد نیاز کارفرما

نوع سیال مورد نظر برای ذخیره سازی یا پردازش

کاربرد مخزن: فقط ذخیره سازی یا انجام فرآیند، به ویژه روی سیال

فضای موجود در سایت پروژه مشتری

موارد فوق اصلی ترین اقلام مورد نیاز برای طراحی و ساخت مخزن استیل توسط سازنده می باشد که هر کدام شامل زیر مجموعه های زیادی خواهد بود. به عنوان مثال نوع سیال مورد نظر بسیار مهم و ضروری است. بر اساس نوع سیالی که قرار است ذخیره شود، کارشناس تعیین می کند که از کدام درجه فولاد برای ساخت مخزن استفاده کند. همانطور که در بالا ذکر شد برای سیالات غیر خورنده از استیل 304 استفاده می شود، اما در صورتی که کارفرما اعلام کند سیال مورد نظر اسیدی یا خورنده است، سازنده از عیار استیل 316 برای ساخت استفاده می کند.

مورد بعدی استفاده از مخزن است. تعداد دیواره های مخزن استیل بر اساس کاربری مورد نظر تعیین می شود. به عنوان مثال، مخازن استیل تک جداره برای مقاصدی استفاده می شود که هدف آن ذخیره سازی تنها یک سیال است، مخان استیل دو جداره برای سیالاتی که نیاز به پایداری دما دارند و برای اهداف خاص مانند فرآوری یا فرآوری محصولات لبنی، سه از مخازن استیل دیواری یا مشابه آن استفاده شود. مخزن فرآیند استفاده شده 

علاوه بر بحث در مورد تعداد دیوارهای مورد نیاز در مخزن استیل ، لوازم جانبی برای ساخت مخزن استیل وجود دارد که توسط سازنده بر اساس استفاده از مخزن اضافه می شود. در زیر تعدادی از این وسایل آورده شده است:

همزن

شیشه جانبی

آبنما

عایق حرارتی

CIP یا توپ شستشو

نردبان فولادی

درب دستی و درب منهول

ژاکت تخم مرغ (شانه تخم مرغ)

فاکتور فضای محل پروژه نیز در تعیین مشخصات هندسی مخزن بسیار مهم است. تعیین افقی یا عمودی، تعیین قطر و ارتفاع بر اساس اطلاعات کارفرما تعیین می شود.