برج خنک کننده جریان طبیعی

برج خنک‌کننده یا برج خنک‌کن وسیله‌ای برای دفع حرارت زاید آب مورد استفاده در چگالنده به جو از طریق تبادل حرارتی با هوا است. این دستگاه ها معمولا با تبخیر آب، حرارت ایجاد شده در یک واحد شیمیایی را دفع کرده و سیال سرویس را تا دمای حباب مرطوب هوا پایین می‌آورند. این وسیله های صنعتی همانند هر وسیله دیگر دارای انواع مختلفی می باشد که یکی از آن ها برج خنک کننده جریان طبیعی است. در این مطالب از سایت پیکاتک به بررسی برج خنک کننده جریان طبیعی می پردازیم.

برج خنک کننده جریان طبیعی چیست ؟‌

برج خنک کننده جریان طبیعی، برج خنک کننده ای است که جریان هوا در آن به دلیل اختلاف چگالی بین هوای گرم شده داخل برج خنک کننده ( چگالی کمتر ) و هوای خنک بیرون ( چگالی بیشتر ) به وجود می آید. به طور معمول این نوع از برج های خنک کن در ابعاد بزرگ و ارتفاع بلند ساخته می شود ، برج خنک کننده هذلولی از جمله برج های خنک کننده با جریان طبیعی می باشد که در نیروگاه ها و واحد های صنعتی بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد.

برج خنک کننده جریان طبیعی از آنجا که در نیروگاه ها مورد استفاده قرار می گیرد به نام برج خنک کننده نیروگاه نیز شناخته می شود. برج خنک کننده هلر نیز نمونه ای از برج خنک کننده جریان طبیعی می باشد.برج خنک کننده جریان طبیعی یا اتمسفری از انواع برج خنک کننده است که فاقد پروانه هستند و از هیچ قطعه ای برای به جریان انداختن هوا استفاده نمی کنند. آب در داخل این برج ها فقط اسپری می شود و هوا هم به صورت طبیعی جریان پیدا می کند، بسیار ارزان هستند و عملکرد مطمئن ندارند و در مقابل باد و شرایط آب و هوایی به شدت تأثیر پذیر هستند.

نحوه عملکرد برج خنک کننده جریان طبیعی

در قسمت فوقانی برجهای خنک کن جریان طبیعی، سیستم توزیع آب برج خنک کننده قرار دارد که آب گرم را در سطح برج خنک کننده توزیع می کند. در قسمت زیر آن سطوح انتقال حرارت قرار گرفته است که نقش ایجاد سطح تماس میان آب و هوا را به عهده دارد. جریان هوا هم به صورت طبیعی از قسمت زیر وارد شده و از قسمت بالای برج خنک کننده خارج می شود. برج خنک کننده جریان طبیعی، از بتن ساخته شده و بسیار گران قیمت می باشد ، این نوع برج خنک کن به صورت گسترده در نیروگاه ها جایی که بار حرارتی پیوسته و مداوم وجود دارد مورد استفاده قرار می گیرد و عملکرد آن مورد اطمینان می باشد.

مشخصات فنی برج خنک کن جریان طبیعی

این نوع برج خنک کننده به نام برج خنک کننده ” ایترسون ” هم شناخته می شود . معمولا این نوع برج خنک کن بر اساس نیاز واحد مصرف کننده طراحی و ساخته می شود و معمولا در صنایعی که نیاز به توان خنک کاری 450 مگا وات به بالا می باشد از این نوع برج خنک کن استفاده می شود.

مزایا برج خنک کننده جریان طبیعی

مزایا برجهای خنک کننده جریان طبیعی به شرح زیر است

• مصرف انرژی پایین ( عدم مصرف برق و انرژی)
• نگهداری و تعمیرات محدود
• طول عمر بسیار بالا
• مناسب محیط زیست
• سر و صدای بسیار کم
• عملکرد مطمئن و ایمن
• بدون امکان چرخش مجدد هوا
• اشغال فصای محدود

برج خنک کننده هذلولی

برج خنک کننده هذلولی از انواع برج خنک کن جریان طبیعی می یاشد از جنس بتن ساخته می شود و دارای ابعاد و ارتفاع بسیار بلندی است. معمولا در نیروگاه ها و یا کارخانجاتی که به آب خنک فراوان احتیاج دارند استفاده می شود. جریان هوا در این برج ها به دلیل اختلاف فشار در ارتفاع بوجود می آید. ساخت این نوع برج خنک کننده، بسیار پرهزینه می باشد ولی عملکرد بسیار مطمئن دارد و برای صنایع حساس به کار می رود.

برج خنک کننده هلر

برج خنک کننده هلر برج خنک کننده ای است که به وسیله جریان هوای طبیعی و به صورت غیر مستقیم باعث خنک شدن آب می گردد ، یعنی آب درون مدار بسته به جریان در می آید و همزمان هوا بدون تماس مستقیم با آب و تبخیر با عبور از روی کویل ها باعث خنک شدن آب می گردد. این برجها، به نام برج خنک کننده، مدار بسته نیز شناخته می شود که در آن جریان هوا به عنوان دومین خنک کننده در نظر گرفته می شود. در ادامه به بررسی بیشتر این نوع برج خنک کننده می پردازیم.

اجزای تشکیل دهنده

اجزا برج خنک کننده جریان طبیعی به شرح زیر است:

1. لوله ها
2. حوضچه های مخزن برج خنک کننده
3. حذف کننده ها
4.  پکینگ ها

لوله ها

شامل قسمت های هستند که درجريان انتقال حرارت دخالت داشته در ضمن باعث می شود که مقدار آب گرد شده که همراه باد خارج مي شود کم شده و از خروج آنها از برج جلوگيري شود. همچنين نگهدار خوبی براي قسمتهای ديگر برج مي باشد.

حوضچه های مخزن برج خنک کننده

حوضچه در پائين برج قرار دارد که آب خنک کننده در آن جمع مي‌گردد.به حوضچه يک جريان بنام آب تکميلی يا آب جبرانی (MAKE UP) وارد مي شود و يک جريان براي استفاده در دستگاههاي تبادل حرارت از آن خارج مي گردد .علاوه بر جمع آوري آب در حوضچه ،آب قبل از اينکه به سمت کندانسور پمپ شود صاف نيز مي گرددکه این کار به وسیله یک صافی فلزی انجام می گردد

حوضچه هاي برجهاي بزرگ و مفيد از بتن ساخته شده اند .عموماً اين حوضچه ها طوري طراحي مي شوند که برج بدون اضافه کردن آب جبراني مي تواند براي چندين ساعت کار کند .از زهکش براي برطرف کردن لجن ته نشين شده و کنترل سطح آب در حالتي که جريان موج دار که در کف قرار دارد ترک مي کند و به ميان سرندي که از ورود اشغال تجمع يافته به ورودي پمپ جلوگيري مي کند، مي‌ريزد. زهکش در واقع یک خروجی از قسمت پایین حوضچه با فیلتر مضاعف به سمت مکش پمپ های کولینگ تاور می باشد

حذف کننده ها

اين وسيله از خارج شدن قطرات آب بوسيله کشش هوا از برج جلوگيري بعمل مي آورد . تيغه ها معمولاًطوری نصب می شوند که با سطح افق زاويه ای در حدود 45 درجه بسازد .جنس اين تيغه ها از چوب ، فلز يا پلاستيک ممکن است ساخته شده باشند.

 پکینگ ها

البته در انواع قدیمی شبکه های فلزی در برج های خنک کننده به جای پکینگ های فعلی مورد استفاده قرار می گرفت که در حال حاضر تقریبا منسوخ شده است.پکینگ ها بايد طوری  انتخاب شوند تا هم سطح تماس آب و هوا براي نسبتهاي بالاي انتقال حرارت و انتفال جرم مناسب ياشند و هم مقاومت کمتری  در مقابل جريان هوا داشته باشند .پکینگ ها  بايد محکم ، سبک و در برابر خوردگی و خراب شدن مقاوم باشد.

دو نوع پکینگ  که در برجهاي خنک کننده ممکن است مورد استفاده قرار گيرد به شرح زیر می باشند:

SPLASH PACKING

در اين نوع پکینگ ها، آب بر اثر برخورد با تيغه ها پخش و به صورت قطره قطره در آمده که در نتيجه ايجاد سطح وسيع مي نمايد .از آنجايکه قطرات آب همراه پيوسته بوده و وزن سنگين دارند اين نوع دسته بندي ممکن است در اثر جريان دائمي از هم گسيخته گردد.

FILM PACKING

در اين نوع پکینگ ها سطح وسيع از آب در اثر جريان آن در روي تيغه ها بوجود مي ايد;به طرق گوناگون  میتوان چنين سطح وسيعي ايجاد کرد.

در این مطالب از سایت پیکاتک به بررسی برج خنک کننده جریان طبیعی پرداختیم و درباره مشخصات و مزایایی آن بحث کردیم.