عوامل موثر در خنك كردن برج هاي خنك كننده

عوامل موثر بر خوردگی در برج خنک کننده شامل مقدار PH، سختی کلسیم، تجمع یون‌های مهاجم، غلظت کلرین، دما و سرعت آب می‌باشند. در بخش بعدی این مطلب از قصد داریم تا به روش‌های اندازه‌گیری خوردگی بپردازیم که به طور خلاصه عبارتند از استفاده از کوپن ها، اندازه‌گیری الکتریکی و مبدل‌های حرارتی.در بررسی موارد مطرح شده در بالا، مشاهده می‌کنیم که تاثیرات مواد شیمیایی بازدارنده‌های خوردگی به صورت گسترده ای با تغییرات کیفیت آب، مثل PH، غلظت نمک‌های محلول، سختی آب و شرایط عملیاتی مثل دما و سرعت آب تغییر می‌کند.

بررسی عوامل موثر بر خوردگی در برج خنک کننده

خوردگی در برج خنک کننده

میزان بازدارندگی خوردگی در محدوده PH مابین 6.5 تا 9.0 تقریبا ثابت است. اگرچه بازدارنده‌های رسوب به همراه بازدارنده‌های خوردگی در آبهایی با PH بیشتر از دلیل جلوگیری از تشکیل رسوب کربنات کلسیم و فسفات کلسیم بایستی استفاده شوند.  مقدار پرتاب آب کمترین بخش را در محاسبه آب جبرانی برج خنک کننده تشکیل می‌ دهد و به طور تقریبی حداکثر برابر 0.01 درصد دبی آب در گردش در برج خنک کننده می‌ باشد.

فسفات‌ها و فسفونات‌ها، اثرات بازدارندگی خوردگی پایداری در حضور یون کلسیم نشان می‌دهد. برای دستیابی به میزان مناسب اثرات بازدارندگی، برای آب با سختی کلسیم پایین‌تر، میزان بیشتری مواد بازدارنده مورد نیاز است، در حالیکه برای آب با سختی بالاتر‌، میزان کمتری احتیاج می‌باشد.

یون‌های مهاجم نظیر کلراید و سولفات، در غلظت‌های بالا به لایه‌های محافظ که توسط بازدارنده‌ها ایجاد شده حمله می‌کند و تاثیرات آن را کاهش داده و یا از بین می‌برد. به طور کلی بازدارنده‌های خوردگی با فرمول نمک‌های روی کمتر تحت تاثیر حمله این یون ها قرار می‌گیرد.

ترکیبات کلرین، هیپو کلریت سدیم، کلرین مایع و غیره معمولاً برای کنترل لجن و به منظور گندزدایی با میزان 0.3 تا 1.0 میلیگرم بر لیتر در سیستم‌های خنک کننده استفاده می‌شود. اگرچه میزان کلرین باقی مانده در سیستم، بعضی مواقع به دلیل عدم کنترل کلریناسیون به مقدار بیشتری می‌رسد.

در صورت عدم استفاده از بازدارنده‌ها میزان خوردگی به صورت تناسبی با میزان افزایش دمای آب 25 تا 50 درجه سانتی گراد، افزایش پیدا می‌کند. تاثیرات دمای آب مابین دمای 50 تا 80 درجه سانتیگراد چندان مشهود نمی‌باشد، ولی در صورت استفاده از بازدارنده پلی فسفات – روی بازدارندگی خوردگی را در دمای 30 تا 80 درجه سانتیگراد نشان می‌دهد.

هرچه سرعت آب بیشتر باشد، میزان خوردگی افزایش می‌یابد. از طرف دیگر در حضور مواد بازدارنده، هرچه سرعت آب بیشتر باشد، میزان خوردگی افزایش می‌یابد. همچنین در حضور مواد بازدارنده، هرچه سرعت آب افزایش یابد تاثیرات بازدارندگی بهتری مشاهده می‌شود، زیرا میزان نفوذ مواد بازدارنده در سطح فلز افزایش می‌یابد.

بنابر این یک سرعت بهینه برای آب، میزانی است که بیشترین تاثیرات بازدارندگی خوردگی بدست می‌آید.مقدار PH، سختی کلسیم، تجمع یون‌های مهاجم، غلظت کلرین، دما و سرعت آب مجموعه عوامل موثر بر خوردگی در برج خنک کننده ساختمان می‌باشد

کوپن‌ها، تیغه‌های فلزی وزن شده‌ای هستند که به مدت طولانی معمولاً یک الی سه ماه در مسیر آب خنک کننده قرار داده می‌شوند. بعد از اینکه آنها را بر می‌دارند، تمیز نموده و مجدداً آنها را وزن می‌کنند. میزان کاهش وزن تیغه نشان دهنده میزان خوردگی می‌باشد.

میزان خوردگی که بوسیله‌ی یک کوپن نشان داده می‌شود، ممکن است قابل ملاحظه و یا قابل اغماض باشد. اما وجود حفره‌ها همیشه جدی است، حتی اگر اندک باشد. بدیهی است که کنترل و جلوگیری از تشکیل حفره نسبت به خوردگی عمومی، چنانچه طولانی بودن عمر تجهیزات مد نظر باشد، بسیار مهم است.

در این روش با استفاده از اندازه‌گیری مقاومت الکتریکی، سرعت خوردگی اندازه‌گیری می‌شود. اساس این اندازه‌گیری این است که مقاومت یک هادی الکتریکی با عکس سطح مقطع آن متناسب است. یک سنسور فلزی در مسیر آب خنک قرار داده می‌شود، سپس با پیشرفت خوردگی سطح مقطع تیغه فلزی کاهش یافته و مقاومت آن افزایش می‌یابد، تغییر مقاومت به خوردگی آب نسبت داده می‌شود.

اندازه‌گیری خوردگی که بر اساس مقاومت عمل می‌کند مانند کوپن آزمایشی بصورت تجارتی در اختیار می‌باشد. برای بدست آوردن مقاومت خوردگی نیاز به یک مدت زمان نسبتا طولانی می‌باشد.

استفاده از یک لوله فلزی دوجداره که در جدار بیرونی آن بخار قرار داشته و از داخل آن آب خنک کننده عبور می‌کند، اغلب راهی برای شبیه‌سازی فرآیند مبدل‌های حرارتی است، که به تبع آن می‌توان میزان خوردگی و تشکیل رسوب را پیش بینی کرد. » » عوامل موثر در خنك كردن برج هاي خنك كننده

عوامل موثر در خنك كردن برج هاي خنك كننده

1- سطح تماس آب و هوا:

راندمان برج خنک کننده را با تبديل هر چه بيشتر آب به قطرات ريز آب و سطح تماس بيشتر آب با هوا افزايش مي دهند.

2- سرعت آب:

اگر سرعت آب را بتوان كاهش داد تا با هواي بيشتري در تماس قرار گيرد، راندمان خنك كننده افزايش پيدا مي كند .اين عمل توسط تخته هاي پخش كننده آب عملي مي شود نقش مجموعه اين تخته ها اعم از يا  و غيره در کولینگ تاور جلوگيري از سرعت ريزش آب است.در چنين شرايطي آب با هوا تماس بيشتري داشته و در نتيجه تبادل حرارتي آن بيشتر مي شود.

بر اين اساس در طراحي ها در محيطي كه درجه حرارت آب خروجي از برج و درجه حرارت هواي ورودي به برج نزديك باشد ارتفاع برج را بلندتر اختيار كرده تا از سرعت سقوط آب كاسته شود تا آب در نتيجه تماس با هوا خنك گردد.

در چنين وضعيت قيمت هاي برج ها حدود 700-60 درصد بيشتر از برج هايي است كه در محيطي قرار گرفته اند كه اختلاف درجه حرارت آبي خروجي از برج و درجه حرارت هواي ورودي به برج زياد مي باشد.

3- سرعت جريان هوا :

اگر سرعت دميدن هوا در داخل برج زياد باشد مقداري از آب را همراه خود برده و اگر سرعت كم باشد آب را به خوبي خنك نمي كند.معمولاً نسبت L/G يعني نسبت آب به هوا را در حدود 5/1 –75/0 پاوند در ساعت در نظر مي گيرند.

تنظيم سرعت هوا در داخل برج به وسيله بادگيرها (LOUVERS) كه مي توان زاويه آنها را كم يا زياد نموده و همچنين توسط تغيير زاويه پره هاي فن دمنده يا مكنده هوا انجام مي گيرد.

4- اختلاف درجه حرارت آب خروجي و هواي ورودي

5- رطوبت هوا هر چه بيشتر باشد راندمان خنك شدن برج پايين مي آيد.

6- روش پخش آب

7- نوع آکنه های برج

به تجربه ثابت شده است که برای هر 10 درجه فارنهایت افت دما در برج خنک کننده میزان تبخیر در حدود یک درصد کل آب در حال گردش می باشد.

عوامل موثر در خنك كردن برج هاي خنك كننده

عوامل مؤثر در طراحی را بطور خلاصه می توان بصورت زیر بیان کرد:

1- میزان افت درجه حرارت (اختلاف دمای ورودی وخروجی برج)

2- اختلاف بین درجه حرارت آب سرد و درجه حرارت مرطوب هوا

3- دمای مرطوب محیط : اصولاً خنک کردن آب زیر این دما غیر ممکن است

4 – شدت جریان آب

5- شدت جریان هوا

6- نوع آکنه های برج

7- روش پخش آب

به تجربه ثابت شده است که برای هر 10 درجه فارنهایت افت دما در میزان تبخیر در حدود یک درصد کل آب در حال گردش می باشد .چون نمک های کلرور حلالیت زیادی دارند غلظت یون کلر در آب ورودی به برج وآب در حال گردش راهنمای بسیار خوبی برای تعیین غلظت بوده و بنابراین همیشه باید آنرا بازدید و بررسی نمود.

افزایش غلظت مواد محلول و مواد معلق در آب در حال گردش در برج خنک کننده ایجاد اشکال می نماید که برای جلوگیری از افزایش غلظت مواد محلول و مواد معلق مقداری از آب در حال گردش را تخلیه می کنند که این آب در صنعت به زیر آب (Blow down) معروف است . رشد جلبک برج خنک کننده می تواند جریان آب در برج خنک کننده را کاهش دهد بنابراین تبادل گرما نیز کاهش می یابد.

مقدار آب برج همچنین ممکن است تصادفی یا بوسیله باد تقلیل یابد . اصولاً در برجهای خنک کننده مقداری آب بصورت گرد درآمده و توسط باد یا کشش از برج خارج می شود .مقدار تخلیه لازم در برج برای کنترل مواد محلول و معلق مجاز را می توان از رابطه زیر بدست آورد :

M=(B+W)*C
که در رابطه فوق :

C : ضریب غلطت پیشنهاد شده برای برج