اجزا و قطعات اصلی کولینگ تاور

بررسی اجزای تشکیل دهنده برج خنک کننده

اجزای تشکیل دهنده برج خنک کننده یا اصطلاحاً cooling tower parts شامل قطعات اصلی کولینگ تاور بوده که هر یک وظیفه معینی را بر عهده دارند. شناخت بهتر اجزای برج خنک کن موجب بهبود عملکرد و کارایی دستگاه خواهد گردید. در واقع یک مصرف کننده از کولینگ تاور باید شرح مشخصی از اجزای کولینگ تاور را شناسایی نماید. در واقع شناخت هرچه بهتر تجهیزات و اجزای برج خنک کننده از اهمیت بالایی در بررسی کیفی کارکرد دستگاه برخوردار است. شناخت هرچه بهتر قطعات کولینگ تاور موجب می‌شود که در هنگام بروز مشکلات تشخیص بهتری جهت رفع موارد داشته باشیم. در این مقاله محتوایی سعی بر این شده است که به واکاوی موضوعات مختلف در خصوص اجزای اصلی و فرعی برج‌های خنک کننده بپردازیم.

اجزای اصلی تشکیل دهنده برجهای خنک کننده

این قطعات یا قسمتها قالباً در انواع کولینگ تاورهای مدار باز و مدار بسته کاربرد دارند و عدم کاربری آنها در بخشهای داخلی اجتناب ناپذیر است. به عنوان مثال شما نمی توانید یک را فاقد سیستم هوادهی یا هوارسانی فرض کنید. دلیل این موضوع هم این است که هدف اصلی یک برج خنک کن ایجاد جریان هوا جهت تماس آب به صورت مستقیم یا غیر مستقیم می‌باشد.

بنابراین سیستم هوادهی که خود شامل بخش‌های مختلفی است یکی از اجزای اصلی تشکیل دهنده انواع برج خنک کاری محسوب می‌گردد. در زیر لیست کاملی از اجزای اصلی کولینگ تاور را مشاهده می‌نمایید که یکی از مهم ترین قطعات برج های خنک کننده، پکینگ برج خنک کننده می باشد.

اجزای بدنه برج خنک کننده فایبرگلاس

کاربری این بخش برای صنایعی که نیاز به حجم بالایی از آب در گردش دارند اهمیت فراوانی دارد. حوضچه آب خنک یا اصطلاحاً تشتک (basin) یکی از مهمترین اجزای اصلی هر مدل کولینگ تاور محسوب می‌شود. برجهای خنک کننده به طور معمول ساختار بتنی یا فایبرگلاس کامپوزیتی دارند. این بخش برج خنک کن دو وظیفه اصلی و مهم دارد. هدف اول آن جمع آوری آب خنک تولیدی خروجی پکینگها به حساب می آید. دومین کارکرد تشتک ذخیره آب در جهت تشکیل ساختار نگهدارنده قطعات به یکدیگر می‌باشد.

دیواره یا پنل برج خنک کن سازه اصلی تشکیل دهنده بدنه دستگاه بوده که نقش محافظتی در برابر باد و ورود گردوغبار را دارد. سازندگان کولینگ تاور برای ساخت پنلها عموماً از متریال فایبر گلاس که الیاف حصیری و سوزنی است استفاده می‌کنند. این الیاف ها در ساختار فایبرگلاس با بکارگیری رزینهای چسبنده ایروفتالیک قوام پیدا نموده و مستحکم تر می‌شوند.

ضخامت این بخش از اعضای برج خنک کن بین 4 تا 8 میلی متر در نظر گرفته می‌شود. به منظور عایق بندی در مقابل هوا و آب در قسمتهای میانی از چسب پلی اورتان بهره می‌جوییم. پنل در بدنه برج خنک کننده بالای لوورها قرار گرفته و معمولاً فلنچ های ورودی بر روی آنها نصب می‌گردد.

این بخش یکی از حیاتی ترین اجزای اصلی بدنه فایبرگلاس برج خنک کن محسوب می گردد. فن دک یکی از قطعات بظاهر ساده ولی بسیار مهم است که مانند دود کش در بالای دستگاه قرار گرفته و هوای اشباع و داغ را خارج می کند. علاوه بر این موضوع یکنواختی جریان هوا با توجه به ساختار گلویی مانند آن در این جز امکان پذیر شده است. وظیفه جانبی این قطعه همچنان محافظت اجزای اصلی هوادهی همانند پروانه، کاهش سرعت و سایر قطعات را نیز عهده دار است.

در بسیاری از انواع برجهای مکعبی فایبرگلاس یا حتی مخروطی این قطعه همانند اتصالی بوده که سایر بخشهای بدنه را به یکدیگر وصل می نماید. ستونی ها ظاهری عمود به مانند نبشی با اندازه های بزرگ با بالهای 25 سانتی می باشند. به دلیل تحمل وزن بالا قطعات فن دک این بخش باید دارای ضخامت بالایی باشد و با حساسیت زیادی تولید گردد. ستونی ها اغلب دارای ساختاری فایبرگلس بوده و ضخامتی بالاتر از 5 میلی متر دارند. این قطعات ارتفاعی معادل مجموع ارتفاع پنل و لوور دارند.

وظیفه این بخش از اعضای برج خنک کاری مکش میزان مشخصی از هوای خشک و خنک از طرفین به داخل می‌باشد. ساختار ظاهری لوور یا کرکره هایی هست از متریال فایبرگلاس یا گالوانیزه و یا شکلی مشابه لانه زنبور داشته و در میان فریمی فایبرگلاس یا فلزی نصب می‌شوند. در هر صورت لوورها به طور معمول در بخش واسطه بین تشتک و پنلها نصب شده و از طرفین به ستونی ها مهار می‌شوند.

اگر نیاز به دریافت اطلاعات بیشتری در این زمینه را دارید، کافیست با شرکت دلتا کولینگ تماس حاصل فرمایید تا شما را در این زمینه راهنمایی کنیم.

اجزای جانبی برج خنک کننده

·        پکینگ یا پرکن های ایجاد سطح:

یا cooling tower packing در کولینگ تاور با هدف ایجاد سطح تبادل انرژی بکار برده می‌شود. پکینگ مدیا یا اصطلاحاً سطوح خنک کننده وظیفه ایجاد مقطع تماس بین آب و هوا را عهده دار است. در بیانی ساده تر پکینگها حکم یک نعلبکی در خنک کردن چای داغ را دارند که سبب کاهش دمای آب در برج می گردند.

·        قطره برگردان یا المیناتور:

قطره گیر یا drift eleminator قطعه ای است در کولینگ تاور که قطره هایی که به سمت پروانه مکش میشود را به سمت پایین هدایت می‌کند. از اجزای محافظتی دستگاه محسوب شده که در بالای سیستم پاشش و قبل از فن نصب می‌شود. قطره گیرها عمدتاً دارای دو تیپ لانه زنبوری و تیغه ای می‌باشند و از جنس‌های مختلف همچون PP ، PVC و HDGS تولید می‌شوند.

اسپری نازلها در اغلب اکثریت انواع برجهای خنک کننده تیپ مکعبی فایبرگلاس یا فلزی مورد کاربرد قرار می‌گیرند. وظیفه اصلی نازل یا افشانک در برج خنک کن پاشیدن آب داغ بر روی پکینگها و تماس آنها با جریان هوای مکشی یا دهشی فن به حساب می آید. نازلهای پاششی عمدتاً سیستم ثابتی در پاشش دارند و به دو دسته تحت فشار و ثقلی تقسیم بندی می‌شوند.

سیستم پاشش آب در برج‌های خنک کننده مخروطی فایبرگلاس از نوع چرخان یا دورانی می‌باشد. قطعه‌ای که وظیفه چرخش و پاشش آب به نقاط مختلف را عهده پذیر است نام دارد. آبگردان‌ها اغلب به دلیل پاشش آب تحت فشار از متریال‌های فلزی همچون آلومینیوم یا برنج طراحی و تولید می‌شوند.

جریان آب داغ ورودی به نازل یا آب پخش کن ها توسط این بخش میان اجزای مختلف کولینگ تاور توزیع می‌گردد. این قسمت مثل رگهای خونی بدن خون را به قلب و سایر اعضای مهم انتقال می‌دهد.

کمربندهای دور لوله با هدف اتصال فی ما بین لوله و نازل در انواع برج‌های خنک کننده مکعبی بکار برده می‌شوند. بست کمربندی عموماً بر رو لوله توسط دو المان نر و مادگی پیچ شده و نازلها نیز بر روی آن رزوه می‌گردند.

تغذیه انرژی مورد نیاز جهت چرخش پروانه و ایجاد جریان هوا در میان پکینگ‌ها بر عهده موتور یا مولد انرژی مکانیکی قرار دارد. موتورهای برق با مصرف میزان معینی انرژی الکتریکی سبب ایجاد گشتاور مورد نیاز برای چرخیدن فن خواهند شد.

·        فن یا پروانه سیستم هوادهی:

ایجاد تلاطم در هوا و جابجایی آن در بین اجزای مختلف برج خنک کننده بر عهده این عضو می‌باشد. در دو تیپ محوری یا حلزونی با هدف ایجاد فشار نسبی در هوا و انتقال آن به بخش پکینگها سبب خنک تر شدن آب می‌شوند.

·        سیستم کاهنده دور یا انتقال قدرت:

گشتاور یا نیروی مکانیکی ایجادشده در دینام توسط شافت و بلبرینگ در دو نوع گیربکس یا تسمه‌ای به پروانه انتقال می‌یابد. بسیاری از انواع ظرفیت‌های بالا در برج خنک کننده از اجزای این بخش بهره می‌جویند.

فلنچ ورودی و خروجی، سرریز، تخلیه و فلنچ شناور آب جبرانی از اصلی ترین اجزای مورد کاربری در برجهای خنک کننده به شمار می‌آیند. بسیاری از سازندگان این قطعات را در بخش واحد تراشکاری تهیه کرده و در کولینگ تاورهای تولیدی خود بکار می‌برند.

در بسیاری از محیطهای صنعتی بالا بودن حجم گرد و غبار محیطی و آلاینده‌های موجود در هوا موجب اختلال در عملکرد برج خواهد شد. فیلترهای هوای ورودی از ورود بخش اعظمی از این موارد جلوگیری می‌نماید. فیلترهای هوای ورودی قالباً از متریال آلومینیوم به صورت توری همانند هودهای آشپزخانه بکار می‌روند.

خودداری از یخ زدگی آب در تشتک تجمیع توسط یک المنت هیتر به همراه ترموستات صورت می‌پذیرد. بسیاری از تولیدکنندگان کولینگ تاور در تولیدات برج‌های مدار باز خود از این بخش تحت عنوان محافظتی استفاده می‌کنند. توان مصرفی المنت بکار رفته در تشتک برج خنک کن وابسته به حجم آب داخل تشتک متفاوت خواهد بود.

اواپراتور در چیلر را اگر دیده باشید شامل شبکه ای از لوله های باریک فلزی بوده که سیال با گذر از داخل آنها در تماس با هوا یا آب خنک می‌شود. کویل‌های سرمایشی عمدتاً از لوله های مسی یا آلومنیوم با ضریب تبادل حرارتی بالا طراحی می‌کنند.

اجزای اصلی یک برج خنک کننده یا “” شامل حوضچه آب سرد، اسکلت برج خنک کننده، پکینگ ها، قطره گیر، فن ها، پنکه و سیلندر فن، لوله های پخش آب، لوور های برج خنک کننده، جعبه دنده، شفت درایو و پشتیبانی تجهیزات مکانیکی، آب پخش کن، سوپاپ ها، نازل برق و سایر سیستم های کاربردی دیگر، می شود. در این مقاله نگاهی نزدیک تر به جزییات این اجزا می اندازیم. با ما همراه باشید.

·        پکینگ یا فیل

قلب برج خنک کننده پکینگ یا فیل آن است. برج سطح اصلی موجود برای انتقال گرما بین آب داغ و هوا برای تولید آب سرد است. امروزه دو نوع پکینگ یا فیل وجود دارد: پکینگ اسپلش و پکینگ فیلمی. پکینگ اسپلش ریزش منظم آب در جهت عمودی را به هم می زند، و باعث می شود تا قطرات آب در مسیر حرکت از بین میله های زیرین بیشتر و بهتر با هوا تماس داشته باشد. پکینگ های فیلمی با داشتن اشکال مختلف در حجم نسبت سطح تماس بیشتری را فراهم می کنند. پکینگ های فیلمی معمولا از PVC، پلی پروپلین یا چوپ ساخته می شوند.

·        قطره گیر

ابزاری برای حمایت از پکینگ به شمار می آید. هدف وجود قطره گیر کاهش از دست رفتن قطرات آب در برج خنک کننده است. قطره گیر ها معمولا در کنار پکینگ ها در جهت جریان هوا نصب می شوند تا سطح از دست رفتن قطرات آب را کاهش دهند.

اگر قطره گیر وجود نداشته باشد، این قطرات از طریق مکش فن ها به صورت بخار به هوا وارد می شوند. وجود قطره گیر الزامی نیست،‌ اما در بهینه سازی عملکرد برج خنک کننده یک نکته کلیدی است. جنس قطره گیر معمولا PVC‌ است. هر چه مسیرهای موجود در یک قطره گیر بیشتر باشد، از دست دادن قطرات آب کمتر می شود، اما فشار بالاتر رفته و مصرف انرژی فن ها افزایش پیدا می کند.

·        حوضچه آب سرد

حوضچه آب سرد برج های خنک کننده به طور معمول از بتنی با سیمان تقویت شده (RCC) ساخته شده است. این قسمت برج خنک کننده دو وظیفه دارد: اول، جمع آوردی آب سرد برج خنک کننده و ذخیره سازی در پایین برج. دوم، عمل به عنوان فونداسیون اسکلت برج خنک کننده. حوضچه آب سرد می تواند بر روی زمین باشد یا اینکه زیر زمین قرار بگیرد. ارتفاع یک برج خنک کننده به فاصله بین بالاترین نقطه حوضچه آب سرد و محل نصب فن ها گفته می شود.

·        اسکلت برج خنک کننده

بیشتر برج های خنک کننده از چوب های شیمیایی شده، در کنار ترکیب بتن با سیمات تقویت شده (RCC) و فیبر های تقویت شده با پلاستیک ساخته می شوند. اسکلت برج خنک کننده می تواند از فلزات نیز باشد، برج خنک کننده گالوانیزه یا استیلی از رایج ترین انواع فلزی هستند. انتخاب هر یک از این موارد بسته به هدف استفاده و نیاز کاربر دارد.

·        فن های برج خنک کننده

از مهم ترین اجزای اصلی برج خنک کننده فن هوای آن است. معمولا از الومینیوم، فیبر و یا فیبرهای تقویت شده با پلاستیک (FRP) ساخته می شوند. نوع خاصی از گالوانیزه نیز می تواند در ساختار فن استفاده شود. از آنجایی که FRP سبک وزن است، پروانه های ساخته شده از FRP باعث کاهش مصرف انرژی موتور فن می شود. زاویه تیغه های فن یک برج خنک کننده در فصل های مختلف متفاوت است. در طول تابستان که تراکم هوا کمتر است، زاویه ی تیغه ها افزایش پیدا می کند تا حجم مکش فن و حجم هوا افزایش پیدا کند.

·        لوله های پخش آب

لوله های حامل جریان آب داغ ورودی به برج خنک کننده باید در زیر زمین خاک شود، یا اینکه توسط اسکلت های فلزی حمایت شده تا وزن و فشار موجود در درون لوله باعث نشت یا خرابی نشود. حمایت متمرکز از لوله های ورودی آب داغ نکته بسیار مهمی است.

·        صفحه و سیلندر فن

عرشه فن به صورت یک صفحه از سیلندرهای فن حمایت می کند، و به عنوان یک راه دسترسی به خود فن و سیستم پخش آب عمل می کند. سیلندر فن به صورت پنوماتیک طراخی شده است تا جریان هوای داخل فن را افزایش دهد. فاصله و موانع بین نوک تیغه و سیلندر فن باید بسیار کمر باشد تا سطح بهره وری به بیشترین مقدار خود برسد.

·        لوورها

به ورقه های موجود در سطح خارجی برج خنک کننده گفته می شود. لوور ها از ورقه های آزبست ساخته شده اند. وجود لوور 2 هدف دارد. یکی برای حفظ گردش آب در داخل برج خنک کننده، و دیگری تقسیم مساوی جریان هوا به داخل پکینگ ها.

·        جعبه دنده، شفت درایور و تجهیزات مکانیکی پشتیبان

شفت درایو قدرت را از شفت خروجی موتور به شفت ورودی کاهش دنده منتقل می کند. جعبه دنده امکان کاهش سرعت فن را در اختیار کاربر قرار می دهد.

·        آب پخش کن ها

آب پخش کن ها یا شیرهای توزیع آب برای تنظیم مساوی پخش جریان آب داغ ورودی به برج خنک کننده استفاده می شوند. هدف این است که آب بر تمامی نقاط پکینگ ریخته شود. حفره های خروجی باز است و در اتمسفر داخل برج خنک کننده قرار دارد. این شیرها بر حسب نوع طراحی دارای چندین حفره متنوع هستند. جنس آب پخش کن طوری است که در برابر خوردگی یا آسیب زیستی مقاوم باشد. یک آب پخش کن مناسب باید کمترین میزان افت فشار را ایجاد کند.

·        نازل

از دیگر اجزای اصلی برج خنک کننده نازل می باشد. به صورت کلی نازل یا سر شلنگ وسیله ای است که برای کنترل جهت آب از ورودی یا خروجی یک حفره طراحی شده است. پلاستیک معمول ترین جنس نازل های آب است. بسیاری از نازل ها از PVC، ABS، پلی پروپلین و نایلون گلسفیلد ساخته شده اند. هدف وجود آنها پخش یکنواخت آب داغ ورودی در داخل برج خنک کننده است. پیشرفت های اخیر طراحی در تولید نوعی نازل غیر مسدود موفق بوده است.

·        موتور فن برج خنک کننده

موتورهای ضد انفجار برای استفاده در برنامه های برج خنک کننده پتروشیمی و پالایشگاه ترجیح داده می شوند. از آنجایی که آب داغ ورودی ممکن است دارای گاز های خطرناک باشد، در صورت وجود موتور های نامرغوب احتمال انفجار وجود خواهد داشت. البته کیفیت آب ورودی باید از قبل متناسب با برج خنک کننده تغییر کند. از طرف دیگر، باید نکات ایمنی مانند وجود سیم اتصال به زمین را رعایت کرده باشد.