سیکل تغلیظ در برج خنک کننده

گام به گام با محاسبه ساده سیکل تغلیظ در برج خنک کننده

سیکل تغلیظ کولینگ تاور را می توان در هنگام طراحی یا بهره برداری از یک برج خنک کننده تعریف کرد. معمولاً سازندگان کولینگ تاور در کاتالوگ محصولات میزان املاح مجاز آب در گردش را برای تجهیز بیان می کنند. به عنوان مثال در برجهای خنک کننده دماگستر میزان املاح معدنی مجاز در آب چرخشی حداکثر 1000 میلی گرم بر لیتر در نظر می گیرند.

توضیح بیشتر در خصوص چرخه کاری آب در برج خنک کننده

همانطور که می دانید آب در گردش یک سیکل صنعتی همانند خنک کاری یک مبدل حرارتی با نواسانات دمایی همراه است. آب با جذب گرما از مبدل حرارتی به سمت کولینگ تاور رفته و در آنجا با درصد کمی تبخیر دچار کاهش دما شده و مجدد به چرخه بر می گردد. تبخیر فقط برای آب خالص انجام می پذیرد و املاحی که داخل آب هستند تبخیر نمی شوند. در واقع سیکل تغلیظ عامل اصلی در حساب نمی آید.

عملاً با فرآیند تبخیر در پکینگ برج خنک کننده غلظت یا میزان املاح و نمک های موجود در آب افزایش می یابد. کنترل این موضوع توسط bleed of (تخلیه) صورت می پذیرد. برای تنظیم میزان آب تبخیر شده باید میزان مشخصی آب تازه (جبرانی) با TDS مشخص وارد چرخه شود. COC یا سیکل تغلیظ به بیانی دیگر نوعی پارامتر در تعیین میزان جریان آب ورودی یا جبرانی محسوب می شود. این پارامتر تاثیر مستقیم بر تعیین بلودان در یک برج خنک کننده دارد.

کاهش یا افزایش COC کدام یک بهتر است؟

در ابتدا باید فرمول مرتبط با محاسبه بلودان برج خنک کننده را مشاهده می کنیم تا بتوانیم بر اساس آن اظهار نظر نماییم. فرمول محاسبه بلودان عبارت است از:

با توجه به فرمول بالا افزایش COC موجب کاهش مخرج کسر محاسباتی و در نتیجه باعث کاهش بلودان می گردد. دریفت یا پرتاب قطرات همواره عدد کمی بود و تاثیر زیادی بر صورت کسر بالا ندارد. بنابراین افزایش میزان سیکل تغلیظ یا به عبارتی بهبود کیفی آب ورودی به برج کمک بسزایی به کاهش بلودان می کند.

ما مهندسین دماگستر با استفاده از بکارگیری سیستم های RO در تامین آب جبرانی یکی از راهکاری اساسی در کنترل رقم سیکل تغلیظ پیشنهاد میکنیم. البته باید بدانید در شرایطی این پیشنهاد مطرح می شود که آب کیفیت مطلوبی ندارد و رسوب گرفتگی در برج خنک کننده امری اجتناب ناپذیر است. بهره گیری از سیستم تصفیه آب در کارخانجات پیشرفته یک راه حل برای جلوگیری از آسیب به کولینگ تاور بحساب می آید.

میزان استاندارد COC یا سیکل تغلیظ در برج خنک کننده

سیکل تغلیظ (COC) استاندارد برای کولینگ تاور مدار باز بازه عددی 3 تا 6 قلمداد می شود. به هر میزان این عدد به 6 نزدیک تر گردد خروجی کار موجب کاهش رسوب گرفتگی پکینگ مدیا، نازلها و سایر بخشهای کولینگ تاور خواهد شد. دستیابی به سیکل تغلیظ بالاتر از 6 نیز امری بسیار مناسب بوده است.

به عبارتی دیگر رسیدن به سیکل تغلیظ بالا نسبت آب مصرفی در تولید برج خنک کننده را کاهش داده و هزینه های مربوط به تامین انرژی را نیز تقلیل می بخشد.

امروزه شرکت دماگستر با استفاده از نسل پیشرفته قطره گیرهای لانه زنبوری سلولار گام بسیار مهمی در کاهش مصرف آب برداشته است. شرکت دماگستر از سیستم اتوماتیک بلودان در کولینگ تاورهای تولیدیموجب کاهش میزان بلودان شده است. با ضریب استاندارد گذر آب 0.02 درصد بهترین انتخاب در جلوگیری از پرتاب قطرات آب به بیرون دارد.

در یک سیستم خنک کننده هنگامی که از برج خنک کننده استفاده می کنیم ، برج خنک کننده آب را خنک کرده و به واحد های مصرف کننده از جمله مبدل های حرارتی ، چیلر ها و ماشین آلات و … می فرستد که معمولا برج خنک کننده همیشه در مدار می باشد. آب خنک در برج خنک کننده با فرآیند تبخیر خنک شده خارج می شود و وقتی به واحد های مصرف کننده می رسید دمای آن مجددا بالا می رود.

در هنگام تبخیر فقط خود آب تبخیر می شود و املاح و ناخالصی ها در آب باقی می ماند و باعث افزایش املاح و سختی ها می شود ، تجمع ذرات منجر به تشکیل ذرات بزرگتر و رسوب در برج خنک کننده می شود و می تواند موجب گرفتگی در پکینگ ها ، لوله ها و سایر تجهیزات شود. سیکل تغلیظ برج خنک کننده یعنی نسبت TDS آب درون برج خنک کننده به TDS آب جبرانی وارد شده به برج خنک کننده. چارت روش کنترل میزان املاح و رسوبات در عملیات آبی در برج خنک کننده به خوبی توضیح داده شد ، یکی دیگر از روش های کاهش غلظت املاح ، تخلیه مقداری از آب برج خنک کننده است کهزیر آب برج خنک کننده نامیده می شود.

در این روش مقداری از آب دارای غلظت زیاد تخلیه شده و آب تازه جایگزین آن می شود که مقدار املاح آن بسیار کم است بنابراین در مجموع میزان غلظت کلی آب را کاهش می دهد coc نشان دهنده ارتباط میزان غلظت در آب جبرانی و آب موجود در برج خنک کن می باشد. به طور مثال اگر آب جبرانی دارای تی دی اس 100 می باشد و میزان تی دی اس آب موجود در مدار برج خنک کنندهبرابر 400 است در نتیجه مقدار coc برج خنک کننده برابر 4 می باشد. همانطور که اشاره کردیم این عدد نشان دهنده این است که چه مقدار آب تازه در سیستم نیاز است. هر چه میزان coc برج خنک کننده بالاتر باشد نیاز به آب تازه بیشتر برای کاهش املاح و سختی آب می باشد.

که در ادامه میتوانید فرمول محاسبه آن را ملاحظه بفرمایید مقدار آب جبرانی برحسب متر مکعب بر ساعت=M (آب سیرکوله)=C (بلودان) =D مقدار آب تبخیر شده بر حسب متر مکعب بر ساعت =E غلظت درنظرگرفته شده برحسب (X= (ppmw مقدار غلظت املاح موجود در آب جبرانی برحسب (Xm= (ppmw مقدار غلظت املاح موجود در آب درگردش برحسب (Xc= (ppmw سیکل ها = coc (Xc/Xm) واحد در میلیون با درنظر گرفتن وزن ppmw= پس میتوان گفت که آب در تعادل در برج خنک کننده بصورت زیر است: M = E + D + W از آنجا که آب تبخیر شده (E) نمکی ندارد ، یک تعادل کلرید در سیستم وجود دارد که داریم : Mxm = DXc + WXc = Xc (D+W) پس بنابراین : = M/(D+W)= M/(M-E)= 1+ E/(D+W) coc Xc/Xm =