تحقيق درباره برج خنك كننده

 براي توضيحات بيشتر و دانلود كليك كنيد

تحقيق درباره برج خنك كننده

دسته بندي : عمومي » گوناگون

فهرست مطالب

مقدمه
پيشگفتار :
عموماً برجهاي خنك كننده (cooling tower) را به سه گروه تقسيم مي كنند:
1. برجهاي خنك كننده مرطوب
2. برجهاي خنك كننده مرطوب- خشك
3. برجهاي خنك كننده خشك
بررسي برجهاي خنك كننده و اجزاء آن
برج خنك كننده : COOLING TOWER
سيستم برج خنك كننده :
عوامل مؤثر در طراحي برجهاي خنك كننده
1. ميزان افت درجه حرارت (اختلاف دماي ورودي وخروجي برج(
2. اختلاف بين درجه حرارت آب سرد و درجه حرارت مرطوب هوا
3. دماي مرطوب محيط : اصولاً خنك كردن آب زير اين دما غير ممكن است
4. شدت جريان آب
5. شدت جريان هوا
6. نوع آكنه هاي برج
7. روش پخش آب
انواع سيستمهاي خنك كننده :
الف: سيستم هاي خنك كننده تر: WET COOLING SYSTEM
ب: سيستم هاي خنك كننده خشك : DRY COOLING SYSTEM
1-سيستم خنك كنندة باز
2- سيستم خنك كنندة بسته
3)سيستم خنك كنندة تركيبي بازو بسته
انواع سيستم هاي خنك كننده تر:
الف: استخرهاي خنك كن:
ب)برجهاي با كوران طبيعي :
ج)برج ها با كوران القائي:
انواع برجها با كشش مكانيكي :
1)برج هاي دمنده : (FORCE DRAFT COOLING TOWER)
مزاياي برج هاي خنك كننده دمنده :
2)برج هاي مكنده : (INDUCEDDRAFT COOLING TOWER)
مزاياي برج هاي مكنده :
ب:سيستم هاي خنك كننده خشك :(DRY COOLING SYSTEM)
مواد به كار رفته در ساختمان برج ها :
الف)چوب:
ب:آلومينيم:
پ:فولاد نرم گالوانيزه :
ت:پلاستيك
ساختمان برج هاي خنك كننده :
1-حوضچه هاي بتني (BASIN)
2-لوله ها
3-توزيع كننده :
4-حوضچه هاي فوقاني برج
5:ستون هاي برج .(COLUMN)
6-بادگيرها (LOUVER)
7-تخته هاي بازيابي آب : (DRIFT ELIMINATOR)
8-تخته هاي پخش كننده آب :
عوامل موثر در خنك كردن برجهاي خنك كننده به شرح زير است:
1-سطح تماس آب و هوا
2-سرعت آب:
3-سرعت جريان هوا :
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
نقش شيميست در قسمت آب :
سختي آب و انواع آن:
انواع سختي :
خسارتهاي حاصل از جلبك ها در برج خنك كننده :
منابع

مقدمه
دراكثر كارخانجات كوچك و بزرگ يكي از مهمترين و اساسي ترين دستگاهها مي توان انواع برجهاي خنك كننده را نام برد.
برجهاي خنك كننده علاوه بر آب به منظور خنك كردن سيالاتي ديگر در صورت لزوم مورد استفاده واقع مي شود.
با توجه به اينكه برجهاي خنك كننده معمولاًً حجيم مي باشند و بعلت پاشيدن آب در محيط اطراف خود و خرابي تجهيزات آن را معمولاًٌ در انتهاي فرايند نصب مي كنند.
اگراز وسايل برجهاي خنك كننده صرف نظر نشود براي ساخت برج تكنولوژي بالايي نياز نيست همانطور كه در ايران در حال حاضر ساخت اين برجها در حد وسيعي صورت مي گيرد .برجها با توجه به شرايط فيزيكي و شيميايي خاص خود دچار مشكلاتي مي شوند ولي معمولاٌ زماني لازم است تا اين مشكلات برج را از كار بياندازد طولاني است.،ولي عملاٌ اجتناب ناپذير است.
در اين مجمعه تا سر حد امكان سعي شده است كه ديدي نسبتاً كلي راجع به برج به خواننده منتقل شود و تا حد امكان از جزييات مربوط به برجهاي خنك كننده توضيح لازم داده شده باشد.

پيشگفتار :
برج خنك كننده دستگاهي است كه با ايجاد سطح وسيع تماس آب با هوا تبخير را آسان مي كند و باعث خنك شدن سريع آب مي گردد.عمل خنك شدن در اثر از دست دادن گرماي نهان تبخير انجام مي گيرد، در حالي كه مقدار كمي آب تبخير مي شود و باعث خنك شدن آب مي گردد.بايد توجه داشت آب مقداري از گرماي خود را به طريق تشعشع ،هدايتي وجابجايي و بقيه از راه تبخير از دست مي‌دهد.
بيشتر دستگاههاي خنك كن از يك مدار بسته تشكيل شده اند كه آب در اين دستگاهها نقش جذب ، دفع و انتقال گرما را به عهده دارد، يعني گرماي بوجود آمده توسط ماشين جذب و از دستگاه دور مي سازد. اين كار باعث ادامه كار يكنواخت و پايداري دستگاه مي شود.
در دستگاههايي كه به دلايلي مجبوريم آب را بگردش در آوريم و يا به كار ببريم بايد بنحوي گرماي آب را دفع كرد. با بكار بردن برجهاي خنك كننده اين كار انجام مي گيرد. در تمام كارخانه ها تعداد زيادي دستگاههاي تبديل حرارتي (heat exchanger) وجود دارد كه در بيشترآنها آب عامل سرد كنندگي است.
بدلايل زير آب معمولترين سرد كننده هاست:
1. بمقدار زياد وارزان در دسترس مي باشد.
2. به آساني آب را مي توان مورد استفاده قرار داد .
3. قدرت سرد كنندگي آب نسبت به اكثر مايعات) در حجم مساوي )بيشتر است.
4. انقباض و انبساط آب با تغيير درجه حرارت جزيي است.
هر چند كه آب براي انتقال گرما بسيار مناسب است با بكار بردن آن باعث بوجود آمدن مشكلاتي نيز مي شود.
آب با سختي زياد باعث رسوب سازي در دستگاهها شده و همچنين از آنجايي كه بيشتر اين دستگاهها از آلياژ آهن ساخته شده اند مشكل خوردگي بوجود مي آيد. از طرف ديگر بيشتر برجهاي خنك كننده در بر خورد مستقيم با هوا و نور خورشيد مي باشند محيط مناسبي براي رشد باكتريها و ميكرو ارگانيسم ها نيز مي باشد كه آنها نيز مشكلاتي همراه دارند.
وارد شدن گرد و خاك بداخل برج نيز در بعضي مواقع ايجاد اشكال مي نمايد.در كل اين مشكلات باعث مي شود كه بازدهي دستگاه كم شده و در نتيجه از نظر اقتصادي مخارج زيادتري خواهند داشت. در اين مجموعه طبيعت اين مشكلات و شرايط بوجود آمدن آنها و راههاي جلوگيري از آنها را بطور مختصر شرح خواهيم داد.موارد استفاده از برجهاي خنك كننده را نيز در بخش هاي ديگري از اين مجموعه را در بر مي گيرد.
عموماً برجهاي خنك كننده (cooling tower) را به سه گروه تقسيم مي كنند:
1. برجهاي خنك كننده مرطوب
2. برجهاي خنك كننده مرطوب- خشك
3. برجهاي خنك كننده خشك
در برجهاي خنك كننده مرطوب، آب نقش اصلي و اساسي را داشته و هدف نيز همان خنك كردن آب است. اين نوع دستگاهها كه خود به چند گروه و دسته تقسيم مي شوند در صنعت داراي كاربرد فراواني است.
از يرجهاي خنك كننده خشك بيشتر در مكانهاي كه آب كافي براي خنك كردن برج وجود ندارد استفاده مي شود. عمل خنك كردن آب را نيز ميتوان از برجهاي سيني دار بصورت مرحله اي انجام داد.ولي عملاً بعلت وجود هزينه هاي زياد ساخت ،نگهداري و كنترل سيستم اين روش ، معمول نمي باشد.
براي انجام عمليات خنك سازي آب مي توان از برجهاي آكنده و سيني دار استفاده نمود.با وجود اين در مواردي كه فازهاي مورد نظر آب و هوا با شند بعلت فراواني و ارزان بودن فازهاي فوق بدلايلي كه در صفحه قبل ذكر شد از دستگاههاي ديگري استفاده مي گردد كه ساختن و نگهداري آنها مستلزم هزينه هاي زيادي نمي باشد. از اين جهت بيشتر دستگاههايي كه در مقياس صنعتي بكار مي رود ساختمان و خصوصيات بسيار عمده اي را دارا است كه اينك به انواع مختلف اين دستگاهها اشاره مي شود.

بررسي برجهاي خنك كننده و اجزاء آن
برج خنك كننده : COOLING TOWER
برج خنك كن دستگاهي است كه با ايجاد سطح وسيعي در تماس آب با هوا ، عمل تبخير را آسان نموده و در نتيجه باعث خنك شدن سريع آب مي گردد.
عمل خنك شدن در اثر از دست دادن گرماي نهان تبخير انجام مي گيرد در حالي كه مقدار كمي آب بخار مي شود و سبب خنك شدن آب مي گردد.بايد توجه داشت كه آب مقدار اندكي از گرماي خود را از طريق تشعشع (Radiation) ودر حدود 4/1آن را از راه هدايت (Conduction) و جابجائي(Convection) و بقيه را از راه تبخير از دست مي‌دهد.
اختلاف فشار بخار آب بين سطح آب و هوا باعث تبخير مي شود.اين اختلاف بستگي به دماي آب و ميزان اشباع هوا از آب دارد.
مقدار گرماي كه بوسيله مايعي جذب يا دفع مي شود از رابطه زير بدست مي آيد :
TE=W×S×
در رابطه بالا:

E :گرماي دفع يا جذب شده بر حسب BTU/hr يا CAL/hr
W :دبي مايع خنك شونده بر حسب lb/hr
S : گرماي ويژه مايع خنك كننده بر حسب lb.f/ Btu
T :كاهش دماي مايع خنك شونده بر حسب f

در حاليكه عمل خنك شدن از طريق تبخير انجام مي گيرد گر ماي نهان تبخير از دست داده شده بايد به آن اضافه گردد و آن برابر است با حاصل ضرب گرماي نهان تبخير در دبي .
مقدار تبخير بستگي دارد به سطح بر خورد آب با هوا و همچنين شدت جريان هوا دارد. براي اينكه حداكثر بهره برداري كه در طرح آن بكار رفته است رعايت شود در برجهاي خنك كننده كه آكنده هاي آن از نوع splash packing مي باشد آب به صورت قطره هاي در سطوح برج پخش مي شود تا سطح وسيعي بوجود آيد البته براي اين منظور مي توان از آكنه هاي نوع film packing نيز استفاده كرد.

جريان هوا در برج به صورت كشش طبيعي با استفاده از دودكش هاي هذلولي شكل يا كشش مكانيكي بوسيله بادبزنهاي مناسب در جهت مخالف آب ( counter-flow) و يا به طور متقاطع (cross-flow) با آن به جريان مي افتد .

سيستم برج خنك كننده :
در سيستم برج خنك كننده آب گرم كندانسور از برج خنك كننده عبور مي كند و با هوا تماس مي يابد. در برجهاي خنك كننده با كشش طبيعي ،پوسته خارجي برج از بتن مسلح ساخته شده ودر روي پايه ها تكيه دارد . هوا از قسمت پائين وارد برج خنك كننده مي شود و به طرف بالا جريان مي يابد و از دهانه بالاي برج خارج مي گردد.

انواع ديگري از برجهاي خنك كننده كه از چوب و ساير مصالح ساخته مي شود نيز وجود دارد.در برجهاي خنك كننده با كشش طبيعي هوا شكل برج طوري طراحي مي شود كه جريان سريع هوا در داخل برج بوجود آيد.
آب گرم از كندانسور در ارتفاع 10 تا 15 متر بالاتر از سطح استخر به سيستم پخش كننده آب وارد مي شود . در برجهاي قديمي تر صفحه اي كه آب خروجي از كندانسور به آن ريخته مي شود داراي سوراخهاي منظمي در قسمت پائين است كه آب از داخل اين سوراخها به فنجانهاي زيرين مي ريزد. اين فنجانها باعث پاشش آب و تبديل آنها به قطرات كوچك مي شوند. يك سيستم خيلي جديد براي پخش آب در برج خنك كننده بكار بردن لوله هايي است كه در سطح بالاي آن شيپوره هايي براي پاشش آب تعبيه شده است.
تبادل حرارت بين هواي بالارونده از برج و آبي كه از برج سرازير است با تغيير حرارت محسوس در اثر اختلاف درجه حرارت بين آب و هوا انجام مي شود. سهم اين قسمت از تبادل حرارتي خيلي كم است و قسمت عمده تبادل در اثر تبخير مقدار كمي آب كه پيوسته همراه هوا مي باشد،انجام مي شود. در اثر اين عمل مقدار زيادي گرما از آب سرازير شده در برج خنك كننده ( بستگي به مقدار آبي كه تبخير شده است) به هوا منتقل مي گردد(Evaporating loss). ضمناً مقداري از قطرات آب بوسيله هوا بخارج از برج پراكنده مي شود(Windage loss). براي جلوگيري از خروج قطرات آب يك شبكه چوب در اطراف برج و حدود 3 متر بالاتر از توده تخته ها قرار دارد . كمبود آب تبخير شده در سيستم برج خنك كننده بايد از منبع خارجي جبران شود كه به آن ،آب تكميلي يا آب جبراني (Makeup) گويند . براي اين منظور در صورت امكان از آب رودخانه استفاده كرد يا فاضلابها را تا حد امكان صاف و تصفيه كرده و استفاده نمود .

هنگاميكه از نظر فضاي ساختمان برج خنك كننده محدوديتي وجود داشته باشد ظرفيت برج خنك كننده راتا حد امكان با استفاده از بادبزنهاي مخصوص و بزرگي اضافه مي نمايند. اين بادبزنها مقدار عبورهواي خنك كننده در داخل برج را زياد مي نمايد

عوامل مؤثر در طراحي برجهاي خنك كننده
عوامل مؤثر در طراحي برجهاي خنك كننده را بطور خلاصه مي توان بصورت زير بيان كرد :
1. ميزان افت درجه حرارت (اختلاف دماي ورودي وخروجي برج(
2. اختلاف بين درجه حرارت آب سرد و درجه حرارت مرطوب هوا
3. دماي مرطوب محيط : اصولاً خنك كردن آب زير اين دما غير ممكن است
4. شدت جريان آب
5. شدت جريان هوا
6. نوع آكنه هاي برج
7. روش پخش آب
به تجربه ثابت شده است كه براي هر 10 درجه فارنهايت افت دما در برج خنك كننده ميزان تبخير در حدود يك درصد كل آب در حال گردش مي باشد
چون نمك هاي كلرور حلاليت زيادي دارند غلظت يون كلر در آب ورودي به برج وآب در حال گردش راهنماي بسيار خوبي براي تعيين غلظت بوده و بنابراين هميشه بايد آنرا بازديد و بررسي نمود .
افزايش غلظت مواد محلول و مواد معلق در آب در حال گردش در برج خنك كننده ايجاد اشكال مي نمايد كه براي جلوگيري از افزايش غلظت مواد محلول و مواد معلق مقداري از آب در حال گردش را تخليه مي كنند كه اين آب در صنعت به زير آب (Blow down) معروف است .
مقدار آب برج همچنين ممكن است تصادفي يا بوسيله باد تقليل يابد . اصولاً در برجهاي خنك كننده مقداري آب بصورت گرد درآمده و توسط باد يا كشش از برج خارج مي شود .

دسته بندي: عمومي » گوناگون

تعداد مشاهده:
0
مشاهده

فرمت فايل دانلودي:.doc

فرمت فايل اصلي: Word — docx

تعداد صفحات: 34

حجم فايل:121
كيلوبايت