قطعات برج خنک کننده

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.

اجزای بدنه برج خنک کننده فایبرگلاس

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 مدور 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 برج خنک کننده فایبرگلاس 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.

اجزای جانبی برج خنک کننده

• پکینگ یا پرکن های ایجاد سطح:

• قطره برگردان یا المیناتور:

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 فایبر 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 اینجا لیستی از رایج‌ترین قطعات برج خنک‌کننده که ممکن است در طول عمر برج خنک‌کننده شما نیاز به تعمیر یا تعویض داشته باشند آورده شده است. شما می‌توانید به کمک این فهرست لوازم‌یدکی برج خنک‌کننده را تهیه نمایید تا در زمان نیاز به‌سرعت دستگاه خنک‌کن خود را تعمیر و سرویس نمایید.

پکینگ یا سطوح تبادل حرارت (پرکن) یکی از مهم‌ترین قطعات برج خنک‌کننده است. درواقع می‌توان آن را عنصر میانی کل فرایند دستگاه خنک‌کاری در نظر گرفت. بسیاری از برج‌های خنک‌کننده امروزی از پکینگ‌های پی‌وی‌سی pvc و یا پلی‌پروپیلن PP و یا پکینگ‌هایی استفاده می‌کنند که سطح تماس سیال گرم با جریان هوا را برای فرایندهای خنک‌کننده تبخیری به حداکثر می‌رساند.

آب توسط نازل‌ها بر روی سطح پاشش و پخش می‌شود. این فرایند ارتباط آب‌وهوا را افزایش می‌دهد و اجازه می‌دهد تا گرمای اضافی با سرعت بالایی تبخیر شود. از عوامل اصلی در تعمیر و یا تعویض پکینگ می‌توان به وجود TSS(جامدات معلق کل)، اسیدشویی زیاد و فرسودگی ناشی از آن اشاره نمود. پکینگ‌ها به دودسته اصلی تقسیم می‌شوند: پکینگ فیلمی، پکینگ اسپلش

نازل برج خنک‌کننده (Cooling tower nozzle):

نازل برج خنک‌کننده به چه منظوری استفاده می‌شود؟ نازل یا افشانک برج خنک‌کننده بیشتر در برج‌های خنک‌کننده جریان متقاطع استفاده می‌شود، زیرا از حوضچه‌های توزیع جریان گرانشی استفاده می‌کنند. در این برج‌ها، آب ورودی به حوضچه توزیع آب که در بالاتر از پکینگ‌ها قرار دارد؛ می‌رود و سپس از طریق نازل‌های برج خنک‌کننده که قسمت کف حوضچه تعبیه شده است به پایین پاشیده می‌شود.

در بعضی از کولینگ‌تاورها، آب مستقیماً از طریق خطوط لوله‌کشی در بالای برج خنک‌کننده توزیع می‌شود و سپس توسط افشانک یا همان نازل‌های برج خنک‌کن که در فاصله‌های معین بر روی لوله قرار گرفته است بر روی پکینگ‌ها اسپری می‌گردد. افشانک‌های کولینگ‌تاور با متریال‌های مختلفی ساخته می‌شوند که اصلی‌ترین آنها پی‌وی‌سی، پلی‌پروپیلن و ای‌بی‌اس است. ولی در سفارش‌های تعداد بالا تقاضای مشتری برای انتخاب نوع جنس نازل‌ها اولویت تولید ماست.

یکی از پرکاربردترین انواع نازل برج خنک‌کننده که جزو نسل جدید نازل‌ها است. نازل مربع پاش مدل 2H است. این مدل نازل‌های برج خنک‌کن، با افت فشار کمتر نسبت به مدل نازل‌های دک اسپری و همچنین پاشش آب به‌صورت منظم و سطح پوشش بالا، از مزایای بسیار بالاتری نسبت به سایر نازل‌های مربع پاش برخوردار هستند. لازم است بدانید که اصلی‌ترین قسمت طراحی نازل‌ها و کاربرد صحیح انواع نازل‌های آب‌پاش، رابطه مستقیمی با تامین میزان فشار پشت نازل دارد. نازل‌های مربع پاش این مزیت را دارند که با کمترین میزان فشار، بیشترین شدت‌جریان آب را از خود خارج کنند. سایز استاندارد این نازل‌ها 2 اینچ و 3 اینچ است و در بازه طراحی مدل‌های مختلف برج خنک‌کننده در بازه 10 الی 20 مترمکعب در ساعت آب را از خود به‌صورت استاندارد خارج می‌نمایند.

از برای ایجاد جریان هوا همراه با فشار لازم و منتشرکردن این جریان هوا در سراسر برج خنک‌کننده استفاده می‌شود. هواکش‌های برج خنک‌کننده باید طوری ساخته شوند که در برابر اثرات خورنده محیطی که در آن کار می‌کنند (آب و یا مواد خورنده دیگر) مقاومت بالای داشته باشند. به‌خاطر ابعاد و قدرت بالای این فن‌ها معمولاً صدای زیادی دارند. اما انواع خاصی از فن‌های برج خنک‌کننده کم‌صدا نیز وجود دارد. این قطعه کاربردی از کولینگ‌تاور در انواع برج‌های خنک‌کننده جریان متقاطع، جریان متقابل، جریان القایی/ اجباری استفاده می‌شود.

برج‌های خنک‌کننده جریان طبیعی نیازی به فن ندارند؛ زیرا از جریان هوای طبیعی و فرایندهای مختلفی استفاده می‌کنند که آب را خنک می‌کند. مقدار هوادهی پروانه برج خنک‌کننده به قطر فن تعداد تیغه و سرعت چرخش پروانه بستگی دارد. متریال بکار رفته در ساخت فن برج خنک‌کننده از مواد مقاوم و سبک است. در ابعاد کوچک‌تر تا قطر 120 سانتیمتر از متریال پلی‌پروپیلن برای ساخت فن استفاده می‌شود و برای سایزهای بالاتر از 120 تا قطر 600 سانتی‌متر از متریال فایبرگلاس و آلومینیم استفاده می‌شود.

فن دک و سیلندر فن (فن استک برج خنک‌کننده):

یکی از قسمت‌های اصلی و اجزای برج خنک‌کننده دیواره‌های برج یا همان پنل‌های برج خنک‌کن هستند. قطعات بدنه فایبرگلاس پس از گذشت چندین سال امکان دارد نیازمند تعویض یا بازسازی باشند. بدنه برج خنک‌کننده فایبرگلاس شامل دیواره اصلی، لوور یا دریچه ورود هوا، گلویی، تشتک و… است.
قسمت‌های که از متریال فایبرگلاس ساخته می‌شوند ضخامتی در حدود 4 تا 12 میلیمتر دارند و به‌صورت لایه‌گذاری از رزین و الیاف ترکیبی ساخته می‌شوند. باید بدانید که رزین اصلی در ساخت قطعات فایبرگلاس از نوع رزین پلی‌استر غیراشباع مدل ایزوفتالیک برند BKC یا روزیتان سپاهان دارای گواهینامه مدیریت کیفیت ISO9001 از شرکت SGS است. این نوع از رزین‌ها بر پایه ایزوفتالیک زمان پخت بیشتری دارند و مقاومت و وزن بالاتری نسبت به نوع ارتوفتالیک و فنالوئیک نیز دارند.

الیاف بکار رفته در بدنه برج خنک‌کننده به‌صورت ترکیبی و از دو نوع حصیری و سوزنی هستند، الیاف حصیری بکار رفته در پنل کولینگ‌تاور نقش مهمی در ساختار آن دارد و به طور معمول هر سه‌لایه الیافی سوزنی یک‌لایه الیاف حصیری در ساخت بدنه مورداستفاده قرار می‌گیرد. همچنین برای مقاومت بدنه برج خنک‌کننده در برابر اشعه UV از مواد آنتی یووی استفاده می‌گردد.

الکتروموتور فن برج خنک‌کننده :

در کاربردهای برج خنک‌کننده پتروشیمی و پالایشگاه به موتورهای فن ضد انفجار IP 66 برای جلوگیری از نشتی در مبدل‌های حرارتی نیاز دارند و در کاربری‌های دیگر از الکتروموتورهای کلاس F با درجه حفاظتی IP 55 و فلنچ دار استفاده می‌گردد. موتوربرقی فن باید با رله خطای زمین و سیستم‌های حفاظت رله بار بیش از حد تولید شوند. یا نحوه اتصال موتور به پروانه تا ظرفیت برج خنک‌کن 100 تن به‌صورت مستقیم و از برج خنک‌کن 100 تن به بالا به‌صورت فولی تسمه یا گیربکسی است. الکترو موتورهای اروپایی مانند زیمنس و مارلی و موتورهای ایرانی مانند موتوژن، جمکو و الکتروژن از نمونه‌های پرکاربرد هستند. که در کولینگ‌تاورها استفاده می‌شوند.