آشنایی با برج های خنک کننده -بخش سوم ( cooling towers )
پکینگ قلب تپنده برج خنک کننده(COOLING TOWER PACKING)
پکینگ برج خنک کن یا سطوح انتقال حرارت به عنوان قلب کولینگ تاور شناخته می شود و در
دو مدل اساسی
- اسپلش (قطره ای)
- فیلمی
طراحی و ساخته می شود. در طول زمان پکینگ ها از جنس های مختلف ساخته می شدند. در زمان های قدیم از چوب اشباع شده استفاده می شد، ولی با پیشرفت تکنولوژی امروزه از پلیمرها استفاده می شود.
اهمیت استفاده از پکینگ در برج خنک کن
ضروری بودن استفاده از پکینگ در کولینگ تاور زمانی مشخص می شود که سیستم خنک کننده ما پر از رسوب و گرفتگی شود. در این حالت با بوجود آمدن لایه های رسوب و در نتیجه کاهش سطوح تبادل حرارتی در پکینگ ها یا فیلینگ های سیستم خنک کننده، دچار افت در میزان راندمان سیستم می شویم. رویداد افت در راندمان برج خنک کننده با افزایش دمای آب سرد خروجی، قابل مشاهده است. در بین اجزای داخلی برج خنک کننده، مهمترین بخش، پکینگ یا سطوح خنک کننده برج خنک کن می باشد که همانطور که به آن اشاره شد وظیفه آن ایجاد سطح تبادل حرارت است. پکینگ ها با توجه نوع عملکرد سیستم داخلی کولینگ تاور، انواع مختلفی دارند
انواع پکینگ برج خنک کننده
برج خنک کننده یا فن برج خنک کن(cooling tower fan)
پکینگ های برج خنک کننده انواع مختلفی دارند که با توجه به نوع طراحی و کارکردشان، مورد استفاده قرار می گیرند. پکینگ ها علاوه بر کاربری در فرایند برج خنک کنندگی، در تجهیزات دیگری همچون اسکرابر (برج اسید) نیز کاربرد دارند. کاربری پوشال های مشبک در سیستم های تبخیری نیز در این میان بسیار حائز اهمیت است. در واقع اصول طراحی یک اسکرابر و کولینگ تاور بر پایه کاربری پرکننده (fill) یا پکینگ می باشد. وظیفه فیلینگ داخلی در یک برج اسید یا اسکرابر، خنک کردن اسید و در برج نیز وظیفه سرد کردن آب است. البته از پکینگ بعنوان چربی گیر و همچنین در تصفیه خانه ها نیز استفاده می شود. در این مدل کاربری از پوشال های پرکننده در جهت ایجاد سطح جهت نشست کردن آلاینده ها (چربی و لجن) استفاده می شود.
پکینگ فیلمی(Film Packing)
پکینگ های فیلمی یا فیلم پکینگ برج خنک کننده ، ظاهری لانه زنبوری دارد که معمولاً از آن به پکینگ لانه زنبوری نیز نام برده می شود. پکینگ های لانه زنبوری، آب را به صورت فیلم (لایه ای نازک از آب) بر روی سطح خود عبور داده و در تماس با هوا قرار می دهند. این نوع از پکینگ ها به دلیل داشتن ظاهری شش گوشه به نام لانه زنبوری معروف شده اند و در اکثر برج های خنک کننده مدور و مکعبی مورد استفاده قرار می گیرند.پکینگ لانه زنبوری برج خنک کننده (فیلم پکینگ)، از مواد پلمیری PVC و PP (پلی پروپیلن) تولید و به بازار عرضه می گردند. کاربرد پکینگ های PVC برج خنک کننده نسبت به نوع PP به دلیل مقرون به صرفه بودن استفاده از آن، امروزه بیشتر است. پکینگ های فیلمی با توجه به نوع گام یا فاصله بین ورق های مورب به چندین دسته مختلف طبقه بندی می شوند.نوعی از پکینگ می باشد که با ایجاد یک لایه نازک سطحی در افزایش زمان و سطح تماس بین آب و هوا موثر می باشد. به این صورت که هر چه سطح آب به وجود آمده بیشتر و نازک تر باشد، تبخیر بیشتری انجام گرفته و در نتیجه عملکرد بهتری از برج نمایش داده می شود.
پکینگ های فیلمی در تراکم های متفاوتی ساخته می شوند. هر چه تراکم ورق های پلیمری بیشتر باشد، میزان تبخیر و در نهایت عملکرد خنک کنندگی نیز بیشتر خواهد شد. این تراکم با گام پکینگ که فاصله چشمه دو ورق مجاور است، شناخته می شود که به طور معمول از 12 میلیمتر تا 30 میلیمتر بسته به نوع کولینگ تاور و کیفیت آب در گردش متغیر می باشد.
مزایای استفاده پکینگ لانه زنبوری PP
- مقاومت دمایی بالاتر پلیمر پلی پروپیلن (PP) نسبت به پلیمر پلی ونیل کلراید (PVC)
- قابلیت اسیدشویی پکینگ های لانه زنبوری PP در هر دوره از تعمیرات اساسی (overhal) برج خنک کننده
- استفاده از جوش جرارتی به جای چسب در پکینگ های لانه زنبوری پلی پروپیلن (PP)
- طول عمر بالاتر و عدم نیاز به تعمیر و نگهداری دشوار و تعویض سالیانه
پکینگ اسپلش (Splash Packing)
به اصطلاح پکینگ پاششی یا پر کن پاششی، از انواع پکینگ برج خنک کننده است که معمولاً با ایجاد پاشش در جریان آب خروجی از نازل، سطح مفید انتقال حرارت بین آب و هوا را ایجاد می کند. پکینگ اسپلش عموما به دلایل زیر به جهت خنک کردن آب های سخت مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به سطح مقطع کم در تماس با آب، مناسب این گونه خنک کاری می باشند.
پکینگ اسپلش، مقاومت بسیار قدرتمندی در برابر رسوب و آب سخت دارند؛ بنابراین یکی از دلایل بکارگیری از پلی پروپیلن در ساخت و تولید پکینگ اسپلش نیز همین مورد است.
پکینگ اسپلش برج خنک کننده یا قطره ای، نوعی از پکینگ می باشد که به وسیله قطره قطره کردن آب سطح و زمان تماس میان آب و هوا را افزایش می دهد. هر چه قطرات که به وجود می آیند ریزتر و کوچکتر باشد، مطلوب تر است و میزان تبخیر افزایش پیدا می کند و عملکرد برج خنک کننده بالاتر می رود.
یکی از مهمترین نکات در طراحی برج خنک کن انتخاب نوع و حجم پکینگ مورد استفاده در دستگاه می باشد. نوع و حجم سطوح انتقال حرارت مستقیما بروی راندمان برج خنک کننده اثرگذار است.
در طراحی کولینگ تاور یکی از مهمترین بخش ها تعیین نوع پکینگ کولینگ تاور و طراحی آن می باشد. راندمان پکینگ مورد استفاده با عملکرد دستگاه رابطه مستقیم دارد و در بسیار تأثیرگذار است. جنس پکینگ هم مهم است به شکلی که پکینگ در طی زمان در تماس آب در گردش و هوا دچار مشکل نشود.
انتخاب جنس پکینگ
انتخاب جنس و نوع پکینگ برج خنک کننده برای استفاده در کولینگ تاور، یکی از وظایف سازندگان کولینگ تاور به شمار می رود. ولی برای این انتخاب پکینگ به پارامترهای مختلفی بستگی دارد. به طور کلی این پارامترها به شرح زیر می باشند:
- دمای آب گرم ورودی به برج (چون هر یک از انواع پکینگ کولینگ تاور، قابلیت تحمل دمایی متفاوتی دارند)
- راندمان حرارتی
- اسیدی یا بازی بودن آب و یا هر سیال دیگر
- میزان لزجیت سیال
- میزان سختی آب در گردش (درصد وجود عناصری چون کلسیم و منیزیم در آب که بوجود آورنده ی سختی آب هستند)
گام پکینگ برج خنک کننده
گام پکینگ، حد فاصل بین صفحات داخلی پکینگ است. در نتیجه هرچه گام پکینگ کولینگ تاور کمتر باشد، سطح ویژه انتقال حرارت بیشتر شده و تعداد صفحات انتقال حرارت بیشتری درحجم معین را می توان جمع آوری نمود. اما باید به این نکته توجه کرد که این گام از نظر انسداد در بین صفحات، از یک حد معینی نباید کمتر شود. به دلیل اینکه بعد از مدتی صفحات انتقال حرارت مسدود شده و در نتیجه برج خنک کننده نمی تواند کارایی لازم را داشته باشد.
بطور کلی قیمت پکینگ مدیا برج خنک کن با توجه به پارامترهای زیر وابسته است:
- نوع کاربرد
- حجم مورد نیاز
- سطح ویژه (افزایش یا کاهش تراکم ورقه ها که گام نیز نامیده می شود. در مجموع به هر میزان که سطح ویژه بیشتر شود، قیمت پکینگ برج حنک کننده نیز افزایش می یابد)
- ابعاد برش
- کیفیت مواد اولیه
- متریال کاربردی جهت تولید
البته باید در نظر داشته باشید که بسته به نوع کولینگ تاور، در حدود 10 الی 20% قیمت کلی برج خنک کننده مربوط به پکینگ کولینگ تاور است. به همین جهت در انتخاب فیلینگ ها باید دقت لازم را داشت تا شامل هزینه های بیشتری نشود.
تأثیر مواد اولیه بر تعیین قیمت پکینگ مدیا
در بسیاری از موارد شاهد این مسئله هستیم که کارفرمایان در راستای کاهش هزینه های تولید، به سراغ پکینگ هایی با قیمت بسیار پایین می روند. اما این نوع از پکینگ‌های کولینگ تاور دارای چه ویژگی هایی هستند؟ در واقع استفاده از ماده اولیه گرانول و همچنین استفاده از مواد بازیافتی در ساخت پکینگ برج خنک کننده، می تواند باعث کاهش قیمت نهایی این محصولاتشود. اما به همان نیز باعث افت کیفیت آنها شود.
در واقع با استفاده از این نوع روش ساخت، پکینگ ها عمر به شدت کمتری را خواهند داشت و هزینه های تعویض مجدد پکینگ مجدداً به سراغ کارفرمایان خواهد آمد. همچنین باید توجه کرد که استفاده از پرکن هایی که کیفیت بسیار پایین دارند، می توانند موجب آسیب رساندن به الکتروموتور، کاهش راندمان برج و در نهایت استهلاک سایر قطعات برج نیز شود. بنابراین استفاده از مواد بازیافتی و ضایعاتی، شاید در دیدگاه اول موجب ایجاد محصولی با قیمت کم شود، اما مضرات آن در دراز مدت، بسیار زیانبار می تواند باشد.
خرید پکینگ برج خنک کننده
در خرید پکینگ برج خنک کن باید به پارامترهای مختلفی توجه کرد تا بالاترین راندمان را به دست آورد. از جمله پارامترهای موثر بر انتخاب پرکن سیستم های خنک کننده می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- نوع برج خنک کننده
- مواد و متریال به کار رفته در پکینگ برج خنک کننده
- درصد لزج بودن پساب و یا سیال موجود در چرخه برج
- میزان راندمان حرارتی و گرمایی دستگاه
- درصد سختی آب
- میزان احتمال رسوب پذیری پکینگ
- درصد قلیایی و اسیدی یا بازی بودن آب و یا هر سیال دیگر
- درصد آلودگی و سختی آب موجود در چرخه صنعت
- دمای آب گرم ورودی به برج خنک کننده (لازم است که به میزان تحمل دمایی پکینگ فیلمی یا اسپلش توجه داشته نمود)
