برج خنك كننده

دبي هوا در برج خنك كننده به معني مقدار هواي جابجا شده توسط پروانه برج خنك كننده در واحد زمان مي باشد ، در برج خنك كننده معمولا مقدار دبي هوا با واحد cfm ( فوت مكعب در دقيقه ) نشان داده مي شود. ميزان دبي هوا در برج خنك كننده بر اساس پارامتر هاي مختلف از جمله نسبت دبي آب به هوا ( liquid/gas ) طراحي و محاسبه مي گردد، اگر دبي هوا كم باشد برج خنك كننده عملكرد خود را از دست خواهد داد و در صورتي كه دبي بيشتر از حد طراحي باشد موجب پرتاب آب زياد و مصرف بيش از اندازه انرژي مي شود.

بررسي مقدار دبي هوا در برج خنك كننده

همانطور كه اشاره شد مقدار دبي هوا در برج خنك كننده وابسته به پارامتر هاي مختلف مي باشد كه به بررسي آن مي پردازيم. يكي از اين پارامتر ها نسبت دبي آب به هوا مي باشد. دبي آب در برج خنك كننده و به عبارتي بار آبي ( water loading ) نيز تابع مقدار سطوح انتقال حرارت و شرايط طراحي در نظر گرفته شده مي باشد.

دبي هوا در برج خنك كننده تابع روش طراحي ، هندسه دستگاه ، ميزان دبي آب و تناژ دستگاه است و توسط كارشناس محاسبه و تعيين مي گردد.

به طور مثال در برج هاي خنك كننده سري RF مقدار نسبت دبي آب به دبي هوا برابر ۰٫۰۰۲ طراحي شده است. يعني اگر مقدار دبي آب در برج خنك كننده ۴۰۰ تن مدل RF-400 برابر ۱۴۰۰ گالن در دقيقه يا ۳۲۰ متر مكعب در ساعت باشد بنابراين ميزان دبي هوا به طور تقريبي با استفاده از نسبت ۰٫۰۰۹ برابر ۱۵۵۵۵۵ متر مكعب در ساعت يا ۹۱۵۰۰ فوت مكعب در دقيقه خواهد بود كه مطابق عدد جدول مشخصات فني است.

برج خنك كننده جريان مركب نوعي از برج خنك كننده است كه جريان هوا در آن هم به صورت طبيعي و هم به صورت مكانيكي به حركت در مي آيد. اين نوع برج خنك كننده ظاهري شبيه برج خنك كننده جريان طبيعي ولي با ارتفاع كمتر دارد و مجهز به فن مي باشد. سازه برج خنك كننده جريان مركب در حالت عادي موجب ايجاد جريان طبيعي شده و در هنگام روشن شدن فن ، جريان مكانيكي نيز به وجود خواهد آمد. هدف از طراحي اين نوع برج خنك كننده به حداقل رساندن انرژي لازم براي حركت هوا در برج خنك كن مي باشد.

ويژگي هاي برج خنك كننده جريان مركب

معمولا طراحي برج خنك كننده جريان مركب به صورتي است كه فقط در زمان اوج بار و يا گرماي شديد هوا ، فن ها مجبور به كار شوند. عمدتا فن ها در ناحيه ورود هوا قرار گرفته اند و به مانند برج خنك كننده جريان اجباري فن را به داخل برج خنك كننده مي دمند و هوا از بالاي برج خنك كننده خارج مي شود. ساخت و استفاده از برج خنك كننده جريان تركيبي در مصرف انرژي صرفه جويي قابل ملاحظه به دنبال دارد. در هنگام استفاده مي توان فن ها را ابتدا با دور پايين به گردش در آورد و در صورت نياز دور پروانه ها را بالا برد تا ميزان خنك كاري افزايش يابد.

برج خنك كننده جريان مركب هم از جريان طبيعي و از جريان مكانيكي براي به جريان درآوردن هوا استفاده مي نمايد. توجه نماييد كه برج خنك كننده جريان مركب با برج خنك كننده هيبريدي متفاوت است ، برج خنك كننده هيبريدي تركيبي از دو برج خنك كننده خشك و مرطوب مي باشد.

http://badrantahvie.com/hybrid-draft-cooling-tower/

برج خنك كننده نيروگاه ، برج خنك كننده اي است كه جهت خنك سازي بخش ها، فعاليت ها و فرآيند هاي مختلف يك نيروگاه استفاده مي گردد. با توجه به نياز گسترده نيروگاه ها به آب خنك، معمولا برج خنك كننده نيروگاه داراي ظرفيت هاي بسيار بالايي مي شود. در نيروگاه ها معمولا از نوع برج هاي خنك كننده عظيم و بلند مرتبه كه سازه بتني دارند استفاده مي شود. گاه جريان دبي آب در اين برج ها حتي تا پنجاه هزار متر مكعب در ساعت و ارتفاع برج نيز تا ۱۵۰ متر مي رسد. برج خنك كننده نيروگاه به جهت حساسيت و الزامات موجود در نيروگاه، بايد در تمام طول مدت فعاليت عملكرد مطمئن و پايداري داشته باشد.

سيكل برج خنك كننده نيروگاه

عمده انرژي مورد نياز كشور ها از نيروگاه هاي برقي حرارتي تأمين مي گردد كه همه آن ها نياز به خنك سازي توسط برج خنك كننده نيروگاه نياز دارند. در نيروگاه هاي برقي حرارتي، آب داغ تأمين شده حاصل از گاز طبيعي، ذغال سنگ، نفت و يا انرژي هسته اي توربين ها را به حركت درمي آورد. آب داغ پس از اينكه به بخار اشباع تبديل شد حال به سمت توربين كه به ژنراتور متصل است مي رود و با استفاده از انرژي جنبشي خود آن را به حركت در مي‌آورد و پس از عبور بخار از توربين وارد كندانسور مي‌شود. در اين مرحله برج خنك كننده نيروگاه با كاهش دماي بخار آن را به آب اشباع تبديل مي نمايد. در شكل نحوه عملكرد سيكل برج خنك كننده نيروگاه را مي بينيد.

سوخت نيروگاه هاي برقي حرارتي معمولا گاز طبيعي، ذغال سنگ، نفت و يا فعاليت راكتور اتمي مي باشد كه بوسيله حرارت آن آب به بخار اشباع تبديل شده و وارد توربين شده آن را به حركت دراورده و برق توليد مي كند. حال اين بخار بايد در كندانسور شده به وسيله آب برج خنك كننده نيروگاه خنك شده و سيكل ادامه يابد.

۱. برج خنك‌ كننده نيروگاه ۲. پمپ آب سرد ۳. خطوط انتقال سه فاز ۴. ترانسفورماتور افزايش ولتاژ  ۵. ژنراتور الكتريكي ۶. توربين بخار كم فشار ۷. پمپ آب بويلر ۸. تقطير كننده سطحي ۹. توربين بخار فشار متوسط ۱۰. دريچه كنترل بخار ۱۱. توربين بخار فشار بالا ۱۲. دگازور ۱۳. گرم‌ كننده آب ۱۴. حمل‌كننده زغال سنگ ۱۵. قيف زغال‌ سنگ ۱۶. پودرساز زغال سنگ  ۱۷. سيلندر دود بويلر ۱۸. قيف خاكستر ۱۹. سوپر هيتر ۲۰. پمپ هوا ۲۱. پس‌ گرم‌ كن ۲۲. سوپاپ هواي احتراق ۲۳. پيش‌ گرم‌ كن مقدماتي ۲۴. پيش‌ گرم‌ كن هوا ۲۵. ته‌ نشين‌ كننده الكترواستاتيكي ۲۶. پمپ هوا ۲۷. دودكش

از انواع برج هاي خنك كننده با ارتفاع بلند و جريان طبيعي مي توان به ” برج خنك كننده جريان طبيعي ” و ” برج خنك كننده نيروگاه ” اشاره كرد.

در اين مطلب به برج خنك كننده نيروگاه اشاره شد كه يكي از مهمترين كاربرد هاي برج خنك كننده مي باشد در مطالب قبل راجع به اين پرسش كه برج خنك كننده چيست و برج خنك كننده چيلر و مسائل مرتبط با آن نيز توضيحات مفصل ارائه گرديده است. همينطور به مقاله انگليسي ( Power plant water cooling tower ) مراجعه و با توجه به ساختار برج خنك كننده نيروگاه مي توانيد به مطلب برج خنك كننده بتني مراجعه كنيد.

http://badrantahvie.com/power-plant-cooling-tower/

روش انتخاب برج خنك كننده بر اساس چهار پارامتر اصلي دماي ورود آب به برج خنك كننده ، دماي خروج آب از برج خنك كننده ، حداكثر دماي مرطوب محيط نصب و دبي آب در گردش قابل تشخيص مي باشد. با استفاده از نمودار انتخاب برج خنك كننده و يا با وارد كردن اين چهار پارامتر در نرم افزار برج خنك كننده مي توان ميزان تناژ برج خنك كننده را تعيين نمود و ظرفيت برج خنك كننده مورد نياز را تشخيص داد. پس از تعيين تناژ و ظرفيت بايد نسبت به تطبيق دبي آب فعلي و اتصالات برج خنك كننده اطمينان حاصل كرد.

بررسي روش انتخاب برج خنك كننده

روش انتخاب برج خنك كننده از طريق نرم افزار طراحي برج خنك كننده به اينصورت مي باشد كه ابتدا چهار پارامتر اصلي اعم از دماي آب ورود و خروج به برج خنك كننده و حداكثر دماي مرطوب برج خنك كننده را به واحد سانتيگراد وارد نموده و سپس دبي آب به واحد متر مكعب در ساعت را وارد مي نماييم ، نرم افزار محاسبات برج خنك كننده را انجام داده و ميزان تناژ برج خنك كننده را اعلام مي كند. همچنين اطلاعات كاملي در مورد مقدار آب جبراني مورد نياز ، سايز و ابعاد دستگاه ، قدرت الكتروموتور و پروانه و تعداد سلول پيشنهادي ارائه مي كند.

در روش انتخاب برج خنك كننده به چهار پارامتر اصلي دماي ورود و خروج آب و دماي مرطوب و همچنين دبي آب در گردش نياز است.

در روش انتخاب برج خنك كننده به وسيله نرم افزار به طور مثال با وارد كردن شرايط دماي ورود آب ۴۰ درجه سانتيگراد ، دماي خروج آب ۳۰ درجه سانتيگراد ، در شهري مانند تهران با حداكثر دماي مرطوب ۲۴ درجه سانتيگراد و دبي آب ۱۴۰ متر مكعب در نرم افزار ، ميزان تناژ مورد نياز برابر ۲۳۲ تن اعلام مي گردد. بايد توجه نمود كه ميزان ضريب اطمينان برابر ۱۰% درنظر گرفته شده است. ميزان تبخير آب را هم برابر ۲٫۶ متر مكعب در ساعت نشان مي دهد و ميتوان محاسبه آب جبراني برج خنك كن را انجام داد. اين برج خنك كننده بايد قدرت الكتروموتور برج خنك كننده بايد برابر ۷٫۵ كيلووات و پروانه محوري در حدود ۲ متر داشته باشد.

در روش انتخاب برج خنك كننده از طريق نمودار مي بايست با داشتن نمودار موجود در كاتالوگ برج خنك كننده نسبت به تعيين ظرفيت برج خنك كننده اقدام نمود. در اين روش با داشتن چهار پارامتر اصلي دماي ورود و خروج آب به برج خنك كننده ، حداكثر دماي مرطوب محيط نصب برج خنك كننده و دبي آب در گردش در برج خنك كننده از روي نمودار اقدام به انتخاب برج هاي خنك كن مي كنيم كه در مطلب طراحي برج خنك كننده به آن پرداختيم.