کاربرد برج خنک کننده در کارخانجات مواد غذایی

دستگاهی است که در اصل فقط برای خنک کردن محلول (آب – روغن – لیتیوم برماید) هوا (کمپرسورهای آمونیاکی – گاز مبرد) به کار می رود. این سیستم امروزه در شکل های مختلف به صورت واردات (شرکت های بازرگانی) تولید (شرکت های تهویه مطبوع) به کار گرفته می شود. اصلی ترین و مهمترین کاربرد پکینگ برج خنک کننده در صنایع، تعدیل دمای منابع حرارتی و ماشین آلات سنگین مانند دستگاه تزریق و کوره های القایی است. با ما از همراه باشید تا به بررسی کاربرد برج خنک کننده و نحوه تعیین قیمت برج های خنک کننده در صنایع مختلف بپردازیم.

برج خنک کننده یک منبع فراهم کننده آب سرد برای حذف گرمای اضافی تولید شده توسط تجهیزات فوق به شمار می آید. امروزه برج های خنک کننده کاربرد وسیعی در صنایع فولاد، پتروشیمی، پالایشگاهی، نیروگاه های توزیع برق و سایر صنایع کوچک و بزرگ دارد. اهمیت بکارگیری برج خنک کننده به اندازه کارکرد خود تجهیزات می باشد، زیرا نبود کولینگ تاور باعث از کار افتادن کل سیستم خنک کننده می گردد.

برج خنک کننده صنعتی

صنایع مختلف در کشور بدلیل سروکار داشتن با دمای بالای کاری که از اصطکاک قطعات مختلف در دستگاه های مورد استفاده به وجود می آید، نیاز دارند که این دما با روشی کنترل و به بیرون هدایت شود. این کار توسط کولینگ تاور انجام می گیرد، اما تفاوتی که در این روش خنک کاری وجود دارد نوع برج خنک کننده است به صورتی که براساس سختی آب (مابین 400 تا 2000) کولینگ تاور در صنایع انتخاب می شوند. اما باید این موضوع که صنعت هدف به چه نوع برج خنک کننده نیاز دارد (مدار باز – مدار بسته) توجه نمود.

برج خنک کننده مجتمع های مسکونی

ساختمان های مسکونی که در آن هواساز یا سیستم مرکزی تهویه به کار گرفته می شود، در صورتی کولینگ تاور به کار می رود که چیلر دارای کندانسور آبی باشد. در این صورت چیلر در موتورخانه ساختمان با لوله های رفت و برگشت و کلکتورهای مشخص با پمپ های طراحی شده به کولینگ تاور متصل می گردد. برای این که بتوان دمای بالای کمپرسور را در چیلرهای تراکمی و همچنین دمای محلول لیتیوم برماید را در چیلرهای جذبی کنترل کرد، می بایست از یک یا چند برج (بنا به ظرفیت مورد نیاز و فضای ساختمان) استفاده نمود. کولینگ تاور در این نوع ساختمان های دارای موتورخانه مرکزی یا در فضای حیاط قرار داده می شود یا در بام؛ در هر دو صورت نیاز همیشگی برج های خنک کننده فضای باز است.

برج های خنک کننده صنعتی، مسکونی، بیمارستانی

• صنایع پتروشیمی و وابسته به آن: در صنعت نفت که پتروشیمی یکی از زیرمجموعه های آن می باشد، همیشه روغن و هیدرولیک های صنعتی با دمای بالای 300 درجه سانتیگراد در حال کار هستند که اگر بدون خنک کاری به تولید مواد پتروشیمی ادامه دهند با اصطکاکی که دارند هزینه های بسیار سنگینی را متحمل خواهند شد.
  بنابراین در این مواقع از برج های خنک کننده (کولینگ تاور) که بیشتر به صورت مدار باز هستند استفاده می شود. اما همان طور که قبلاً در مقاله های پیشین اشاره شده است نوع کولینگ تاور اعم از قدرت فن مکش که در بالای برج خنک کن (جریان القایی) یا برج خنک کن بقل زن (جریان اجباری) همیشه در شرایط مختلف تعیین می گردد. همچنین های مورد استفاده در این برج ها اگر درست انتخاب نگردد، بلافاصله پس از ریزش آب تغییر فرم داده و مسیر را می بندد و دبی آب به شدت کاهش پیدا می کند.
• صنایع تزریق پلاستیک: یکی از صنایع وابسته به پتروشیمی صنعت تزریق پلاستیک است که از لحاظ تاثیر در اقتصاد کشور بسیار با اهمیت می باشد. دستگاه های مورد استفاده (قالب های تزریق پلاستیک) در این صنایع همیشه به صورت 24 ساعت در حال کار هستند و دمای کاری تقریبا تا 90 درجه سانتی گراد می رسد.
  پس طبق مواردی که به آن اشاره شد همیشه در کولینگ تاورهای مورد استفاده در صنعت تزریق، از پکینگ با تحمل دمایی بالا استفاده می شود که به آن پلی پروپیلن می گویند و در انواع مختلف (که قبلا به آن اشاره شده است) تولید می گردد.

• صنایع فولاد: در این مورد نکته قابل توجه که باید بدون استثناء به آن اشاره کرد، استفاده از برج های خنک کننده هذلولی یا همان کولینگ تاورهای بتنی یا پکینگ اسپلش است که در پروژه های مورد استفاده، ساخته می شود.
  زیرا این نوع برج ها همیشه ثابت می باشد و نمی توان آنها را مانند برج های خنک کن معکبی یا ، در مواقعی آنها را دمونتاژ و جا به جا کرد. در صنعت فولاد کشور که یکی از پایه های اقتصادی ایران می باشد، بسته به دمای ذوب آهن و تولیدی که در آن مد نظر است کولینگ تاور را انتخاب می کنند. البته قابل ذکر می باشد که فن هایی که در این نوع برج های خنک کننده استفاده می شود، همیشه از نوع فلزی (فولاد زنگ نزن) با تحمل دمایی بالا انتخاب می گردد.

• صنابع چوب و وابسته به آن: یکی از صنعت های مهم کشور تولید چوب (نئوپان و انواع آن) می باشد که لازمه این نوع تولید دستگاه های بزرگ برش صنعتی می باشد. این دستگاه ها همیشه دارای هیدرولیک های قوی روغنی یا هوا هستند که نیاز این نوع هیدرولیک ها کنترل دمای آن است که باز مسئله (بیشتر از مدار بسته) مطرح می گردد.
• نیرگاه های تولید برق: در نیروگاه های تولید برق (بادی – آبی – خورشیدی – اتمی – بخار و …) بسته به توان کیلوواتی آن نیروگاه همیشه گرمای از دست رفته در محیط توسط برج های خنک کننده کنترل می گردد؛ به صورتی که در نیروگاه های بخار کندانسور های آبی (آب – بخار) با ظرفیت های بالا به صورت مداوم در حال تبادل حرارتی هستند و باعث می شوند که نیروگاه با کمترین هدر رفت دمایی به تولید برق ادامه دهد. اما همان طور که از قدیم مرسوم بوده است به دلیل حجم بالای کاری نیروگاه ها بالای 85 درصد از برج های بتنی استفاده می گردد، زیرا هم از لحاظ هزینه و هم از لحاظ کاری برج های مکعبی قابلیت تولید در ظرفیت های یاد شده را ندارد.
• صنایع تولید سیمان و وابسته: در صنعت تولید سیمان از برج های خنک کننده مدار باز یا بسته (بستگی به درخواست خریدار و شرایط پروژه) استفاده می گردد.
• صنایع مس: در صنعت مس کشور که خوشبختانه با معادن جدیدی که کشف شده است، همیشه در سیستم های تولید کنستانتره مس و سنگ مس و تجزیه مواد از استفاده می گردد که همان طور که قبلاً اشاره شد، بدون استثناء پکینگ های مورد استفاده در سیستم از نوع پلی پروپیلن هستند و در مواردی که دما بیش از تحمل نیز باشد از اسپلش های صنعتی استفاده می شود.

فن برج های خنک کننده

شاید یکی از مهمترین بخش ها در ساختار یک کولینگ تاور، فن و نوع جنس آن باشد؛ به صورتی که گاهی دیده شده برج خنک کننده بدون فن با بلیدهای جنس نامرغوب به صورت کلی عملکرد را مختل کرده است. کارکرد اصلی برج خنک کننده با انتخاب فن رابطه مستقیم دارد. برای مثال اگر قرار باشد در جریان القایی از یک فن با بلید نوع فولاد زنگ نزن (استنلس استیل) استفاده کنیم، حتی تعداد پره های آن باید دقیقاً با میزان هوای عبوری مورد نیاز از روی پکینگ ها محاسبه گردد و اگر قرار است از برج های جریان اجباری (گالوانیزه) استفاده شود، تعداد تیغه های فن محوری (آکسیال) با شیب جوشکاری به بدنه (حوضینگ) بسیار مهم است؛ تا اندازه ای که گاهی دیده شده یک فن نامرغوب ظرفیت برج را تا 40 درصد کاهش می دهد.

انواع فن در کولینگ تاور

در برج های خنک کننده فن ها به دودسته تقسیم می شوند:

• فن های محوری (آکسیال)
• فن های گریز از مرکز

از لحاظ جنس ساخت فن نیز تقسیم بندی وجود دارد که با توجه به ظرفت برج و دمای عبوری انتخاب می شوند.

• فن های پلی آمید
• فن های گالوانیزه
• فن های استنلس استیل

لازم به ذکر است که کارخانه های فعال در زمینه ساخت برج به صورت به خصوص نوع فن را در ظرفیت های مختلف با توجه به طراحی شرکتی می توانند تعیین کنند، اما در این قسمت است که کیفیت برج در زمان استارت (صدا – لرزش – مکش هوا – پرتاب هوا و …) مشخص می گردد.

مزیت و معایب انواع فن در کولینگ تاورها

فن های محوری که در اکثر برج های خنک کننده امروزی مورد استفاده قرار می گیرد، دارای مزیت و معایبی هستند که در ذیل به آنها اشاره می گردد.

• به دلیل نوع دینامیکی که در ساخت این فن ها به کار می رود، کمترین اصطکاک هوایی را ایجاد می کنند و این باعث می شود که حتی در مناطقی از کشور که باد شدید از بتوانند با راندمان بالا عملکرد خود را به رخ بکشانند.
• الکتروموتور جزء غیر قابل تفکیک از فن است. پس زمانی که فن دارای آیرودینامیکی قابل توجه باشد، الکتروموتور نیز با راندمان بالا و سایز کوچکتر می تواند انتخاب شود و مصرف برق کمتری داشته باشد.
• میزان هوادهی فن های محوری با توجه به تعداد تیغه ها (بلید) کنترل می گردد، اما از لحاظ لرزش و قدرت مکش هوا دارای مزیت می باشند.
• در فن ها محوری به دلیل اتصال مستقیم به موتور (دایرکت – تسمه) هیچ گاه (بجز روغن کاری از نوع گیربکسی) نیاز به روغن کاری نیست، پس تفاوتی که در این موضوع دیده می شود نوع اتصال به موتور است که در فن های گریز از مرکز همیشه اتصال به صورت کوپلینگ است. یعنی تسمه حذف می شود که باز نکته ای به وجود می آید که آیا حذف تسمه مزیت است یا عیب که تا کنون برای این سوال جوابی داده نشده است. زیرا دیده شده است حتی در صنعت ساخت لوازم خانگی، برندهای به روز و بزرگ در دنیا محصولات خود را به هر دو صورت تولید و روانه بازار می کنند.