برج خنک کننده و عیب یابی برج خنک کن

,
برج خنک کننده

خرید انواع ماده‌های شیمیایی برای کنترل قارچ، باکتری، جلبک‌های تشکیل‌دهنده لجن در سیستم خنک کننده، فاضلاب، سیستم استخراج نفت و گاز و دیگر صنایع:

خرید ایزوتیازولینون

خرید dbnpa

فروش hedp

برای فروش مواد شیمیایی در صنایع متعدد می‌توانید با شماره زیر با کارشناسان بخش فروش دکتر کمیکال در ارتباط باشید.

برج خنک کننده چیست؟

برج خنک کننده (cooling tower) یا برج خنک کن نوعی از مبدل‌های حرارتی هستند که به آب‌وهوا مجوز می‌دهند تا با همدیگر در ارتباط باشند و درجه حرارت آب گرم را پایین بیاورند.

کار تمام برج‌های خنک کننده (کولینگ تاور) بر مبنای ایجاد سطح تماس بیشتر بین جریان آب گرم و هوای سرد و در نتیجه تبادل حرارتی بین این دو می‌باشد. بنابراین لازم است جهت بهترین راندمان همیشه سطح تماس هوا و آب ( میزان عبور هوا و آب از پکینگ‌های برج) در بالاترین حد ممکن باشد. که جهت انجام این کار لازم است تدابیری اندیشیده شود.
همه تدابير به كار گرفته شده در این مورد در راستای تصفيه آب ورودی به برج‌های خنک کننده جهت جلوگیری از ۴ پیامد زیر است:

  1. خوردگي (CORROSION) و فرسايش
  2. شكيل رسوب (SCALE)
  3. مشكلات ناشي از تشكيل ميكروارگانيزم‌ها
  4. تجمع لجن ها (FOULING)

بیشتر بخوانید: تشکیل رسوب در بویلر

انواع برجهای خنک کننده

  • جریان طبیعی
  • جریان مکانیکی
  • جریان اجباری
  • جریان القایی
  • جریان مرکب

عملکرد برج خنک کننده

خوردگی

سیستم برج‌ خننک کننده محیطی ایده‌آل برای برگشت به حالت اکسیداسیون فلز را مهیا می‌کند که این حالت را خوردگی می‌نامند. خوردگی یک فرایند الکتروشیمیایی می‌باشد که در آن یک فلز به حالت طبیعی خود برگشت می‌کند.
مثلاً فولاد معمولی فلزی است که در سیستم برج‌های خنک کننده بطور معمول استفاده می‌شود و نسبت به خوردگی بسیار حساس و در صورت بروز این امر به حالت اکسید آهن بر می‌گردد.
عموماً فلزاتی همچون آلومینیوم و مس نسبت به آهن کمتر در معرض خوردگی قرار می‌گیرند. گرچه در بعضی از انواع آب‌ها این فلزات ممکن است در معرض خوردگی موضعی یا حفره‌ای نیز قرار بگیرند.
رشد ذرات میکروسکوپی، تشکیل پیل‌های خوردگی را تشدید می‌کند. به‌علاوه محصولات فرعی و ناخواسته مانند سولفید هیدروژن که تعدادی از ارگانیسم‌ها متشکله از باکتری‌های خورنده غیر هوازی هستند نیز خورنده هستند. عمل خوردگی در برج‌های خنک کننده باعث خوردگی در خط انتقال آب و به خصوص در مبدل‌ها ‌می‌شود.

سختی

براي جلوگيري از اين پيامدها و مشكلات به خصوص خوردگي و رسوب‌دهي بايد تا حد ممكن از سختي آب مورد استفاده در برج‌ خنک كننده و ساير قسمت‌ها كاسته شود. اما به دلیل صددرصد نبودن عملکرد دستگاه‌ها در کنترل کیفیت آب و نیز تغلیظ بالای این برج‌ها باز هم وجود سختی بالا در داخل آب برج‌های خنک کننده امری طبیعی است، اما لازم است این سختی نیز کنترل شود زیرا سختي كه شامل سختي بي كربنات مي‌باشد كه در اثر درجه حرارت از آب جدا شده و به صورت رسوب بر روي جداره مي‌نشيند.

تاثیر میکروارگانیسم های موجود در آب سیستم برج های خنک کننده

تاثیر میکروارگانیسم های موجود در آب سیستم برج های خنک کننده

رشد ميكروارگانيسم‌ ها در سيستم برج خنک كننده

  1. آب برج داراي حرارت مطلوب جهت رشد ميكروارگانيسم‌ها وموجودات آبزي است و مناسب‌ترين درجه حرارت براي رشد اين موجودات مي‌باشد.
    برج‌های خنک كن در مقابل نور خورشيد، هوا و آب قرار گرفته است كه اين عوامل را مثلث تكثير مي‌گويند. همچنین جنس محيط كاملا جهت رشد و نمو آن‌ها آماده است.

خسارت های حاصل از جلبک ها و لجن های حاصله در برج خنک کن

  1. باعث مسدود شدن سوراخ‌هاي آب پخش‎‌كن بستر فوقاني برج شده و مانع ريزش آب به صورت اسپري روي بند و بست‌هاي چوبي مي‌شود و راندمان برج را از نظر خنک كردن آب كم مي‌كند.
  2. جلبک‌ها قادرند به ديواره و پکینگ‌ها چسبنده و شيارهاي آن را مسدود كنند كه در اثر آن مسير آب و مسير هوا در برج تغيير مي‌كند.
  3. جلبک‌ها به وسيله آب كند شده، وارد مسير مي‌گردند و گرفتگي صافي‌ها و توري‌هاي بستر تحتاني برج را سبب شده و كار آبدهي را مختل مي‌نمايند.
  4. جلبک‌ها قادرند وارد لوله‌هاي مبدل‌ها حرارتي شده و با مواد معلق محصولات، خوردگي لايه‌اي در داخل لوله ايجاد مي‌نمايند كه تبادل حرارتي را كم كرده و در نتيجه راندمان سيستم HATE EXCHANGER را كاهش مي‌دهد و اگر اين سيستم كندانسور باشد افت خلاء را سبب مي‌شود.
  5. جلبک‌هاي مرده ممكن است در داخل مبدل‌هاي حرارتي جمع شده و منبع تغذيه ساير ميكروارگانيزم‌ها را فراهم كنند و ازاين گذشته با رسوبات و محصولات خوردگي توام شده و سطح داخلي لوازم را بپوشاند و لذا باعث اختلاف در ميزان اكسيژن درآن قمست شده و تشكيل پيل غلظتي در آن ناحيه را مي‌دهد در نتيجه خوردگي حفره‌اي را موجب مي‌شود.
  6. جلبک‌ها با عمل فتوسنتزي كه انجام مي‌دهند مي‌توانند باعث خوردگي در سيستم گردند.

همچنین کنترل PH در برج‌های خنک کننده امری ضروری است، زیرا کاهش PH به کمتر از حدود مجاز موجب خوردگی و نیز افزایش PH به بیشتر از حدود مجاز موجب رسوب نشینی در برج‌ها می‌شود.

عیب یابی برج خنک کننده

عیب یابی برج خنک کننده

رفع مشکلات برج های خنک کننده

حال به منظور جلوگیری از خسارات ناشی از تشکیل رسوب همچون هزینه بالای تعمیرات و مصرف انرژی لازم است در این برج‌ها از مواد شیمیایی استفاده شود که بتواند:

  1. با کنترل PH از تشکیل جلبک و رشد میکرواورگانیزها و همچنین خوردگی جلوگیری کند.
  2. با معلق کردن رسوبات و جامدات سبب جلوگیری از ته‌نشینی آن‌ها و چسبیدن آن‌ها در پکینگ‌ها شود (این مواد و رسوبات معلق را می‌توان از طریق زیر آب از برج خارج کرد)
  3. بتواند تاثیر خوردگی را با توجه به حذف این عوامل به حداقل برساند.

برای کنترل خوردگی در کولینگ تاور به:

  • معلومات مربوط به اجزاء فلزی در برج خنک کننده
  • شناخت استعداد فلز از جهت خوراکی
  • آشنایی با محدودیت‌های مربوط به کاربرد مواد شیمیایی ضد خوراکی نیاز است

شناخت از سیستم برج خنک کننده و فرایند در آن برای مهندسی که روی برنامه تیمار آب کار می‌کند ، ضروری است. خوردگی فرایندی الکتروشیمیایی است و طی آن فلزات به وضع اولیه شان برمی‌گردند. مثلاً آهن به اکسید آهن تبدیل می‌شود. همین قضیه در مورد آلیاژهای مس، روی و آلومینیم مصداق دارد. خوردگی فلزات در برج خنک کننده خسارت بار است و موجب شکست ابز ارگران قیمت می‌شود و تجمع رسوب را هم سبب می‌گردد و اسباب زمان خاموشی طولانی این برج را فراهم می‌آورد که خالی از ضرر تولید نیست.
خسارت خوردگی به سه صورت مشهود است: خوردگی کلی، موضعی و حذف لعاب گالوانیزه.

خوردگی یعنی خورده شدن یکنواخت فلز در سرتاسر سطح آن اکسید آهن حاصل از خوردگی کلی حجم رسوب غیرشیمیایی را افزایش می‌دهد که مشکل آفرین می‌باشد. در واقع خوردگی موضعی در نقاطی از فلز ظهور پیدا می‌کند. خوردگی موضعی خطرناک است، چون در سطح کوچکی متمرکز می‌باشد و می‌تواند در فاصله زمانی کوتاهی فلز را مشبک نماید.

ویژگی های آب برج خنک کننده

برخی از ویژگی های آب برج خنک کننده روی مقدار و نرخ خوردگی تاثیر می گذارند که عمده آن‌ها عبارتند از:

  • وجود اکسیژن
  • وجود ذرات جامد محلول یا شناور
  • قلیائی یا اسیدی بودن محیط
  • سرعت آب
  • دما
  • رشد میکرو ارگانیسم ها

وجود اکسیژن محلول برای عمل کاتدی لازم است. ذرات جامد شناور می‌توانند خاصیت هدایت الکتریکی آب را افزایش دهند. هر چه ذرات شناور بیشتر باشند، هدایت آب بیشتر است و خوردگی شدیدتر. کلرورها و سولفات‌های محلول نیز خورنده هستند.

ذرات جامد شناور با رسوب‌شان خوردگی حفره‌ای را سبب می‌گردند. محیط اسیدی و قلیایی ضعیف نرخ محلول شدن فلز پایه را افزایش می‌دهند و لایه نازک رسوب اکسید روی سطوح فلز تشکیل می‌شود و این عمل خورندگی را توسعه می‌دهد. PH خنثی (۷) و کمی قلیائی (۷٫۵) هم خورنده هستند.

جریان آب خوردگی را افزایش می‌دهد چون اکسیژن می‌رساند و اکسید سطح خورده را می‌شوید. جریان سریع اثر فرسایشی روی سطرح فلز دارد و حفاظ روی فلز را می‌کند. وقتی سرعت آب کم باشد، رسوب‌گذاری شدت پیدا می‌کند که خلاق خوردگی موضعی می‌تواند باشد.

دما به ازای هر ۵۰-۲۵ درجه تا F160 (C71) نرخ خوردگی را دو برابر می‌کند (دمای بالاتر از F160 (روی نرخ خوردگی اثر کمتری دارد. دما و حالت اسیدی یا قلیایی آب برج خنک کن (cooling tower)، هر دو روی فلزات تاثیرگذارند. رشد میکروارکانیسم‌ها نیز به پیشرفت خوردگی کمک می‌کند و بازمانده‌های این موجودات هم خورنده هستند.

انتخاب یکی از تکنیک‌های کنترل خوردگی از بین روش‌های مساعد، به هزینه کار بستگی دارد. تیمار شیمیایی کنترل خورندگی در سیستم آب برج خنک کننده می‌تواند با اضافه کردن ppm50 ماده شیمیایی مانع یا بازدارنده خورندگی به آب، کافی باشد چون آب گردش دارد و ماده شیمیایی هم با آن می‌چرخد و حفاظت مورد نظر را تامین خواهد کرد و این روش از نظر هزینه تیمار، حداقل می‌باشد.

به چند طریق می توان خوراکی را در برج خنک کن پیشگیری یا حداقل نمود که عمده آن ها عبارتند از:

  • استفاده از فلزات مقاوم به خوردگی برای حداقل ساختن اثر محیط خورنده
  • کاربرد تکنیک حفاظت کاتدی
  • کاربرد اندودهای حفاظ (رنگ یا اپا کسی)
  • استفاده از لایه نازک حفاظ توسط مواد شیمیایی بازدارنده (به آب برج خنک کننده اضافه می‌شود تا به کاتد فلزی حمل شود)

مشکلات برج خنک کننده

با توجه به مشکلاتی که در مورد پوسیدگی این برج‌ها وجود دارد بهتر قطعات برج خنک کننده از بهترین نوع خود تهیه شوند.

مواد ضدخورندگی از طریق وارد شدن در مکانیسم خوردگی، آنرا متوقف می‌کنند یا کاهش می‌دهند. عملاً ضدخوردگی روی آند سلول خوردگی یا روی کاتد آن تاثیر می‌گذارند. مانع شونده‌های خوراکی آندی درواکنشی آندی دخالت می کنند، پس می‌توانند مفید و یا مضر واقع شوند. اگر مقدار مانع شونده‌ها ناکافی باشد خوردگی با تمام پتانسیل خود در نقاط بدون حفاظ رخ می دهد و خوردگی موضعی شدت می‌یابد بازدارنده‌های کاتدی که وارد واکنش کاتدی می‌گردند، به نسبت سطح کاتدی بدون حفاظ نرخ خوردگی واکنش می‌دهند به همین خاطر این دسته از بازدارنده‎‌ها را بی خطر می‌نامند. برخی از مواد شیمیایی و برخی از پلیمرها که کلا بازدارنده خوردگی هستند، هم سطوح آندی و هم سطوح کاتدی را حفظ می کنند.

نمک کرومات بهترین بازدارنده آندی است ولی اگر ناکافی مصرف شود خورندگی موضعی را تشدید می‌کند چون در PH 5 تا ۱۰ موثر می‌باشد.
کرومات‌ها از آهن و آلیاژهای مس و آلومینیم حفاظت می‌کنند و معمولا برای تاثیرگذاری بهتر با بازدارنده‌های دیگر بصورت همزمان مصرف می‌گردند. ناظران محیط زیست مصرف کرومات‌ها را برای حفظ محیط زیست صلاح نمی‌دانند، قریبا مانع مصرف آن‌ها خواهند شد. ارتوفسفات‌ها بازدارنده آندی خوبی هستند و پایداری بالایی دارند. اما برای تاثیرگذاری زیاد مصرف می‌شوند و ممکن است باکلسیم رسوب شیمیایی را تشدید و با آهن رسوب غیر شیمیایی را افزایشی دهند.

برای امتیاز به این نوشته کلیک کنید!
[کل: 3 میانگین: 5]
0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.