برج خنك كننده

كاويتاسيون در پمپ برج خنك كننده هنگامي به وجود مي آيد كه به دليل لوله كشي غير صحيح هوا وارد مسير مكش پمپ برج خنك كن مي شود و به مرور باعث تخريب مكانيكي پمپ مي شود. در نتيجه كاويتاسيون ، پره هاي رانش و يا شفت پمپ تخريب و شكسته خواهد شد. طراحي و نصب صحيح لوله كشي در جلوگيري از بروز كاويتاسيون و وارد شدن هوا به مسير مكش پمپ داراي اهميت مي باشد. در ادامه مطلب به بررسي دلايل بروز كاويتاسيون در پمپ برج خنك كننده مي پردازيم و راه هاي جلوگيري از آن را بررسي مي كنيم.

–

دلايل بروز كاويتاسيون در پمپ برج خنك كننده

اغلب به دليل كاويتاسيون يا وجود هوا در لوله مكش به پره ها يا شفت پمپ شوك وارد مي شود و از نظر مكانيكي آن را تخريب مي كند كه در نتيجه باعث كاهش جريان آب مي شود. در صورت وجود مقدار زياد هوا در لوله مكش ، شفت پمپ به سرعت دچار شكستگي مي شود. دليل اين شكست هم اين است كه هنگامي كه هوا وارد پروانه مي شود بار وارد شده ناگهان صفر مي شود و سپس آب با فشار بالا وارد مي شود مابين اين تغييرات بار صفر و ماكسيمم مانند وارد آمدن ضربه پروانه مي شكند.

–

سه دليل براي وارد شدن هوا به لوله مكش وجود دارد:

• باي پس به لوله مكش پمپ
• مسير تخليه مانند در ناحيه مكش پمپ
• جريان گردابي در برج خنك كن

–

باي پس به لوله مكش پمپ

نصب غير صحيح لوله باي پس به صورت مستقيم به لوله مكش موجب ورود هواي بسيار زياد به پمپ خواهد شد. وقتي فشار زير اتمسفر در باي پس و اتصالات لوله خروج وجود داشته باشد هوا به لوله مكش وارد مي شود.

–

در شكل ، وقتي برج خنك كننده در حال باي پس كردن است فشار در نقطه B به اندازه ارتفاع H1 بالاتر از فشار اتمسفر خواهد بود. فشار در نقطه C زير اتمسفريك است ، كه باعث مكش هوا مي شود فقط وقتي درست عمل مي كند كه كاهش فشار استاتيك به دليل ارتفاع H2 معادل يا كوچكتر از افت فشار جريان در لوله باي پس باشد. شير كنترل باي پس و لوله كشي باي پس طراحي مي شوند تا افت فشار كافي را در لوله باي پس بوجود آورده تا از فشار زير اتمسفريك در نقطه C جلوگيري كنند و هنگامي كه برج خنك كن در باي پس است باعث به جريان افتادن آب در واتر لگ نيز شوند.

–

همانطور كه در شكل دوم نشان داده شده است ، ورود مستقيم باي پس به برج خنك كننده احتمال مكش هوا به مسير پمپ را كاملا از بين ميبرد ، در نتيجه اين طرح لوله كشي مورد تأييد فني شركت بادران تهويه صنعت است.

–

مسير تخليه مانند در ناحيه مكش پمپ

در خيلي از برج هاي خنك كننده آب به مقدار كافي درتشت آبسرد براي پر كردن لوله مكش وجود ندارد. هنگام استارت پمپ مي تواند آب موجود در تشت را به صورت ناگهاني خالي و يا پايين تر از حد قرمز بوجود آمدن ورتكس نمايد. در هر دو حالت هوا به مسير مكش پمپ وارد شده و براي پمپ فاجعه آميز خواهد بود.

روش صحيح و غير صحيح لوله كشي در دو شكل زير نشان داده شده است. همانطور كه در شكل اول مي بينيد پمپ هنگام استارت بايد كندانسور و تمام مسيرلوله كشي برج خنك كننده را با آب پر نمايد كه به دليل عدم وجود حجم آب مناسب در تشت ، موجب كاهش ناگهاني آب در تشت برج خنك كننده شده و هوا به مسير مكش وارد مي شود.

–

در شكل بعدي شير يكطرفه جلوي تخليه لوله هاي عمودي را مي گيرد در حاليكه واتر لگ هم از تخليه لوله هاي افقي برگشت جلوگيري مي كند و از كاويتاسيون در پمپ برج خنك كننده جلوگيري مي كند.

–

به عنوان يك اصل عمومي ، در طراحي لوله كشي برج خنك كننده بايد لوله اي عمودي قبل از كندانسور و بعد از شير يكطرفه در نظر گرفته شود كه به آن لوله پر كننده مي گويند ، اين لوله دو نقش را ايفا مي كند:

–

• باعث پر آب شدن مسير كندانسور مستقل از پمپ و تشت برج خنك كننده مي شود كه خطر خالي شدن آب در هنگام استارت را از بين مي برد.
• در هنگام شروع به كار چيلر مهم است كه كندانسور از آب پر باشد ، در حالي كه بسياري از كندانسور ها در سطح ارتفاع بالاتر از تشت برج خنك كننده نصب مي شوند در صورت نصب صحيح لوله كشي با لوله پر كننده و شير يكطرفه در هنگام استارت چيلر ، كندانسور پر از آب بوده و مشكلي نخواهد داشت.

–

استفاده از شير كاهنده فشار نيز از مشكلات نشت و برگشت تخليه نيز محافظت مي كند. با توجه به شكل مسير زيرآب برج خنك كننده يا بلو دان هم در مسير افقي برگشت به برج خنك كننده قرار گرفته است كه تنها در زمان روشن بودن پمپ مي توان بلو دان را انجام داد كه اين مسير صحيح است و پيشنهاد مي گردد.

–

جريان گردابي در برج خنك كننده

جريان گردابي در برج خنك كننده هنگامي رخ مي دهد كه ميزان سطح آب موجود در تشت برج خنك كننده با ميزان جريان آب در گردش متناسب نباشد. بوجود آمدن جريان گردابي باعث ورود هوا و در نتيجه كاويتاسيون در پمپ برج خنك كننده مي شود. جهت رفع اين مشكل مي توان از درپوش يا قطعه اي براي شكستن جريان گردابي در تشت و مسير لوله استفاده نمود.

–

در برخي موارد مسير لوله مكش پمپ از فلنج اتصال برج خنك كننده كوچكتر گرفته مي شود كه در اين حالت به دليل بوجود آمدن سرعت بالاي آب ممكن است جريان گردابي درون لوله بوجود آبد. بنابراين توصيه مي شود كه مسير لوله از تشت برج خنك كننده به طول ۱۰ برابر قطر لوله به اندازه همان اتصال تشت لوله كشي شود و سپس با قطر كوچكتر به پمپ متصل شود تا سرعت آب كنترل شود و درون لوله جريان گردابي بوجود نيايد.

–

وظيفه مهندس طراح و شركت سازنده است كه لوله كشي ، پمپ و اتصالات متناسب باشد و آب بدون مشكل جريان يابد. حال در صورت طراحي اشتباه ممكن است چندين مشكل بوجود آيد:

–

• هد پمپ بيش از اندازه در نظر گرفته شود كه در اين حالت دبي افزايش مي يابد. در اين حالت بايد با استفاده از شير بالانسينگ يا شير فشار شكن در مسير لوله كشي استفاده نمود.
• نصب اشتباه كنترلر هاي باي پس كه موجب تغيير شديد نقطه اي فشار و افزايش دبي آب خواهد شد.

–

جهت مطالعه بيشتر به مطلب ” انتخاب پمپ برج خنك كن ” و ” محاسبه هد پمپ برج خنك كننده ” مراجعه فرماييد.

http://badrantahvie.com/cooling-tower-pump-cavitation/

محاسبه هد پمپ برج خنك كننده از جمله اقدامات مهم قبل از انتخاب پمپ برج خنك كن مي باشد. همانطور كه قبلا اشاره شد براي انتخاب پمپ برج خنك كننده نياز به دو پارامتر هد كل مورد نياز و دبي آب در گردش در برج خنك كن مي باشد. بنابراين جهت انتخاب پمپ مناسب ابتدا بايد هد پمپ به درستي محاسبه شود. به طور كلي هد پمپ برج خنك كننده برابر مجموع هد مورد نياز براي غلبه بر اصطكاك جريان آب در طول لوله كشي ، هد استاتيك ( فقط برج خنك كننده مدار باز ) ، افت فشار آب در كندانسور ، افت فشار آب در برج خنك كننده و شير ها مي باشد.

–

محاسبه هد پمپ برج خنك كننده مدار بسته و مدار باز

هد پمپ برج خنك كننده مدار باز متفاوت از هد پمپ در برج خنك كننده مدار بسته مي باشد. تفاوت اين دو در محاسبه هد استاتيك در برج خنك كننده مدار باز است. در برج خنك كننده مدار بسته نيازي به محاسبه هد استاتيك براي انتخاب پمپ نيست به دليل اينكه هد استاتيك بين رايزر هاي رفت و برگشت خنثي مي شود. افت هد استاتيك جريان آب با هر ارتفاعي در لوله رفت با بازيابي هد استاتيك جريان آب در برگشت جبران مي شود. تنها هد مورد نياز در برج خنك كننده مدار بسته افت هد در مسير كوئل هاي داخل برج خنك كننده به دليل اصطكاك جريان مي باشد و در برج خنك كننده مدار بسته هد استاتيك محاسبه نمي شود.

–

مدار لوله كشي برج خنك كننده مدار باز از مدار لوله كشي برج خنك كننده مدار بسته متفاوت است. در برج خنك كننده مدار باز هد استاتيك غير قابل جبران است. در برج خنك كننده مدار باز پمپ بايد آب را از خط مبدا پايين به خط مقصد بالا انتقال دهد كه اين نياز به كار پمپ دارد در نتيجه در بررسي هد برج خنك كننده مدار باز هد استاتيك اهميت ويژه اي دارد.

–

در برج خنك كننده مدار باز در شكل زير علاوه بر هد مورد نياز براي غلبه بر اصطكاك جريان آب از نقطه A به نقطه D نياز به هد Hs براي انتقال آب از نقطه پايين به نقطه بالا مي باشد.

–

در برخي از برج هاي خنك كننده نياز به محاسبه افت فشار مورد نياز در نازل ها، لوله ها و ساير تجهيزات مي باشد كه حتما بايد مورد توجه قرار گيرد. به طور كلي در محاسبه هد پمپ برج خنك كننده بايد افت فشار آب در اثر اصطكاك جريان آب در طول لوله كشي، افت فشار آب در كندانسور ، افت فشار آب در برج خنك كننده و شير ها مورد توجه قرار گيرد. علاوه بر اين در برج خنك كننده مدار باز بايد هد استاتيك براي انتقال آب در نقطه پايين به نقطه بالا در نظر گرفته شود.

–

معمولا در برج خنك كننده مدار باز بيشتر توجهات معطوف به ارتفاع هد استاتيك Ho است ( ارتفاع باز مدار ) همانطور كه در شكل ملاحظه مي كنيد اين در واقع فرض ساده اي است كه در آن ارتفاع سيفون يعني DE در نظر گرفته نمي شود. اين ارتفاع به نام داون كامر سيفون ( Downcomer siphon ) شناخته مي شود كه بايد در صورت وجود اين نوع لوله كشي در محاسبات مورد توجه قرار گيرد.

–

جهت مطالعه بيشتر به مطلب ” لوله كشي برج خنك كننده ” مراجعه فرماييد.

http://badrantahvie.com/cooling-tower-pump-head-calculation/

از سرويس خارج كردن برج خنك كننده به معني انجام اقدامات لازم جهت توقف كامل فعاليت برج خنك كن و سيستم هاي مرتبط با آن مي باشد. معمولا برج خنك كننده در پايان فصل و يا شروع دوره تعميرات خاموش مي شود. از سرويس خارج كردن برج خنك كننده فرآيند ساده و ارزان قيمت است. دو هفته مانده به زمان خاموش كردن برج خنك كننده سيكل تغليظ برج خنك كننده را به ۵۰ درصد كاهش دهيد تا جامدات و ذرات معلق از كولينگ تاور خارج شود. سپس براي ۲۴ تا ۴۸ ساعت مواد ضد خوردگي را در سيستم به جريان اندازيد تا كل سيستم در مقابل خوردگي مقاوم شود و سپس سيستم را خاموش كرده و حوضچه را كاملا تميز و خشك نماييد.

–

اقدامات از سرويس خارج كردن برج خنك كننده

برج هاي خنك كننده هيچ گاه به طور كامل از سرويس خارج نمي شوند مگر آنكه كل واحد از سرويس خارج شود. اما امكان دارد لازم شود يك يا چند سل از سل هاي يك برج خنك كننده از سرويس خارج گردد، آنگاه بايستي اين موارد را انجام داد:

1. از سرويس خارج كردن دستگاه هاي توليد آب بدون املاح DM
2. براي اين كار، ابتدا با واحد آب جهت از سرويس خارج كردن پمپ ارسالي آب خام به واحد برج هاي خنك كننده تماس گرفته شود، پس از قطع لوپ آب خام ارسالي از واحد آب، دستگاه هاي توليد آب بدون املاح از سرويس خارج شوند.
3. از سرويس خارج كردن فيلتر هاي شني
4. بايستي پمپ تامين آب فيلتر هاي شني از سرويس خارج شود. سپس فيلتر هاي شني يكي پس از ديگري از سرويس خارج گردند.
5. از سرويس خارج كردن پمپ هاي ارسالي آب خنك كننده به واحد هاي پروسس
6. بعد از هماهنگي با واحد هاي پروسس و نيروگاه، پمپ هاي ارسالي آب خنك كننده را مطابق با روش ذكر شده در نرم افزار آموزشي پمپ يكي پس از ديگري از سرويس خارج كنيد.
7. از سرويس خارج كردن هر پمپ در صورت نياز به كنترل و تامين فشار آب خنك ارسالي، با بستن شير آب ورودي به رايزرهاي مربوطه انجام مي شود.
8. از سرويس خارج كردن فن ها
9. با توجه به وضعيت سه گانه كليد ايستگاه برق واحد، با فشار دكمه STOP از داخل اتاق كنترل و يا ايستگاه برق واحد و يا كنار فن، فن مربوطه از سرويس خارج مي شود.

10. پمپ هاي تزريق مواد شيميايي را از سرويس خارج كنيد.

11. برق پمپ ها و فن خاموش گردند.

–

حال بعد از خاموش كردن برج خنك كننده بايستي موارد زير انجام پذيرد:

–

1. آب موجود داخل حوضچه بوسيله پمپ هاي تخليه، خالي شود.
2. گل و لاي و لجنهاي موجود در حوضچه به صورت دستي و يا با استفاده از خشك كن از حوضچه تخليه شود.
3. بخش مكش پمپ ها بازديد شده و صافي هاي آن ها تميز گردد.
4. ياتاقان هاي الكتروموتور ها در صورت نياز تعمير شود.
5. فن ها بازديد و تعمير گردد.
6. زاويه فن ها در صورت نياز تنظيم شود.
7. لوور ها، پكينگ ها و قطره گيرهاي شكسته تعويض گردد.
8. شيرها باز شده و روانكاري شوند.

–

جهت مطالعه بيشتر به مطالب ” راه اندازي برج خنك كننده ” و ” اقدامات ايمني در برج خنك كننده ” و ” شرايط اضطراري در برج خنك كننده ” مراجعه فرماييد.

http://badrantahvie.com/cooling-tower-shut-down/

عوامل موثر بر خوردگي در برج خنك كننده عبارتند از : مقدار PH ، سختي كلسيم ، تجمع يون هاي مهاجم ، غلظت كلرين ، دما و سرعت آب مي باشند. در بخش بعدي مطلب به روش هاي اندازه گيري خوردگي مي پردازيم كه عبارتند از استفاده از كوپن ها ، اندازه گيري الكتريكي و مبدل هاي حرارتي . در بررسي اين عوامل مشاهده ميكنيم كه تاثيرات مواد شيميايي بازدارنده هاي خوردگي به صورت گسترده اي با تغييرات كيفيت آب ، مثل PH ، غلظت نمك هاي محلول ، سختي آب و شرايط عملياتي مثل دما و سرعت آب تغيير مي كند.

–

بررسي عوامل موثر بر خوردگي در برج خنك كننده

–

عوامل موثر بر خوردگي در برج خنك كننده : PH

ميزان بازدارندگي خوردگي در محدوده PH مابين ۶٫۵ تا ۹٫۰ تقريبا ثابت است. اگرچه ، بازدارنده هاي رسوب به همراه بازدارنده هاي خوردگي در آبهايي با PH بيشتر از دليل جلوگيري از تشكيل رسوب كربنات كلسيم و فسفات كلسيم بايستي استفاده شوند.

–

عوامل موثر بر خوردگي در برج خنك كننده : سختي كلسيم

فسفات ها و فسفونات ها ، اثرات بازدارندگي خوردگي پايداري در حضور يون كلسيم نشان ميدهد. براي دستيابي به ميزان مناسب اثرات بازدارندگي ، براي آب با سختي كلسيم پايين تر ، ميزان بيشتري مواد بازدارنده مورد نياز است در حاليكه براي آب با سختي بالاتر ، ميزان كمتري احتياج مي باشد.

–

عوامل موثر بر خوردگي در برج خنك كننده : تجمع يونهاي مهاجم

يون هاي مهاجم نظير كلرايد و سولفات ، در غلظت هاي بالا به لايه هاي محافظ كه توسط بازدارنده ها ايجاد شده حمله مي كند و تاثيرات آن را كاهش داده و يا از بين مي برد. به طور كلي بازدارنده هاي خوردگي با فرمول نمك هاي روي كمتر تحت تاثير حمله اين يون ها قرار ميگيرد.

–

عوامل موثر بر خوردگي در برج خنك كننده : غلظت كلرين باقيمانده

تركيبات كلرين ، هيپو كلريت سديم ، كلرين مايع و غيره معمولا براي كنترل لجن و به منظور گند زدايي با ميزان ۰٫۳ تا ۱٫۰ ميليگرم بر ليتر در سيستم هاي خنك كننده استفاده مي شود. اگرچه ميزان كلرين باقي مانده در سيستم ، بعضي مواقع به دليل عدم كنترل كلريناسيون به مقدار بيشتري مي رسد.

–

عوامل موثر بر خوردگي در برج خنك كننده : دماي آب

در صورت عدم استفاده از بازدارنده ها ميزان خوردگي به صورت تناسبي با ميزان افزايش دماي آب ۲۵ تا ۵۰ درجه سانتي گراد ، افزايش پيدا مي كند. تاثيرات دماي آب مابين دماي ۵۰ تا ۸۰ درجه سانتيگراد چندان مشهود نمي باشد. ولي در صورت استفاده از بازدارنده پلي فسفات-روي بازدارندگي خوردگي را در دماي ۳۰ تا ۸۰ درجه سانتيگراد نشان ميدهد.

–

عوامل موثر بر خوردگي در برج خنك كننده : سرعت آب

هرچه سرعت آب بيشتر باشد ، ميزان خوردگي افزايش مي يابد. از طرف ديگر ، در حضور مواد بازدارنده ، هرچه سرعت آب بيشتر باشد ، ميزان خوردگي افزايش مي يابد. از طرف ديگر ، در حضور مواد بازدارنده ، هرچه سرعت آب افزايش يابد تاثيرات بازدارندگي بهتري مشاهده مي شود زيرا ميزان نفوذ مواد بازدارنده در سطح فلز افزايش مي يابد. بنابر اين ، يك سرعت بهينه براي آب ، ميزاني است كه بيشترين تاثيرات بازدارندگي خوردگي بدست مي آيد.

–

مقدار PH ، سختي كلسيم ، تجمع يون هاي مهاجم ، غلظت كلرين، دما و سرعت آب مجموعه عوامل موثر بر خوردگي در برج خنك كننده مي باشد.

–

روش هاي اندازه گيري خوردگي :

–

• استفاده از كوپن ها

كوپن ها تيغه هاي فلزي وزن شده اي هستند كه به مدت طولاني معمولا يك الي سه ماه در مسير آب خنك كننده قرار داده مي شوند. بعد از اينكه آنها را بر ميدارند ، تميز نموده و مجددا ، وزن مي كنند. ميزان كاهش وزن تيغه نشاندهنده ميزان خوردگي مي باشد. ميزان خوردگي كه بوسيله ي يك كوپن نشان داده ميشود ممكن است قابل ملاحظه و يا قابل اغماض باشد ، اما وجود حفره ها هميشه جدي است ، حتي اگر اندك باشد. بديهي است كه كنترل و جلوگيري از تشكيل حفره نسبت به خوردگي عمومي ، چنانچه طولاني بودن عمر تجهيزات مد نظر باشد ، بسيار مهم است.

–

• اندازه گيري الكتريكي

در اين روش با استفاده از اندازه گيري مقاومت الكتريكي ، سرعت خوردگي اندازه گيري مي شود. اساس اين اندازه گيري اين است كه مقاومت يك هادي الكتريكي با عكس سطح مقطع آن متناسب است. يك سنسور فلزي در مسير آب خنك قرار داده مي شود ، سپس با پيشرفت خوردگي سطح مقطع تيغه فلزي كاهش يافته و مقاومت آن افزايش مي يابد تغيير مقاومت به خوردگي آب نسبت داده مي شود. اندازه گيري خوردگي كه بر اساس مقاومت عمل مي كند مانند كوپن آزمايشي بصورت تجارتي در اختيار مي باشد ، براي بدست آوردن مقاومت خوردگي نياز به يك مدت زمان نسبتا طولاني مي باشد.

–

• مبدل هاي حرارتي

استفاده از يك لوله فلزي دوجداره كه در جدار بيروني آن بخار قرار داشته و از داخل آن آب خنك كننده عبور ميكند ، اغلب راهي براي شبيه سازي فرآيند مبدلهاي حرارتي است ، كه به تبع آن مي توان ميزان خوردگي و تشكيل رسوب را پيش بيني كرد.

–

جهت مطالعه بيشتر در مورد خوردگي به مطالب ” خوردگي در برج خنك كننده ” و ” مكانيزم خوردگي در برج خنك كننده ” و ” بازدارنده خوردگي در برج خنك كننده” و ” انواع بازدارنده خوردگي در برج خنك كننده ” مراجعه فرماييد.

http://badrantahvie.com/cooling-tower-corrosion-effective-factors/

انواع بازدارنده خوردگي در برج خنك كننده شامل فسفات ها، فسفونات ها، نمك هاي فلزي، پليمرهاي محلول در آب با وزن ملكولي كم، نيتريت ها، كرومات ها، آمين ها و آزول ها و ساير بازدارنده ها مي باشد. همانطور كه در مطلب ” بازدارنده خوردگي در برج خنك كننده ” اشاره شد بازدارنده ها مواد شيميايي هستند كه به آب برج خنك كننده اضافه مي شوند تا با تشكيل لايه محافظ بروي فلزات و قطعات موجب كاهش يا ممانعت از خوردگي شوند. هر كدام از اين بازدارنده ها داراي ويژگي ها و اثرات مختلف هستند كه به صورت تك تك بررسي آن مي پردازيم.

–

انواع بازدارنده خوردگي در برج خنك كننده و اثرات آن

به بررسي انواع بازدارنده خوردگي در برج خنك كننده و اثرات آن مي پردازيم:

–

• انواع بازدارنده خوردگي در برج خنك كننده : فسفات ها

در حال حاضر بيشترين ماده اي كه به عنوان بازدارنده خوردگي در سيستم هاي خنك مورد استفاده قرار مي گيرد فسفات است. در بعضي مواقع اورتو فسفات ها و پلي فسفات ها نيز استفاده مي شود.

–

• انواع بازدارنده خوردگي در برج خنك كننده : فسفونات ها

فسفونات ها به صورت گسترده براي جلوگيري از خوردگي در برج خنك كننده مورد استفاده قرار مي گيرند. خواص فسفونات ها ، نظير نيروهاي پيوندي با يون هاي فلزي ، حلاليت نمك هاي آن و اثرات ممانعت از خوردگي بر اساس ساختمان شيميايي آنها متفاوت است.

به طور كلي فسفونات ها ، اثرات بازدارندگي مناسبي براي كربن استيل در ّهايي كه داراي يون كلسيم است نشان مي دهند. ميزان غلظت مورد نياز فسفونات براي بازدارندگي خوردگي با افزايش سختي كلسيم كاهش مي يابد. از آنجاييكه ميزان هيدروليز فسفونات ها در مقايسه با پلي فسفات ها كمتر مي باشد ، اغلب براي سيستم هاي خنك كننده با ميزان سختي كلسيم زياد و ميزان سيكل تغليظ بالا استفاده مي شود. فسفونات ها همچنين به عنوان بازدارنده رسوب نيز استفاده ميشوند زيرا تاثيري عالي براي بازدارندگي رسوب كربنات كلسيم دارند.

–

• انواع بازدارنده خوردگي در برج خنك كننده : نمك هاي فلزي

نمك هاي فلزي مثل نمك هاي روي و نيكل, داراي اثرات بازدارندگي خوردگي براي فلزات كربن استيل ، مس و آلياژهاي مس مي باشد. البته حلاليت آنها براي دستيابي به غلظت موثر بازدارندگي در آبهاي خنثي نظير آب خنك كننده كم است ، بنابراين ، استفاده تنها از نمك هاي فلزي به ندرت اثرات خوبي را نشان مي دهد.

–

• انواع بازدارنده خوردگي در برج خنك كننده : پليمرهاي محلول در آب با وزن ملكولي كم

برخي از پليمرهاي محلول در آب با وزن ملكولي كم مثل پلي اكريلات و پلي مالنات به عنوان بازدارنده خوردگي استفاده مي شوند. تاثيرات بازدارندگي خوردگي آنها در آب با سختي كم ، پايدار نمي باشد.

–

• انواع بازدارنده خوردگي در برج خنك كننده : نيتريت ها

نيتريت ها اثرات بازدارندگي بسيار خوبي بر كربن استيل دارند. نيتريت ها نسبت به كرومات ها غير سمي تر مي باشد اما به ندرت در سيستم هاي خنك كننده تر ، استفاده مي شوند. زيرا به راحتي توسط ميكرو ارگانيسم ها تجزيه ميگردند. اما نيتريت ها ، به صورت گسترده به همراه بايوسايدهاي غير اكسيد شونده در سيستم هاي خنك كننده غير تبخيري استفاده مي شوند.

–

• انواع بازدارنده خوردگي در برج خنك كننده : كرومات ها

كروماتها مدت زمان زيادي به عنوان بازدارنده خوردگي استفاده مي شوند و اثرات بسيار بالايي دارند. اگرچه ، هم اكنون به دليل خواص سمي بسيار بالا به ندرت مورد استفاده قرار مي گيرد.

كرومات سديم و دي كرومات سديم عموما به عنوان بازدارنده خوردگي استفاده مي شوند. كرومات ها معمولا با تركيبي از پلي فسفات ها و يا نمك هاي روي استفاده ميگردند زيرا در صورتيكه كرومات به تنهايي و با غلظتهاي ناكافي استفاده شود ميزان خوردگي حفره اي را افزايش مي دهد.

–

• انواع بازدارنده خوردگي در برج خنك كننده : آمين ها و آزول ها

بازدارنده هاي خوردگي بر پايه آمين اغلب براي اسيدشويي و تصفيه آب بويلرها استفاده مي شود اگرچه ، اغلب به دليل قيمت بالاتر و تاثيرات بازدارندگي خوردگي كمتر نسبت به بازدارنده هاي غير آلي در سيستم هاي خنك كننده تر استفاده نمي شوند.

آزول ها نظير benzotriazole و tolyltriazole اغلب براي بازدارندگي خوردگي مس و آلياژهاي مس در مقدار كم مورد استفاده قرار مي گيرند.آزول ها , براي سيستم هاي خنك كننده كه مبدل هايي از جنس مس و آلياژ مس هستند كاربرد دارند.

–

انواع بازدارنده خوردگي در برج خنك كننده شامل فسفات ها، فسفونات ها، نمك هاي فلزي، پليمرهاي محلول در آب با وزن ملكولي كم، نيتريت ها، كرومات ها، آمين ها و آزول ها و ساير بازدارنده ها مي باشد.

–

• انواع بازدارنده خوردگي در برج خنك كننده : ساير بازدارنده ها

موليبدات ها, تنگستن ها و بعضي نمك هاي اسيدهاي آلي به عنوان بازدارنده خوردگي استفاده مي شوند. اين مواد به دليل قيمت بالا اغلب در سيستم هاي خنك كننده تر مورد استفاده قرار نمي گيرند.

سيليكات ها ، به دليل غير سمي بودن آنها نسبت به فسفاتها ، بعضي مواقع به عنوان بازدارنده خوردگي در خطوط لوله آب آشاميدني استفاده مي شود. سيليكات ها ، به ندرت براي سيستم هاي خنك كننده باز استفاده مي شوند زيرا خواص بازدارندگي آنها براي كربن استيل بسته به كيفيت و دماي آب و ساير شرايط به شدت نوسان دارد.

جهت مطالعه بيشتر به مطلب ” خوردگي در برج خنك كننده ” و ” مكانيزم خوردگي در برج خنك كننده ” و ” بازدارنده خوردگي در برج خنك كننده ” مراجعه فرماييد.

http://badrantahvie.com/cooling-tower-corrosion-inhibitors-types/

بازدارنده خوردگي در برج خنك كننده مواد شيميايي هستند كه به آب برج خنك كننده اضافه مي شوند تا اثرات خوردگي را كاهش يا از بين ببرند. اين مواد شيميايي به عنوان بازدارنده به آب برج خنك كن اضافه مي شوند تا از خوردگي جلوگيري كنند. بازدارنده هاي خوردگي محلول در آب هستند در حاليكه لايه اي كه بر سطح فلز تشكيل ميدهند و مانع از خوردگي فلز مي شود غير محلول در آب است. اين لايه ، لايه محافظ ناميده مي شود. لايه محافظ بوسيله ي جلوگيري از هيدراسيون يون هاي فلزي و يا كاهش اكسيژن محلول در سطح فلز، از واكنش خوردگي ممانعت مي كند. در واقع عملكرد مواد بازدارنده ي خوردگي را بر اساس خواص لايه محافظ آن ها نشان مي دهد.

–

عملكرد بازدارنده خوردگي در برج خنك كننده

بازدارنده خوردگي در برج خنك كننده لايه اي محافظ بروي فلز تشكيل مي دهد و جلوي خوردگي فلز را مي گيرد. كرومات ها و نيتريت ها، از انواع بازدارنده خوردگي در برج خنك كننده مي باشند كه يك فيلم اكسيد به عنوان لايه محافظ روي سطح فلز تشكيل مي دهند. اين بازدارنده ها باعث اكسيد شدن سريع يون هاي آهن توليد شده در واكنش آندي مي شود و با تشكيل يك لايه اكسيد بر روي سطح فلز كه اكثرا از اكسيد فريك هيدراته مي باشد، مانع خوردگي مي شوند.

لايه محافظ از نوع اكسايد، متشكل از ذرات بسيار نرم و قطر لايه بسيار نازك مي باشد و داراي خاصيت چسبندگي خوبي به سطح فلز است و به ندرت باعث كاهش هدايت حرارتي در مبدل ها مي شود. بيشتر بازدارنده هاي خوردگي از اين نوع خواص بازدارندگي در حد عالي نشان مي دهند.

از جمله نقاط ضعف بازدارنده خوردگي در برج خنك كننده كه لايه محافظ آنها از نوع لايه اكسايد ميباشد ايجاد خوردگي محلي در صورت استفاده در غلظت هاي كم است. اين نوع بازدارنده ها داراي مشكلات كاربردي نيز هستند به طور مثال، كرومات ها به شدت سمي و دور ريز آنها ممنوع مي باشد. نيتريت ها، توسط باكتري هاي نيتريفيكاسيون، اكسيد شده و در سيستم هاي خنك كننده به صورت نيترات در مي آيند كه هيچگونه اثرات بازدارندگي خوردگي ندارند.

–

بازدارنده هاي خوردگي محلول در آب هستند در حاليكه لايه اي كه بر سطح فلز تشكيل ميدهند و مانع از خوردگي فلز مي شود غير محلول در آب است. اين لايه , لايه محافظ ناميده مي شود. لايه محافظ بوسيله ي جلوگيري از هيدراسيون يون هاي فلزي و يا كاهش اكسيژن محلول در سطح فلز، از واكنش خوردگي ممانعت مي كند.

–

پلي فسفات ها، در ابتدا تشكيل يك لايه مخافظ كه تركيبي از اكسيد آهن و فسفات آهن مي باشد در سطح فلز مي دهند. سپس اين تركيبات با يونهاي كلسيم موجود در آب تركيب شده و تشكيل لايه فسفات كلسيم بر روي لايه اوليه مي دهند. توسط روش هاي مختلف آناليز مشخص شده است كه پلي فسفات ها، لايه محافظي كه خود متشكل از دو لايه مي باشد بر روي سطح فلز تشكيل مي دهند كه اين لايه ها دو نقش متفاوت را در روش بازدارنده خوردگي در برج خنك كننده ايجاد مي كنند.

لايه ي غني از اكسيد آهن و فسفات آهن در سطح كربن استيل باعث افزايش پتانسيل الكتريكي آن و حالت غير فعال مي شود و مانع از حل شدن فلز مي گردد. لايه بالايي كه فسفات كلسيم است مانع از انجام اكسيداسيون مي گردد. لايه فسفات كلسيم باعث متفرق ساختن نفوذ اكسيژن به سطح كربن استيل نيز شده و همچنين باعث متفرق ساختن نفوذ يون هاي كلرايد و سولفات به داخل فيلم مي شود، در نتيجه لايه زيرين محافظ، از تخريب توسط اين يون ها محفوظ مي ماند. در صورت استفاده از مخلوط پلي فسفات ها و نمك هاي روي، به عنوان بازدارنده، لايه ي بالايي محافظ مخلوطي از فسفات كلسيم و روي مي شود، اما لايه زيرين به ندرت تغيير تركيب مي دهد.

پلي فسفات ها به عنوان ماده بازدارنده خوردگي در برج خنك كننده براي آبهاي نرم و فاقد مواد معدني مثل يون هاي كلسيم و روي، داراي خواص كمي مي باشند. زيرا هيچ گونه لايه فسفات كلسيم تشكيل نمي شود و لايه اكسيد آهن و فسفات در اين شرايط مقاوم نمي باشد. تاثيرات بازدارندگي كه توسط پلي فسفات ها بدست مي آيد نسبت به مواد بازدارنده كه لايه محافظ اكسيد تشكيل مي دهد كمتر مي باشد زيرا لايه فسفات كلسيم به طور معمول يكنواخت نبوده و نسبت به لايه اكسيد متخلخل مي باشد.

–

زماني كه براي دستيابي به خوردگي كمتر از ميزان بالاي پلي فسفات ها استفاده مي شود، لايه هاي متخلخل تشكيل شده بسيار ضخيم مي شود و موجبات رسوب را فراهم مي كند. در اين گروه مكانيزم بازدارنده خوردگي در برج خنك كننده توسط اورتوفسفات ها و پلي فسفاتها شبيه به فسفات ها مي باشد.

استتفاده از مخلوط فسفات ها و پليمر هاي سبك محلول در آب به منظور تشكيل يك لايه غير متخلخل از فسفات كلسيم در سطح فلز و ممانعت از رشد بيش از حد اين لايه و ايجاد مشكلات رسوب، بسيار موثر است. جذب شدن پليمر ها بر روي لايه ي فسفات كلسيم، ميزان رشد اين لايه را كاهش مي دهد در نتيجه لايه فسفات كلسيم نازك و غير متخلخل مي شود و از رشد بيش از حد اين لايه جلوگيري مي كند.

مر كاپتو بنزو تيازول نوعي از بازدارنده خوردگي در برج خنك كننده مي باشد كه با يون هاي فلز كه بايستي محافظت شود تشكيل نمك هاي غير محلول مي دهد. اين بازدارنده ها، در ناحيه آندي، يعني جاهايي كه فلز حل مي شود و غلظت يون ها افزايش مي يابد، تشكيل لايه محافظ مي دهد. در اين حالت رشد لايه محافظ بعد از تشكيل متوقف خواهد شد زيرا اين لايه مانع از انحلال هر فلز جديد مي شود بنا بر اين به صورت رسوب در نمي آيد حتي اگر مقادير بيش از حد بازدارنده استفاده شود.

بازدارنده هايي كه به اين روش عمل ميكنند، اثرات بازدارندگي خوردگي عالي در مورد مس و آلياژهاي مس دارند. اين بازدارنده خوردگي در مورد كربن استيل استفاده نمي شود. اين نوع بازدارنده خوردگي در برج خنك كننده اي كه در ساخت آن از كربن استيل استفاده مي كنند، مناسب نيست. آمين ها از نوعي بازدارنده هاي خوردگي مي باشند كه تشكيل فيلم جذبي در سطح فلز مي دهند. اين لايه داراي گروه هاي عملكردي مي باشد كه قابليت جذب در سطح فلز را دارند و با جذب شدن در سطح فلزات تميز، از طريق گروه هاي فعال خود مانع از نفوذ آب و اكسيژن محلول به سطح فلز مي شوند، در آبهاي خنثي مثل آب برج خنك كننده، اين بازدارنده ها تاثيرات مطلوبي نشان نمي دهد زيرا سطح فلز تميز نمي باشد بنابر اين تشكيل لايه محافظ مشكل است.

جهت مطالعه بيشتر به مطلب ” خوردگي در برج خنك كننده ” و ” مكانيزم خوردگي در برج خنك كننده ” مراجعه فرماييد.

http://badrantahvie.com/corrosion-inhibitor-in-cooling-tower/

مكانيزم خوردگي در برج خنك كننده به دليل گرد آمدن عوامل اصلي مانند وجود محيط تر به واسطه حضور آب كه لازمه و مقدمه تشكيل الكتروليت ميباشد و استفاده از فلزات مختلف با پتانسيل هاي متفاوت در نقاط گوناگون سيستم خنك كننده از جمله مبدل ها، لوله ها و … كه مكان مناسبي براي بروز واكنش هاي الكتروشيميايي (اكسيداسيون و احيا) و تشكيل آند و كاتد مي باشد شرايط تشكيل يك پيل الكترو شيميايي و خوردگي را در سيستم خنك كننده را فراهم مي سازد. قبلا در مطلب خوردگي در برج خنك كننده به توضيح كلي اين پديده پرداختيم ولي در اين مطلب به بررسي دقيق مكانيزم خوردگي در برج خنك كننده مي پردازيم.

بررسي مكانيزم خوردگي در برج خنك كننده

همانطور كه اشاره شد آب به عنوان الكتروليت و وجود فلزات مختلف در نقاط گوناگون سيستم خنك كننده شرايط تشكيل يك پيل الكتريكي را مهيا كرده و موجب بروز خوردگي مي شود. از طرفي ورود اكسيژن، گازهاي سولفور, ميكرو ارگانيسم ها و گردو غبار از طريق هوا و دماي بالاي آب چرخشي و تغييرات PH نيز به نوبه ي خود به خوردگي دامن زده و منجر به تشديد آن مي گردد. اساسا، دونوع واكنش هاي اكسيداسيون و احيا و مهاجرت الكترونها از آند كه محل توليد الكترون طي واكنش اكسيداسيون مي باشد به كاتد كه محل مصرف اين الكترون ها مي باشد علت اصلي وقوع پديده ي خوردگي است. از طرفي آب و يا رطوبت هوا نيز بستر لازم را جهت حركت يون هاي مثبت و منفي فراهم منمايد و حلقه ي تشكيل مكانيزم خوردگي را تكميل مي كند.

واكنش آندي باعث بروز پديده ي يونيزاسيون و كنده شدن اتم هاي فلز از سطح فلز مي شود با توجه به فراهم بودن شرايط لازم جهت بروز پديده خوردگي در سيستم هاي خنك كننده، اين پديده به اشكال مختلف مانند خوردگي شياري، حفره اي و غيره اتفاق مي افتد. خوردگي حفره اي در زير لايه هاي رسوبي تشكيل شده در سطح فلز صورت مي گيرد. به دليل غلظت كم اكسيژن در زير اين لايه، يك آند مخلي تشكيل مي شود و در محيط اطراف آن چون غلظت اكسيژن بيشتر است، يك كاتد محلي تشكيل مي گردد. بنابر اين فلز توسط اين نوعي از مكانيزم خوردگي در برج خنك كننده كه به آن خوردگي حفره اي مي گويند، مورد حمله قرار مي گيرد. خوردگي شياري در شكاف ها و مناطق مرده اي كه در آنها آب جريان ندارد اتفاق مي افتد. حال ببينيم چگونه مي توان از انواع مكانيزم خوردگي در برج خنك كننده جلوگيري نمود.

از آنجاييكه براي انجام پديده ي خوردگي سه عامل اصلي ,آند , كاتد و الكتروليت مورد نياز است اگر هركدام از اين عوامل به طريقي حذف شود خوردگي تشكيل نخواهد شد. بازدارنده هاي خوردگي، نيز مطابق با اين مكانيزم عمل مي كنند. اين بازدارنده ها، مواد شيميايي هستند كه با تشكيل يك لايه نازك كه اصطلاحا “لايه ي محافظ” ناميده مي شود بر سطح آند و يا كاتد فرآيند خوردگي را كاهش داده و يا متوقف مي نمايند.

وجود محيط تر به واسطه حضور آب كه همان الكتروليت ميباشد، استفاده از فلزات مختلف با پتانسيل هاي متفاوت در نقاط گوناگون سيستم خنك كننده از جمله مبدل ها، لوله ها و … كه مكان مناسبي براي بروز واكنش هاي الكتروشيميايي (اكسيداسيون و احيا) و تشكيل آند و كاتد مي باشد شرايط تشكيل يك پيل الكترو شيميايي و تكميل مكانيزم خوردگي در برج خنك كننده را فراهم مي سازد.

بازدارنده هاي خوردگي به دو دسته ي آندي و كاتدي تقسيم بندي مي شوند. بازدارنده هاي كاتدي، يك لايه محافظ بر روي سطح كاتد تشكيل داده و مانع از رسيدن اكسيژن محلول در آب به سطح فلز مي شوند. بازدارنده هاي آندي يك لايه محافظ بر روي سطح آند تشكيل مي دهند و از اين طريق واكنش هاي خوردگي كاهش مي يابد.

انتخاب يك بازدارنده ي مناسب بستگي به پارامترهاي طراحي سيستم خنك كننده و تركيبات آب دارد و همچنين نوع فلزات به كار رفته در سيستم، شرايط تنش وارد بر سيستم، تميز كاري و سرعت آب، همگي بر انتخاب يك بازدارنده مناسب، تاثير گذار است. عوامل ديگري كه بايستي در نظر گرفته شود شامل حد شاخص مورد نياز براي آب ، PH ، اكسيژن محلول ، نمك ها و تركيبات معلق در آب مي باشد. حال، در ابتدا با مكانيزم خوردگي در برج خنك كننده آشنا شده و در ادامه به شرح بيشتر آن ميپردازيم.

روابط شيميايي مكانيزم خوردگي در برج خنك كننده

زماني كه فلز در تماس با آب قرار مي گيرد, به دليل يكنواخت نبودن تركيبات موجود در فلز, نقاط كوچكي با پتانسيل الكتريكي كمتر (آندهاي محلي) و تعداد نقاط زيادي با پتانسيل بيشتر (كاتد هاي محلي) بر روي سطح آن تشكيل مي شود و سپس واكنش هاي الكتروشيميايي شكل ميگيرد.

زماني كه سطح فلز با آب كه شامل اكسيژن محلول است تماس پيدا مي كند واكنش هاي فوق انجام مي شود. زماني كه رسوبات لجني كه اغلب متشكل از ميكرو ارگانيسم ها مي باشد به سطح فلز مي چسبد يك شرايط هوازي در زير رسوبات ايجاد مي شود و باكتري احيا كننده سولفات رشد پيدا مي كند. سپس واكنش خوردگي در بعضي نواحي به دليل توليد سولفيد هيدروژن پيشرفت پيدا مي كند. جهت مطالعه ببشتر به مطلب ” كنترل PH آب برج خنك كننده ” مراجعه فرماييد.

http://badrantahvie.com/corrosion-mechanism-in-cooling-tower/

رسوب زدايي در برج خنك كننده به معني راه هاي كنترل و جلوگيري از تشكيل رسوب در برج خنك كننده مي باشد. همانطور كه اشاره شد فرآيند رسوب گذاري به دليل تبخير آب و تجميع املاح در آب برج خنك كن بوجود مي آيد ، در صورتي كه از تشكيل و تجميع رسوب جلوگيري نشود موجب آسيب به اجزاي برج خنك كننده ، گرفتگي قطعات و سطوح انتقال حرارت در برج خنك كننده خواهد شد و در نتيجه بروي راندمان كولينگ تاور تأثير مي گذارد. در مطلب قبلي به بررسي رسوب در برج خنك كننده ، انواع و مراحل تشكيل آن پرداختيم و در اين مطلب به بررسي روش هاي رسوب زدايي و جلوگيري از تشكيل رسوب مي پردازيم زيرا بهترين اقدام پيشگيري از تشكيل رسوب مي باشد.

–

بازدارنده ها و رسوب زدايي برج خنك كننده

به طور كلي بازدارنده هاي رسوب به سه روش زير عمل مي كنند:

• جلوگيري از تشكيل هسته كريستال
• جلوگيري از رشد كريستال
• جلوگيري از تجمع كريستال ها و تشكيل كريستال هاي بزرگتر

–

تشكيل هسته كريستال تنها در محلول هاي فوق اشباع انجام پذير است. در محلول هاي غير اشباع، ممانعت از تشكيل هسته رسوب و در نتيجه رسوب زدايي برج خنك كننده با كنترل PH محلول و تزريق اسيد انجام مي شود. در محلول هاي فوق اشباع ( غليظ ) براي جلوگيري از رسوب و رسوب زدايي برج خنك كننده از بازدارنده هاي رسوب استفاده مي شود. متداولترين بازدارنده هاي رسوب شامل پلي فسفات ها، فسفوناتها و پلي الكتروليت هاي سبك كه گروه كربوكسيل دارند، مي باشد.

–

تشكيل و رشد رسوب، از طريق نقاط فعالي كه بروي كريستال هاي رسوب وجود دارد انجام مي شود. بدين صورت كه يونهاي با بارمخالف بروي اين نقاط فعال جذب شده و باعث رشد كريستال رسوب مي شود و اين روند ادامه دارد. مكانيسم عملكرد بازدارنده ها بدين صورت است كه اين بازدارنده ها به صورت انتخابي بروي اين نقاط فعال رشد قرار گرفته و آنها را مي پوشانند. بنابراين مانع از رشد كريستال هاي رسوب از طريق اين نقاط مي شوند.

–

نحوه عملكرد مكانيسم بازدارنده هاي رسوب در شكل ديده مي شود. كريستال كربنات كلسيم در حالت نرمال به شكل مكعبي است. با افزودن بازدارنده ها شكل كريستال ها مانند شكل تغيير مي كند كه اين تغيير شكل به دليل جذب شدن مواد بازدارنده رسوب بروي نقاط فعال در سطح كريستال مي باشد. در شكل نحوه تجمع كريستال هاي كربنات كلسيم را مي بينيم. استفاده از بازدارنده ها مانع از تجمع كريستال ها شده و آنها را به صورت جداگانه نگه مي دارد، در واقع در اين حالت زماني كه مواد بازدارنده بر سطح كريستال جذب مي شود كريستال ها همديگر را دفع مي كنند.

–

رسوب زدايي در برج خنك كن

–

انواع بازدارنده هاي رسوب جهت رسوب زدايي برج خنك كننده

بعضي از تركيبات آلي مثل، ليگنين ها ( Lignins ) و تانين ها ( Tannins ) مدت زمان زيادي است كه به عنوان بازدارنده هاي رسوب كربنات كلسيم و هيدروكسيد روي و غيره شناخته شده اند. اگرچه اين مواد معمولا اثرات بازدارندگي و رسوب زدايي برج خنك كننده را در حد كافي و پايدار نشان نمي دهند.

–

پلي فسفات ها از سال ۱۹۳۶ توسط Resonstein به عنوان بازدارنده رسوب كربنات كلسيم در سيستم هاي خنك كننده معرفي شدند. اگرچه تاثيرات بازدارندگي اين مواد در مورد سيستم هاي خنك كننده اي كه زمان ماند آب زياد است و يا دما بالاست به دليل هيروليز شدن بازدارنده به نسبت اورتوفسفاتها كم مي باشد.

–

اخيرا بعضي از محصولات آلي سنتزي، مثل پليمرها، فسفوناتها و پلي اول فسفات استر ها، به عنوان بازدارنده هاي رسوبات كربنات كلسيم و فسفات كلسيم و غيره شناخته شده اند. اين مواد بندرت هيدروليزه شده و تاثيرات بازدارندگي پايداري را نشان مي دهند.

–

رسوب زدايي در برج خنك كننده به معني راه هاي كنترل و جلوگيري از تشكيل رسوب در برج خنك كننده مي باشد. همانطور كه اشاره شد فرآيند رسوب گذاري به دليل تبخير آب و تجميع املاح در آب برج خنك كن بوجود مي آيد ، در صورتي كه از تشكيل و تجميع رسوب جلوگيري نشود موجب آسيب به اجزاي برج خنك كننده ، گرفتگي قطعات و سطوح انتقال حرارت در برج خنك كننده خواهد شد و در نتيجه بروي راندمان برج خنك كننده تأثير مي گذارد.

–

متداولترين بازدارنده هاي رسوب در برج خنك كننده به شرح زير است:

• فسفونات ها
• پليمرها
• ساير بازدارنده ها

–

تاثيرات بازدارنده ها در رسوب زدايي برج خنك كننده

انواع بازدارنده هايي كه براي هر نوع رسوب زدايي برج خنك كننده استفاده مي شود در جدول زير مشاهده مي گردد.

–

–

عوامل موثر در تشكيل رسوب:

• كيفيت آب

عوامل زيادي نظير غلظت يونهاي تشكيل دهنده رسوب ( يون كلسيم، يون فسفات و غيره ) در آب، دما و PH آب در تشكيل رسوب تاثير دارند. به طور كلي حلاليت رسوبها با كاهش PH افزايش مي يابد. بنابراين ميزان رسوب با كاهش PH كاهش مي يابد، البته محدوديت هايي در اين زمينه وجود دارد. به مطلب كنترل PH آب برج خنك كننده مراجعه فرماييد.

• دماي آب

به طور كلي حلاليت تركيبات رسوب دهنده در آب، با افزايش دما كاهش مي يابد. بنابراين ميزان رسوب با افزايش دما در مبدل هاي حرارتي افزايش مي يابد.

• سرعت آب

با افزايش سرعت آب، ميزان رسوب كاهش مي يابد. بنابراين تشكيل رسوب در قسمت هايي از سيستم خنك كننده كه سرعت آب كم است و يا فضاهاي مرده كه آب جريان ندارد بيشتر است.

http://badrantahvie.com/descaling-cooling-tower

رسوب در برج خنك كننده به معني تغليظ و تجميع املاح و ناخالصي هاي موجود در آب برج خنك كن مي باشد. در برج خنك كننده، عمده خنك سازي توسط پديده تبخير انجام مي شود كه در حين انجام پديده تبخير تنها آب خالص به صورت بخار در مي آيد. بنابراين املاح و ناخالصيهاي آب، در آب باقيمانده تغليظ مي گردد. در ادامه اين مطلب براي روشن شدن مفهوم تغليظ املاح و مواد جامد درون آب، ابتدا بايستي با مفهوم سيكل تغليظ كه با علامت ( C ) نشان داده مي شود آشنا شويم و به بررسي انواع رسوب در برج خنك كننده و فرآيند تشكيل آن ها مي پردازيم.

كنترل رسوب در برج خنك كننده

سيكل تغليظ نسبت كنداكتيويته ( هدايت الكتريكي ) آب گرم ورودي به برج خنك كننده به كنداكتيويته آب جبراني مي باشد. به طور كلي كنداكتيويته بستگي به يونهاي موجود در آب دارد. به طور مثال اگر غلظت يون كلرايد در آب گرم ورودي به برج ۱۰۰ mg/lit باشد و غلظت آن در آب جبراني ۲۰ mg/lit باشد، سيكل تغليظ عدد ۵ خواهد بود. عملكرد برج خنك كننده با سيكل تغليظ بالا، باعث دستيابي به بسياري از فوائد اقتصادي و زيست محيطي مي گردد و همچنين باعث كاهش هزينه هاي عمليات آبي در برج خنك كننده مانند كاهش مصرف آب برج خنك كننده ، كاهش آب جبراني مورد نياز و كاهش مصرف مواد شيميايي مي گردد. زماني كه سيستم در سيكل تغليظ بالا كار مي كند و آب جبراني به برج نيز داراي مقادير املاح زياد است، همانطور كه اشاره شد بنابر رابطه سيكل تغليظ غلظت املاح و مواد جامد در آب چرخشي نيز زياد خواهد شد. بنابراين، ميزان رسوب در برج خنك كننده افزايش پيدا مي كند و براي جلوگيري از تشكيل رسوب بايستي مواد شيميايي كه اصطلاحا به آنها ضد رسوب گفته مي شود به آب تزريق مي گردد.

در برج خنك كننده خنك سازي توسط پديده تبخير انجام مي شود كه در حين انجام پديده تبخير تنها آب خالص به صورت بخار در مي آيد. بنابراين املاح و ناخالصيهاي آب، در آب باقيمانده تغليظ مي گردد كه باعث تغليظ و تجميع املاح و ناخالصي هاي موجود در آب و تشكيل رسوب در برج خنك كننده مي شود.

اين مواد شيميايي كه مانع از تشكيل رسوبات در قسمت هاي مختلف سيستم خنك كننده به خصوص مبدل هاي حرارتي مي گردند، بسيار گرانقيمت هستند، پس بايستي همواره ميزان زير آب برج خنك كننده كه به منظور كاهش املاح آب چرخشي مي باشد، كنترل شود. تشكيل رسوب در برج خنك كننده نه تنها باعث گرفتگي خطوط لوله دستگاه ها و مبدل هاي حرارتي مي شود، همچنين باعث كاهش بازده حرارتي مبدل ها نيز مي گردد.

انواع رسوب در برج خنك كننده

تركيباتي كه معمولا به صورت رسوب در سيستم هاي خنك كننده مشاهده مي شود به شرح زير است:

• كربنات كلسيم
• فسفات كلسيم و فسفات روي
• سيليكا و سيليكات مگنزيم
• سولفات كلسيم

فرآيند تشكيل رسوب در برج خنك كننده

در يك محلول رقيق و غيراشباع، مواد حل شونده بصورت يونها، يونهاي پيچيده و يا مولكول هاي تكي وجود دارد، در حاليكه در يك محلول غليظ و فوق اشباع بعضي از اين حل شونده ها با هم تركيب شده و هسته هاي رسوب را تشكيل مي دهند. پي اولين گام در تشكيل رسوب در برج خنك كننده ايجاد هسته رسوب مي باشد. با توجه به شرايط موجود در محلول و اندازه اين هسته ها ممكن است هسته ها دوباره در داخل محلول، حل شوند و يا اينكه به صورت يك كريستال رشد نمايد.

ميزان رشد كريستال بستگي به ميزان نفوذ يونهاي حل شده در آب در سطح كريستال و ميزان قرارگرفتن اين يونها در سطح كريستال دارد. نيروي محركه لازم براي جذب يونها در سطح كريستال و در نتيجه رشد كريستال رسوب همان تفاوت غلظت حل شونده ها ( يونها ) مابين كريستال و بالك سيال مي باشد. عواملي كه در ميزان نفوذ يونها در سطح كريستال تاثير مي گذارد شامل سرعت آب، دما و ويسكوزيته مي باشد. كريستال هايي كه تشكيل شده اند تمايل به تجمع با يكديگر دارند و تشكيل كريستال هاي بزرگتري مي دهند.

در مطلب بعدي ضمن معرفي انواع و مكانيزم هاي بازدارنده رسوب به بررسي اقدامات موثر در رسوب زدايي برج خنك كننده مي پردازيم.

http://badrantahvie.com/sediment-in-cooling-tower/

اقدامات ايمني در برج خنك كننده جهت جلوگيري از بروز حادثه و مخاطرات براي حفظ سلامتي افراد در نظر گرفته مي شود. برج هاي خنك كننده سازه هاي بلند مرتبه با تجهيزات سنگين و ادوات در حال حركت هستند كه در صورت عدم رعايت موارد ايمني ممكن است حوادث خطرناكي براي افراد و ساير تجهيزات به وجود آورند. پيشگيري و رعايت نكات ايمني قبل از رخ دادن حادثه هميشه بهتر از راه حل جويي هاي پس از بروز حادثه مي باشد. در اين مطلب به بررسي اقدامات ايمني در برج خنك كننده مي پردازيم تا بتوان از بروز حوادث احتمالي جلوگيري نمود.

مجموعه اقدامات ايمني در برج خنك كننده:

برج هاي خنك كننده معمولا سازه هايي بزرگ و داراي تجهيزات مكانيكي سنگين مي باشند. زماني كه افراد در بخش برج هاي خنك كننده كار مي كنند، در درجه اول اهميت قرار دارد كه ملاحظات ايمني در نظر گرفته شده و آموزشهاي لازم به افراد داده شود. در برج خنك كننده چوبي، افرادي كه براي بازرسي هاي معمول از تجهيزات مكانيكي موجود در بخش بالايي برج، بروي سطح فن دك حركت مي كنند بايد اقدامات ايمني در برج خنك كننده را كاملا رعايت كنند زيرا ممكن است در اثر پوسيدگي، تخريب و يا شكستگي بخشي از چوبها به داخل برج خنك كننده سقوط مي كنند پس همواره بايستي در انجام اين امر دقت لازم را به عمل آورد و از سالم بودن چوب هاي اين بخش اطمينان حاصل نمود.

زماني كه در قسمت هايي از برج خنك كننده كه فشار هوا زياد است كار مي كنيد، بايستي اقدامات ايمني در برج خنك كننده را رعايت كرده و از يك داربست مناسب كه به سازه برج متصل شده باشد استفاده نماييد، به طورييكه مطمئن باشيد داربست محكم است و احتمال سقوط وجود ندارد. از محكم بودن جاي پاي خود، اطمينان حاصل نماييد. همواره براي بازرسي لوورها و يا پركن ها از بالابر هاي مكانيكي استفاده نماييد و هيپگاه بر روي اين صفحات حركت نكنيد زيرا صفحات لوور، در اثر اعمال نيروي وزن يك نفر، ممكن است شكسته شود.

براي بازرسي از قسمت هاي داخل تنوره فن، رعايت اقدامات ايمني در برج خنك كننده الزامي است هيچگاه بر روي پره هاي فن حركت ننماييد اگر چه بعضي از انواع فن ها داراي پره هايي از جنس فايبرگلاس مي باشد و به راحتي وزن سه تا چهار نفر را تحمل مي كند ولي حركت بروي پره هاي فن از لحاظ مسائل ايمني صحيح نمي باشد و خطرات ناشي از آن متوجه خود فرد خواهد بود. در فصل زمستان بايد اقدامات ايمني در برج خنك كننده را در نظر گرفت زيرا هنگامي كه هوا سرد مي باشد امكان يخ زدگي در تمامي قسمت هاي برج وجود دارد در زمان بالا رفتن و يا پايين آمدن از پله ها به دقت مواظب سر خوردن باشيد. در هنگام شب جهت بازرسي برج به خصوص قسمت هاي بالايي و سطح فن استك برج خنك كننده، حتما دو يا سه نفر اين كار را انجام دهند تا در صورت بروز حادثه براي يك فرد همراهان او، ايجاد حادثه را گزارش دهند. رعايت مسائل كوچك ايمني مانع از ايجاد صدمات جاني و يا تخريب تجهيزات خواهد شد.

خطرات ناشي از كار با تجهيزات مكانيكي:

زماني كه جهت انجام تعميرات فن و تجهيزات مربوط به آن، در قسمت تنوره فن قرار داريد حتما اپراتور ها را از اين مسئله آگاه نماييد. اپراتور ها بايستي مطمئن شوند كه فن از قسمت اصلي خاموش است و يك برچسب جهت اطلاع افراد بر روي كليد مربوط به آن نصب شده است. براي رعايت ايمني بيشتر، بايستي كليد مربوط به حركت فن قبل از ورود به تنوره فن در حالت خاموش قرار بگيرد.

خطرات ناشي از تماس با آب داغ:

اگر براي انجام كارهاي تعميرات و بازرسي، بايستي وارد سيستم توزيع آب در برج خنك كننده و لوله هاي توزيع كننده آب گرم يا هدر ها كه داراي قطر زياد مي باشد شويد، از خاموش بودن پمپ هاي آب گردشي، اطمينان حاصل كنيد. بايستي در اين مواقع، هرگونه تمهيدات لازم براي جلوگيري از ورود آب به سيستم توزيع آب گرم و ريختن آب داغ بروي افراد، در نظر گرفته شود.

خطر برق گرفتگي:

برج هاي خنك كننده، مجموعه اي از آب و الكتريسيته را در خود جاي داده اند، پس احتمال برق گرفتگي براي افرادي كه در اين سيستم ها مشغول به كار هستند وجود دارد. بايستي همواره تجهيزات الكتريكي و سيم كشي هاي مربوطه به دقت مورد بازرسي قرار بگيرند. در هنگام رعد و برق و باد و طوفان شديد هيچگاه ازبرج خنك كننده بالا نرويد زيرا امكان برق گرفتگي وجود دارد. بايستي جهت رعايت اقدامات ايمني در برج خنك كننده تجهيزات ايمني لازم در بالاي برج هاي خنك كننده براي مقابله با اين پديده در نظر گرفته شود.

خطر آتش سوزي:

در برج هاي چوبي و برج هايي كه داراي پركن هاي پلاستيكي مي باشد، عليرغم وجود مقادير بسيار زياد آب درون اين برج ها، احتمال آتش سوزي وجود دارد. غير قابل باور است كه يك برج خنك كننده قابليت احتراق و آتش سوزي داشته باشد. ولي بسياري از اين قبيل برج ها وجود داشته كه در اثر بي مبادلاتي افراد و كشيدن سيگار، دچار حريق شده است. به همين دليل كشيدن سيگار براي افراد اپراتور، در اين قبيل برج ها ممنوع مي باشد. در صورتي كه برج هاي چوبي مدت رمان زيادي خارج از سرويس باشد چوبها خشك شده و احتمال آتش سوزي وجود دارد.

افرادي كه با حلال ها و رزين ها سر و كار دارند بايستي از خطرات مربوط به آن، آگاه شوند. رزين هاي پلي استري در هنگام مخلوط شدن، واكنش هاي گرمازا ايجاد مي كنند. همچنين پارچه هاي آغشته به روغن و يا تجهيزات مربوط به روغن كاري، احتمال آتش سوزي را افزايش مي دهند. بنابراين جهت رعايت اقدامات ايمني در برج خنك كننده هر گونه كار گرم نظير جوشكاري و يا برشكاري بايستي با صدور مجوز از واحد ايمني صورت پذيرد.

خطرات تنفسي و كار با مواد شيميايي:

برج خنك كننده يك محيط گرم و مرطوب مي باشد كه عليرغم وجود تجهيزات لازم براي تصفيه شيميايي آب محل مناسبي براي رشد انواع باكتري ها و ميكروارگانيسم ها مي باشد. بنابراين با رعايت اقدامات ايمني در برج خنك كننده هيچگاه مدت زماني طولاني در بخش حوضچه قرار نگيرد و هيچ گاه هواي خروجي از بخش فن در برج هايي كه داراي فن مي باشد را تنفس ننماييد. در برج خنك كننده جهت تصفيه شيميايي آب از اسيد ها براي كنترل PH آب برج خنك كننده، از كلر براي گند زدايي و از يك سري بازدارنده ها استفاده مي شود كه هر كدام خطرات مربوط به خود را دارد. بنابراين افرادي كه با اين مواد سر و كار دارند حتما بايستي از خطرات احتمالي اين مواد و نحوه كار با آن آشنايي پيدا كنند. يكي ديگر از اقدامات ايمني در برج خنك كننده اين است كه در هنگام تزريق مواد شيميايي به صورت دستي مواظب چشم ها بوده و حتما از دستكش استفاده كنيد. حتي الامكان از تماس مستقيم دست با آب كولينگ به علت مواد شيميايي خودداري نماييد.

http://badrantahvie.com/safety-precautions-for-cooling-tower/