تصفیه آب برج خنک کننده                        

برج خنک کننده سیستم تصفیه آب برج‌های خنک کننده چیست و چگونه کار می کند؟

تعداد زیادی از کاربران برج‌های خنک کننده از سیستمهای تصفیه آب برج خنک کننده ازجمله فیلتراسیون جهت کنترل سطح ذرات و حفظ پاکیزگی و آب در گردش سیستم استفاده و بهره برداری می کنند. برجهای خنک کننده همانند اسکرابرهای هوا عمل می کنند و تمام ذرات محیط اطراف را به درون دستگاه می کشند. این ذرات مانند گرد و غبار به راحتی در هنگام گردش در داخل سیستم به سطوح داغ می چسبند و باعث گرفتگی، خرابی، رسوب و کاهش راندمان دستگاه می شوند. سیستم فیلتراسیون، روشی بسیار کارآمد برای حفظ عملکرد مداوم سیستم‌های خنک کاری می باشد. با استفاده از سیستم های تصفیه آب، نه تنها از این مشکلات جلوگیری خواهید کرد بلکه با فیلتر کردن آب، مصرف مواد شیمیایی برای رسوب زدایی را نیز کاهش خواهید داد. یک سیستم فیلتراسیون, مکمل عملکرد با کیفیت و با راندمان بالای برج‌های خنک کننده خواهد بود.

مناسب‌ ترین روش برای فیلتر نمودن آب بستگی به پارامتر های مختلفی دارد. بعضی از این پارامترها عبارت است از:

-نوع تجهیزات و جنس قطعات برج خنک کننده

-آنالیز دقیق تخلیه آب

-آنالیز شیمیایی آب در گردش یا هر سیال فرآیندی دیگر برای مجموعه‌های صنعتی که از برج‌های خنک کننده برای خنک کاری تاسیسات خود استفاده و بهره برداری می کنند، معمولاً استفاده از نوعی سیستم تصفیه آب برای اطمینان از راندمان بالای دستگاه و عمر طولانی تجهیزات امری ضروری است.

اگر آب در گردش بصورت مداوم تصفیه نشود باعث ایجاد مشکلات زیادی از جمله؛ رشد باکتری ها، افزایش رسوب، پوسیدگی و خوردگی در برج می شود. این مشکلات می تواند بهره وری مجموعه شما را کاهش دهد و باعث از کار افتادن دستگاه های در حال کار و همچنین بالا رفتن نیاز به تعویض تجهیزات و قطعات گران قیمت شود.

در صورت عدم استفاده از سیستم تصفیه آب در دستگاه خنک کاری امکان بروز مشکلات زیر خواهد بود:

-کاهش راندمان عملیاتی

-افزایش هزینه‌های تصفیه آب

-کوتاه شدن طول عمر تجهیزات و قطعات برج خنک کننده

-افزایش زمان توقف برای تمیز کردن و نیز تعمیر دستگاه

آلاینده هایی که می توانند بر عملکرد و کارایی یک سیستم برج خنک کننده اثرات منفی و مخربی داشته باشند، عبارت است از؛

سختی، آهن، سیلیس، کلرید ها، مواد بیولوژیکی، سولفات ‌ها،TDS  یا TSS.

انتخاب سیستم تصفیه آب برای فیلتراسیون سیال فرایندی به چندین مورد بستگی دارد، از جمله:

-غلظت آب

-کیفیت آب

-نحوه تخلیه

-نوع مبدل حرارتی

-نوع برج خنک کن (مدار باز، مدار بست و یا هیبریدی)

-الزامات کیفی موثر  برای تجهیزات برج خنک کن

  ساختمان سیستم تصفیه آب برج‌های خنک کن                                           

تصفیه آب برج خنک کننده

همان طور که در بالا اشاره شد، اجزای دقیق یک سیستم تصفیه آب، به کیفیت و غلظت آب در گردش، آب جبر

انی و تجهیزات مورد استفاده در ساخت دستگاه خنک کننده بستگی دارد. در واقع بسته به ناخالصی ‌های موجود در آب، هر یک از سیستم های تصفیه آب ممکن است به بهترین وجه برای تاسیسات شما مناسب باشد، بنابراین مهم است که با متخصص مشورت کنید تا مطمئن شوید که سیستم مناسبی برای شما در نظر گرفته شده است.

اگر سیستم شما ویژگی های خاصی دارد، برای نصب و راه اندازی تجهیزات تصفیه ممکن است نیاز به فناوری ‌های پیشرفته تری داشته باشید. در واقع می توان گفت برای داشتن سیستمی با عملکرد مطلوب و موثر، باید بر اساس مشخصات فنی و شرایط عملیاتی برج خنک کننده، سیستم تصفیه آب مناسب طراحی و اجرا کنید. این طراحی حتما باید با توجه به توصیه های سازنده برج خنک کننده در مورد کیفیت آب مورد نیاز باشد تا بتوانید بهینه سازی طراحی سیستم خنک کاری را به بهترین شکل انجام دهید.

پارامترهای قابل کنترل توسط سیستم تصفیه آب برج خنک کن این تجهیزات با توجه به فناوری های پیشرفته شاخصه های کمی وکیفی آب را تنظیم و کنترل می کند،

این موارد شامل:

-قلیاییت آب: پتانسیل مقیاس کربنات کلسیم را مشخص می کند.

-سیلیس‌ها: برای ایجاد رسوب در مقیاس سخت شناخته شده است.

-سولفات‌ها: مانند کلریدها می توانند به شدت برای فلزات خورنده و خطرناک باشند. -سختی آب: به رسوب گذاری درون سیستم منجر می شود.

-کلریدها: می توانند برای فلزات خطر آفرین باشند و باعث خوردگی آن ها شوند.

-مواد آلی: سبب رشد میکروارگانیسم ها می شود.

-آهن موجود در آب: زمانی که آهن با فسفات ها ترکیب می شود، این امر می تواند تجهیزات و قطعات برج خنک کننده را خراب کند و کارایی آن ها را پایین آورد.

-کل جامدات محلول:(TDS) باعث خوردگی و فرسایش می شود.

-کل جامدات معلق:(TSS) آلاینده های حل نشده که می توانند سبب پوسته پوسته شدن بیوفیلم ها و یا خوردگی در سیستم شوند.

اکثر فرآیندهای تولیدی صنعتی جهت بهره برداری صحیح و افزایش بازده نیازمند دستگاهی بنام برج خنک کننده هستند.

پالایشگاه ها، کارخانجات فولاد، صنایع پتروشیمی، کارخانجات تولیدی شیمیایی و نیروگاه های تولید برق، جهت پیشبرد اهداف خود درمورد تولید، نیازمند  به برج خنک کنند هستند. برج‌های خنک کن دما و فشار را براساس انتقال گرما از سیال گرم به آب سرد، کنترل می نماید که در واقع کاهش دما انجام می گیرد و همزمان باعث افزایش دمای آب سرد ورودی می گردد. بنابراین پیش از استفاده مجدد از این آب باید آنرا خنک نموده یا اینکه با آب جبرانی تازه، آنرا را جایگزین نمود.

روش های طراحی برج خنک کننده

سه روش اساسی در طراحی برجهای خنک کننده وجود دارد:

نوع طراحی، تاثیر و راندمان برج برای استفاده در یک واحد، بستگی به نوع فرآیند خنک کردن، خواص و مشخصات آب و ملاحظات زیست محیطی دارد.

بسیاری از سیستمهای سرمایشی و گرمایشی، فرآیندهای صنعتی و تولیدی کمکی، بطور موثر و با بازدهی بالا کار نمی کنند مگر آنکه دما و فشار در محدوده خاص تثبیت شود. انتقال حرارت از یک ماده به ماده دیگر اساس فرآیند خنک کردن است. ماده ای که حرارت را از دست می دهد، بعنوان  خنک شوند و آنی که گرما را دریافت می کند بعنوان ماده سرد کن در نظر می گیریم. مکانیزم عملکرد برج‌های خنک کن براساس پس دادن و گرفتن حرارت آب از طریق مقادیر زیاد آب جهت سرد کردن بنا می شود.

چند عامل موثر در منحصر بفرد بودن آب به عنوان یک ماده سرد کننده در برج خنک کننده وجود دارد :

-فراوانی، سهولت دسترسی و ارزانی سیال فرآیندی

-سهولت در انتقال و جا بجایی

-انتقال بخش زیادی از گرما در واحد حجم

-عدم انبساط و انقباض قابل ملاحظه در محدوده دمایی نرمال

-تجزیه ناپذیر بودن

منابع تامین آب تازه برای برجهای خنک کن آب تازه

آب تازه منشا اولیه آب جبرانی به سیستمهای خنک کاری است. آب تازه می تواند از آبهای سطحی (رودخانه ها- چشمه ها و آبگیرها) یا از آبهای زیرزمینی (آب چاهای کم عمق یا عمیق) تامین گردد. عموما، استفاده از آبهای زیر زمینی به جهت یکسان بودن از نظر ترکیب وکاهش مواد معلق نسبت به آبهای جاری بیشتر مرسوم بوده که بطور مستقیم تحت تاثیر بارش باران، فرسایش و سایر شرایط زیست محیطی قرار دارد.

آب شور و پساب

با توجه به ملاحظات زیست محیطی، هزینه و سهولت در دسترس بودن آب، تعدادی از کارخانجات در حال حاضر از تصفیه پسابهای کارخانه و آب شور بعنوان منابع آبی در برج‌های خنک کن استفاده می نماید. توجه دقیق به نحوه تصفیه آب دربرجهای خنک کننده با استفاده از این منابع آبی، برای عملکرد مطمئن و طولانی مدت بسیار حیاتی است.

خواص شیمیایی مهم آب درون برجهای خنک کننده عبارتند از:

1-قابلیت هدایت الکتریکی: این پارامتر میزان قابلیت آب در هدایت الکتریسیته را نشان این میدهد. آب موجود در برج‌های خنک کن حاوی مقادیر زیادی از مواد معدنی و گازهای محلول می باشد. قابلیت هدایت الکتریکی با واحد میکرو موس سنجیده می شود و می تواند از یک مقدار جزیی برای آب مقطر تا بیش از 10،000 برای آب شور است.

2- ph نشانه نسبت خاصیت اسیدی و بازی آب است.

مقیاس PH از 0 تا 14 بوده که عدد 0 نشانه خاصیت اسیدی زیاد و عدد 14 نشانه خاصیت بازی آب موجود در برج خنک کننده در حد زیاد است.

3-قلیاییت: در آب در گردش یا هر سیال فرآیندی دیگر، دو نوع قلیاییت نقش اساسی را ایفا می نمایند که شامل قلیاییت کربناتی و قلیاییت بی کربناتی است.

4-سختی: بعلت وجود مواد معدنی کلسیم و منیزیم در آب است.سختی در آب طبیعی متنوع بوده و از یک مقدار در میلیون (PPM) تا بیش از 800 PPM است.

چرا این خواص در برج خنک کن مهم هستند؟

تمام خواص شیمیایی اصلی آب، مستقیما بر چهار مشکل اساسی سیستم برج خنک کننده موثر هستند که عبارتند از: خوردگی، تشکیل رسوب، تجمع لجن و آلودگی میکروبیولوژی.

تاثیر قابلیت هدایت الکتریکی بر عملکرد برج‌های خنک کن

راهکارهای تصفیه آب درمحدوده دامنه خاصی از قابلیت هدایت الکتریکی پیروی می کند. میزان این دامنه به نحوه طراحی سیستمهای خنک کاری بستگی دارد.

تاثیر میزان

اسیدیته آب بر عملکرد برج خنک کننده

کنترل PH در اکثر برنامه های برج‌های خنک کننده یک امر حیاتی است. عموما، هنگامیکه PH زیر محدوده دامنه پیشنهادی باشد، زمان جهت پدیده خوردگی افزایش می یابد و هنگامیکه PH بالاتر از دامنه های پیشنهادی است، زمان برای تشکیل رسوب افزایش می یابد. همچنین تاثیرگذاری بسیاری از بیوسیدها (biocides) به PH بستگی دارد. لذا در PH های بالا و پایین ممکن است که به رشد و نمو ساختارهای میکرو بیولوژیکی کمک کند.

تاثیر قلیائیت آب جبرانی بر عملکرد برجهای خنک کن

قلیاییت و PH مکمل یکدیگر هستند، زیرا افزایش PH نشانه افزایش قلیاییت بوده و بر عکس. همچنین با PH و قلیاییت های پایین تر از دامنه پیشنهادی، زمان جهت انجام خوردگی را افزایش می دهد و قلیاییت های بالاتر از دامنه پیشنهادی، مدت زمان تشکیل رسوب را افزایش می دهد. زمانیکه مشکلات خوردگی و رسوب با قی است، تجمع لجن نیز یک مشکل خواهد بود.

تاثیر سختی آب بر عملکرد برجهای خنک کن

مقادیر سختی معمولا به میزان تمایل تشکیل رسوب در آب موجود برج خنک کن بستگی دارد. خط مشی های مدون شده استفاده از مواد شیمیایی جهت جلو گیری از تشکیل رسوب تنها هنگامی نتیجه بخش خواهد بود که میزان سختی آب در محدوده دامنه تعیین شده کنترل شود. بعضی از راهکارهای کنترل خوردگی نیاز به یک میزان سختی معین دارند تا به عنوان یک ممانعت کننده خوردگی بشکل صحیح عمل نماید. بنا براین اطمینان از عدم کاهش سختی در این گونه خط مشی ها بسیار مهم است.

در این راستا و بمنظور کاهش سختی و آهک درون آب در حال سیرکوله برجهای خنک کن استفاده از یک دستگاه سختی گیر که نحوه محاسبه ظرفیت آن می بایست توسط کارشناسان مورد بررسی قرار گیرد ضروری بنظر می رسد. بدلیل وجود انواع مدلهای سختی گیر اعم از سختی گیر رزینی، مغناطیسی و الکترومغناطیسی حتما از نظر کارشناسان در زمینه انتخاب نوع دستگاه سختی گیر متناسب بمنظور تصفیه آب برج های خنک کن استفاده نمائید.

خرید سیستم تصفیه آب برج خنک کننده

هنگام انتخاب و خرید یک سیستم فیلتراسیون یک کاربر بالقوه باید فاکتور های زیادی را در نظر بگیرد. تولیدکنندگان می توانند پرسشنامه کاربردی ارائه دهند که به شما کمک می کند نیاز های فیلترینگ خود را تعریف کنید و به آن ها در ارائه پیشنهاهایشان کمک کند.

روش‌های مختلف تصفیه آب در برج‌های خنک کننده

فرآیندهای سیستم تصفیه آب بسته به نیازهای سیستم، کیفیت آب، مواد شیمیایی و نوع سیال فرآیندی می تواند متفاوت باشد، اما یک سیستم تصفیه آب معمولی معمولاً شامل مراحل زیر است:

-تصفیه جریان آب جبرانی

سیال فرآیندی، دائما در حال گردش است و همین امر موجب می شود بخشی از آن در اثر تبخیر، نشت و … از دست برود. برای جبران کردن این آب از دست رفته باید از جریان آب جبرانی استفاده کرد. تامین جریان آب جبرانی می ‌تواند از منابع مختلفی باشد. در این قسمت، آب جبرانی قبل از ورود به دستگاه حتما باید تصفیه شود تا با استانداردهای مورد نظر مطابقت داشته باشد.

-فیلتراسیون و اولترافیلتراسیون

در اکثر موارد آبی که برای خنک کاری مورد استفاده قرار می گیرد شامل ترکیباتی مانند کدورت، جامدات معلق و انواع خاصی از مواد آلی ها می باشد که برای حذف و بین بردن آن ها می توان از یک یا چند واحد فیلتراسیون نظیر میکروفیلتر استفاده کرد.

 بسته به نوع فیلتراسیون مورد استفاده، ذرات معلق را می توان تا زیر یک میکرون حذف کرد.

-تبادل یونی و نرم شدن آب

اگر میزان سختی آبی که وارد برجهای خنک کننده می شود بسیار بالا باشد، می توان برای از بین بردن این سختی از دستگاه سختی گیر رزینی استفاده کرد یا از سیستم ‌های تصفیه آب غشایی برای نرم کردن آب و حذف سختی بهره برد. 

استفاده از مواد شیمیایی

سیال فرآیندی، که ابتدا وارد دستگاه می شود می ‌تواند آب خام، آب شهری، پساب تصفیه‌ شده شهری، بازیافت فاضلاب داخل کارخانه، آب چاه یا هر آب دیگری باشد.

اگر در این قسمت از فرآیند خنک کاری به سیستم تصفیه آب نیاز باشد، معمولاً این فناوری می تواند سختی آب و سیلیس موجود در آب را حذف کند . یا حتی pH آب را تثبیت و تنظیم کند. پس از آن که سختی آب کاملا حذف شد، مواد شیمیایی مختلفی به آب بمنظور تنظیم PH اضافه می شود.

مواد شیمیایی افزودنی به برج خنک کننده

ترکیبات شیمیایی که می توان در این مرحله به آب اضافه کرد، شامل:

ضد رسوب ‌ها برای جلوگیری از شکل گیری رسوب آلاینده ‌ها روی لوله ها و سایر قطعات برجهای خنک کن، ضد عفونی کننده‌ ها برای جلوگیری از رشد آلاینده‌ های بیولوژیکی و ضد خوردگی برای خنثی کردن اسیدیته آب می باشد.

فیلتراسیون جانبی

اگر قرار است آب برج‌های خنک کننده در سراسر سیستم به گردش درآید و مجدد از آن استفاده شود ، یک سیستم فیلتراسیون جانبی برای از بین بردن هر گونه آلاینده های مشکل زا که بواسطه استفاده از دستگاه وارد آب شده اند، را تصفیه می کند. با استفاده از سیستم فیلتراسیون جانبی می توان کیقیت آب را در هر زمان در محدوده استاندارد سیستم قرار داد.

مرحله پایانی تصفیه آب در برجهای خنک کننده

آخرین بخش در سیستم تصفیه آب برج خنک کننده، تصفیه آب بلودان و استفاده مجدد از آن می باشد. بسته به این که مجموعه شما به چه مقدار آب برای گردش مجدد نیاز دارد ، روش های مختلفی برای تصفیه نهایی آب وجود دارد.

استفاده از سیستم های RO و IX

در مواقعی که حجم آب مورد استفاده  زیاد باشد یا اگر در منطقه ای ساکن هستید که کمبود آب دارند،  توانید از سیستم های RO یا IX برای تصفیه آب بلودان و استفاده مجدد آب بهره مند شوید.

 سیستمهای RO خود دارای دور ریز زیادی می باشد. برای کاهش  پساب های تولیدی توسط پکیج RO از سایر سیستم های  آب صنعتی برای به حداقل رساندن قیمتهای دفع پساب بکار میرود.

برج خنک کننده

جهت سفارش تجهیزات تصفیه آب برج خنک کننده باما تماس بگیرید.