بخشی از مقاله
چکیده
برجهای خنک کننده نقش بهسزایی در واحدهای پالایشگاهی و پتروشیمیایی ایفا می کنند. آب کولینگی که در بخشهای مختلف، دمای آن بالا رفته برای احیا به واحد برج خنککننده فرستاده میشود. در این مقاله ابتدا به بررسی انواع برجهای خنک کننده و اجزای مهم آنها پرداخته شده و سپس طراحی یک برج خنککن بر پایه دبی آب ورودی به واحد کولینگتاور مجتمع پتروشیمی خراسان ارائه شده است. روند طراحی تفصیلی صورت گرفته در نظر دارد تا سطح بهینه انتقال حرارت برای سرمایش آب با دبی 20000 متر مکعب بر ساعت بدست آید.
.1 مقدمه
برج خنککننده ابزاری برای دفع حرارت دریافت شده توسط آب مورد استفاده در یک واحد از طریق تبادل حرارتی با هوا میباشد. دستهبندی برجهای خنککن براساس نوع تماس هوا با آب صورت میگیرد. از این رو برج خنککن به دو گونهی جابهجایی طبیعی و اجباری تقسیم بندی میشود 1]،.[4 برجهای خنک کننده به کمک سیستم توزیع و پخش آبگرمی که دارند، آب را به صورت یکنواخت روی شبکه مشبک نزدیک به هم میپاشاند. این شبکه ها که آکنده یا پرکننده نامیده میشود؛ آب سرازیر شده توسط نیروی ثقل از بالای برج را با هوایی که از میان آن حرکت میکند؛کاملاً مخلوط کرده و به صورت قطراتی از یک آکنده به سطح آکنده ی دیگر سرازیر می شوند.
هرچند در این برج ها مقداری انتقال حرارت محسوس از آب به هوا وجود دارد ولی تقرباًی اثر خنککنندگیتماماً از تبخیر قسمتی از آب اسپری شده در برج حاصل می شود. بخار حاصل از فرایند تبخیر توسط جریان هوایی که یک دمنده ایجاد میکند از برج خنککن خارج می شود. باید توجه داشت، عملکرد برج خنککن تا حد زیادی به درجه حرارت مرطوب هوای ورودی بستگی دارد و با کاهش آن افزایش مییابد. با توجه به اهمیت طراحی اولیه برجهای خنککننده در بازدهی این برجها، روند یک طراحی بهینه به کمک استاندارBS 4485-3 با هدف رسیدن به مساحت بهینه، پرداخته میشود 4]،2،.[1
.2 انواع سیستمهای برج خنککننده
سیستمهای مدار باز که از طریق آبهای زیرزمینی و یا منابع طبیعی مثل رودخانه و اقیانوس برای تهیه آب مصرفی کندانسور استفاده نموده و آب پس از گرم شدن به منابع اصلی برگردانده می شود. این نوع سیستمها در قبال ازدیاد مصرف آب، از نظر ترمودینامیکی، از بازدهای حرارتی مطلوب برخوردارهستند. به علاوه از نظر محیطزیست و ایجاد آلودگی حرارتی دارای معایبی میباشد.
در اینگونه سیستمها سه نوع تخلیه آبگرم اعم از تخلیه سطحی، تخلیه در عمق و تخلیه به کمک پخشکننده موجود میباشد. طریقی که در آن آب از داخل تعدادی نازل و به وسیلهی یک لوله بلند زیر سطح آب رودخانه فرستاده میشود و پس از اختلاط آبگرم با آب رودخانه حرارت خود را توسط بخار شدن مقداری از مخلوط از دست میدهد؛ اشاره به سیستم نوع سوم دارد که نسبت به سایر موارد ارجعتر است.
در قبال سیستم های مدار باز نوع دیگری تحت عنوان سیستمهای مدار بسته وجود دارد که آب از داخل کندانسور سطحی عبور کرده؛ به داخل برج خنک کننده رانده می شود و سپس به کندانسور بر می گردد، اغلب بین کندانسور و دستگاه سردکننده از مخزن آب استفاده میشود. همواره مقداری آب از خارج سیستم برای جبران آب بخار شده و نیز نشستهای آب در داخل سیستم لازم است. دسته ی سوم سیستمهای ترکیبی1 را شامل می شود که ترکیبی از برج های خنک کن خشک و مرطوب بوده و برای کاهش عوارض و معایب دو سیستم فوق به کار برده میشود. اشکال 2،1 و3 به ترتیب انواع سیستمهای برج خنککننده [1] را نشان میدهد.
