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.

اكثر فرآيندهای توليدی صنعتي جهت بهره برداری صحيح و افزايش بازده نيازمند دستگاهی بنام برج خنک کننده هستند.

پالايشگاه ها، كارخانجات فولاد، صنايع پتروشيمي، كارخانجات توليدي شيميايي و نيروگاه هاي توليد برق، جهت پيشبرد اهداف خود درمورد توليد، نيازمند  به برج خنک کنند هستند. برج‌های خنک کن دما و فشار را براساس انتقال گرما از سيال گرم به آب سرد، كنترل مي نمايد كه در واقع كاهش دما انجام مي گيرد و همزمان باعث افزايش دماي آب سرد ورودی مي گردد. بنابراين پيش از استفاده مجدد از این آب بايد آنرا خنك نموده يا اينكه با آب جبراني تازه، آنرا را جايگزين نمود.

روش های طراحی برج خنک کننده

سه روش اساسي در طراحي برجهای خنک کننده وجود دارد:

نوع طراحی، تاثير و راندمان برج براي استفاده در يك واحد، بستگی به نوع فرآيند خنك كردن، خواص و مشخصات آب و ملاحظات زيست محيطي دارد.

بسياري از سيستمهاي سرمايشي و گرمايشي، فرآيندهای صنعتي و توليدي كمكي، بطور موثر و با بازدهي بالا كار نمي كنند مگر آنكه دما و فشار در محدوده خاص تثبيت شود. انتقال حرارت از يك ماده به ماده ديگر اساس فرآيند خنك كردن است. ماده اي كه حرارت را از دست مي دهد، بعنوان  خنک شوند و آنی كه گرما را دريافت مي كند بعنوان ماده سرد كن در نظر می گیریم. مکانیزم عملکرد برج‌های خنک کن براساس پس دادن و گرفتن حرارت آب از طریق مقادير زياد آب جهت سرد كردن بنا می شود.

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

-فراواني، سهولت دسترسي و ارزاني سیال فرآیندی

-سهولت در انتقال و جا بجايي

-انتقال بخش زيادي از گرما در واحد حجم

-عدم انبساط و انقباض قابل ملاحظه در محدوده دمايي نرمال

-تجزيه ناپذير بودن

منابع تامین آب تازه برای برجهای خنک کن آب تازه

آب تازه منشا اوليه آب جبرانی به سیستمهای خنک کاری است. آب تازه مي تواند از آبهاي سطحي (رودخانه ها- چشمه ها و آبگيرها) يا از آبهاي زيرزميني (آب چاهاي كم عمق يا عميق) تامين گردد. عموما، استفاده از آبهاي زير زميني به جهت يكسان بودن از نظر تركيب وكاهش مواد معلق نسبت به آبهاي جاري بيشتر مرسوم بوده كه بطور مستقيم تحت تاثير بارش باران، فرسايش و ساير شرايط زيست محيطي قرار دارد.

آب شور و پساب

با توجه به ملاحظات زيست محيطي، هزينه و سهولت در دسترس بودن آب، تعدادي از كارخانجات در حال حاضر از تصفيه پسابهاي كارخانه و آب شور بعنوان منابع آبی در برج‌های خنک کن استفاده مي نمايد. توجه دقيق به نحوه تصفيه آب دربرجهای خنک کننده با استفاده از اين منابع آبي، براي عملكرد مطمئن و طولاني مدت بسيار حياتي است.

خواص شيميايي مهم آب درون برجهای خنک کننده عبارتند از:

1-قابليت هدايت الكتريكي: این پارامتر ميزان قابليت آب در هدايت الكتريسيته را نشان این میدهد. آب موجود در برج‌های خنک کن حاوي مقادير زيادي از مواد معدنی و گازهای محلول می باشد. قابليت هدايت الكتريكی با واحد ميكرو موس سنجيده مي شود و می تواند از يك مقدار جزيي براي آب مقطر تا بيش از 10،000 براي آب شور است.

2- ph نشانه نسبت خاصيت اسيدي و بازي آب است.

مقياس PH از 0 تا 14 بوده كه عدد 0 نشانه خاصيت اسيدي زياد و عدد 14 نشانه خاصيت بازي آب موجود در برج خنک کننده در حد زياد است.

3-قلياييت: در آب در گردش یا هر سیال فرآیندی دیگر، دو نوع قلياييت نقش اساسي را ايفا مي نمايند كه شامل قلياييت كربناتي و قلياييت بي كربناتي است.

4-سختي: بعلت وجود مواد معدني كلسيم و منيزيم در آب است.سختي در آب طبيعي متنوع بوده و از يك مقدار در ميليون (PPM) تا بيش از 800 PPM است.

چرا اين خواص در برج خنک کن مهم هستند؟

تمام خواص شيميايي اصلي آب، مستقيما بر چهار مشكل اساسي سيستم برج خنک کننده موثر هستند كه عبارتند از: خوردگي، تشكيل رسوب، تجمع لجن و آلودگي ميكروبيولوژی.

تاثیر قابليت هدايت الكتريكي بر عملکرد برج‌های خنک کن

راهكارهاي تصفيه آب درمحدوده دامنه خاصي از قابليت هدايت الكتريكي پيروي مي كند. ميزان اين دامنه به نحوه طراحي سيستمهای خنک کاری بستگی دارد.

تاثیر میزان

اسیدیته آب بر عملکرد برج خنک کننده

كنترل PH در اكثر برنامه هاي برج‌های خنک کننده يک امر حياتي است. عموما، هنگاميكه PH زير محدوده دامنه پيشنهادي باشد، زمان جهت پديده خوردگي افزايش مي يابد و هنگاميكه PH بالاتر از دامنه هاي پيشنهادي است، زمان براي تشكيل رسوب افزايش مي يابد. همچنين تاثيرگذاري بسياري از بيوسيدها (biocides) به PH بستگي دارد. لذا در PH هاي بالا و پايين ممكن است كه به رشد و نمو ساختارهای ميكرو بيولوژيكي كمك كند.

تاثیر قلیائیت آب جبرانی بر عملکرد برجهای خنک کن

قلياييت و PH مكمل يكديگر هستند، زيرا افزايش PH نشانه افزايش قلياييت بوده و بر عكس. همچنين با PH و قلياييت های پايين تر از دامنه پيشنهادی، زمان جهت انجام خوردگي را افزايش مي دهد و قلياييت های بالاتر از دامنه پيشنهادي، مدت زمان تشكيل رسوب را افزايش مي دهد. زمانيكه مشكلات خوردگي و رسوب با قي است، تجمع لجن نيز يك مشكل خواهد بود.

تاثیر سختی آب بر عملکرد برجهای خنک کن

مقادير سختي معمولا به ميزان تمايل تشكيل رسوب در آب موجود برج خنک کن بستگي دارد. خط مشي های مدون شده استفاده از مواد شيميايي جهت جلو گيري از تشكيل رسوب تنها هنگامي نتيجه بخش خواهد بود كه ميزان سختي آب در محدوده دامنه تعيين شده كنترل شود. بعضي از راهكارهاي كنترل خوردگي نياز به يك ميزان سختي معين دارند تا به عنوان يك ممانعت كننده خوردگي بشكل صحيح عمل نمايد. بنا براين اطمينان از عدم كاهش سختي در اين گونه خط مشي ها بسيار 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.