پایان نامه کنترل شیمیایی آب برج های خنک کن
مقدمه:
انتخاب منبع سرد تابع موقعيت جغرافيايي و اندازه واحد صنعتي است در كشتيها ونقاط صنعتي كنار دريا و رودخانه ارزانترين منبع سرد آب دريا و رودخانه مي باشد ولي در مناطقي كه از نظر سفرههاي آب زيرزميني برداشت آب وجود داشته باشد (مناطق كم آب) ويا قيمت تمام شده آب نسبتاً زياد است ، مناسبترين منبع سرد كننده هوا ميباشد. آب بعنوان يك سيال واسط حرارت را از منبع گرم به منبع سرد (هوا) منتقل مينمايد. خنك كردن آب وسيلهاي است براي آنكه حجم معيني از آب را در يك سيكل گردانده و هر بار پس از استفاده از آن مجدداً براي استفاده بعدي آماده كرد. عواملي كه سبب شده از آب بعنوان يك سرد كننده صنعتي استفاده گردد عبارتند از :
- آب به مقدار زياد در طبيعت وجود دارد وهمه جا يافت مي شود ونسبتاً ارزان است.
- براحتي مي تواند از جايي به جاي ديكر منتقل شود.
- هر حجم آب مي تواند مقدار قابل ملاحظهاي حرارت منتقل و يا جابجا كند
- تجزيه نمي شود.
- در نتيجه مبادله حرارت به مقدار زياد منقبض و منبسط نمي شود.
خنك كردن آب توسط هوا از قديم معمول بوده وبراي انجام شدن اين تبادل حرارت كافي است آب را با هوا مجاور نمود. هر چه عمل مجاورت بهتر صورت گيرد انتقال حرارت از آب به هوا سريعتر و كاملتر انجام مي يابد.
خنك شدن آب در اثر تماس با هوا به دو علت است يكي به مناسبت تبادل حرارت بين دو جسم سرد و گرم (هوا و آب) وديگري به علت آنكه از بخار آب اشباع نبوده ومولكولهاي آب از فاز مايع به فاز هوا وارد شده ، يعني عمل تبخير صورت ميگيرد و حرارت نهان تبخير از خود آب اخذ ميگردد وموجب نقصان درجه حرارت آب ميشود. عمل تبخير بمراتب مهمتر و مؤثرتر از انتقال حرارت عمل خنككردن را انجام ميدهد. براي تبخير يك پاوند آب تقريباً 1000 B.T.U حرارت لازم است وهمين 1000 B.T.U اگر از 100 پاوند آب گرفته شود 10 oF حرارت آن را كم ميكند. بهمين علت براي خنك كردن آب بازاء هر 10 oF سردكردن يك درصد وزن آب تبخير مي شود. بعلاوه معادل 0.2 درصد نيز افت ريخت وپاش آب وجود دارد از اين رو اگر آبي را از 120 oFبه 90 oF برسانيم 3.2 درصد از وزن آن كم ميشود.
انواع سيستم هاي خنك كن :
سيستمهاي خنك كننده به سه گروه اصلي تقسيمبندي ميشود :
- سيستم هاي گردشي بسته
- سيستم هاي گردشي باز با برجهاي خنك كن
- سيستم خنك كن گذرا
الف ) در سيستم چرخشي كاملاً بسته آب خنككن از ميان سيستم عبور كرده ، بدون اينكه هيچگونه آبي تلف شود به مخزن اصلي بر ميگردد. بنابراين انتخاب بازدارنده مناسب و غلظت آن بدون هيچگونه محدوديت محيطي انجام ميشود.
ب ) سيستم خنك كن باز از متداولترين سيستمهاي خنك كن ميباشد در اين سيستم در هر سيكل گردشي 3-1درصد آب تبخير ميشود. بنابراين غلظت نمكها بايد در يك سطح معقولي حفظ شوند. براي اين كار مقداري از آب تغليظ شده را از سيستم خارج و آب تازه را جايگزين آن ميكنند. از طرفي مواد شيميايي استفاده شده در اين سيستمها به رودخانهها و درياچهها ريخته ميشود ، لذا ضروري است كه مواد شيميايي مصرفي با محيط زيست سازگاري داشته باشد.
ج ) در سيستم خنك کن گذرا ، آب از داخل رودخانه دريا وغيره به داخل سيستم فرستاده شده و يك بار از داخل واحدهاي خنك كننده عبور ميكند وبه منبع اصلي خود برگشت داده ميشود. بنابراين مصرف آب در اين سيستمها خيلي زياد است. استفاده كردن مداوم از مواد شيميايي از نظر اقتصادي محدود ميباشد ضمن اينكه ملاحظات زيست محيطي نيز بايد رعايت شود.
عاملهاي مؤثر در طرح برجهاي خنك كن تر :
- افت درجه حرارت (اختلاف دماي آب ورودي وخروجي از برج)
- اختلاف درجه حرارت بين آب خروجي و هواي ورودي (درجه حرارت هواي ورودي را معمولاً در طراحي oF 65 محاسبه ميكنند).
- دماي تر محيط (The Ambient Wet Bulb Tempreture) اصولاً خنككردن آب زير اين دما غيرممكن است.
- شدت جريان آب
- شدت جريان هوا
- نوع بست وبند برج (Packing Ring)
- روش پخش آب
اثر غلظت :
در حاليكه آب بطور دائم نبخير ميگردد غلظت املاح محلول در آب در گردش برج بالا ميرود در رابطه زير ضريب غلظت نشان داده شده است.
|
مواد محلول در آب در گردش برج
(Make Up) مواد محلول در آب ورودي آب برج
از آنجائيكه نمكهاي كلرور حلاليت زيادي دارند غلظت يون كلر در ورودي به برج وآب در گردش معيار بسيارخوبي براي تعيين غلظت بوده است.
در اثر افزايش غلظت مواد محلول و مواد معلق در آب سيكل برجهاي خنك كن و جلوگيري از افزايش آن بايد مقداري از آن را تخليه داد كه با آن آب بلودان (Blow Down) گفته ميشودكمي ازآب برج بصورت ذرات ريزآب همراه با بخار آب و هوا كشيده ميشود. اين ذرات ريز تلف شده را Windage Loss گويند برخلاف آب تلف شده به صورت تبخير كه باعث تغليظ آب برج ميگردد. مقدار Windage Loss بستگي به طراحي برج و قدرت مكش فنها و غيرو دارد امروز مقدار آن به 008/0 درصد آب در گردش برج رسيده است ولي به طور متوسط مقدار آن را بين 1/0 تا 3/0 درصد منظور ميكنند آب Make Up بايد مقدار آب تلف شده به صورت تبخير (E) و آب از دست رفته به صورت بلودان (B)و آب تلف شده به صورت Windage Loss را تأمين نمايد : Make Up = E + B + N
اطلاعاتي از قبيل اختلاف دما مقدار آب در گردش مقدارآب ورودي مقدار بلودان وكمبود آب در اثر تبخير بايد در طراحي برجهاي خنك كن تر لازم مي باشد.
انواع برجهاي خنك كن تر
مهمترين آنها شامل :
- استخرهاي خنك كن
- برجهاي جوي (Atmospheric Towers)
- برج كشش طبيعي هذلولي (Natural Draught Hyperbolic Tower)
- برج كشش متقاطع
- برج كشش مكانيكي
موارد استفاده از برجهاي خنك كن
بطور كلي برجها را براي خنك كردن آب خنك كن دستگاههايي كه ايجاد حرارت زياد ميكنند مورد استفاده قرار مي دهند. در زير چند نوع دستگاه كه احتياج به آب براي خنك شدن دارندآمده است.
- آب خنك كن كندانسور توربينها
- كمپرسورها
- سيلندر موتورهاي توليد نيرو
- در صنايع ذوب و قالبگيري پلاستيك
برجهاي خنك كن تر (سيستم OVF) نيروگاه طوس
برجهاي خنك كن براي چهار واحد 150 مگاواتي طراحي گرديده كه قسمتهاي مختلف واحدها را بشرح ذيل تغذيه ميكند
- مبادله حرارت بين آب برج و مبدلهاي زير صورت ميگيرد :
الف)كولرهاي اختصاص داده شده به توربين ژنراتور هر چهار واحد عبارتند از :
1- كولرهاي روغن توربين شامل 100% × 2
2- كولرهاي سيل روغن 100% × 2
3- كولرهاي هيدروژن ژنراتور 25% × 4
4- كولرهاي هواي اكسايتر 50% × 2
5- كولرهاي مدار بسته (Closed Circuit Cooling Water System) 100% × 2
ب ) كولرهاي هوا :
1- كولرهاي هواي سرويس 100% × 2
2- كولرهاي تجهيزات كمپرسور هوا (هواي ابزار دقيق 50% × 4)
برجهاي خنك كن نيروگاه از نوع كششي جهت مخالف است يعني فنها هوا را در مسير مخالف آب از پايين به طرف بالا سرتاسر پخش کننده ها به جريان در ميآورند.
شرايط طراحي شده برجهاي خنك كن نيروگاه طوس :
- مسافت : نيروگاه طوس در 23 كيلومتري شمالغربي مشهد و در طرف جنوب شرقي شاهراه آسيايي واقع است
- مأخذ ارتفاع نيروگاه : 100 + (Peg B) حدود 1100 متري بالاي سطح دريا مي باشد.
- شرايط آب وهوايي : oC 40 حداكثر درجه حرارت خشك
25% رطوبت نسبي
oC 28- حداقل درجه حرارت خشك
– برجهاي خنك كن شامل 50% × 3 سل كه هر سل قادر است آب مورد نياز كولرهاي توربين ژنراتور دو واحد را تأمين نمايد.
– تعداد و ظرفيت پمپهاي برج خنك كن 50% × 3
– حجم آب خروجي از پمپهاي برج T/h 1500
– ميزان آب در حال چرخش در سيستم در حالتي كه هر چهار واحد در مدار است m3/h 3000
– حجم آب سيستم m3 735
– ميزان آب تبخيري (براي دو سل m3/h 3/33)
– ميزان بار براي دو سل MW 20
– اختلاف درجه حرارت آب ورودي و خروجي از سيستم حدود oC 5-2 مي باشد.
– سرعت عبور آب m/s 2-2/0
جنس دستگاهها :
- صفحههاي نگهدارنده لولهها (plate)
CuZn 40F35
CuZn 38SnAL
CuZn 38
ST.35.8
- لولههاي مبدلهاي حرارتي (Tulbe)
CuZn 20 ALF34
CuZn 28SnF33
SF – CuF 25
- لولههاي OVF از كربن استيل مي باشد.
- قسمت جمع كننده آب در مبدل حرارتي (Water Box) از رنگ Epoxy پوشيده شده است.
- صفحات مشبك و لولههاي پخشكنها از جنس V.C. مي باشند.
- حوضچهها و ديوارههاي برج از بتن كه سيمان آنها از نوع سيمان تيپ يك ميباشد.
|
قطعات مختلف بكار رفته در برجهاي خنك كن تر :
1– قسمتهاي اصلي
الف – لولهها و پخش کننده ها – شامل قسمتهايي هستند كه در جريان انتقال حرارت دخالت داشته ، در ضمن باعث جلوگيري از خروج قطرات بسيار ريز آب با هوا ميشوند ، همچنين نگهدارنده خوبي براي ساير قسمتهاي برج ميباشند.
ب – بادبزنها (فنها)- طوري نصب گرديدهاند كه جريان هوا را در جهت مخالف جريان آب ميدمند ، در نتيجه ريزش آب از بالاي برج به طرف پايين و جريان هوا از پائين به طرف بالا ميباشند ودر اثر برخورد آب با هوا ، آب برج خنك ميشود. فنها در واقع جريان هواي لازم را جهت عبور از پخش کننده ها توليد مينمايند.
ج – تيغههاي جلوگير- اين قطعات از خارج شدن قطرات آب بوسيله كشش هوا از برج جلوگيري بعمل ميآورند. تيغههاي جلوگير طوري نصب شدهاند كه با سطح افق زاويهاي حدود 45 درجه را ميسازند.
د – پخش کننده ها (Packing)- براي بوجود آوردن سطح وسيع آب با هوا در برجها وجود دارد ، در اين نوع پخش کننده ها از يك سري شبكههايي كه معمولاً هر شبكه به شبكههاي دو طرف خود زاويه 90 درجه را ميسازد معمولا شبكهها بصورت رديف چهارده تايي ميباشند وباين شكل آب در سطوح شبكهها پخش ميگردد.
دستگاه پخش آب برج :
براي حداكثر بهرهبرداري از برجهاي خنك كن بايد آب را بطور يكنواخت و منظم روي پخش کننده ها پخش نمود. آب مسير برگشتي از واحدها ، از رايزرها بالا آمده و داخل كانال در بالاي برج ميريزد تا فشار آب كم ويكنواخت شود. سپس توسط لولههايي كه از كانال مذبور گرفته ميشود وبا استفاده از سر آب پاشها در جهت مختلف روي پخش کننده ها برج پخش ميگردد.
2– مواد ساختماني Wet Cooling Tower
الف – فولاد نرم گالوانيكي
ب – بتون از سيمان تيپ يك ميباشد. لازم به ذكر است قبلاً به پيمانكار متذكر گرديده كه سيمان بتون برجها بايستي از نوع ضد سولفات (سيمان تيپ 5) باشد ، چون تغليظ شدن سولفات آب برجهاي خنككن باعث خوردگي سيمان موجود در بتون ميگردد(سولفات آب برجها حدود P.P.M 500-400 ميباشد) با اين وجود پيمانكار اعلام نموده كه ميزان سولفات تا P.P.M 600 در آب برجها خوردگي ايجاد نمينمايد و قرار شده كه بتون برجها بوسيله رنگ اپوكسي پوشيده گردد. درحال حاضر نيز بعلت تغليظ شدن سولفات در ديواره بيروني برجهاي خنك كن تر نيروگاه آثار خوردگي مشهود است كه با افزايش ميزان خوردگي رنگآميزي ديواره بيروني برج انجام شده است.
ج – لولهها وصفحات مشبك P.V.C : مزاياي استفاده از لولههاي P.V.C در برج مقاومت در برابر خوردگي ميباشد وهمچنين آنها پناهگاه خوبي براي جلبكها ورسوب نيستند ونيز در اثر جريان آب فرسايش پيدا نميكنند.
سيكل آب برجهاي خنك كن نيروگاه (OVF) :
آب سيكل برگشتي از واحدها همراه با آب خام يا آب دكربناته (بسته به نوع نياز از نظر شيميايي) وارد رايزرهاي برج شده وپس از عبور از پخشكنها وارد شبكههاي برج شده كه در نهايت به داخل استخرهاي زير سلها ميريزد (سه استخر با ظرفيت حدود m3 225 كه از قسمت وسط بهم مرتبط ميباشند.) فنهايي كه بالاي هريك از سلهاي برج نصب گرديده (دور فنها r/min 3/228 ) باعث مكش هوا از پائين برج شده كه در نتيجه در اثر برخورد آب (از بالا) و هوا (از پائين) آب سرد ميگردد. محلولهاي ضد خوردگي و رسوب ومتفرق كنندهها به اين حوضچهها تزريق ميشوند. آب از طريق سه پمپ كه دبي هر كدام h/m3 1500 ميباشد وبسته به تعداد واحدهاي در مدار از دو مسير بطرف واحدها وسپس كمپرسورها هدايت ميشود. كلر نيز به بعد از ساكشن پمپهاي برج تزريق ميگردد.
خطوط باي پاس (Lines By Pass) :
خط باي پاس بين رينگهاي توزيع كننده اصلي و نزديك برجهاي تر قرار گرفتهاند.
Make Up آب برجهاي خنك كن (OVF) :
بطور كلي Make Up برج شامل مقدار آب تبخير شده ، مقدار بلودان و مقدار آبي كه باد همراه ميبرد ، ميباشد. قبلاً 90 درصد Make Up آب برج شامل آب دكربناته و آب خام (RAW Water) به نسبت 3 به 1 بوده و10 درصد بقيه را از بلودان بويلر واحدها تأمين ميگرديده است ولي بعلت اشكال خوردگي شديد در كولرها و با توجه به تغيير طرح انجام شده برروي برجهاي خنك كن صددرصد Make Up آب برج شامل آب خام وآب دكربناته می باشد و با یک سال قبل با توجه به Sti تنظیم می شد اگر مقدار Sti كمتر از 5 ببود Make Up برج از آب دكربناته استفاده می شد و اگر Sti بيشتر از 3/5 باشد آبگيري به آب خام تغيير می يافت. چون مقدار رسوب در لوله های برج زیاد دشه بود این دستور العمل لغو اکنون با تغییر اب خام و دکربناته مقدار PH بین 8.7- 8.4 نگهداری می شود. غلظت شيميايي آب برج تا 3 برابر غلظت Make Up آب برج قابل قبول است.
ميزان درين برج (Blow Down) در زمان بهرهبرداري :
مقدار بلودان را در يك حد ثابت نگهداشته ، ضريب غلظت با تغييرات درجه حرارت افزايش مييابد. ميزان بلودان را در فاصله 5/2 – 2 ضريب غلظت بايستي كنترل نمود معمولاً آب سيكل را در حدود 3 – 5/1 ميتوان كنترل نمود. آب سرد شده برج توسط دو يا سه پمپ (بسته به نياز) از طريق دو مسير به طرف واحدها بشرح زير هدايت ميشود.
تبصره : دبي پمپ برجها t/h 1500 وفشار پمپ 5/4 اتمسفر وبار روي شافت پمپ KW 216 ميباشد. هد ديناميكي پمپ براي افت فشار لوله ها ،والوها وكولرها برابر با 5/3 اتمسفر وبراي ارتفاع نيز يك اتمسفر در نظر گرفته شده است.
الف) از هر مسير بطور متناوب يك انشعاب براي سرد نمودن تجهيزات هواي كمپرسورها (50% ×4) كه دبي هر كدام t/h 5/5 ميباشد همچنين 100%×2 براي سردكردن هواي كمپرسور با دبي t/h 4 است.
لازم به ذكر است هر كدام از دو مسير رفت آب برجها از طريق يك مسير مستقيم به خط(Line) برگشتي مربوط ميباشند. ضمناً هر واحد بطور جداگانه يك مسير مستقيم آب رفت به آب برگشتي دارد.
ب ) براي هر واحد يك خط (Line) از دو مسير اصلي وبطور متناوب منشعب ميشود كه دبي آب در چرخش براي هر واحد t/h 700 است. نحوه توزيع آب برجها براي هر واحد بشرح زير است :
1- كولرهاي روغن توربين ميزان آب چرخشي برابر با t/h 170 وبار حرارتي هر كولر KW 592 است.
2- كولرهاي سيل روغن ميزان آب چرخشي برابر با t/h 15 و بار حرارتي هر كولر KW 65 است.
3- كولرهاي هيدروژن ژنراتور ميزان آب چرخشي براي هر كولر برابر با t/h 39 وبار حرارتي هر كولرKW 2005 است.
4- كولرهاي هواي اكسايتر ميزان آب چرخشي برابر با t/h 30 وبار حرارتي هر كولر KW 352 ميباشد.
5- كولرهاي مدار بسته (VH) ميزان آب چرخشي برابر با t/h 335 وبار حرارتي هركولر KW 37/1 است.
6- كل فلوي آب مورد نياز براي يك واحد وكمپرسور برابر با t/h 751 ميباشد.
كل آب در چرخش آب برجهاي خنك كن در حالت بهرهبرداري چهار واحد برابر با t/h 2959 است. آب برگشتي از كولرهاي هيدروژن ژنراتور روغن توربين ، سيل روغن، هواي اكسايتر ، كولرهاي مدار بسته وهمچنين تجهيزات هواي كمپرسورها كلاً به رينگ برگشتي آب برجها منتهي ميشود. درجه حرارت آب برجها بستگي به درجه حرارت هوا در فصول مختلف سال دارد در حالتي كه هوا گرم است بسته به نياز و باتوجه به تعداد واحدهاي در مدار براي خنك كردن آب از فنهاي برج استفاده ميشود. ميزان بار لازم براي چرخانيدن Fan هر سل KW 51 است. گرمترين محل كولرها كه تبادل حرارتي با آب برج انجام ميدهند كولرهاي هيدروژن ژنراتور ميباشند كه درجه حرارت آب برگشتي از كولرهاي مزبور حدود oC 42 ميباشد. اختلاف درجه حرارت مسير رفت به سيكل برگشتی آب برجها حدود oC 3 الي 5 درجه حرارت آب برگشتي در زمستان حدود oC 22 ميباشد.
در مسير برگشتي سيكل آب برجهاي خنك كن وهمچنين در مسير يكي از كولرهاي هيدروژن ژنراتور هر چهار واحد سيستمي براي كوپن گذاري جهت ارزيابي خوردگي تعبيه گرديده است.
بهرهبرداري در شرايط نرمال :
در طول مدت بهرهبرداري در شرايط نرمال دو تا از سه پمپ (%50×3) برجهاي خنك كن در سرويس ميباشند در رابطه با شرايط محيطي همچنين تعداد واحدهاي در مدار ظرفيت حرارتي كه به اتمسفر داده ميشود از طريق دو تا از 3 تا سل 50% خواهد بود. آب Make Up طوري به سيستم توزيع ميشود كه همواره سطح آب هر كانال ثابت بماند. آب Make Up طوري به سيستم توزيع ميگردد كه غلظت مواد شيميايي سيستم را در يك حد مجازي نگه دارد ، در حالتي كه همه واحدها وهمچنين مصرف كنندهها در سرويس نباشند ، آب اضافي سيستم از طريق يكي از دو مسير By Pass پيش بيني شده عبورنموده و يا اينكه يكي از دو پمپ در حال كار متوقف ميشود. نحوه تنظيم كنترل والو مسير By Pass به نحوي است كه فشار در رينگ رفت ثابت بماند. ترتيب رسيدن به مصرف يكسان به اجزاء فعال سيستم روشن نمودن واحدهاي در حال Stand By مثل پمپهاي سرويس Cooling وسلهاي برج خنك كن بايستي گاه به گاه انجام شود.
فن بطور اتومات استارت ميشود ولي آب مربوط به آن سل با بازكردن والو مربوطه در محل بوسيله دست انجام ميشود. در فصل زمستان در شرايطي كه درجه حرارت پائين است آب گرم برگشتي به سل مستقيماً وارد استخر ميشود و والوهاي ايزوله نصب شده بر روي رايزرهاي شبكه توزيع بسته ميگردد.
پروسس شيميايي بروي آب برجهاي خنك كن :
در بيشتر دستگاههاي خنك كن شكل اصلي رسوب سازي ، تشكيل رسوب كربنات كلسيم است كه در اثر تجزيه يون بيكربنات در آب در اثر گرما بوجود ميآيد :
در اثر تجزيه بخشي از بيكربنات با آزاد كردن گاز كربنيك به كربنات كلسيم تبديل ميشود واز آنجائيكه حلاليت كربنات كلسيم درآب در دماي معمولي در حدود P.P.M 20 ميباشد ، رسوب سازي كربنات كلسيم در دستگاه حتمي است ، كربنات كلسيم نيز در سطوح دستگاههاي تبادل گرما مينشيند خروج گاز Co2 از آب خنك كن كه در برج انجام ميگيرد ، افزايش مواد قليائي به دستگاه وبالا رفتن مقدار مواد محلول نيز خود باعث رسوب سازي كربنات كلسيم ميشوند.
مهمترين ناخالصيهاي آب برج خنك كن ، سيليس ، كلسيم ، منيزيم ، سديم ، آهن ، بيكربناتها ، سولفاتها و كلرورها هستند وگازهايي نظير So2 , O2 ,Co2 كه هوا را نيز در خود حل ميكند
ضريب تغليظ در سيستمهاي خنك كننده گردشي باز (Open Recirculating) :
امروزه اكثر واحدهاي صنعتي از سيستمهاي خنك كننده بصورت گردشي باز استفاده مينمايند. در اين سيستمها آب پس از گردش در مبدلهاي حرارتي و جذب حرارت به برجهاي خنك كن هدايت ميشود. در برجها مقداري از آب در تماس مستقيم با هوا ودر اثر افزايش سطح انتقال حرارت با جذب گرماي نهان تبخير خود بصورت بخار درآمده و مابقي آب را خنك ميكند بواسطه انجام اين عمل آب تدريجاً تغليظ شده ومقدار املاح محلول آن افزايش مييابد.
افزايش املاح موجود در آب وهمچنين وجود اكسيژن در حد اشباع در آن محيطي مناسب را جهت وقوع خوردگي فراهم مينمايد. همچنين افزايش غلظت املاح شرايط لازم جهت رسوب گذاري را فراهم ميكند كه اين مسئله خود سبب كاهش راندمان حرارتي مبدلهاي حرارتي ودر نتيجه اتلاف انرژي واختلاف در عمليات واحد ميگردد. بنابر تعريف نسبت غلظت آب در گردش برج به غلظت آب Make Up را درجه تغليظ يا ضريب تغليظ ميگويند.
X = X Make Up × C(Cycles) آب در گردش
X نماينده غلظت جزء غيرفرار در آب است ، مگر اينكه يك رسوب عمده ويا يك انتقال عمده در تعادل يوني روي دهد. ضريب تغليظ به وسيله مقايسه كردن غلظت بعضي از اجزاء در آب در گردش برج نسبت به غلظت همان اجزاء در آب Make Up بدست ميآيد. در عمل كلرور، سختي، و يا كنداكتيويته (باقيماده خشك املاح محلول يا T.D.S تا حدي با كنداكتيويته متناسب است) براي تعيين ضريب تغليظ بكار برده ميشود. براي اين منظور معمولاً كلرور بسيار مناسب است. زيرا در غلظتهاي خيلي زياد هم بصورت محلول باقي ميماند با اينحال بكار بردن غلظت كلرور با خطاي تا 5 ميلي گرم بر ليتر توأم است و وقتي كه آب در گردش برج به كلرزني احتياج دارد وكلر بعنوان ماده ضدعفوني كننده تزريق ميشود مورد سئوال قرار ميگيرد.
كلر مورد نياز براي آب در گردش برج برابر است با اختلاف كلر تزريق شده به آب در گردش برج وكلر بقيمانده در محلول بكار بردن سختي براي محاسبه ضريب تغليظ اگر رسوب ايجاد كند مورد سئوال قرار ميگيرد. كنداكتيويته براي تعيين ضريب تغليظ بسيار مناسب ميباشد وميتوان بصورت اتوماتيك آنرا كنترل نمود رابطه بين مقدار آب Make Up و مقدار آب بخار شده ودرجه تغليظ به صورت است كه در اين رابطه E مقدار آب بخار شده و C درجه تغليظ ميباشد براي اختلاف rT معادل oF رابطه بين مقدار Make Up وضريب تغليظ در زير رسم شده است.
بديهي است كه افزايش ضريب تغليظ ميتواند مصرف آب Make Up را كاهش دهد. چنانچه از شكل فوق ملاحظه ميگردد ، منحني در ضريب تغليظ حدود 3 به خط افقي نزديك شده ودر ضريب تغليظ حدود 6 و 7 با محور X ها موازي ميشود.
معمولاً سعي نميشود تا در ضريب تغليظ بالاتر كار شود زيرا در اين حالت خطر تشكيل رسوب يا خوردگي شديد وجود خواهد داشت. افزودن اسيد در بعضي مواقع به اين دليل است كه PH آب در گردش برج بتدريج با افزايش ضريب تغليظ افزايش مييابد.( غلظت بيكربناتها اضافه ميشود) و در PH بالاتر تمايل به ايجاد رسوب زيادتر ميشود. PH آب برجهاي خنك كن در درجه اول تحت تأثير تعادل كربنات وبيكربنات و PH آب برج خنك كن به يكديگر بستگي دارند رابطه تجربي قليائيت كل و PH آب برج خنك كن كه براساس ارقام ثبت شده از 400 برج خنك كن بدست آمده است ميتواند وسيله بسيار ساده وعالي براي حدس وتخمين PH باشد كه در آن PH يك متغير وابسته است.
با ضريب ارتباط 8/0 نقاط متفرق قابل توجيه ميباشند. اين نقاط اساساً يك رابطه معين بين PH وقليائيت را بيان ميكند وبا اطمينان 90% ميتوان PH را با اختلاف 75/0 ± با در دست داشتن قليائيت كل پيش بيني نمود.از روي تجربه معلوم شده PH آبي كه قليائيت آن 50 – 20 است بين 7-6 ميباشد. كيفيت آب ، تصفيه و هوادهي وهواگيري برج در هر دو كميت PH و قليائيت تأثير ميگذارد. يكي از علل پراكندگي نقاط متفاوت بودن غلظت Co2 محلول است.
افزايش غلظت Co2 حل شده به اندازه 1 در محدوده 1 تا 10 باعث كاهش PH به اندازه 1/0 تا 2/0 ميشود. يكي ديگر از علل پراكندگي نقاط تغيير درجه حرارت واملاح محلول يا T.D.S. آن است. افزايش درجه حرارت از oF 50 تا oF 40 (سبب كاهش PH به اندازه 2/0 خواهد شد براي افزايش T.D.S. به اندازه 3000 مقدار PH فقط 1/0 كاسته ميشود. تغيير هوا در اوقات مختلف ودر محلهاي مختلف نيز يكي از علل تغيير PH وبه عبارت بهتر سبب پراكندگي نقاط ميشود. يكي ديگر از عوامل پراكندگي نقاط در رابطه PH وقليائيت عبارت از متنوع بودن مواد شيميايي بكار برده شده در آب برج وتصفيه آب ميباشد. كنداكتيويته و T.D.S. دو پارامتر مهم بحراني در كنترل برج خنك كن ميباشد.
براي تخمين حدود اين دو پارامتر لازم است كه حدود مجاز طراحي بررسي شود واين عمل باعث ميشود كه كنداكتيويته نيز در رنج مخصوص انتخاب شودT.D.S. محاسبه شده بايد بيشتر از T.D.S. اندازهگيري شده در باقيمانده تبخير باشد. با يك تخمين تقريبي كنداكتيويته ميتواند با تقسيم كردن T.D.S. آب فيلتر شده به ضريبي بين 7/0 – 55/0 بدست آيد. كنداكتيويته آب در گردش برج ميتواند تا حدود 25% ± مقدار اندازهگيري شده تخمين زده شود. قدرت يوني بين 01/0 و 12/0 براي آب برجها متغير است وبراي آب Make Up تازه كوچكتر 001/0 است. كنداكتيويته براي هر يك درجه سانتيگراد وبادازه 2% كاهش يا اضافه ميشود.
تاريخچه استفاده از مواد شيميايي در سيستمهاي خنك كننده :
كنترل خوردگي در اين سيستمها اولين بار در كشورهاي صنعتي با استفاده از خاصيت رسوبگذاري كربنات كلسيم در حد مناسب و به توسط تنظيم PH سختي وآلكالينيتي آب صورت ميگرفته است. اين روش بواسطه عدم امكان تنظيم دقيق PH و الكالينيتي جهت رسوبگذاري كنترل شده كربنات و همنچنين افت راندمان حرارتي مبدلها در صورت رسوبگذاري كنترل شده كربنات وهمچنين افت راندمان حرارتي مبدلها در صورت رسوبگذاري كنترل نشده كنار گذارده شد. استفاده از كرومات بعنوان ماده شيميايي كندكننده خوردگي در محدوده PH اسيدي بمدتي طولاني نتايج بسيار خوبي را در كشورهاي صنعتي بدنبال داشت. تركيبات كرومات و بي كرومات بعنوان ماده شيميايي كندكننده آندي قوي عملكردي بسيار مناسب در اين گونه سيستمها داشتهاند. بعلاوه كنترل PH در محدوده اسيدي وامكان رسوبگذاري املاح كلسيم ومنيزيم را بطور فزايندهاي كاهش ميدهد همچنين وجود كرومات كه خود از مواد سمي وزيست كش بحساب ميآيد رشد باكتريها را در آب به حداقل كاهش ميدهد. معهذا با احتساب كليه جنبههاي مثبت اين ماده شيميايي چون تخليه آن به محيط زيست مشكلات عمدهاي را از نظر آلودگي محيط در برداشت. لذا استفاده از آن در اوايل دهه هفتاد در كشورهاي صنعتي ممنوع اعلام گرديد. متعاقب توقف استفاده از تركيبات كرومات مراكز تحقيقاتي ميبايست موادي را جايگزين مينمودند كه از نظر زيست محيطي مناسب تشخيص داده ميشوند اكثر موادي كه امروز توسط شركتهاي مختلف جهت استفاده در سيستمهاي خنككن معرفي ميشوند در PH هاي قليائي عمل مينمايند واز اين رو گرچه خوردگي در مقايسه با شرايط قبل (PH هاي اسيدي) كاهش مييابد ليكن بعلت افزايش رسوبگذاري آب در PH هاي قليائي كنترل آن در شرايط جديد از اهميت بسيار برخوردار ميباشد مواد و تركيبات شيميايي مصرفي كه امروزه در سيستمهاي خنككننده مورد استفاده قرار ميگيرندبشرح ذيل ميباشند.
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.