تبدیل واحد دما ( Temperature ) : دما یک کمیت فیزیکی ( کمی ) است که میزان گرمی یا سردی را نشان می دهد و در حقیقت نمایانگر انرژی گرمایی در ماده است که به وسیله دما سنج اندازه گیری می شود. برای اندازه گیری دما چندین مقیاس واحد تعریف شده است که مهمترین آن ها مقیاس سلسیوس ( سانتیگراد ) و مقیاس فارنهایت می باشد که درجه سانتیگراد با C نمایش داده می شود و درجه فارنهایت با F نمایش داده می شود. مقیاس دیگری که در مطالعات علمی بکار می رود مقیاس کلوین می باشد که با نماد K نشان داده می شود. رابطه ریاضی میان سانتیگراد و فارنهایت F = C * ( 9/5 ) +32 است که می توان دو واحد دما را به هم تبدیل نمود، همینطور رابطه ریاضی کلوین و سانتیگراد K = C + 273.15 می باشد. با استفاده از محاسبه گر می توانید واحد های دما را به هم تبدیل کنید.
بررسی تبدیل واحد دما
بررسی دما در تمام علوم طبیعی از جمله فیزیک، شیمی، پزشکی، بیولوژی و علم زمین دارای اهمیت می باشد. بسیاری از خواص فیزیکی از دما تاثیر می پذیرند از جمله:
خواص فیزیکی ماده ( جامد، مایع، گاز و پلاسما ) ، غلظت، حلالیت، فشار و رسانایی الکتریکی
نرخ و مقدار واکنش های شیمیایی
مقدار تابش گرمایی
سرعت صوت
مقایس سلسیوس مهمترین مقیاسی است که در دنیا مورد استفاده قرار می گیرد، این مقیاس تجربی و دارای تاریخچه قدیمی می باشد که در آن صفر درجه سانتیگراد برابر نقطه یخ زدن آب و صد درجه سانتیگراد برابر نقطه جوش آب می باشد ( هر دو در فشار بارومتریک سطح دریا ) به دلیل 100 درجه فیمابین دو عدد این مقیاس سانتیگراد نامیده می شود.
مقیاس کلوین که بعد ها توسط سازمان بین المللی واحد ها تعریف شد با نماد K نشان داده می شود و هر درجه مقیاس آن با سانتیگراد برابر است و فقط باید با عدد 273.15 جمع شود. عدد صفر درجه کلوین پایین ترین دمایی است که از نظر تئوری قابل مشاهده است ولی از نظر تجربی تنها می توان به این دما نزدیک شد. مقیاس فارنهایت بیشتر در ایالات متحده آمریکا مورد استفاده قرار می گیرد که در فشار بارومتریک سطح دریا در این مقیاس آب در 32 درجه فارنهایت یخ می زند و در 212 درجه فارنهایت به جوش می آید.
در برج خنک کننده هم اندازه گیری و محاسباتی که بروی دما انجام می شود نقش اصلی را دارد. به وسیله دماهای ورود و خروج آب در برج خنک کننده است می توان محاسبه راندمان برج خنک کننده را انجام داد و یا ظرفیت حرارتی کولینگ تاور را طراحی نمود، جهت مطالعه بیشتر نیز می توانید به مطلب ” دمای مرطوب برج خنک کننده ” مراجعه فرمایید.
نقشه برج خنک کننده شامل مجموعه پلان هایی از ساختار کولینگ تاور، نحوه لوله کشی و نقشه فوندانسیون می باشد، این نقشه ها به طور معمول بوسیله سازنده و یا طراح تهیه می شود. در نقشه سازه کولینگ تاور بخش های مختلف دستگاه به صورت انفجاری مشخص می شود و نوع و سایز متریال در هر بخش از سازه مشخص می گردد، در نقشه لوله کشی محل ورود و خروج آب، نوع اتصالات ، سایز لوله ها و محل قرار گیری پمپ ها مشخص می گردد و در نقشه فندانسیون ابعاد و محل ساخت بستر و پایه ها جهت نصب کولینگ تاور مشخص می گردد..
نقشه ساختاری برج خنک کن نشان دهنده خود سازه، بخش های کولینگ تاور به صورت تفکیک شده و نوع متریال به کار رفته می باشد. این نقشه توسط سازنده دستگاه تهیه می شود و در اختیار کاربر دستگاه قرار می گیرد و او را از محل قرار گیری اجزا، نوع و متریال به کار رفته آگاه می کند تا در زمان بروز مشکل امکان بررسی و تعمیرات امکانپذیرتر و آسان تر باشد.
همانطور که در تصویر بالا می بینید محل قرار گیری هر کدام از اجزا کولینگ تاور و نوع متریال به کار رفته مشخص شده است، این اطلاعات می تواند با جزئیات بیشتر باشد مثلا برای پکینگ این اطلاعات اعلام گردد:
· پکینگ جریان مخالف ، جنس Rigid PVC ، ضخامت ورق 400 میکرون ، گام پکینگ 19 میلیمتر ، سطح تماس 150 متر مربع در هر متر مکعب ، مقاومت حرارتی 65 درجه سانتیگراد
یا برای الکتروموتور این اطلاعات اعلام شود:
· الکتروموتور جریان متناوب سه فاز ، برند زیمنس ، کلاس حرارتی F ، حفاظت IP55 ، برند زیمنس فلنج دار ، سرعت دوران 1450 دور در دقیقه ( به همراه دفترچه راهنمای الکتروموتور )
بنابراین به نفع کاربر است تا اطلاعات بیشتری در مورد دستگاه در اختیار داشته باشد تا در کنار دفترچه نگهداری و تعمیرات در مواقع لزوم بتواند تصمیمات و اقدامات صحیح انجام بدهد.
نقشه برج خنک کننده شامل مجموعه پلان هایی از ساختار کولینگ تاور، نحوه لوله کشی و نقشه فوندانسیون می باشد، این نقشه ها به طور معمول بوسیله سازنده و یا طراح تهیه می شود و در اختیار کاربر قرار می گیرد.
نقشه لوله کشی برج خنک کننده نقشه ای شماتیک یا سه بعدی از مسیر لوله کشی ، سایز لوله کشی ، محل قرار گیری تجهیزات و پمپ می باشد. این نقشه توسط طراح سیستم تهیه می شود و می تواند در چندین صفحه و شامل جزئیات بسیار زیادی باشد.
این نقشه هم از آن جهت اهمیت دارد که محل قرارگیری کلیه تجهیزات در سیستم مشخص است. سایز و نوع مسیر لوله کشی به کار رفته و یا مشخصات پمپ ها و تجهیزات دیگر کاملا مشخص شده است، بنابراین بررسی مشکلات بوجود آمده و آنالیز سیستم با این اطلاعات انجام می پذیرد.
نقشه فوندانسیون برج خنک کننده عبارتست از نقشه ای که محل و ابعاد قرار گیری پایه و بستر کولینگ تاور را مشخص می کند، این نقشه به وسیله سازنده کولینگ تاور تهیه و اعلام می گردد که اطلاعات کامل در مورد نوع متریال لازم و ابعاد دقیق محل قرار گیری پایه ها در اختیار کاربر قرار می گیرد.
این فوندانسیون بوسیله کاربر آماده می شود و سپس کولینگ تاور بروی آن قرار می گیرد. رعایت ابعاد نقشه و دقت طراحی اهمیت بسیار دارد زیرا کولینگ تاور باید به درستی بروی پایه ها قرار گیرد تا ایستایی مناسب داشته باشد.
پرسش های فنی خود را می توانید در صفحه ما در Able2know مطرح فرمایید.
https://badrantahvie.com/cooling-tower-plan/
مواد شیمیایی برج خنک کننده افزودنی هایی است که به آب در گردش در برج خنک کننده اضافه می شود تا در حد ممکن جلوی رسوب، خوردگی و زیست توده ها را بگیرد. آب در گردش در برج خنک کننده در فرآیند خنک شدن به مقدار قابل ملاحظه ای تبخیر می شود که این تبخیر موجب افزایش غلظت املاح و رسوب می گردد. مواد شیمیایی که به آب در گردش برج خنک کننده اضافه می گردند بهترین نقش را در جلوگیری از ایجاد رسوب به عهده دارند. در ادامه به بررسی انواع مواد شیمیایی قابل استفاده در برج خنک کننده می پردازیم.
بدون افزودن مواد شیمیایی به آب برج خنک کننده راندمان کولینگ تاور به مرور زمان به دلیل ایجاد رسوب، خوردگی و زیست توده ها کاهش خواهد یافت. مواد شیمیایی که می توان به آب کولینگ تاور اضافه نمود به شرح زیر است:
بایوساید رشد میکروبی توده های زیستی را متوقف می کند ، این میکروارگانیسم ها نه تنها بروی عملکرد کولینگ تاور اثر می گذارد بلکه برای سلامتی انسان ها نیز خطرناک است. استفاده از دو نوع بایوساید متداول است زیرا استفاده از یک نوع بایوساید موجب مقاومت میکروارگانیسم ها شده و بعد از مدتی غیر موثر خواهد بود. بهترین روش افزایش مداوم در دوز پایین بایوساید به آب در گردش می باشد و همچنین در فواصل زمانی مختلف با افزایش دوز بایوساید به آب سیستم شوک داده شود. در مواد شیمیایی برج خنک کننده دو نوع بایوساید مورد استفاده عبارتند از : بایوساید اکسید کننده و بایوساید غیر اکسید کننده.
آب در گردش در برج خنک کننده در فرآیند خنک شدن به مقدار قابل ملاحظه ای تبخیر می شود که این تبخیر موجب افزایش غلظت املاح و رسوب می گردد. مواد شیمیایی برج خنک کننده اضافه می گردند بهترین نقش را در جلوگیری از ایجاد رسوب به عهده دارند.
برای سالیان طولانی کلرین به عنوان ماد از بین برنده میکروارگانیسم ها و جلبک ها استفاده می شد. در سال های اخیر استفاده از کلرین به دلیل ملاحضات زیست محیطی ، ایمنی و خطرات اجرا بسیار کاهش یافته است. همانطور که گفتیم بایوساید ها به دو دسته اکسید کننده و غیر اکسید کننده تقسیم می شوند. اکسید کننده ها اجزا سلول میکروارگانیسم را اکسید می کنند ( واکنش انتقال الکترون ) . غیر اکسید کننده ها از روش شیمیایی دیگری استفاده می کنند. بایوساید های اکسید کننده هنوز هم بیشترین استفاده را در صنعت برج های خنک کننده دارند هر چند استفاده از کلرین کاهش یافته است.
وقتی کلرین به آب برج خنک کننده اضافه می گردد به دو ماده هیپوکلروس و اسید هیروکلریک تقسیم می شود.
Cl2 + H2O Æ HOCl + HCl
ماده HOCL اکسیدان است که به ساختار سلول میکروارگانیسم حمله میکند. افزایش pH موجب افزایش گسست HOCL به یون هیپوکلریت OCL- می شود:
HOCl H+ + OCl-
هر دو HOCL و OCL- اکسید کننده هستند ولی OCL- ضعیف تر است به دلیل اینکه زمان بیشتری می برد تا به ساختار سلول نفوذ کند. بنابراین در صورت افزایش pH قدرت و اثر کلرین به صور قابل ملاحضه ای کاهش می یابد.
به مدت طولانی ، مواد شیمیایی مورد استفاده در برج خنک کننده اسید سولفوریک درجه پایین بود که برای جلوگیری از تشکیل کربنات کلسیم به کار می رفت، همینطور از کرومات و زینک به عنوان بازدارنده خوردگی استفاده می شد. این باعث می شد که کلرین به عنوان میکروبایوساید باشد که pH اسیدی باقی مانده کلرین را به صورت HOCL نگه می داشت. به دلیل ملاحضات زیست محیطی و انتشارهگزاولنت کرومیوم به محیط به دلیل کرومات، استفاده از آن ممنوع شد. در روش های مدرن آلکالین با pH از 8.0 تا 9.0 مورد استفاده قرار می گیرد و به جای اسید سولفوریک از بازدارنده های جدید استفاده شده است، همچنین دیگر از کلرین به عنوان بایوساید استفاده نمی شود. همچنین با تغییر نوع پکینگ ها و کم شدن سطوح انتقال حرارت امکان گرفتگی بیشتر شده است و برنامه های اضافه کردن مواد شیمیایی به آب برج خنک کن به کلی تغییر یافته است.
ایمنی مسئله مهم دیگری است که از محبوبیت کلرین کاسته است. گاز کلرین به شدت خطرناک است و قوانین نگهداری و استفاده آن به شدت در سال های اخیر سختگیرانه تر شده است. به دلیل مشکلات در نگهداری و استفاده از کلرین بسیاری از صاحبان صنایع به دنبال جایگزین های مناسب برای آن هستند.
بوجود آمدن ارگانیک های کلرین شده مسئله ی دیگری است، ارگانیک های هالوژن شده به عنوان عامل سرطان زا شناخته شده اند و محدودیت های بسیاری برای آن ها از سال 1979 اعمال شده است. آژانس حفاظت محیط زیست حداکثر مقدار 0.1 ppm تری هالومتان و بعدتر 0.08 ppm را در نظر گرفت است و حتی ممکن است در سال های بعد این مقدار نیز کمتر شود.
در سال 1982 به صنایع نیروگاه اعلام شد کمترین مقدار کلرین را استفاده کنند به طوریکه حداکثر مقدار کلرین خروجی از آب برج خنک کننده 0.5 ppm باشد و مقدار خروجی میانگین کلرین از آب برج خنک کن در طی دو ساعت کمتر از 0.2 ppm باشد. در سال 1985 این اعداد سختگیرانه تر شد و اعلام شد حد استفاده از کلرین در آب برابر 0.011 ppm در میانگین 4 روز باشد و 0.019 ppm برای میانگین یک ساعته، محدودیت ها برای آب شور سخت تر و به ترتیب 0.0075 ppm و 0.013 ppm اعلام شد.
این محدودیت ها موجب شد تا دیگر نتوان از کلرین برای کنترل رسوب و زیست توده ها استفاده کرد. ماده دیگری که جایگزین کلرین شد ماده برومین Br2 بود. مانند کلرین ، برومین با آب واکنش می دهد تا اسید هیپوهالوس HOBr بوجود آورد، برومین هم قدرت اکسید کننده مشابه کلرین دارد اما در شرایط مختلف بر کلرین برتری دارد. یک، جدا شدن HOBr در pH های بالاتر از HOCl اتفاق می افتد که آن را در محیط های آلکالین موثر تر می کند. دو ، برومین با آمونیا مانند کلرین واکنش نمی دهد. سه، برومین برای آلیاژ های مس خوردگی کمتری ایجاد می کند.
برومین به روش های مختلف وارد آب برج خنک کن می شود ، متداول ترین واکنش مایع سدیم بروماید NaBr با کلرین یا هیپوکلریت در محفظه آب جبرانی و سپس ورود به کولیگ تاور می باشد. کلرین باعث فعال شدن اسید هیپوبروموس در واکنش با نمک بروماید می شود:
NaBr + HOCl Æ HOBr + NaCl
این مواد ترکیبی از فسفات ها، پلیمر ها و آزول ها در نسبت های مختلف هستند که نسبت ترکیب آن ها به مقدار سختی آب بستگی دارد. ده ها سال است که مواد شیمیایی ضد خوردگی و ضد رسوب از این ترکیبات تهیه می شوند و به نام های مختلف توسط شرکت ها عرضه می گردند. روش اعمال و دوز مورد استفاده به وسیله متخصص کیفیت آب طراحی می گردد.
جهت مطالعه بیشتر به مطلب ” عملیات آبی در برج خنک کننده ” ، ” بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده ” مراجعه فرمایید ویدیو های برج خنک کننده
برج خنک کننده دست دوم کولینگ تاوری است که قبلا در جای دیگری مورد بهره برداری قرار گرفته است. مانند تمام تجهیزات و ماشین آلات صنعتی برج خنک کننده را نیز می توان به صورت دست دوم خریداری کرد یا به فروش رسانید. استفاده از برج خنک کن دست دوم اگرچه در ابتدا می تواند هزینه های اولیه کمتری برای خریدار داشته باشد ولی در صورتیکه این برج خنک کن شرایط فنی مناسبی نداشته باشد و یا دچار استهلاک شده باشد امکان دارد در ادامه هزینه های تعمیرات و نگهداری بالایی را به خریدار تحمیل نماید. در ادامه به بررسی موارد مهم در خرید کولینگ تاور دست دوم می پردازیم.
در کشور های توسعه یافته خرید و فروش و حتی اجاره برج خنک کننده متداول است، زیرا برخی پروژه ها به مدت کم ممکن است نیاز به برج خنک کن داشته باشند و یا پروژه مورد استفاده در محل موقتی باشد و بنابر مقتضیات مالی یا دیگر مسائل ، خرید یا اجاره کولینگ تاور دست دوم در دستور کار قرار گیرد.
برج خنک کن استفاده شده جهت خرید و فروش باید شرایط کلی زیر را داشته باشد:
1. قابل انتقال از محلی به محل دیگر باشد: برخی از برج های خنک کننده در محل نصب شده کاملا فیکس می شوند و انتقال و فروش آن ها غیر ممکن است، مانند برج خنک کننده بتنی که انتقال آن غیر منطقی است.
2. استحکام سازه برج خنک کن جهت نقل و انتقال: برخی برج های خنک کن طوری طراحی شده اند که توان جابجایی و فشار فیزیکی وارد شده را ندارد ، بنابراین باید به استحکام سازه برج خنک کن جهت انتقال آن توجه نمود.
3. اتصالات لوله کشی و دیگر موانع: قابلیت جدا شدن بدون آسیب را داشته باشد.
مانند تمام تجهیزات و ماشین آلات صنعتی برج خنک کن را نیز می توان به صورت دست دوم خریداری کرد یا به فروش رسانید. برج خنک کننده دست دوم باید دارای حداقل شرایط فنی و کیفی باشد تا بتوان آن را مورد استفاده مجدد قرار داد.
علاوه بر موارد فوق کولینگ تاور دست دوم باید دارای حداقل شرایط فنی و کیفی باشد تا بتوان آن را مورد استفاده قرار داد، به بررسی این شرایط به ترتیب اهمیت و هزینه آن می پردازیم:
1. اولین و مهمترین نکته در خرید برج خنک کن دست دوم وضعیت بدنه و سازه دستگاه و تشت آن است. در صورتیکه تشت آب سرد برج خنک کننده دستگاه دچار مشکل است اکیدا توصیه می شود که از خرید آن خودداری نمایید. اگر برج خنک کننده فلزی است حتما بدنه آن را بررسی بیشتری نمایید زیرا بدنه فلزی به ندرت قابل تعمیر است.
2. با توجه به اینکه بیش از سی درصد قیمت کل دستگاه برج خنک کن مربوط به پکینگ های آن می باشد، وضعیت پکینگ برج خنک کننده را به دقت بررسی نمایید. اگر پکینگ ها در نیمه عمر خود هستند هزینه های جایگزینی آن ها در آینده در نظر داشته باشید. اگر پکینگ های پی وی سی یا چوب های اشباع به مرحله پوسته پوسته رسیده اند در نظر داشته باشید که زمان تعویض آن ها است.
3. سیستم متحرک شامل الکتروموتور، کاهش دور یا گیربکس و پروانه را مورد بررسی قرار دهید. بهتر است الکتروموتور را روشن نمایید تا از عملکرد آن مطمئن شوید، پروانه باید بدون صدا و لرزش کار کند. وضعیت الکتروموتور بسیار مهم است زیرا خرید مجدد آن هزینه بالایی دارد.
4. سیستم توزیع آب را بررسی کنید، سیستم توزیع آب باید بدون نشتی باشد و عملکرد یکنواخت و مناسب داشته باشد اگر بخشی از سیستم توزیع آب دچار مشکل است نگران نباشید احتمالا با هزینه اندک قابل تعمیر است.
5. اطلاع پیدا کنید که قبل از شما برج خنک کننده مورد بهره برداری در چه صنایعی قرار گرفته است زیرا برخی صنایع فرسودگی بیشتر به دستگاه وارد می کنند، کیفیت آب وارد شده به کولینگ تاور به چه صورت بوده است و قبلا کدام یک از تجهیزات آن مورد تعمیر قرار گرفته و یا جایگزین شده است.
6. در نهایت اگر تصمیم به خرید کولینگ تاور دست دوم دارید ، کمک گرفتن از یک کارشناس یا مشاور پیشنهاد می گردد. پیشنهاد میشود برج هایی را خریداری کنید که به مدت کم مورد بهره برداری بوده اند و صاحب کالا به دلایل بسیار خاص در صدد فروش آن است، در نظر داشته باشید در صورتیکه برج خنک کننده به طور صحیح کارشناسی نشود در مراحل بعدی ممکن است هزینه سنگینی به خریدار تحمیل کند.
مزایای استفاده از اینورتر در برج خنک کننده هم در افزایش عمر تجهیزات و هم در صرفه جوئی مصرف انرژی در سالهای اخیر کاملا مستند سازی شده است. کنترل کننده های دور موتور ( اینورتر ها ) قادرند مشخصه های بار را به مشخصه های موتور تطبیق دهند. این اسباب توان راکتیو ناچیزی از شبکه میکشند و لذا نیازی به تابلوهای اصلاح ضریب بار ندارند. سیستم کنترل هوشمند برج خنک کننده با اندازه گیری دمای خروجی از برج خنک کننده سرعت دوران فن برج خنک کن تغییر می یابد و موجب صرفه جویی در مصرف انرژی می گردد، در ادامه به بررسی این موضوع می پردازیم.
به بررسی مزایای استفاده از اینورتر می پردازیم:
امروزه در کشورهای صنعتی الزامات زیست محیطی از یکسو و رقابت بنگاههای اقتصادی از سوی دیگر ، مدیریت بهینه سازی انرژی را در بصورت یک امر غیر قابل اجتناب در آورده است. بهترین اقداماتی که برای صرفه جوئی انرژی در کارخانجات صورت میگیرد شامل مواردی چون جایگزینی موتورهای الکتریکی با انواع موتورهای با بازدهی بالا، استفاده از کنترل کننده های دور موتور در کاربردهائی که اتلاف انرژی در آنها زیاد است، بازیافت انرژی از پروسه های حرارتی و نظایر انها میشود. نتایج اعمال چنین اقداماتی نشان میدهد در موارد زیادی ، و بخصوص در جاهائی که از فنها ، پمپها، و کمپروسورها در فرایند تولید استفاده میشود، بکارگیری کنترل کننده های دور موتور علاوه بر انعطاف پذیر نمودن کنترل فرایند، تاثیر قابل توجهی در کاهش مصرف انرژی داشته است. در بسیاری از موارد زمان بازگشت سرمایه بین یک تا سه سال میباشد.
کمتر از 10% موتورها مجهز به درایو هستند. در حالیکه در بیش از 25% آنها استفاده از درایو توجیه اقتصادی دارد. بر اساس مطالعات انجام گرفته توسط اتحادیه اروپا تا سال 2005 میلادی پتانسیل صرفه جوئی انرژی بالغ بر 63.5TWh در صنایع کشورهای عضو اتحادیه اروپا وجود دارد. که از این میزان بیش از 44.7 TWh آن توجیه اقتصادی دارد. این میزان صرفه جوئی انرژی تنها در سایه استفاده از موتورهای با راندمان بالا و درایو بدست میاید، که سهم درایو در صرفه جوئی دارای توجیه اقتصادی حدود 63% است.
http://badrantahvie.com/inverter-advantages-in-cooling-tower/