بای پس برج خنک کننده

کاویتاسیون در پمپ برج خنک کننده هنگامی به وجود می آید که به دلیل لوله کشی غیر صحیح هوا وارد مسیر مکش پمپ برج خنک کن می شود و به مرور باعث تخریب مکانیکی پمپ می شود. در نتیجه کاویتاسیون ، پره های رانش و یا شفت پمپ تخریب و شکسته خواهد شد. طراحی و نصب صحیح لوله کشی در جلوگیری از بروز کاویتاسیون و وارد شدن هوا به مسیر مکش پمپ دارای اهمیت می باشد. در ادامه مطلب به بررسی دلایل بروز کاویتاسیون در پمپ برج خنک کننده می پردازیم و راه های جلوگیری از آن را بررسی می کنیم.

تولید برج خنک کننده فایبرگلاس

تولید برج خنک کننده فایبرگلاس شامل مراحل مختلفی است که در ادامه به طور خلاصه به آنها اشاره می شود:

مرحله اول: طراحی

در این مرحله، مهندسان با توجه به نیازهای مشتری و شرایط محیطی، ابعاد و مشخصات فنی برج خنک کننده را تعیین می کنند.

مرحله دوم: ساخت قالب

قالب برج خنک کننده از جنس چوب یا فلز ساخته می شود. دقت در ساخت قالب بسیار مهم است زیرا کیفیت نهایی برج خنک کننده به آن بستگی دارد.

مرحله سوم: آماده سازی مواد اولیه

مواد اولیه اصلی برای ساخت برج خنک کننده فایبرگلاس، رزین و الیاف شیشه هستند. رزین و الیاف شیشه به نسبت مناسب با هم مخلوط می شوند تا کامپوزیت فایبرگلاس را تشکیل دهند.

مرحله چهارم: لایه گذاری

لایه های کامپوزیت فایبرگلاس به صورت دستی یا با استفاده از دستگاه بر روی قالب قرار داده می شوند. ضخامت و تعداد لایه ها با توجه به ابعاد و ظرفیت برج خنک کننده تعیین می شود.

مرحله پنجم: پخت

پس از اتمام لایه گذاری، قالب به مدت چند ساعت در دمای مناسب پخت می شود تا کامپوزیت فایبرگلاس سفت و سخت شود.

مرحله ششم: جداسازی از قالب

پس از پخت، برج خنک کننده از قالب جدا می شود.

مرحله هفتم: تکمیل و تجهیز

در این مرحله، منافذ، دریچه ها و سایر اجزای برج خنک کننده نصب می شوند.

دلایل بروز کاویتاسیون در پمپ برج خنک کننده

اغلب به دلیل کاویتاسیون یا وجود هوا در لوله مکش به پره ها یا شفت پمپ شوک وارد می شود و از نظر مکانیکی آن را تخریب می کند که در نتیجه باعث کاهش جریان آب می شود. در صورت وجود مقدار زیاد هوا در لوله مکش ، شفت پمپ به سرعت دچار شکستگی می شود. دلیل این شکست هم این است که هنگامی که هوا وارد پروانه می شود بار وارد شده ناگهان صفر می شود و سپس آب با فشار بالا وارد می شود مابین این تغییرات بار صفر و ماکسیمم مانند وارد آمدن ضربه پروانه می شکند.

سه دلیل برای وارد شدن هوا به لوله مکش وجود دارد:

• بای پس به لوله مکش پمپ
• مسیر تخلیه مانند در ناحیه مکش پمپ
• جریان گردابی در برج خنک کن

بای پس به لوله مکش پمپ

نصب غیر صحیح لوله بای پس به صورت مستقیم به لوله مکش موجب ورود هوای بسیار زیاد به پمپ خواهد شد. وقتی فشار زیر اتمسفر در بای پس و اتصالات لوله خروج وجود داشته باشد هوا به لوله مکش وارد می شود.در شکل ، وقتی برج خنک کننده در حال بای پس کردن است فشار در نقطه B به اندازه ارتفاع H1 بالاتر از فشار اتمسفر خواهد بود. فشار در نقطه C زیر اتمسفریک است ، که باعث مکش هوا می شود فقط وقتی درست عمل می کند که کاهش فشار استاتیک به دلیل ارتفاع H2 معادل یا کوچکتر از افت فشار جریان در لوله بای پس باشد.

شیر کنترل بای پس و لوله کشی بای پس طراحی می شوند تا افت فشار کافی را در لوله بای پس بوجود آورده تا از فشار زیر اتمسفریک در نقطه C جلوگیری کنند و هنگامی که برج خنک کن در بای پس است باعث به جریان افتادن آب در واتر لگ نیز شوند.همانطور که در شکل دوم نشان داده شده است ، ورود مستقیم بای پس به  احتمال مکش هوا به مسیر پمپ را کاملا از بین میبرد ، در نتیجه این طرح لوله کشی مورد تأیید فنی شرکت بادران تهویه صنعت است.

مسیر تخلیه مانند در ناحیه مکش پمپ

در خیلی از برج های خنک کننده آب به مقدار کافی درتشت آبسرد برای پر کردن لوله مکش وجود ندارد. هنگام استارت پمپ می تواند آب موجود در تشت را به صورت ناگهانی خالی و یا پایین تر از حد قرمز بوجود آمدن ورتکس نماید. در هر دو حالت هوا به مسیر مکش پمپ وارد شده و برای پمپ فاجعه آمیز خواهد بود.روش صحیح و غیر صحیح لوله کشی در دو شکل زیر نشان داده شده است. همانطور که در شکل اول می بینید پمپ هنگام استارت باید کندانسور و تمام مسیر را با آب پر نماید که به دلیل عدم وجود حجم آب مناسب در تشت ، موجب کاهش ناگهانی آب در تشت برج خنک کننده شده و هوا به مسیر مکش وارد می شود.

در شکل بعدی شیر یکطرفه جلوی تخلیه لوله های عمودی را می گیرد در حالیکه واتر لگ هم از تخلیه لوله های افقی برگشت جلوگیری می کند و از کاویتاسیون در پمپ برج خنک کننده جلوگیری می کند.به عنوان یک اصل عمومی ، در طراحی لوله کشی برج خنک کننده باید لوله ای عمودی قبل از کندانسور و بعد از شیر یکطرفه در نظر گرفته شود که به آن لوله پر کننده می گویند ، این لوله دو نقش را ایفا می کند:

• باعث پر آب شدن مسیر کندانسور مستقل از پمپ و تشت برج خنک کننده می شود که خطر خالی شدن آب در هنگام استارت را از بین می برد.
• در هنگام شروع به کار چیلر مهم است که کندانسور از آب پر باشد ، در حالی که بسیاری از کندانسور ها در سطح ارتفاع بالاتر از تشت برج خنک کننده نصب می شوند در صورت نصب صحیح لوله کشی با لوله پر کننده و شیر یکطرفه در هنگام استارت چیلر ، کندانسور پر از آب بوده و مشکلی نخواهد داشت.

استفاده از شیر کاهنده فشار نیز از مشکلات نشت و برگشت تخلیه نیز محافظت می کند. با توجه به شکل مسیر  یا بلو دان هم در مسیر افقی برگشت به برج خنک کننده قرار گرفته است که تنها در زمان روشن بودن پمپ می توان بلو دان را انجام داد که این مسیر صحیح است و پیشنهاد می گردد.

برج خنک کننده مدور (Cooling Tower) دستگاهی است که وظیفه کاهش دمای آب را بر عهده دارد. این کار با انتقال حرارت آب گرم به هوای محیط انجام می شود. به عبارت ساده، برج خنک کننده مثل رادیاتور خودرو عمل می کند، با این تفاوت که به جای خنک کردن موتور، دمای آب داغ مورد استفاده در صنایع مختلف را پایین می آورد.

ظرفیت و طراحی برج خنک کننده به عوامل مختلفی مانند میزان گرمای ورودی و آب خروجی مورد نیاز بستگی دارد. برج های خنک کننده مانند برج خنک کننده تر ظرفیت های مختلفی دارند و برای انتخاب مناسب ترین برج باید محاسباتی انجام شود. انتخاب دقیق برج با محاسبات صحیح، عملکرد و راندمان آن را به طور قابل توجهی تحت تاثیر قرار می‌دهد. به طور خلاصه، برج های خنک کننده نقش حیاتی در خنک سازی و حفظ راندمان فرآیندهای صنعتی ایفا می‌کنند و انتخاب و طراحی صحیح آنها از اهمیت بالایی برخوردار است.