معالجة مياه أبراج التبريد

<!--

المحاضرة الرابعة

معالجة المياه لأبراج التبريد(Cooling towers )

بقلم أ.د/محمد فكري شعبان

أبراج التبريد هي أجهزة التخلص من الحرارة التي تستخدم لنقل حرارة مخلفات عملية ما الى الغلاف الجوي. فقد تستخدم أبراج التبريد اما لتبخير الماء للتخلص من حرارة العملية وتبريد السائل العامل ليكون قريب من درجة حرارة الهواء الرطب أو تعتمد فقط على تبريد السائل العامل لكي يكون مقارب لدرجة حرارة الهواء الجاف. وهناك تطبيقات شائعة لها وتشمل تبريد دورة المياه المستخدمة في معامل تكرير النفط، والمصانع الكيميائية، ومحطات توليد الكهرباء ويختلف حجم الأبراج من وحدات ذات قمة صغيرة الى هياكل ذات سطح كبير جداً (مثل في الصورة رقم 1) والتي يمكن أن تصل الى أكثر من 200 متر ارتفاعاً و100 متراً عرضاً، أو هياكل مستطيلة (كما في الصورة 2) والتي يمكن أن تكون أكثر من 40 ارتفاعاً و 80 طولاً. عادة ماتُصنع الأبراج الصغيرة في المصانع، أما الكبيرة فيتم بنائها في مكانها.

<!--<!-- Figure 1: Closed Loop Cooling Tower System

ومياه التعويض هي مصدر المياه المستخدم لتغذية المياه المفقودة في التبخير.حيث يتم ارسال الماء الساخن من المبادلات الحرارية إلى برج التبريد لعمل التبريد المناسب له ثم يخرج من برج تبريد ويتم إرسالها إلى مبادلات أو إلى وحدات أخرى لمزيد من التبريد.
أنواع أبراج التبريد
أبراج التبريد تنقسم إلى قسمين فرعيين:-

1- ابراج الانتشار الرطب الطبيعي

2 - ابراج الانتشار الميكانيكي المستحث.

أولا-أبراج الانتشار الرطب الطبيعي

وفي ابراج هذا النوع يتم بناء مدخنة خرسانية ضخمة ويتم دفع الهواء من خلالها ونتيجة لضخامة هذة الابراج حيث تصل الي( ارتفاع 500 قدم وقطر400 قدم عند القاعدة)ويتم استخدامها في تبريد مياه معدل سريانها فوق 200000جالون/دقيقة, وعادة ما تكون هذه الأنواع من الأبراج هي الوحيدة التي تستخدمها محطات توليد الطاقة الكهربية. وهي تعتمد علي دفع الهواء لاعلي بعد ملامسته للمياه الساخنة وتبريدها حيث يخرج من المدخنة علي هيئة ضباب.

<!--<!--

شكل (2)لابراج تبريد كبيرة تعتمد على االانتشار الرطب الطبيعي في محطة توليد كهرباء ديدكوت، المملكة المتحدة

وفي بعض الاحيا ن يتم طلاء تلك الابراج لتأخذ شكلا فنيا مثل ابراج تبريد كروس.

<!--<!--

ثانيا- ابراج الانتشار الميكانيكي المستحث

اما أبراج التبريد بالانتشار الميكانيكي فتستخدم على نطاق اوسعفي المصانع وهي تستخدم مراوح كبيرة لدفع الهواء لكي يلامس المياه المراد تبريدها. ويتم مرور المياه من اعلي لأسفل من خلال خلايا متعرجة تشبه عش النحل لتسمح بمساحة سطح اكبر وزمن تلامس اطول حيث يتم تقسيم قطرة الماء الي قطيرات صغيرة تفقد خلالها القطرة الكبيرة جزءا كبيرا من حرارتها.

أنواع أبراج الانتشار الميكانيكي

وابراج التبريد ذات الانتشار الميكانيكي المستحث هي الاكثر انتشارا وتقسم اما حسب استخدامها او حسب طريقة سريان هواء التبريد داخلها.

<!--<!--

أبراج التبريد التي تعتمد على الانتشار الميكانيكي المستحث

وهناك اكثر من تصنيف لأبراج التبريد حسب الاستخدام

<!--ابراج للتكييفات HVAC:

تعتبر أبراج التكييف HVAC هي فئة فرعية لرفض الحرارة من المكيف. وتعتبر مكيفات تبريد المياه ذات كفاءة أكثر من مكيفات تبريد الهواء وذلك يرجع الى رفض الحرارة الى ماء البرج عند أو بالقرب من درجات حرارة wet-bulb.ويجب على مكيفات تبريد الهواء أن ترفض الحرارة في درجة الحرارة الجافة، عادة ماتستخدم مباني المكاتب الكبيرة، والمستشفيات، والمدارس واحد أو أكثر من أبراج التبريد كجزء من نظم وأجهزة تكييف الهواء. وعموما، فإن أبراج التبريد الصناعية تكون أكبر بكثير من أبراج HVAC.

<!--أبراج التبريد الصناعية

وهي ابراج التبريد التي تستخدم لعمل تبريد للألات والمعدات ذات درجة الحرارة العالية وهي تستخدم مرواح تدفع الهواء من خلالها ليتلامس مع الماء ويقوم بتبريده وهي بدورها يمكن تقسيمها تبعا لطريقة مرور الهواء الي:-

1-ابراج ذات تدفق هواء متعامد Cross flow

2- ابراج ذات تدفق هواء متعاكس Counter flow

وفي النوع الاول يتم نزول المياه الساخنة من أعلي البرج وفي نفس الوقت يتم دفع الهواء من الاجناب ليتقاطع مع تيار المياه ثم يتم سحب الهواء بعد ذلك لأعلي.

وفي النوع الثاني يتم جعل تيار الهواء يسير في عكس اتجاة تيار المياه الهابط اي يسير اهواء من اسفل لاعلي .

<!--<!--

<!--<!--<!--<!--

صورة لمهندسي فالكون ايجيبت امام برج تبريد الانتشار الميكانيكي crossflow المستخدم في تطبيق فعالية التبريد والتكييف

معالجة المياه داخل الابراج

وهناك اكثر من معالجة لمياه الابراج يجب وضعها في الحسبان منها:

1- المعالجة الكيميائية

تحتوي المياه المراد تبريدها علي العديد من الاملاح الذائبة مثل بيكربونات الكالسيوم والماغنسيوم بالاضافة لبعض املاح العناصر الثقيلة والتي لايستطيع الماء الاحتفاظ بها في صورتها المذابة فيتم ترسيبها مع ازدباد مرات التركيز مما يؤدي الي ترسيبها علي المواسير وكذلك برج التبريد مما يؤدي بدوره الي ضعف في معدل التبادل الحراري بالاضافة لاحداث تآكل بالدائرة فضلا عما تزيده من تكلفة اعلي في استهلاكات الكهرباء.

ولذلك كان واجبا عمل معالجة كيميائية للتخلص من تلك الترسيبات .

وتعتمد معظم المعالجات علي استخدام مواد مزيلة للترسيبات مثل البولي فوسفات والبولي فوسفونات العضوية (Poly Organo phosphonate) وقد تكون مختلطة ببعض البوليمرات لتخفيف حدة ازالة الاملاح ومنعها من التفاعل مع معدن البرج مسببة التآكل فيتم اضافة مواد البولي اكريلات لهذا الغرض.

كذلك يتم معالجة التآكل عن طريق اضافة بعض محاليل المعادن مثل الزنك لعمل طبقة حماية واقية ضد التآكل مع تغطية اي منطقة تكون قد تعرضت للتآكل (Metal Passivation).

ثانيا – المعالجة البيولوجية

نظرا لوجود البيئة المناسبة لنمو البكتيريا والكائنات العضوية الدقيقة والطحالب مثل المياه والرطوبة وضوء الشمس في بعض الحالات فقد وجد الباحثون ان هناك العديد من البكتيريا الضارة للانسان قد اصبحت ملازمة لابراج التبريد مثل بكتيريا اللجيونيلا ، التي تسبب مرض legionellosis أو Legionnaires' disease، وعلى الأخص L. بنوموفيلا

تعتبر أنواع الليجيونيلا المختلفة هي السبب في مرض الليجيونير (في الرئتين) في الانسان وينتقل عبر التعرض للرذاذ - وهو استنشاق نقاط الرذاذ الذي يحتوي على البكتريا. وتشمل مصادر الليجيونيلا أبراج التبريد المستخدمة في نظم إعادة تدوير تبخر تبريد المياه المفتوحة، ونظم المياه الساخنة المحلية، والنوافير، والموزعات المماثلة التي تستخدم في امدادات المياه العامة. وتشمل المصادر الطبيعية برك المياه العذبة والجداول.

وجد الباحثون الفرنسيون أن البكتيريا تنتشر عبر الهواء إلى حوالي 6 كيلومترات من برج تبريد كبير ملوث في مصنع للبتروكيماويات في با دو كاليه (فرنسا). وتسبب هذا المرض في وفاة 21 شخصا من 86 تأكد اصابتهم بالعدوى مخبرياً.

<!--<!--

الرزاز (أو windage) هو مصطلح يعبر عن قطرات الماء التي تتدفق في العملية ويُسمح لها أن تهرب خلال مصرف برج التبريد. وتستخدم مزيلات الركام من أجل التحكم في معدلات معدلات الانحراف عادة إلى 0.001 ٪ -0.005 ٪ من معدل التدفق الدائر. توفر مزيلات الركام القياسية العديد من التغيرات الاتجاهية لتدفق الهواء في حين أنه تمنع هروب قطرات الماء. يمكن أن تقلل مزيلات الرزاز المصممة جيدا والمجهزة جيدا من كميات المياه المفقودة والمحتملة للليجيونيلا أو التعرض للمواد الكيماوية الآخرى.

طورت العديد من الوكالات الحكومية، ومصنعين أبرج التبريد والمنظمات التجارية الصناعية تصميم وصيانة مبادئ توجيهية لمنع أو الحد من نمو بكتيريا الليجيونيلا في أبراج التبريد.

وفي معالجة ذلك فهناك العديد من المركبات الكيميائية والبيولوجية التي يتم استخدامها في القضاء علي او منع ظهور تلك الانواع من البكتيريا منها مث بعض مركبات الالدالديهيدات والهالوجينات مثل الصوديوم هيبوكلوريت والكالسيوم هيبوكلوريت والايزو سيانوريك كلوريد .

المصدر: Falcon Hand book of Water Treatment-Nalco Hand book

Currently 0/5 Stars.
1 2 3 4 5

0 تصويتات / 4849 مشاهدة

نشرت فى 5 فبراير 2013 بواسطة FalconEgypt

احفظ

عدد زيارات الموقع

17,539

شركة فالكون إيجيبت -د.محمد فكري شعبان

معالجة مياه أبراج التبريد