انتخاب تجهیزات برج خنک کن متناسب با کیفیت آب

انتخاب تجهیزات برج خنک کن متناسب با کیفیت آب به معنی طراحی، انتخاب و تطبیق متریال مورد استفاده در ساخت تجهیزات برج خنک کننده متناسب با کیفیت منبع آب موجود جهت گردش در برج خنک کن می باشد. نحوه این انتخاب باعث می شود که در مراحل عملیات آبی و سیکل تغلیظ بهترین عملکرد و پایداری در برج خنک کننده را داشته باشیم. مهم نیست چه منبع آبی داریم با انتخاب صحیح تجهیزات برج خنک کننده می توان اثرات ترکیبات و ناخالصی های موجود در آب را به حداقل رساند. محافظت از برج خنک کننده و اجزای آن اولین الویت طراح ، سازنده و کاربر می باشد.

  

مراحل انتخاب تجهیزات برج خنک کن متناسب با کیفیت آب

 

·         بررسی انواع برج خنک کننده جهت تشخیص تناسب متریال ساخت با اثر کیفیت آب روی برج خنک کننده

·         بررسی ناخالصی های موجود در منبع آب مورد استفاده

·         بررسی و انتخاب عملیات آبی مورد نیاز در سیستم

·         انتخاب نوع تجهیزات برج خنک کننده ، انتخاب نوع عملیات آب و سیکل تغلیظ

 

انتخاب تجهیزات برج خنک کننده متناسب با کیفیت آب اقدام حیاتی می باشد ، همچنین کیفیت آب در گردش درون برج خنک کننده نیز نوع عملیات آبی در برج خنک کننده را مشخص می کند. لیست زیر اثر کیفیت آب بروی متریالی را نشان میدهد که به طور معمول در برج های خنک کننده به کار می رود و سپس راه های مدیریت و محافظت آن را پیشنهاد می دهد.

 

چوب : باید در برابر پوسیدگی و یا حمله مواد شیمیایی محافظت گردد.

 

فولاد : مستعد خوردگی در اثر سختی آب بالا ، ذرات معلق ، زیست توده ، ناخالیصی های سنگین / استفاده از بازدارنده های شیمیایی ، افزایش دبی آب و کاهش ماند آب درون برج خنک کننده ، کاهش سیکل تغلیظ

 

آهن گالوانیزه ( با روی و مس ) : مستعد خوردگی در اثر سختی آب بالا ، مقدار pH زیر ۶٫۵ یا مقدار pH بالای ۸٫۵ / سیکل تغلیظ را کاهش دهید ، با افزودنی های شیمیایی مقدار pH را تنظیم کنید.

 

استنلس استیل ۳۰۴ : مستعد خوردگی هنگام تجمع کلراید ، زیست توده سریع موجب حفره حفره شدن می شود ، خوردگی در کلراید بالاتر از ۲۰۰ میلی گرم در لیتر ، سطوح تمیز  تا ۱۰۰۰ میلیگرم کلراید را تحمل می کند / استفاده از بازدارنده های خوردگی احتمال خوردگی را کاهش می دهد ، نگخ داشتن اکسیدان مثبت موجب تشکیل فیلم اکسید شده و تجمع زیست توده را کاهش می دهد ، نیترات ها موجب کاهش احتمال خوردگی می شود.

 

استنلس استیل ۳۱۶ : مانند استنلس استیل ۳۰۴ در مقابل کلراید ضعیف هستند ، تا مقدار کلراید ۵۰۰۰ میلی گرم در لیتر را تحمل می کند و در سطوح تمیز تا ۳۰۰۰۰ میلیگرم در لیتر کلراید را تحمل می کند / عمل به مانند استنلس استیل ۳۰۴

 

آلیاژ مس : مستعد خوردگی در اثر آمونیا و سختی آب بالا. آمونیا بالاتر از ۰٫۵ میلیگرم در لیتر مانند NH3 می تواند باعث ترک و خوردگی شود و به زیست توده ها کمک می کند تا باعث خوردگی در لایه های زیرین آلیاژ مس شوند. آلیاژ های مس نیکل به ترک خوردن مقاوم هستند / عملیات آبی استعداد خوردگی را به حداقل می رساند. بازدارنده های خوردگی مانند TTA یا BZT و BBT احتمال ترک خوردن را کاهش می دهند ولی به طور کامل از بین نمی برند ، در این میان BBT از همه موثر تر است.

 

پلاستیک ها : از تجمع رسوب جلوگیری کنید و زیست توده ها را از بین ببرید.

 

جهت مطالعه بیشتر به مطلب ” اثر کیفیت آب روی برج خنک کننده ” مراجع فرمایید.

 

http://badrantahvie.com/matching-cooling-tower-design-with-water-quality/

اثر کیفیت آب روی برج خنک کننده

اثر کیفیت آب روی برج خنک کننده به معنی تأثیر ناخالصی های موجود در آب بروی قطعات ، کیفیت و دوام برج خنک کننده می باشد. تمام آب ها فارغ از منبع آن، دارای ناخالصی های مختلف با مقادیر متفاوت می باشد. برخی از این ناخالصی ها مفید و برخی باید بوسیله عملیات آبی کنترل شود بنابراین جهت استفاده صحیح از آب در برج های خنک کننده نیاز به اطلاعات و دانش کافی می باشد. کیفیت آب بروی سازه و کلیات برج خنک کننده تأثیر گذار است. عملکرد برج خنک کن در سیکل تغلیظ بالا موجب تشکیل رسوب ، خوردگی و گرفتگی می شود. در ادامه به بررسی اثر کیفیت آب بروی برج خنک کننده می پردازیم.

 

اثر-کیفیت-آب-روی-برج-خنک-کننده

 

بررسی اثر کیفیت آب روی برج خنک کننده

 

به مقایسه ناخالصی ها و اثر آن بروی مجموعه برج خنک کننده می پردازیم:

 

سختی Hardness ( مقدار ذرات کلسیم و منیزیم ) : به تشکیل رسوب کمک می کند. نمک های کلسیم از خود خواص غیر حلالی نشان می دهند که این خاصیت با افزایش دمای آب افزایش می یابد. وجود منیزیم هم در آب مشکل ساز است مخصوصا وقتی مقدار سیلیکا هم بالا است که منجر به تشکیل منیزیم سیلیکات شده و در مبدل ها رسوب تشکیل می دهد.

 

آلکالینیتی ( مقدار توان آب برای خنثی کردن اسید ها ) : آلکالینیتی شاخص مهمی برای پتانسیل تشکیل ذرات کربنات کلسیم است.

 

سیلیکا : می تواند رسوب بسیار سخت در برج خنک کننده به وجود آورد که به سادگی قابل پاک کردن نباشد. برای سیلیکا بالاتر از ۱۵۰ پی پی ام اغلب به فیلتر جانبی یا پردازش آب می باشد.

 

استنلس استیل ۳۰۴ : حساس به خوردگی کلراید است وقتی مقدار آن ۲۰۰ میلی گرم در لیتر برسد و رسوب تشکیل شود ، همچنین با رسوب مواد آلی حفره حفره می شود. وقتی سطح فلز تمیز باشد تا ۱۰۰۰ میلی گرم در لیتر را تحمل می کند.

 

جمع ذرات معلق جامد TSS ( شامل تمام مواد غیر قابل حل ) : این مواد هم از طریق آب جبرانی وارد می شود و هم در هنگام کار برج خنک کننده تشکیل می شوند. ذرات معلق به مواد آلی میچسبند و خوردگی بوجود می آورند. مقدار TSS را میتوان به وسیله فیلتر جانبی ، پردازش آب و عملیات آبی کنترل نمود.

 

آمونیا : باعث تشکیل رسوب در مبدل ها و پکینگ ها می شود. برای آلیاژ های مس در مقادیر ۲ پی پی ام خورنده است. با کلراید ترکیب می شود و کلرامین بوجود می آورد و اثر گند زدایی کلرین را خنتی می کند. بایوساید برومین در قیاس با آمونیا گران تر است.

 

فسفات : در مقادیر کمتر از ۴ میلیگرم در لیتر و مقدار pH بین ۷ تا ۷٫۵ خاصیت ضد خورندگی از خود نشان می دهد. در مقادیر بالاتر از ۲۰ میلیگرم در لیتر و کلسیم بالاتر از ۱۰۰۰ میلیگرم در لیتر رسوب فسفات کلسیم به وجود می آورد.

 

کلراید : برای اکثر فلزات خورنده است. برای استنلس استیل حد ۳۰۰ پی پی ام و برای فلزات دیگر تا ۱۰۰۰ پی پی ام قابل تحمل است.

 

آهن : می تواند با فسفات ترکیب شده و گرفتگی ایجاد کند. می تواند با بازدارنده های خوردگی از تشکیل فسفات کلسیم جلوگیری کرد. آب بازیابی شده مقدار آهن بالاتر از ۰٫۱ میلیگرم در لیتر دارد و عملیات آبی برای آهن مورد نیاز است.

 

نیترات و نیتریت : در مقادیر بالاتر از ۳۰۰ میلیگرم در لیتر از استیل در برابر خوردگی محافظت می کند. نیترات به آلیاژ های مس حمله نمی کند و از آن ها در برابر خوردگی محافظت می کند.

 

زینک :  به فسفات و نیترات جهت محافظت استیل از خوردگی و حفره حفره شدن کمک می کند. در مقادیر بالای ۰٫۵ میلیگرم در لیتر مفید است و در مقادیر بالاتر از ۳ میلیگرم در لیتر با تشکیل رسوب کمک می کند.

 

ارگانیک ها : به میکروارگانیسم ها برای تشکبل رسوب کمک می کنند.

 

فلوراید : در مقدار ۱۰ پی پی ام یا بیشتر و ترکیب با کلسیم باعث تشکیل رسوب می شود.

 

فلز های سنگین ( مس ، نیکل و سرب ) : مس و نیکل بروی استیل خوردگی بوجود می آورند و می توانند به سطوح کوئل های استیل نازک آسیب وارد کنند.

 

در این مقاله به بررسی اثر کیفیت آب روی برج خنک کننده پرداختیم جهت مطالعه بیشتر می توانید به مقالات ” انواع بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده ” ، ”بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده ” و ” عملیات آبی در برج خنک کننده ” مراجعه فرمایید.

 

http://badrantahvie.com/impact-of-water-quality-on-cooling-towers/

بای پس برج خنک کننده

بای پس برج خنک کننده به معنی تغییر مسیر بخشی از آب گرم ورودی بدون وارد شدن به برج خنک کننده به مسیر برگشت آب خنک است. این انتقال به روش های مختلفی انجام می شود ، اجرای صحیح بای پس بسیار اهمیت دارد زیراکه نصب غیر صحیح بای پس موجب عملکرد غیر پایدار پمپ و تغییر زیاد دبی آب در کندانسور می شود. تغییرات دبی آب در کندانسور موجب تغییرات دمای آب خنک مخصوصا در چیلر های جذبی می شود و احتمال خرابی در پمپ برج خنک کننده را بالا می برد. در ادامه به بررسی نحوه و تجهیزات مورد نیاز بای پس گرفتن از برج خنک کننده می پردازیم.

–

روش های بای پس برج خنک کننده

–

دو روش برای بای پس وجود دارد:

–

·         بای پس به تشت برج خنک کننده

·         بای پس به لوله مکش

–

به طور کلی بای پس به تشت برج خنک کننده پیشنهاد می گردد زیرا جریان پایدارتری ایجاد می کند و خطر مکش هوا به پمپ را به حداقل می رساند.

–

شیر های کنترل که برای بای پس برج خنک کن به کار می روند عبارتند از:

–

·         سه راهه انتقال یا بای پس

·         دو راهه دو ارتباطه ( معمولا شیر پروانه ای ) که مانند شیر سه عمل می کند

·         شیر دو راه ساده پروانه ای که بروی لوله بای پس قرار می گیرد

–

باید اشاره کنیم که شیر سه را مختلط نباید برای کنترل بای پس به کار رود.

–

شیر سه راه مختلط ( دو ورودی یک خروجی ) نباید برای بای پس برج خنک کن به کار رود زیرا باید روی لوله مکش پمپ برج خنک کننده نصب شود و می تواند مشکلاتی در فشار مکش پمپ ایجاد کند. شیر سه راهه انتقال ( یک ورودی دو خروجی ) پیشنهاد می شود به این دلیل که در مسیر برگشت کندانسور ( خروجی پمپ ) نصب می شود و نمی تواند عملکرد پمپ را تحت تأثیر قرار دهد.

–

به دلیل گران بودن و دسترسی محدود استفاده از شیر سه راهه انتقال برای لوله های ۴ اینچ و پایینتر مشکل است. برای لوله های بزرگتر از ۴ اینچ شیر پروانه دو ارتباطه به کار می رود و همان عملکرد را دارد. شیر پروانه ای دو راهه نیز برای بای پس استفاده می شود.

–

جهت مطالعه بیشتر به مطالب ” لوله مکش پمپ برج خنک کننده ” و ” کاویتاسیون در پمپ برج خنک کننده ” و ” محاسبه هد پمپ برج خنک کننده ” مراجعه فرمایید.

http://badrantahvie.com/cooling-tower-bypass/

لوله مکش پمپ برج خنک کننده

لوله مکش پمپ برج خنک کننده لوله ای است که قبل از پمپ قرار گرفته است و سیال را از برج خنک کننده به پمپ می رساند و پمپ سیال را از این مسیر مکش می نماید و در سرتاسر مسیر لوله کشی به جریان می اندازد. در اجرای لوله کشی برج خنک کننده حتما باید قوانین مربوط به لوله مکش پمپ را در نظر گرفت در غیر اینصورت ممکن است با مشکلات جدی در پمپ از جمله کاویتاسیون ، جریان توربولانت و افت فشار اصطکاک مواجه شویم. در مطلب پیشرو به نکات مهم در طراحی و اجرای مسیر لوله مکش پمپ می پردازیم و آن ها را مورد بررسی قرار می دهیم.

-

قوانین اجرای لوله مکش پمپ برج خنک کننده

حال به بررسی قوانین مهم اجرای لوله مکش پمپ برج خنک کن می پردازیم:

–

قانون اول : لوله مکش را خالی بگذارید.

از قراردادن انواع شیر های بای پس ، یکطرفه و یا بالانس در مسیر لوله مکش پمپ برج خنک کننده خودداری کنید زیرا این تجهیزات افت فشار در مسیر ایجاد می کنند و مکش آب را دچار مشکل می کنند ، در صورت نیاز به استفاه از این تجهیزات ، آن ها را ده برابر قطر لوله از پمپ فاصله دهید و نصب نمایید ، در ضمن بهتر است تمامی این تجهیزات را در مسیر خروج پمپ قرار دهید و لوله مکش را خالی بگذارید.

-

قانون دوم : لوله مکش و پمپ باید پایین تر از سطح تشت قرار بگیرند.

قرار گرفتن لوله مکش و پمپ در سطح پایینتر از تشت آب موجب می شود که پمپ در هنگام راه اندازی غرق در آب باشد و مشکلی بوجود نیاید. در صورتی که پمپ در هنگام راه اندازی غرق در آب نباشد هوا به پمپ وارد شده و موجب تخریب پمپ و تجهیزات دیگر می شود.

در شکل زیر می بینید که پمپ در هنگام استارت غرق در آب نیست و دچار مشکل می شود ، بنابراین لازم است که از شیر یک طرفه در لوله مکش استفاده شود تا اجازه تخلیه کامل آب به هنگام خاموش شدن پمپ را ندهد و پمپ تا هنگام استارت بعدی غرق در آب بماند. در این حالت به دلیل بالاتر قرار گرفتن پمپ از سطح آب تشت مقدار NPSH کاهش می یابد.

-

قانون سوم : از قرار دادن لوله هواگیر بالاتر از پمپ در لوله مکش اجتناب کنید.

لوله کشی در شکل زیر اشتباه است. در صورتیکه حتما نیاز به قرار دادن لوله هواگیر در مسیر لوله مکش هستید باید اصلاحاتی در لوله کشی انجام دهید، این تغییرات را در شکل بعد می بینید.

-

قانون چهارم : از صافی با مش ریز در مسیر مکش پمپ استفاده نکنید.

صافی ها مثل چاقو دو لبه هستند و در حالیکه برای حفاظت پمپ ها ، شیر ها ، کندانسور ها ، نازل ها در مقابل رسوب و کثیفی استفاده می شوند در صورت استفاده در جای اشتباه مشکل ساز می شوند. استفاده از صافی در مسیر مکش پمپ حرکن کاملا اشتباه است به این دلیل که در صورت گرفتگی صافی ، فشار پمپ تغییر می کند و کاویتاسیون اتفاق می افتد.

این مشکل غیر قابل اصلاح است فقط در صورتی می توان از صافی در مسیر مکش پمپ استفاده نمود که مقدار دهانه مش آن از ۳/۱۶ اینچ تا ۱/۴ اینچ باشد. تمام برج های خنک کننده باید داخل تشت دارای صافی باشند ولی در صورتیکه این صافی آنجا تعبیه نشده است می توان از صافی با سایز مش بالا و افت فشار کم در مسیر مکش پمپ برج خنک کننده استفاده نمود.

صافی با مش ریز معمولا برای حفاظت کندانسور، شیر ها و نازل های آن مورد استفاده قرار می گیرد. صافی با مش ریز باید در مسیر خروجی پمپ معمولا بین پمپ و شیر یکطرفه پمپ قرار گیرد ، این محل کار اپراتور برای تخلیه و تمیز کردن صافی را راحت می کند.

گرفتگی صافی ها در گردش آب برج خنک کننده مشکل ایجاد می کنند. برگ درختان ، تکه های روزنامه و … معمولا باعث بسته شدن مسیر عبور آب در صافی می شود. در برج های بزرگ می توان به جای زیرآب برج خنک کننده ( بلودان برج خنک کننده ) از سرریز آب برای خروج رسوبات و کثیفی ها از برج خنک کن استفاده نمود.

با تمام تهمیدات باز هم صافی ها دچار گرفتیگی می شوند، می توان از ابزار ساده ای برای تشخیص گرفتگی صافی ها استفاده نمود. با قرار دادن گیج اختلاف فشار در دو سر صافی می توان در صورت گرفتگی صافی تغییرات فشار را مشاهده نمود، حتی می توان برای مقدار مشخص تغییرات آلارم تعریف کرد تا به موقع نسبت به نظافت آن اقدام نمود.

این مقاله کاری بود از بخش فنی شرکت بادران تهویه صنعت امیدواریم با تشریح مسائل و جزئیات دانش برج های خنک کننده گامی در جهت پیشرفت و کمک به صنایع کشور عزیزمان ایران برداریم ، در این راه ما را از نظرات و پیشنهادات ارزشمند خود بهره مند سازید. جهت مطالعه بیشتر می توانید به مقالات ” لوله کشی برج خنک کننده ” ، ” انتخاب پمپ برج خنک کن ” ، ” کاویتاسیون در پمپ برج خنک کننده ” و ” محاسبه هد پمپ برج خنک کننده ” و همچنین وب سایت پمپ برج خنک کننده گراندفوس مراجعه فرمایید.

 

http://badrantahvie.com/cooling-tower-pump-suction-line/

کاویتاسیون در پمپ 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.

–

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 برج خنک کننده 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 مسیرلوله کشی برج خنک کننده 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 زیرآب برج خنک کننده 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.

–

جریان گردابی در برج خنک کننده

جریان گردابی در برج خنک کننده هنگامی رخ می دهد که میزان سطح آب موجود در تشت برج خنک کننده با میزان جریان آب در گردش متناسب نباشد. بوجود آمدن جریان گردابی باعث ورود هوا و در نتیجه کاویتاسیون در پمپ برج خنک کننده می شود. جهت رفع این مشکل می توان از درپوش یا قطعه ای برای شکستن جریان گردابی در تشت و مسیر لوله استفاده نمود.

–

در برخی موارد مسیر لوله مکش پمپ از فلنج اتصال برج خنک کننده کوچکتر گرفته می شود که در این حالت به دلیل بوجود آمدن سرعت بالای آب ممکن است جریان گردابی درون لوله بوجود آبد. بنابراین توصیه می شود که مسیر لوله از تشت برج خنک کننده به طول ۱۰ برابر قطر لوله به اندازه همان اتصال تشت لوله کشی شود و سپس با قطر کوچکتر به پمپ متصل شود تا سرعت آب کنترل شود و درون لوله جریان گردابی بوجود نیاید.

–

وظیفه مهندس طراح و شرکت سازنده است که لوله کشی ، پمپ و اتصالات متناسب باشد و آب بدون مشکل جریان یابد. حال در صورت طراحی اشتباه ممکن است چندین مشکل بوجود آید:

–

·         هد پمپ بیش از اندازه در نظر گرفته شود که در این حالت دبی افزایش می یابد. در این حالت باید با استفاده از شیر بالانسینگ یا شیر فشار شکن در مسیر لوله کشی استفاده نمود.

·         نصب اشتباه کنترلر های بای پس که موجب تغییر شدید نقطه ای فشار و افزایش دبی آب خواهد شد.

–

جهت مطالعه بیشتر به مطلب ” انتخاب پمپ برج خنک کن ” و ” محاسبه هد پمپ برج خنک کننده ” مراجعه فرمایید.

 

http://badrantahvie.com/cooling-tower-pump-cavitation/

محاسبه هد پمپ برج خنک کننده

محاسبه هد پمپ برج خنک کننده از جمله اقدامات مهم قبل از انتخاب پمپ برج خنک کن می باشد. همانطور که قبلا اشاره شد برای انتخاب پمپ برج خنک کننده نیاز به دو پارامتر هد کل مورد نیاز و دبی آب در گردش در برج خنک کن می باشد. بنابراین جهت انتخاب پمپ مناسب ابتدا باید هد پمپ به درستی محاسبه شود. به طور کلی هد پمپ برج خنک کننده برابر مجموع هد مورد نیاز برای غلبه بر اصطکاک جریان آب در طول لوله کشی ، هد استاتیک ( فقط برج خنک کننده مدار باز ) ، افت فشار آب در کندانسور ، افت فشار آب در برج خنک کننده  و شیر ها می باشد.

–

محاسبه هد پمپ برج خنک کننده مدار بسته و مدار باز

هد پمپ برج خنک کننده مدار باز متفاوت از هد پمپ در برج خنک کننده مدار بسته می باشد. تفاوت این دو در محاسبه هد استاتیک در برج خنک کننده مدار باز است. در برج خنک کننده مدار بسته نیازی به محاسبه هد استاتیک برای انتخاب پمپ نیست به دلیل اینکه هد استاتیک بین رایزر های رفت و برگشت خنثی می شود. افت هد استاتیک جریان آب با هر ارتفاعی در لوله رفت با بازیابی هد استاتیک جریان آب در برگشت جبران می شود. تنها هد مورد نیاز در برج خنک کننده مدار بسته افت هد در مسیر کوئل های داخل برج خنک کننده به دلیل اصطکاک جریان می باشد و در برج خنک کننده مدار بسته هد استاتیک محاسبه نمی شود.

–

مدار لوله کشی برج خنک کننده مدار باز از مدار لوله کشی برج خنک کننده مدار بسته متفاوت است. در برج خنک کننده مدار باز هد استاتیک غیر قابل جبران است. در برج خنک کننده مدار باز پمپ باید آب را از خط مبدا پایین به خط مقصد بالا انتقال دهد که این نیاز به کار پمپ دارد در نتیجه در بررسی هد برج خنک کننده مدار باز هد استاتیک اهمیت ویژه ای دارد.

–

در برج خنک کننده مدار باز در شکل زیر علاوه بر هد مورد نیاز برای غلبه بر اصطکاک جریان آب از نقطه A به نقطه D نیاز به هد Hs برای انتقال آب از نقطه پایین به نقطه بالا می باشد.

–

در برخی از برج های خنک کننده نیاز به محاسبه افت فشار مورد نیاز در نازل ها، لوله ها و سایر تجهیزات می باشد که حتما باید مورد توجه قرار گیرد. به طور کلی در محاسبه هد پمپ برج خنک کننده باید افت فشار آب در اثر اصطکاک جریان آب در طول لوله کشی، افت فشار آب در کندانسور ، افت فشار آب در برج خنک کننده  و شیر ها مورد توجه قرار گیرد. علاوه بر این در برج خنک کننده مدار باز باید هد استاتیک برای انتقال آب در نقطه پایین به نقطه بالا در نظر گرفته شود.

–

معمولا در برج خنک کننده مدار باز بیشتر توجهات معطوف به ارتفاع هد استاتیک Ho است ( ارتفاع باز مدار ) همانطور که در شکل ملاحظه می کنید این در واقع فرض ساده  ای است که در آن ارتفاع سیفون یعنی DE در نظر گرفته نمی شود. این ارتفاع به نام داون کامر سیفون ( Downcomer siphon ) شناخته می شود که باید در صورت وجود این نوع لوله کشی در محاسبات مورد توجه قرار گیرد.

–

جهت مطالعه بیشتر به مطلب ” لوله کشی برج خنک کننده ” مراجعه فرمایید.

 

http://badrantahvie.com/cooling-tower-pump-head-calculation/

از سرویس خارج کردن برج خنک کننده

از سرویس خارج کردن برج خنک کننده به معنی انجام اقدامات لازم جهت توقف کامل فعالیت برج خنک کن و سیستم های مرتبط با آن می باشد. معمولا برج خنک کننده در پایان فصل و یا شروع دوره تعمیرات خاموش می شود. از سرویس خارج کردن برج خنک کننده فرآیند ساده و ارزان قیمت است. دو هفته مانده به زمان خاموش کردن برج خنک کننده سیکل تغلیظ برج خنک کننده را به ۵۰ درصد کاهش دهید تا جامدات و ذرات معلق از کولینگ تاور خارج شود. سپس برای ۲۴ تا ۴۸ ساعت مواد ضد خوردگی را در سیستم به جریان اندازید تا کل سیستم در مقابل خوردگی مقاوم شود و سپس سیستم را خاموش کرده و حوضچه را کاملا تمیز و خشک نمایید.

–

اقدامات از سرویس خارج کردن برج خنک کننده

برج های خنک کننده هیچ گاه به طور کامل از سرویس خارج نمی شوند مگر آنکه کل واحد از سرویس خارج شود. اما امکان دارد لازم شود یک یا چند سل از سل های یک برج خنک کننده از سرویس خارج گردد، آنگاه بایستی این موارد را انجام داد:

1.      از سرویس خارج کردن دستگاه های تولید آب بدون املاح DM

2.      برای این کار، ابتدا با واحد آب جهت از سرویس خارج کردن پمپ ارسالی آب خام به واحد برج های خنک کننده تماس گرفته شود، پس از قطع لوپ آب خام ارسالی از واحد آب، دستگاه های تولید آب بدون املاح از سرویس خارج شوند.

3.      از سرویس خارج کردن فیلتر های شنی

4.      بایستی پمپ تامین آب فیلتر های شنی از سرویس خارج شود. سپس فیلتر های شنی یکی پس از دیگری از سرویس خارج گردند.

5.      از سرویس خارج کردن پمپ های ارسالی آب خنک کننده به واحد های پروسس

6.      بعد از هماهنگی با واحد های پروسس و نیروگاه، پمپ های ارسالی آب خنک کننده را مطابق با روش ذکر شده در نرم افزار آموزشی پمپ یکی پس از دیگری از سرویس خارج کنید.

7.      از سرویس خارج کردن هر پمپ در صورت نیاز به کنترل و تامین فشار آب خنک ارسالی، با بستن شیر آب ورودی به رایزرهای مربوطه انجام می شود.

8.      از سرویس خارج کردن فن ها

9.      با توجه به وضعیت سه گانه کلید ایستگاه برق واحد، با فشار دکمه STOP از داخل اتاق کنترل و یا ایستگاه برق واحد و یا کنار فن، فن مربوطه از سرویس خارج می شود.

10.  پمپ های تزریق مواد شیمیایی را از سرویس خارج کنید.

11.  برق پمپ ها و فن خاموش گردند.

–

حال بعد از خاموش کردن برج خنک کننده بایستی موارد زیر انجام پذیرد:

–

1.      آب موجود داخل حوضچه بوسیله پمپ های تخلیه، خالی شود.

2.      گل و لای و لجنهای موجود در حوضچه به صورت دستی و یا با استفاده از خشک کن از حوضچه تخلیه شود.

3.      بخش مکش پمپ ها بازدید شده و صافی های آن ها تمیز گردد.

4.      یاتاقان های الکتروموتور ها در صورت نیاز تعمیر شود.

5.      فن ها بازدید و تعمیر گردد.

6.      زاویه فن ها در صورت نیاز تنظیم شود.

7.      لوور ها، پکینگ ها و قطره گیرهای شکسته تعویض گردد.

8.      شیرها باز شده و روانکاری شوند.

–

جهت مطالعه بیشتر به مطالب ” راه اندازی برج خنک کننده ” و ” اقدامات ایمنی در برج خنک کننده ” و ” شرایط اضطراری در برج خنک کننده ” مراجعه فرمایید.

 

http://badrantahvie.com/cooling-tower-shut-down/

عوامل موثر بر خوردگی در برج خنک کننده

عوامل موثر بر خوردگی در برج خنک کننده عبارتند از : مقدار PH ، سختی کلسیم ، تجمع یون های مهاجم ، غلظت کلرین ، دما و سرعت آب می باشند. در بخش بعدی مطلب به روش های اندازه گیری خوردگی می پردازیم که عبارتند از استفاده از کوپن ها ، اندازه گیری الکتریکی و مبدل های حرارتی . در بررسی این عوامل مشاهده میکنیم که تاثیرات مواد شیمیایی بازدارنده های خوردگی به صورت گسترده ای با تغییرات کیفیت آب ، مثل PH ، غلظت نمک های محلول ، سختی آب و شرایط عملیاتی مثل دما و سرعت آب تغییر می کند.

–

بررسی عوامل موثر بر خوردگی در برج خنک کننده

–

عوامل موثر بر خوردگی در برج خنک کننده : PH

میزان بازدارندگی خوردگی در محدوده PH مابین ۶٫۵  تا ۹٫۰ تقریبا ثابت است. اگرچه ، بازدارنده های رسوب به همراه بازدارنده های خوردگی در آبهایی با PH بیشتر از دلیل جلوگیری از تشکیل رسوب کربنات کلسیم و فسفات کلسیم بایستی استفاده شوند.

–

عوامل موثر بر خوردگی در برج خنک کننده : سختی کلسیم

فسفات ها و فسفونات ها ، اثرات بازدارندگی خوردگی پایداری در حضور یون کلسیم نشان میدهد. برای دستیابی به میزان مناسب اثرات بازدارندگی ، برای آب با سختی کلسیم پایین تر ، میزان بیشتری مواد بازدارنده مورد نیاز است در حالیکه برای آب با سختی بالاتر ، میزان کمتری احتیاج می باشد.

–

عوامل موثر بر خوردگی در برج خنک کننده : تجمع یونهای مهاجم

یون های مهاجم نظیر کلراید و سولفات ، در غلظت های بالا به لایه های محافظ که توسط بازدارنده ها ایجاد شده حمله می کند و تاثیرات آن را کاهش داده و یا از بین می برد. به طور کلی بازدارنده های خوردگی با فرمول نمک های روی کمتر تحت تاثیر حمله این یون ها قرار میگیرد.

–

عوامل موثر بر خوردگی در برج خنک کننده : غلظت کلرین باقیمانده

ترکیبات کلرین ، هیپو کلریت سدیم ، کلرین مایع و غیره معمولا برای کنترل لجن و به منظور گند زدایی با میزان ۰٫۳ تا ۱٫۰ میلیگرم بر لیتر در سیستم های خنک کننده استفاده می شود. اگرچه میزان کلرین باقی مانده در سیستم ، بعضی مواقع به دلیل عدم کنترل کلریناسیون به مقدار بیشتری می رسد.

–

عوامل موثر بر خوردگی در برج خنک کننده : دمای آب

در صورت عدم استفاده از بازدارنده ها میزان خوردگی به صورت تناسبی با میزان افزایش دمای آب ۲۵ تا ۵۰ درجه  سانتی گراد ، افزایش پیدا می کند. تاثیرات دمای آب مابین دمای ۵۰ تا ۸۰ درجه سانتیگراد چندان مشهود نمی باشد. ولی در صورت استفاده از بازدارنده پلی فسفات-روی بازدارندگی خوردگی را در دمای ۳۰ تا ۸۰ درجه سانتیگراد نشان میدهد.

–

عوامل موثر بر خوردگی در برج خنک کننده : سرعت آب

هرچه سرعت آب بیشتر باشد ، میزان خوردگی افزایش می یابد. از طرف دیگر ، در حضور مواد بازدارنده ، هرچه سرعت آب بیشتر باشد ، میزان خوردگی افزایش می یابد. از طرف دیگر ، در حضور مواد بازدارنده ، هرچه سرعت آب افزایش یابد تاثیرات بازدارندگی بهتری مشاهده می شود زیرا میزان نفوذ مواد بازدارنده در سطح فلز افزایش می یابد. بنابر این ، یک سرعت بهینه برای آب ، میزانی است که بیشترین تاثیرات بازدارندگی خوردگی بدست می آید.

–

مقدار PH ، سختی کلسیم ، تجمع یون های مهاجم ، غلظت کلرین، دما و سرعت آب مجموعه عوامل موثر بر خوردگی در برج خنک کننده می باشد.

–

روش های اندازه گیری خوردگی :

–

·         استفاده از کوپن ها

کوپن ها تیغه های فلزی وزن شده ای هستند که به مدت طولانی معمولا یک الی سه ماه در مسیر آب خنک کننده قرار داده می شوند. بعد از اینکه آنها را بر میدارند ، تمیز نموده و مجددا ، وزن می کنند. میزان کاهش وزن تیغه نشاندهنده میزان خوردگی می باشد. میزان خوردگی که بوسیله ی یک کوپن نشان داده میشود ممکن است قابل ملاحظه و یا قابل اغماض باشد ، اما وجود حفره ها همیشه جدی است ، حتی اگر اندک باشد. بدیهی است که کنترل و جلوگیری از تشکیل حفره نسبت به خوردگی عمومی ، چنانچه طولانی بودن عمر تجهیزات مد نظر باشد ، بسیار مهم است.

–

·         اندازه گیری الکتریکی

در این روش با استفاده از اندازه گیری مقاومت الکتریکی ، سرعت خوردگی اندازه گیری می شود. اساس این اندازه گیری این است که مقاومت یک هادی الکتریکی با عکس سطح مقطع آن متناسب است. یک سنسور فلزی در مسیر آب خنک قرار داده می شود ، سپس با پیشرفت خوردگی سطح مقطع تیغه فلزی کاهش یافته و مقاومت آن افزایش می یابد تغییر مقاومت به خوردگی آب نسبت داده می شود. اندازه گیری خوردگی که بر اساس مقاومت عمل می کند مانند کوپن آزمایشی بصورت تجارتی در اختیار می باشد ، برای بدست آوردن مقاومت خوردگی نیاز به یک مدت زمان نسبتا طولانی می باشد.

–

·         مبدل های حرارتی

استفاده از یک لوله فلزی دوجداره که در جدار بیرونی آن بخار قرار داشته و از داخل آن آب خنک کننده عبور میکند ، اغلب راهی برای شبیه سازی فرآیند مبدلهای حرارتی است ، که به تبع آن می توان میزان خوردگی و تشکیل رسوب را پیش بینی کرد.

–

جهت مطالعه بیشتر در مورد خوردگی به مطالب ” خوردگی در برج خنک کننده ” و ” مکانیزم خوردگی در برج خنک کننده ” و ” بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده” و ” انواع بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده ” مراجعه فرمایید.

 

http://badrantahvie.com/cooling-tower-corrosion-effective-factors/

انواع بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده

انواع بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده شامل فسفات ها، فسفونات ها، نمک های فلزی، پلیمرهای محلول در آب با وزن ملکولی کم، نیتریت ها، کرومات ها، آمین ها و آزول ها و سایر بازدارنده ها می باشد. همانطور که در مطلب ” بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده ” اشاره شد بازدارنده ها مواد شیمیایی هستند که به آب برج خنک کننده اضافه می شوند تا با تشکیل لایه محافظ بروی فلزات و قطعات موجب کاهش یا ممانعت از خوردگی شوند. هر کدام از این بازدارنده ها دارای ویژگی ها و اثرات مختلف هستند که به صورت تک تک بررسی آن می پردازیم.

–

انواع بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده و اثرات آن

به بررسی انواع بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده و اثرات آن می پردازیم:

–

·         انواع بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده : فسفات ها

در حال حاضر بیشترین ماده ای که به عنوان بازدارنده خوردگی در سیستم های خنک مورد استفاده قرار می گیرد فسفات است. در بعضی مواقع اورتو فسفات ها و پلی فسفات ها نیز استفاده می شود.

–

·         انواع بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده : فسفونات ها

فسفونات ها به صورت گسترده برای جلوگیری از خوردگی در برج خنک کننده مورد استفاده قرار می گیرند. خواص فسفونات ها ، نظیر نیروهای پیوندی با یون های  فلزی ، حلالیت نمک های آن و اثرات ممانعت از خوردگی بر اساس ساختمان شیمیایی آنها متفاوت است.

به طور کلی فسفونات ها ، اثرات بازدارندگی مناسبی برای کربن استیل در ّهایی که دارای یون کلسیم است نشان می دهند. میزان غلظت مورد نیاز فسفونات برای بازدارندگی خوردگی با افزایش سختی کلسیم کاهش می یابد. از آنجاییکه میزان هیدرولیز فسفونات ها در مقایسه با پلی فسفات ها کمتر می باشد ، اغلب برای سیستم های خنک کننده با میزان سختی کلسیم زیاد و میزان سیکل تغلیظ بالا استفاده می شود. فسفونات ها همچنین به عنوان بازدارنده رسوب نیز استفاده میشوند زیرا تاثیری عالی برای بازدارندگی رسوب کربنات کلسیم دارند.

–

·         انواع بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده : نمک های فلزی

نمک های فلزی مثل نمک های روی و نیکل, دارای اثرات بازدارندگی خوردگی برای فلزات کربن استیل ، مس و آلیاژهای مس می باشد. البته حلالیت آنها برای دستیابی به غلظت موثر بازدارندگی در آبهای خنثی نظیر آب خنک کننده کم است ، بنابراین ، استفاده تنها از نمک های فلزی به ندرت اثرات خوبی را نشان می دهد.

–

·         انواع بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده : پلیمرهای محلول در آب با وزن ملکولی کم

برخی از پلیمرهای محلول در آب با وزن ملکولی کم مثل پلی اکریلات و پلی مالنات به عنوان بازدارنده خوردگی استفاده می شوند. تاثیرات بازدارندگی خوردگی آنها در آب با سختی کم ، پایدار نمی باشد.

–

·         انواع بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده : نیتریت ها

نیتریت ها اثرات بازدارندگی بسیار خوبی بر کربن استیل دارند. نیتریت ها نسبت به کرومات ها غیر سمی تر می باشد اما به ندرت در سیستم های خنک کننده تر ، استفاده می شوند. زیرا به راحتی توسط میکرو ارگانیسم ها تجزیه میگردند. اما نیتریت ها ، به صورت گسترده به همراه بایوسایدهای غیر اکسید شونده در سیستم های خنک کننده غیر تبخیری استفاده می شوند.

–

·         انواع بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده : کرومات ها

کروماتها مدت زمان زیادی به عنوان بازدارنده خوردگی استفاده می شوند و اثرات بسیار بالایی دارند. اگرچه ، هم اکنون به دلیل خواص سمی بسیار بالا به ندرت مورد استفاده قرار می گیرد.

کرومات سدیم و دی کرومات سدیم عموما به عنوان بازدارنده خوردگی استفاده می شوند. کرومات ها معمولا با ترکیبی از پلی فسفات ها و یا نمک های روی استفاده میگردند زیرا در صورتیکه کرومات به تنهایی و با غلظتهای ناکافی استفاده  شود میزان خوردگی حفره ای را افزایش می دهد.

–

·         انواع بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده : آمین ها و آزول ها

بازدارنده های خوردگی بر پایه آمین اغلب برای اسیدشویی و تصفیه آب بویلرها استفاده می شود اگرچه ، اغلب به دلیل قیمت بالاتر و تاثیرات بازدارندگی خوردگی کمتر نسبت به بازدارنده های غیر آلی در سیستم های خنک کننده تر استفاده نمی شوند.

آزول ها نظیر benzotriazole  و tolyltriazole  اغلب برای بازدارندگی خوردگی مس و آلیاژهای مس در مقدار کم مورد استفاده قرار می گیرند.آزول ها , برای سیستم های خنک کننده که مبدل هایی از جنس مس و آلیاژ مس هستند کاربرد دارند.

–

انواع بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده شامل فسفات ها، فسفونات ها، نمک های فلزی، پلیمرهای محلول در آب با وزن ملکولی کم، نیتریت ها، کرومات ها، آمین ها و آزول ها و سایر بازدارنده ها می باشد.

–

·         انواع بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده : سایر بازدارنده ها

مولیبدات ها, تنگستن ها و بعضی نمک های اسیدهای آلی به عنوان بازدارنده خوردگی استفاده می شوند. این مواد به دلیل قیمت بالا اغلب در سیستم های خنک کننده تر مورد استفاده قرار نمی گیرند.

سیلیکات ها ، به دلیل غیر سمی بودن آنها نسبت به فسفاتها ، بعضی مواقع به عنوان بازدارنده خوردگی در خطوط لوله آب آشامیدنی استفاده می شود. سیلیکات ها ، به ندرت برای سیستم های خنک کننده باز استفاده می شوند زیرا خواص بازدارندگی آنها برای کربن استیل بسته به کیفیت و دمای آب و سایر شرایط به شدت نوسان دارد.

جهت مطالعه بیشتر به مطلب ” خوردگی در برج خنک کننده ” و ” مکانیزم خوردگی در برج خنک کننده ” و ” بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده ” مراجعه فرمایید.

 

http://badrantahvie.com/cooling-tower-corrosion-inhibitors-types/

بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده

بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده مواد شیمیایی هستند که به آب برج خنک کننده اضافه می شوند تا اثرات خوردگی را کاهش یا از بین ببرند. این مواد شیمیایی به عنوان بازدارنده به آب برج خنک کن اضافه می شوند تا از خوردگی جلوگیری کنند. بازدارنده های خوردگی محلول در آب هستند در حالیکه لایه ای که بر سطح فلز تشکیل میدهند و مانع از خوردگی فلز می شود غیر محلول در آب است. این لایه ، لایه محافظ نامیده می شود. لایه محافظ بوسیله ی جلوگیری از هیدراسیون یون های فلزی و یا کاهش اکسیژن محلول در سطح فلز، از واکنش خوردگی ممانعت می کند. در واقع عملکرد مواد بازدارنده ی خوردگی را بر اساس خواص لایه محافظ آن ها نشان می دهد.

–

عملکرد بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده

بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده لایه ای محافظ بروی فلز تشکیل می دهد و جلوی خوردگی فلز را می گیرد. کرومات ها و نیتریت ها، از انواع بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده می باشند که یک فیلم اکسید به عنوان لایه محافظ روی سطح فلز تشکیل می دهند. این بازدارنده ها باعث اکسید شدن سریع یون های آهن تولید شده در واکنش آندی می شود و با تشکیل یک لایه اکسید بر روی سطح فلز که اکثرا از اکسید فریک هیدراته می باشد، مانع خوردگی می شوند.

لایه محافظ از نوع اکساید، متشکل از ذرات بسیار نرم و قطر لایه بسیار نازک می باشد و دارای خاصیت چسبندگی خوبی به سطح فلز است و به ندرت باعث کاهش هدایت حرارتی در مبدل ها می شود. بیشتر بازدارنده های خوردگی از این نوع خواص بازدارندگی در حد عالی نشان می دهند.

از جمله نقاط ضعف بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده که لایه محافظ آنها از نوع لایه اکساید میباشد ایجاد خوردگی محلی در صورت استفاده در غلظت های کم است. این نوع بازدارنده ها دارای مشکلات کاربردی نیز هستند به طور مثال، کرومات ها به شدت سمی و دور ریز آنها ممنوع می باشد. نیتریت ها، توسط باکتری های نیتریفیکاسیون، اکسید شده و در سیستم های خنک کننده به صورت نیترات در می آیند که هیچگونه اثرات بازدارندگی خوردگی ندارند.

–

بازدارنده های خوردگی محلول در آب هستند در حالیکه لایه ای که بر سطح فلز تشکیل میدهند و مانع از خوردگی فلز می شود غیر محلول در آب است. این لایه , لایه محافظ نامیده می شود. لایه محافظ بوسیله ی جلوگیری از هیدراسیون یون های فلزی و یا کاهش اکسیژن محلول در سطح فلز، از واکنش خوردگی ممانعت می کند.

–

پلی فسفات ها، در ابتدا تشکیل یک لایه مخافظ که ترکیبی از اکسید آهن و فسفات آهن می باشد در سطح فلز می دهند. سپس این ترکیبات با یونهای کلسیم موجود در آب ترکیب شده و تشکیل لایه فسفات کلسیم بر روی لایه اولیه می دهند. توسط روش های مختلف آنالیز مشخص شده است که پلی فسفات ها، لایه محافظی که خود متشکل از دو لایه می باشد بر روی سطح فلز تشکیل می دهند که این لایه ها دو نقش متفاوت را در روش بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده ایجاد می کنند.

لایه ی غنی از اکسید آهن و فسفات آهن در سطح کربن استیل باعث افزایش پتانسیل الکتریکی آن و حالت غیر فعال می شود و مانع از حل شدن فلز می گردد. لایه بالایی که فسفات کلسیم است مانع از انجام اکسیداسیون می گردد. لایه فسفات کلسیم باعث متفرق ساختن نفوذ اکسیژن به سطح کربن استیل نیز شده و همچنین باعث متفرق ساختن نفوذ یون های کلراید و سولفات به داخل فیلم می شود، در نتیجه لایه زیرین محافظ، از تخریب توسط این یون ها محفوظ می ماند. در صورت استفاده از مخلوط پلی فسفات ها و نمک های روی، به عنوان بازدارنده، لایه ی بالایی محافظ مخلوطی از فسفات کلسیم و روی می شود، اما لایه زیرین به ندرت تغییر ترکیب می دهد.

پلی فسفات ها به عنوان ماده بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده برای آبهای نرم و فاقد مواد معدنی مثل یون های کلسیم و روی، دارای خواص کمی می باشند. زیرا هیچ گونه لایه فسفات کلسیم تشکیل نمی شود و لایه اکسید آهن و فسفات در این شرایط مقاوم نمی باشد. تاثیرات بازدارندگی که توسط پلی فسفات ها بدست می آید نسبت به مواد بازدارنده که لایه محافظ اکسید تشکیل می دهد کمتر می باشد زیرا لایه فسفات کلسیم به طور معمول یکنواخت نبوده و نسبت به لایه اکسید متخلخل می باشد.

–

زمانی که برای دستیابی به خوردگی کمتر از میزان بالای پلی فسفات ها استفاده می شود، لایه های متخلخل تشکیل شده بسیار ضخیم می شود و موجبات رسوب را فراهم می کند. در این گروه مکانیزم بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده توسط اورتوفسفات ها و پلی فسفاتها شبیه به فسفات ها می باشد.

استتفاده از مخلوط فسفات ها و پلیمر های سبک محلول در آب به منظور تشکیل یک لایه غیر متخلخل از فسفات کلسیم در سطح فلز و ممانعت از رشد بیش از حد این لایه و ایجاد مشکلات رسوب، بسیار موثر است. جذب شدن پلیمر ها بر روی لایه ی فسفات کلسیم، میزان رشد این لایه را کاهش می دهد در نتیجه لایه فسفات کلسیم نازک و غیر متخلخل می شود و از رشد بیش از حد این لایه جلوگیری می کند.

مر کاپتو بنزو تیازول نوعی از بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده می باشد که با یون های فلز که بایستی محافظت شود تشکیل نمک های غیر محلول می دهد. این بازدارنده ها، در ناحیه آندی، یعنی جاهایی که فلز حل می شود و غلظت یون ها افزایش می یابد، تشکیل لایه محافظ می دهد. در این حالت رشد لایه محافظ بعد از تشکیل متوقف خواهد شد زیرا این لایه مانع از انحلال هر فلز جدید می شود بنا بر این به صورت رسوب  در نمی آید حتی اگر مقادیر بیش از حد بازدارنده استفاده شود.

بازدارنده هایی که به این روش عمل میکنند، اثرات بازدارندگی خوردگی عالی در مورد مس و آلیاژهای مس دارند. این بازدارنده خوردگی در مورد کربن استیل استفاده نمی شود. این نوع بازدارنده خوردگی در برج خنک کننده ای که در ساخت آن از کربن استیل استفاده می کنند، مناسب نیست. آمین ها از نوعی بازدارنده های خوردگی می باشند که تشکیل فیلم جذبی در سطح فلز می دهند. این لایه دارای گروه های عملکردی می باشد که قابلیت جذب در سطح فلز را  دارند و با جذب شدن در سطح فلزات تمیز، از طریق گروه های فعال خود مانع از نفوذ آب و اکسیژن محلول به سطح فلز می شوند، در آبهای خنثی مثل آب برج خنک کننده، این بازدارنده ها تاثیرات مطلوبی نشان نمی دهد زیرا سطح فلز تمیز نمی باشد بنابر این تشکیل لایه محافظ مشکل است.

جهت مطالعه بیشتر به مطلب ” خوردگی در برج خنک کننده ” و ” مکانیزم خوردگی در برج خنک کننده ” مراجعه فرمایید.

 

http://badrantahvie.com/corrosion-inhibitor-in-cooling-tower/