پایان نامه بررسی كنترل شیمیایی آب برج های خنك كن در 70 صفحه ورد قابل ویرایش 

برجهای خنك كن و كنترل شیمیایی آنها :

انتخاب منبع سرد تابع موقعیت جغرافیایی و اندازه واحد صنعتی است در كشتی‌ها ونقاط صنعتی كنار دریا و رودخانه ارزانترین منبع سرد آب دریا و رودخانه می باشد ولی در مناطقی كه از نظر سفره‌های آب زیرزمینی برداشت آب وجود داشته باشد (مناطق كم آب) ویا قیمت تمام شده آب نسبتاً زیاد است ، مناسبترین منبع سرد كننده هوا می‌باشد. آب بعنوان یك سیال واسط حرارت را از منبع گرم به منبع سرد (هوا) منتقل می‌نماید. خنك كردن آب وسیله‌ای است برای آنكه حجم معینی از آب را در یك سیكل گردانده و هر بار پس از استفاده از آن مجدداً برای استفاده بعدی آماده كرد. عواملی كه سبب شده از آب بعنوان یك سرد كننده صنعتی استفاده گردد عبارتند از :‌

• آب به مقدار زیاد در طبیعت وجود دارد وهمه جا یافت می شود ونسبتاً ارزان است.
• براحتی می تواند از جایی به جای دیكر منتقل شود.
• هر حجم آب می تواند مقدار قابل ملاحظه‌ای حرارت منتقل و یا جابجا كند
• تجزیه نمی شود.
• در نتیجه مبادله حرارت به مقدار زیاد منقبض و منبسط نمی شود.

خنك كردن آب توسط هوا از قدیم معمول بوده وبرای انجام شدن این تبادل حرارت كافی است آب را با هوا مجاور نمود. هر چه عمل مجاورت بهتر صورت گیرد انتقال حرارت از آب به هوا سریعتر و كاملتر انجام می یابد.

خنك شدن آب در اثر تماس با هوا به دو علت است یكی به مناسبت تبادل حرارت بین دو جسم سرد و  گرم (هوا و آب) ودیگری به علت آنكه از بخار آب اشباع نبوده ومولكولهای آب از فاز مایع به فاز هوا وارد شده ، یعنی عمل تبخیر صورت می‌گیرد و حرارت نهان تبخیر از خود آب اخذ می‌گردد وموجب نقصان درجه حرارت آب می‌شود. عمل تبخیر بمراتب مهمتر و مؤثرتر از انتقال حرارت عمل خنك‌كردن را انجام می‌دهد. برای تبخیر یك پاوند آب تقریباً 1000 B.T.U  حرارت لازم است وهمین 1000 B.T.U اگر از 100 پاوند آب گرفته شود 10 ^oF حرارت آن را كم می‌كند. بهمین علت برای خنك كردن آب بازاء هر 10 ^oF سردكردن یك درصد وزن آب تبخیر می شود. بعلاوه معادل 0.2 درصد نیز افت ریخت وپاش آب وجود دارد از این رو اگر آبی را از  120 ^oFبه 90 ^oF برسانیم 3.2 درصد از وزن آن كم می‌شود.

انواع سیستم های خنك كن :

سیستم‌های خنك كننده به سه گروه اصلی تقسیم‌بندی می‌شود :

• سیستم های گردشی بسته
• سیستم های گردشی باز با برج‌های خنك كن
• سیستم خنك كن گذرا

الف ) در سیستم چرخشی كاملاً بسته آب خنك‌كن از میان سیستم عبور كرده ، بدون اینكه هیچگونه آبی تلف شود به مخزن اصلی بر می‌گردد. بنابراین انتخاب بازدارنده مناسب و غلظت آن بدون هیچگونه محدودیت محیطی انجام می‌شود.

ب )  سیستم خنك كن باز از متداولترین سیستم‌های خنك كن می‌باشد در این سیستم در هر سیكل گردشی 3-1درصد آب تبخیر می‌شود. بنابراین غلظت نمكها باید در یك سطح معقولی حفظ شوند. برای این كار مقداری از آب تغلیظ شده را از سیستم خارج و آب تازه را جایگزین آن می‌كنند. از طرفی مواد شیمیایی استفاده شده در این سیستم‌ها به رودخانه‌ها و دریاچه‌ها ریخته می‌شود ، لذا ضروری است كه مواد شیمیایی مصرفی با محیط زیست سازگاری داشته باشد.

ج ) در سیستم خنك کن گذرا ، آب از داخل رودخانه دریا وغیره به داخل سیستم فرستاده شده و یك بار از داخل واحدهای خنك كننده عبور می‌كند وبه منبع اصلی خود برگشت داده می‌شود. بنابراین مصرف آب در این سیستم‌ها خیلی زیاد است. استفاده كردن مداوم از مواد شیمیایی از نظر اقتصادی محدود می‌باشد ضمن اینكه ملاحظات زیست محیطی نیز باید رعایت شود.

عاملهای مؤثر در طرح برجهای خنك كن تر :‌

1-   افت درجه حرارت (اختلاف دمای آب ورودی وخروجی از برج)

2-  اختلاف درجه حرارت بین آب خروجی و هوای ورودی (درجه حرارت هوای ورودی را معمولاً در طراحی ^oF 65  محاسبه می‌كنند).

3-   دمای تر محیط (The Ambient Wet Bulb Tempreture) اصولاً خنك‌كردن آب زیر این دما غیرممكن است.

4-   شدت جریان آب

5-   شدت جریان هوا

6-   نوع بست وبند برج (Packing Ring)

7-   روش پخش آب

اثر غلظت :

در حالیكه آب بطور دائم نبخیر میگردد غلظت املاح محلول در آب در گردش برج بالا می‌رود در رابطه زیر ضریب غلظت نشان داده شده است.

                                      مواد محلول در آب در گردش برج

   (Make  Up) مواد محلول در آب ورودی آب برج 

از آنجائیكه نمكهای كلرور حلالیت زیادی دارند غلظت یون كلر در  ورودی به برج  وآب در گردش معیار بسیارخوبی برای تعیین غلظت بوده است.

در اثر افزایش غلظت مواد محلول و مواد معلق در آب سیكل برجهای خنك كن و جلوگیری از افزایش آن باید مقداری از آن را تخلیه داد كه با آن آب بلودان (Blow Down) گفته می‌شودكمی ازآب برج بصورت ذرات ریزآب همراه با بخار آب و هوا كشیده می‌شود. این ذرات ریز تلف شده را Windage Loss گویند برخلاف آب تلف شده به صورت تبخیر كه باعث تغلیظ آب برج می‌گردد. مقدار Windage Loss بستگی به طراحی برج و قدرت مكش فنها و غیرو دارد امروز مقدار آن به 008/0 درصد آب در گردش برج رسیده است ولی به طور متوسط مقدار آن را بین 1/0 تا 3/0 درصد منظور می‌كنند آب Make  Up باید مقدار آب تلف شده به صورت تبخیر (E) و آب از دست رفته به صورت بلودان (B)و آب تلف شده به صورت Windage Loss را تأمین نماید :                                                           Make  Up = E + B + N

اطلاعاتی از قبیل اختلاف دما مقدار آب در گردش مقدارآب ورودی مقدار بلودان وكمبود آب در اثر تبخیر باید در طراحی برجهای خنك كن تر لازم می باشد.

انواع برجهای خنك كن تر

مهمترین آنها شامل :

1-   استخرهای خنك كن

2-    برجهای جوی (Atmospheric Towers)

3-   برج كشش طبیعی هذلولی (Natural Draught Hyperbolic Tower)

4-   برج كشش متقاطع

5-   برج كشش مكانیكی

موارد استفاده از برجهای خنك كن

بطور كلی برجها را برای خنك كردن آب خنك كن دستگاههایی كه ایجاد حرارت زیاد می‌كنند مورد استفاده قرار می دهند. در زیر چند نوع دستگاه كه احتیاج به آب برای خنك شدن دارندآمده است.

‌أ)       آب خنك كن كندانسور توربینها

‌ب)  كمپرسورها

‌ج)    سیلندر موتورهای تولید نیرو

‌د)      در صنایع ذوب و قالب‌گیری پلاستیك

برجهای خنك كن تر (سیستم OVF) نیروگاه طوس

برجهای خنك كن برای چهار واحد 150 مگاواتی طراحی گردیده كه قسمتهای مختلف واحدها را بشرح ذیل تغذیه می‌كند

A)   مبادله حرارت بین آب برج و مبدلهای زیر صورت می‌گیرد :

الف)كولرهای اختصاص داده شده به توربین ژنراتور هر چهار واحد عبارتند از :

     1- كولرهای روغن توربین شامل                             100% × 2

     2- كولرهای سیل روغن                                       100% × 2

     3- كولرهای هیدروژن ژنراتور                      25% × 4

     4- كولرهای هوای اكسایتر                          50% × 2

فهرست مطالب

عنوان                                                                                        صفحه

برجهای خنک کن و کنترل شیمیایی آنها .................................................................. 1

انواع سیستم های خنک کن.................................................................................... 2

عاملهای موثر در طرح برجهای خنک کن تر................................................................. 2

انواع برجهای خنک کن تر........................................................................................ 3

موارد استفاده از برجهای خنک کن تر......................................................................... 4

برجهای خنک کن تر (سیستم OVF) نیروگاه طوس.................................................... 4

شرایط طراحی برجهای خنک کن تر نیروگاه................................................................. 4

قطعات مختلف بکار رفته در برجهای خنک کن تر........................................................ 7

سیکل آب برجهای خنک کن نیروگاه ........................................................................ 8

میزان درین برج (Blow Down) در زمان بهره برداری................................................. 9

بهره برداری در شرایط نرمال (OVF)......................................................................... 10

پروسس شیمیایی بر روی آب برجهای خنک کن......................................................... 11

ضریب تغلیظ در سیستمهای خنک کننده گردشی باز.................................................... 11

تاریخچه استفاده از مواد شیمیایی در سیستمهای خنک کننده...................................... 14

بهره برداری اولیه از برجهای خنک کننده نیروگاه (OVF): شرایط شیمیایی..................... 16

علل خوردگی کولرهای سیستم (OVF) نیروگاه طوس................................................ 20

کنترل میکرواگارنیسمها در سیستم برجهای خنک کننده بازبرگشتی.............................. 20

مشکلات  ایجاد شده در سیستمهای برجهای خنک کننده بوسیله باکتریها....................... 22

Modification برجهای خنک کن نیروگاه طوس....................................................... 24

محلولهای ضد رسوب و خوردگی و متفرق کننده ها..................................................... 25

تعمیرات و راه اندازی شیمیایی.............................................................................. 27

کاربرد کلر در پالایش بیولوژیکی................................................................................ 28

غلظت گاز کلر و تاثیر آن بر روی افراد ...................................................................... 30

کلراتور.................................................................................................................. 35

اجکتور و سیکل آب محرک..................................................................................... 36

بازدارنده های خوردگی ............................................................................................ 37

عوامل موثر در بازدارندگی....................................................................................... 38

مکانیزم بازدارنده های خوردگی................................................................................. 43

پلی فسفاتها......................................................................................................... 44

Fielf Testing .................................................................................................... 46

سیستم کوپن گذاری در برجهای خنک کن تر نیروگاه .................................................. 47

روشهای بیان سرعت خوردگی................................................................................... 50

دستورالعمل ساخت محلولهای لازم جهت تست کوپن های برجهای خنک کن.................. 51

عکس های خوردگی در برجهای خنک کن .................................................................... 54