رشد جلبک در برج خنک کننده

صنعتی بدلیل استفاده پیوسته از آب، همواره در معرض رسوب و تشکیل بایو فیلم و خوردگی است. در این مطلب قصد داریم به ارایه توضیحاتی در خصوص رسوب در برج خنک کننده، دلایل آن و نحوه رسوب زدایی و کاهش تشکیل رسوب در کولینگ تاور بپردازیم.

رسوب کربنات کلسیم یا سختی آب چیست؟

آب مایعی است که می تواند انواع مواد معدنی را در خود حل نماید. با توجه به جنس خاک و بستر زمین، نمک های کلسیم (سختی آب) از مهمترین املاح آب محلول در آب هستند. در حالت کلی کلسیم محلول در آب به صورت بی کربنات کلسیم است.

بدلیل یک طرفه بودن این واکنش، پس از تشکیل رسوب و در صورت سرد شدن آب، رسوب های تشکیل شده مجددا به بی کربنات کلسیم تبدیل نمی شود.

به صورت کلی روشهای سختی گیری و رسوب زدایی برج خنک کننده، به این شرح است:

1- رسوب زدایی و سختی گیری آب برج خنک کن به کمک مواد شیمایی
2- سختی گیر رزینی برج خنک کن
3- دستگاه RO یا اسمز معکوس برای کولینگ تاور
4- سختی گیر الکترو مغناطیس برج خنک کننده
5- دستگاه ضد رسوب و سختی گیر نسل جدید (بر پایه تغییر ساختار کریستالی) ری موج
مشکلاتی که بر اثر رسوب در برج خنک کننده – کولینگ تاور ایجاد می شود عبارت است از :
1- کاهش راندمان تبخیر و کاهش ظرفیت برج خنک کن
2- گرفتگی و بسته شدن پکینگ کولینگ تاور
3- ایجاد رسوب در نازل برج خنک کننده و گرفتگی آن
4- گرفتگی لوله های متصل به برج خنک کننده
5- افزایش مصرف آب و برق در برج خنک کن

بدین ترتیب رسوب، تشکیل بایو فیلم و جلبک می تواند علاوه بر کاهش راندمان خنک کاری کولینگ تاور، موجب بروز مشکلات فراوانی در سیستم پکینگ برج خنک کننده گردد.
نگهداری و تعمیرات مناسب و به موقع کولینگ تاور، آنالیز پیوسته سیکل خنک کاری و استفاده از می تواند تاثیر قابل توجهی در کاهش رسوب داشته باشد که در ادامه این مطلب، توضیحاتی در خصوص هر یک از این موارد ارایه خواهیم نمود.

بیو فیلم چیست(نقش جلبک و بیو فیلم در عملکرد برج خنک کننده)

بیو فیلم Bio film مجموعه ای از میکرو-ارگانیسم است که امکان رشد بر روی سطوح را دارد. میکروارگانیسم هایی که بیوفیلم را تشکیل می دهند می توانند جزو قارچ ها، باکتری ها یا آغازیان باشند.
برخی انواع بیو فیلم می توانند بر سطوح مرده نظیر مواد معدنی و فلزات رشد کنند. این نوع بیو فیلم در کولینگ تاورهای صنعتی به وجود می آید. یکی از مهمترین اجزا این نوع بیو فیلم، است. همانگونه که در مطالب قبلی توضیح داده شد باکتری لژیونلا می تواند خطرات فراوانی را برای سلامتی افرادی که مجاورت برج خنک کننده کار می کنند ایجاد نماید.
شایان ذکر است لژیونلا در دماهای بالای 55 درجه سانتیگراد، به مرور زمان از بین می رود و در دمای بالای 70 درجه سانتیگراد نیز به صورت کامل می میرد.
طبق نتایج حاصل از تحقیقات پژوهشگران محترم حسن تیرانداز، رفعت کاوه آهنگر ،عبدالرسول حیدریان و مجید سهیلی از گروه پژوهش میکروبیولوژی و بیوتکنولوژی، پژوهشکده محیط زیست و بیوتکنولوژی، پژوهشگاه صنعت نفت، وضعیت باکتری در داخل آب کولینگ تاور برخی از پالایشگاه های کشور، بالاتر از میزان مجاز بوده و می تواند خطرات زیادی را برای افراد ایجاد نماید.

برای جلوگیری از تشکیل و رشد بیو فیلم در کولینگ تاور روش های متعددی استفاده می شود. بهترین گزینه برای جلوگیری از رشد بایو فیلم یا میکرو ارگانیسم ها در برج خنک کننده، تصفیه آب ورودی میک-آپ و سرویس های دوره ای می باشد. شایان ذکر است در برخی موارد اضافه کردن کلر به آب کولینگ تاور موجب ایجاد شوک شده و به از بین رفتن بیو فیلم ها خواهد انجامید.

بالا بودن سختی آب و تشکیل رسوب در پکینگ، چه ضرری برای برج خنک کننده دارد؟

زمانی که فیلینگ یا پکینگ بر اثر رسوب گرفته شود، تبخیر آب در برج خنک کننده کاهش پیدا می کند. بنابراین اولین اثر رسوب پکینگ، کاهش ظرفیت برودتی و سرمایشی Cooling tower است. مشکل دیگر این است که پس از مسدود شدن و گرفتگی فیلینگ و پکینگ، افت فشار هوا در برج خنک کننده افزایش پیدا می کند و موتور و فن تحت فشار قرار می گیرند. در نتیجه مصرف برق افزایش پیدا خواهد کرد.

علاوه بر این موارد پکینگ فیلم پی وی سی معمولا بر اثر رسوب و خوردگی به مرور زمان ترد و شکننده می شود و تکه های پکینگ به داحل حوضچه کولینگ تاور می ریزد. این قسمت های کنده شده پکینگ به مرور زمان مسیر لوله ها و سیستم خنک کاری را مسدود می کنند و می توانند خسارات بسیار زیادی را برای کارخانه ها به همراه داشته باشند.
یکی از روش های جلوگیری از رسوب در برج خنک کننده، خرید و نصب است. علاوه بر این برای اطمینان از عدم گرفتگی و عمر بالای مجموعه سرمایش، می توان از استفاده کرد.

روش انتخاب پکینگ برج خنک کننده بر اساس سختی آب چیست؟

برای اینکه فیلینگ برج خنک کننده به مرور زمان دچار گرفتگی نشده و راندمان تیخیر کولینگ تاور کم نشود، باید برای هر شرایط آبی از پکینگ مخصوص آن شرایط استفاده کرد. به عنوان مثال استفاده از پکینگ فیلم لانه زنبوری گام 12 میلیمتر برای آب های سخت و آب چاه کاملا اشتباه است. در چنین شرایطی سوراخ های پکینگ به سرعت گرفته می شوند و دمای آب خروجی  بالا می رود که می تواند به خط تولید، کوره القایی، خط نورد، چیلر و … صدمات زیادی بزند و هزینه بالایی بابت از کار افتادن مجموعه ایجاد نماید. در کل پکینگ های فیلم برای آبهای با سختی کم مناسب هستند. برای مشاوره در زمینه انتخاب پکینگ برج خنک کن با توجه به شرایط آب می توانید با ما تماس بگیرید.

رسوب در برج سیکل بسته کویل دار چه مشکلی ایجاد می کند؟
یکی از سوالاتی که از ما پرسیده می شود این است که آیا رسوب فقط در کولینگ مدار باز ایجاد می شود. در پاسخ به این سوال باید بگوییم اتفاقا خطر کاهش راندمان بر اثر رسوب روی کویل، در بسیار بیشتر است.

توضیح اینکه اگرچه آب داخل کویل درون یک سیکل و مسیر بسته جریان دارد، اما آبی که بر روی کویل پاشیده می شود و تبخیر می گردد، باعث ایجاد رسوب روی لوله های گالوانیزه یا مسی خواهد شد. ایجاد لایه های کربنات کلسیم به همراه مواردی مثل لجن روی لوله کویل، مقدار انتقال حرارت را به شدت کم می کند و در نتیجه راندمان کولینگ تاور کم می شود. در تصویر زیر خوردگی و رسوب را بر روی کویل گالوانیزه برج خنک کن مشاهده می کنید.

تصویر نمونه کویل گالوانیزه سرد یک برج خنک کننده که به خاطر کیفیت پایین زنگ زده و رسوب گرفته
تاثیر ایجاد رسوب روی لوله های کویل مسی، از گالوانیزه هم بیشتر است. زیرا کویل مس ابعاد کوچکتری از نمونه استیل و آهنی دارد. به همین خاطر لایه های رسوب مقدار انتقال حرارت را شدیدا کم می کنند. در تولید برج خنک کننده  ازحرارت بسیار زیادی جهت استحکام ان استقاده میشود
مشکل دیگری که در برح مدار بسته وجود دارد این است که شستشوی کویل با مواد شیمیایی باعث آسیب دیدن و خوردگی و حتی سوراخ شدن لوله کویل خواهد شد. بهترین گزینه برای بالا بردن راندمان و جلوگیری از ایحاد سختی و رسوب روی لوله های کویل برج خنک کننده مدار بسته، است.