اهمیت بکارگیری پکینگ در برج خنک کن
حیاتی بودن پکینگ در عملکرد کولینگ تاور زمانی مشخص می شود که سیستم دچار رسوب و گرفتگی می شود. با ایجاد لایه های رسوب و کاهش سطوح تبادل حرارت در پکینگ ها یا فیلینگ های خنک کننده راندمان سیستم دچار افت می شود. افت راندمان در برج خنک کننده فلزی با افزایش دمای آب سرد خروجی مشهود می شود. در بین اجزای داخلی برج خنک کننده مهمترین و اساسی ترین بخش، پکینگ یا سطوح خنک کننده می باشد که وظیفه ایجاد سطح تبادل حرارت را بر عهده دارد.
توضیحات بیشتر در خصوص پکینگ برج خنک کننده
پکینگهای برج خنک کننده انواع مختلفی دارند و با توجه به نوع طراحی و کارکرد مورد کاربرد قرار می‌گیرند. پکینگ علاوه بر کاربری در برج خنک کننده در سایر تجهیزات همانند اسکرابر (برج اسید) نیز بکار می‌روند. کاربری پوشالهای مشبک در سیستم های تبخیری بسیار حائز اهمیت می باشد. در واقع اصول طراحی یک اسکرابر و کولینگ تاور بر پایه کاربری پرکننده (fill) یا پکینگ نهاده شده است.
فیلینگ داخلی در یک برج اسید یا اسکرابر وظیفه خنک کردن اسید و در برج وظیفه سرد کردن آب را عهده‌دار است. البته از پکینگ در یک کاربری دیگر در چربی گیرها و تصفیه خانه ها استفاده می شود. در این مدل کاربری از پوشالهای پرکننده در جهت ایجاد سطح جهت نشست کردن آلاینده ها (چربی و لجن) استفاده می‌گردد.
انواع پکینگ های برج خنک کننده
- پکینگ فیلمی یا لانه زنبوری
- پکینگ اسپلش یا پاششی
پکینگ های اسپلش سطح تبادل انرژی کمتری نسبت به انواع مدل فیلمی دارند ولی در عوض رسوب کمتری می گیرند. رسوب زدایی پکینگ های اسپلش نیز نسبت به نوع لانه زنبوری یا فیلمی بسیار آسان تر می باشد. البته پکینگ های فیلمی با چسب های مخصوص به صورت بلوک تولید می شود ولی پکینگ های اسپلش قالباً به صورت جوشی یا یک تیکه تولید می شوند.
انواع مدل های رایج پکینگ در کولینگ تاور
پکینگ لانه زنبوری برج خنک کننده کوره القایی از دو متریال پلمیری PVC و PP(پلی پروپیلن) تولید و عرضه می گردد. کاربرد پکینگ های PVC برج خنک کننده نسبت به نوع PP به دلیل مقرون به صرفه بودن آن امروزه بیشتر می باشد. پکینگ های فیلمی نیز با توجه به نوع گام یا فاصله بین ورق های مورب در چند گرید مختلف دسته بندی می شود.
از رایج ترین مدل های پکینگ گام 12، گام 14، گام 19، گام 23 و گام 30 می باشد. به هر میزان گام پکینگ های فیلمی بیشتر باشد فاصله ورق های مورب بیشتر شده و پکینگ سطح ویژه کمتری خواهد داشت. بنابراین کاهش گام پکینگ سبب افزایش سطح انتقال حرارت بین آب و هوا می باشد. از طرفی دیگر کاهش بیش از حد گام سبب رسوب و گرفتگی زیاد پکینگ در دوره‌ی کوتاهی می شود.
بنابراین انتخاب گام پکینگ در بازه‌ی استاندارد یکی از مهمترین اصول طراحی سازنده کولینگ تاور می باشد. قالباً در انواع برج های خنک کننده از پکینگ های گام 19 و گام 14 استفاده می شود و گام 12 نیز در شرایط محدود مورد کاربرد قرار می گیرد. از پکینگ های گام 23 تا 30 نیز بیشتر در سیستم های تصفیه خانه فاضلاب جهت رشد باکتری های مفید استفاده می‌کنند.
مزایای استفاده پکینگ لانه زنبوری PP
- مقاومت دمایی بالاتر پلیمر پلی پروپیلن (PP) نسبت به پلیمر پلی ونیل کلراید (PVC)
- قابلیت اسیدشویی پکینگ های لانه زنبوری PP در هر دوره آورهال برج خنک کننده
- استفاده از جوش جرارتی به جای چسب در پکینگ های لانه زنبوری پلی پروپیلن
- طول عمر بالاتر و عدم نیاز به تعمیر و نگهداری دشوار و تعویض سالیانه
این موضوع در واقع سبب شده که این مدل پکینگ های برج خنک کننده ساز و کار متفاوتی با هم نوعان خود داشته باشند. قالب بیشتر پکینگ های اسپلش از متریال پلی پروپلین (PP) تولید می شود. ظاهر پکینگ های نت اسپلش همانند پکینگ های فیلمی بلوکی شکل بوده و در ابعاد 100 در 30 درارتفاع 30 سانتی متر تولید و عرضه می گردد. اتصال ورقه های این مدل پکینگ برج خنک کننده به صورت پیم (نر و مادگی) می باشد.
مزایای پکینگ نت اسپلش برج خنک کن
- قابلیت شستشو با اسید و رسوب زدایی آسان
- رسوب گرفتگی پایین تر به دلیل عدم وجود سطح رسوب گذاری
- تحمل دمایی آب داغ با دمای 90تا 95 درجه سانتی گراد
- نصب آسان به دلیل ساختار شبکه ای و بلوکی
- وزن بسیار پایین و تعویض و جابجایی آسان در برج خنک کننده
- پکینگ رندوم اسپلش یا پال رینگ
ساختار ظاهری این مدل پکینگ به شکل استوانه های کوچک به قطر 1 ، 2 و 3 اینچ می باشد. این استوانه ها دارای 12 پره بوده و ارتفاع آنها نیز بین 2 تا 7 سانتی متر متغیر می باشد. متریال غالب انواع پکینگ های استکانی یا پال رینگ از متریال پلی پروپیلن R220 می‌باشد. سطح تبادل حرارت مدل های مختلف پال رینگ معادل با 110 الی 170 متر مربع در متر مکعب می باشد.
مزایای پکینگ پال رینگ برج خنک کن
- قابلیت شستشو با اسید و رسوب زدایی آسان
- رسوب پذیری بسیار پایین تر نسبت به مدل های فیلمی
- نصب آسان و تعویض آسان
- عملکرد مناسب در برابر آب های داغ
- تحمل دمای آب داغ تا حدود 85 درجه سانتی گراد
- بدون جوش و چسب و دارای دوام بالا
این مدل پکینگ در دو تیپ قطره گیر و ساده تولید و طراحی می شود. نوع ساده این تیپ پوشال کولینگ تاور متشکل شده از صفحات شانه تخم مرغی به ضخامت 500 میکرون می باشد. ضفحات و شیت های پکینگ به صورت نر و مادگی و توسط چسب به یکدیگر اتصال می یابد. قالب بلوکی این مدل پکینگ در ابعاد های 60 در 30 در 100 و یا 100 در 50 در ارتفاع 50 سانتی متر تولید می گردد. گرید متریال تولیدی این محصول قالباً از پلیمر PVC می باشد.
مزایای پکینگ شانه تخم مرغی برج خنک کن
- قابل کاربری در انواع کولینگ تاور کراس فلو
- مقاومت بالا در برابر رسوب و گرفتگی
- مقاومت مناسب در برابر آب گرم (دمای کاری ماکزیمم 65 درجه سانتی گراد)
- دارای سطح ویژه مطلوب و نصب آسان
- نوع قطره گیر سبب کاهش هزینه های ناشی از نصب قطره گیر می شود.
- نوع گرید سفید این مدل قابلیت آنتی یووی دارد.
- قابلیت افزودن آنتی باکتریال با افزودن ذرات نانو روی و نانو نقره
پکینگ گرید اسپلش
آب های کثیف در پتروشیمی ها و نیروگاه ها سبب گرفتگی های شدید در بخش پکینگ یا پوشال های داخلی کولینگ تاور می گردد. عدم توجیه اقتصادی استفاده از سیستم های تصفیه آب سبب شده است که کاربری این مدل پکینگ (گرید اسپلش) در بسیاری از پتروشیمی ها رایج و مرسوم باشد. پکینگ های گرید اسپلش دارای عملکرد پاششی بوده و سطح تبادل زیادی ندارند. سطح تبادل حرارت این مدل پکینگ قالباً بین 65 تا 75متر مربع در متر مکعب می باشد که در مقایسه با نوع آبشاری یک سوم می باشد.
مزایای پکینگ گرید اسپلش برج خنک کن
- بسیار مناسب برای آب های کثیف و آلوده
- نصب و تعویض بسیار آسان
- عدم وجود جوش و چسب در ساختار بلوکی و دوام بسیار خوب
- تحمل دمایی بسیار بالا تا دمای 120 درجه سانتی گراد به صورت موقت
- قابلیت اسیدشویی و رسوب گرفتگی بسیار مطلوب
- مناسب برای کاربری های صنعتی و قابل استفاده در برجهای جریان مخالف
پکینگ تیوب اسپلش برج خنک کننده
پکینگ های تیوب اسپلش بیشتر در انواع برج خنک کننده گرد یا سیمانی مورد کاربرد قرار می گیرد. وزن زیاد این مدل پکینگ از جمله معایب اصلی این مدل مدیا به شمار می آید. ابعاد این مدل پکینگ 50 در 50 در 50 سانتی متر می باشد و متریال اصلی این مدل پلیمر PP می باشد. ضخامت تیوب های به کار رفته در تولید این مدل مدیا بین 800 الی 1200 میکرون می باشد.
مزایای پکینگ تیوب اسپلش برج خنک کن
- مناسب برای آب هایی با TDS بالا (آب های کثیف و پالایشگاهی)
- رسوب پذیری کم در مقابل تبخیر آب مخصوصاً آب های سخت (آب با املاح سنگین یا TH بالا)
- قابلیت تعویض و شستشو آسان به دلیل داشتن ساختار بلوکی مانند
پکینگ رولی
پکینگ رولی یا مدیای رولی یکی از انواع رایج پکینگ در دسته بندی پکینگ های فیلمی یا آبشاری به شمار می آید. پکینگ رولی برج خنک کننده قالباً در انواع کولینگ تاور مدور به کار برده می شود. قطر این مدل پکینگ های رولی از 120 سانتی متر تا 300 سانتی متر به صورت یک تیکه تولید می گردد. به منظور رول کردن این مدل پکینگ از یک محور به قطر لوله ورودی کولینگ تاور استفاده می شود. ورق های تولید شده مدیا در این روش مستقیماً از دستگاه اکسترودر به دور لوله مخصوص پیچیده می شود.
تراکم پکینگ و سطح ویژه این مدل مدیا بین 150 الی 250 متر مربع در هر متر مکعب تنظیم می شود. متریال ورق های به کار رفته در تولید این مدل پکینگ 350 الی 450 میکرون می باشد و گرانول مصرفی در تولید این ورق ها از نوع پلیمر PVC می باشد. در این مدل پکینگ از چسب های هگزانول استفاده نمی شود و قالباً این نمونه مقاومت بیشتری نسبت به نوع بلوکی گام 19 و 14 دارد.
پکینگ توربو اسپلش
توربو اسپلش نوع دیگری از پکینگ مدیا در برج خنک کننده محسوب می شود که وظیفه ایجاد سطح انتقال حرارت را در انواع کولینگ تاور بر عهده دارد. پکینگ توربو اسپلش ساختاری مشابه چوب های اشباح در کولینگ تاور های قدیمی دارد و از سطح موثر کمی برخوردار است.
جریان آب در برخورد با تیغه های پکینگ توربو اسپلش به صورت هشتی به سمت پایین حرکت می کند و لایه لایه در تماس با تیغه های توربو قرار می گیرد. تیغه های پکینگ های توربو اسپلش به صورت یک تیکه بوده و بر روی المان های اسپیسر معین قرار می گیرد. ارتفاع چیدمان این مدل پکینگ گاهاً به 150 سانتی متر نیز می رسد.
انواع کاربری پکینگ در تجهیزات صنعتی
این بخش در کولینگ‌تاور یک شبکه منظم یا نامنظم از پوشال‌هایی است که سطح بسیار زیادی را جهت ریزش آب فراهم می‌کند. شبکه متراکم پکینگ‌ها در برج خنک کننده را تحت عنوان پرکن یا فیلینگ (fill) نیز می‌شناسیم. پکینگ‌ها در تجهیزات صنعتی مختلفی مورد کاربرد قرار می‌گیرند. هدف استفاده از پکینگ در برج خنک کننده ایجاد سطح مفید برای تماس آب گرم و هوای سرد محیط بیرون می‌باشد. به پکینگ در برج سطوح خنک کننده نیز گفته می‌شود.
- پکینگ اسکرابر یا برج خنک کننده اسید
اسکرابر یا برج خنک کننده اسید دستگاهی برای خنک کردن اسید و استخراج اسید از مخلوط هوا و بخار می‌باشد. پکینگ در اسکرابر به صورت پال رینگ یا راشینگ رینگ جهت ایجاد سطح تماس بین اسید و هوای محیط مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این نوع از کاربری پکینگ این تجهیز به صورت پال رینگ یا استکانی با متریال سرامیک یا استیل مورد کاربر قرار می‌گیرد.
- پکینگ یا پد سلولزی در کولرهای صنعتی و کولرهای سلولزی
کولرهای صنعتی با هدف شرجی کردن و افزایش رطوبت هوا قالباً از پدهای سلولزی در سیستم خود استفاده می نمایند. پدهای سلولزی در واقع عملکردی مشابه پکینگ در کولینگ تاور دارد که هدف اصلی آن افزایش ارتباط تماسی بین هوا و آب می باشد. پدهای سلولزی شکلی لانه زنبوری داشته و قالباً از متریال PVC یا HDPE تولید می گردد.