برج خنک کننده صنعتی

کولینگ تاور یا برج خنک کننده، یک منبع مهم برای تولید آب سرد در صنایع مختلف مانند فولاد، پتروشیمی، تزریق پلاستیک، صنایع سیمان و چوب است. عملکرد برج خنک کننده صنعتی تا حدی متفاوت از کاربردهای تهویه مطبوع و خنک‌کننده‌های چیلر است. در بیشتر صنایع بزرگ، تولید به صورت 24 ساعته و پیوسته انجام می‌شود و به همین دلیل همواره نیاز به برج خنک کننده است که با استفاده از استانداردهای لازم، خنک‌کاری تجهیزات دیگر را انجام دهد.

ارتباط صنعت با برج خنک کننده

در ادامه به برخی از سوالات کلیدی مرتبط با برج خنک کننده صنعتی و انواع آن‌ها پاسخ خواهیم داد:

1. چرا در صنعت از برج خنک کننده استفاده می‌شود و آیا جایگزین بهتری وجود دارد؟

پاسخ به این سوال متناسب با دیدگاه‌های مختلف متفاوت است. بدون شک، چیلرهای تراکمی یا جذبی و همچنین کندانسورهای هوایی (ایرکولر) جایگزین‌های مناسبی برای برج خنک کننده صنعتی محسوب می‌شوند. یکی از مزایای استفاده از برج خنک‌کننده، کاهش هزینه‌های اولیه طراحی سیستم سرمایشی در صنعت است. بسیاری از صنایع مانند صنعت فولاد، بخش عمده‌ای از سرمایه خود را صرف خرید تجهیزاتی مثل کوره‌های ذوب و قوس می‌کنند و به همین دلیل پرداخت قیمت‌های بالایی برای خرید چیلر یا ایرکولر برای آنها توجیهی ندارد.

2. مصرف انرژی (آب و برق) چه تأثیری در انتخاب برج خنک کننده در صنایع دارد؟

مصرف انرژی (آب و برق) یکی از عوامل مهم در انتخاب برج خنک کننده در صنایع است، در بسیاری از مناطق اقلیمی در ایران، تأمین آب مورد نیاز برای برج خنک‌کن مشکل است. در این شرایط، استفاده از چیلر، با مصرف انرژی برق بالا، به عنوان راهکار جایگزین در نظر گرفته می‌شود.

در بسیاری از مناطق کشور، برای تامین آب جبرانی در برج‌های خنک‌کننده مورد استفاده در صنایع، قبل از آنکه آب به چیلرها یا دستگاه‌های دیگر ارسال شود، از طریق یک فرآیند خنک‌کننده، حرارت آب را کاهش می‌دهد. این فرآیند باعث تبخیر یک بخش کوچکی از آب در برج می‌شود و این آب توسط باد یا از طریق یک سیستم پمپاژ به برج بازگردانده می‌شود. این امر منجر به کاهش مصرف آب در مقایسه با چیلرها می‌شود و به همین دلیل استفاده از برج خنک کننده در بسیاری از مناطق کشور رایج است و با توجه به کاهش هزینه‌های اقتصادی، مورد توجه قرار می‌گیرد.

با توجه به این توضیحات، می‌توان گفت که استفاده از برج خنک کننده صنعتی در صنایع مختلف دارای مزایا و توجیه اقتصادی است. البته در برخی موارد خاص، ممکن است استفاده از سایر گزینه‌های خنک‌کننده مناسب‌تر باشد، اما در کل، برج خنک‌کننده به عنوان یک راهکار موثر و پرکاربرد در صنایع استفاده می‌شود.

وظیفه کولینگ تاور در صنعت

برج خنک کننده در صنعت وظیفه‌های مهمی را ایفا می‌کند. به عنوان مثال، در صنایعی مانند بویلر، دستگاه تزریق و کوره‌های القایی، کولینگ تاور به منظور تعدیل دمای منابع حرارتی و ماشین آلات سنگین استفاده می‌شود.

در کوره‌های القایی که بعد از فرآیند ذوب گیری نیاز به تبادل حرارت با محیط بیرون دارند، برج خنک‌کننده وظیفه انتقال حرارت به محیط را بر عهده دارد. هوای اطراف کوره توانایی دفع حجم بزرگی از گرما را ندارد، اما با استفاده از آب به عنوان سیال خنک‌کننده با ظرفیت گرمایی بالا، گرمای تولید شده توسط کوره را جذب کرده و به برج خنک‌کننده منتقل می‌کند. سپس آب خنک‌شده به کوره بازمی‌گردد تا فرآیند تبادل حرارت را تکرار کند.

در صنعت تزریق پلاستیک نیز، در حین چرخه تزریق مواد پلاستیکی، بخش قالب باید با سرعت خنک شود تا قطعه نهایی تولید شود. برای سرد کردن قالب و همچنین خنک‌کاری روغن گردشی در دستگاه تزریق، از برج خنک‌کننده صنعتی یا چیلر با خنک‌کننده آب استفاده می‌شود. این دستگاه‌ها با استفاده از آب خنک‌شده، حرارت تولید شده را از قالب و روغن گردشی جذب کرده و آنها را خنک می‌کنند.

به طور کلی، برج خنک‌کننده در صنایع مختلف وظیفه تعدیل و کنترل دما و حرارت را انجام می‌دهد تا عملکرد صحیح و بهینه ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی را تضمین کند.

خنک کردن تجهیزات صنعتی

یکی از ویژگی‌های خاص آب در خنک کردن تجهیزات صنعتی، ظرفیت گرمایشی ویژه بالای آن است. ظرفیت گرمایشی ویژه یک سیال، قابلیت آن در جذب و دفع انرژی گرمایشی را نشان می‌دهد و آب با بالاترین ظرفیت گرمایشی در بین مایعات، یک گزینه بسیار مناسب برای خنک کردن ماشین‌آلات صنعتی است.

اما سوال مهمی پیش می‌آید: اگر ظرفیت گرمایشی آب بسیار بالاست، چرا در برخی موارد از روغن برای جذب حرارت استفاده می‌شود؟

در واقع، استفاده از سیالات دیگر مانند روغن در برخی موارد صنعتی به دلایل دیگری نیز صورت می‌گیرد. علاوه بر جذب گرما، سیال روغن وظیفه کاهش اصطکاک بین قطعات و بلبرینگ‌ها را در موتورهای صنعتی بر عهده دارد. بنابراین، در سیستم‌هایی که از روغن برای روانکاری موتورها استفاده می‌شود، از آب جهت دفع حرارت روغن به محیط استفاده می‌شود. در این حالت، آب با گردش در یک مبدل حرارتی مانند پوسته لوله یا صفحه، گرما را از روغن جذب کرده و توسط برج خنک‌کننده آن را به محیط بیرون منتقل می‌کند.

کاربرد برج خنک کننده صنعتی

در صنایع مختلف، برج خنک کننده صنعتی در انواع کاربردهای زیر استفاده می‌شود:

1. خنک‌کاری بخش قالب دستگاه تزریق پلاستیک بادی.
2. سردکاری قسمت قالب یا روغن ماشین تزریق پلاستیک روغنی.
3. تنظیم دمای کوره القایی در فرآیند ذوب فلزات در بخش‌های مختلف بوته، تابلو و سایر تجهیزات جانبی کوره.
4. تعدیل دمای چیلرهای آبی یا جذبی در تمامی کارخانجات بزرگ با تهویه مرکزی.
5. تنظیم دمای روغن هیدرولیک در گیربکس‌های صنعتی در کلیه صنایع سنگین و ماشین‌سازی.
6. خنک‌کاری روغن هیدرولیک در مبدل‌های پوسته و لوله توسط آب سرد، مانند دستگاه پرس هیدرولیک.
7. کاهش دمای روغن‌های حرارتی، مانند روغن ترانس و یا روغن‌های مینرال، در کاربردهای خنک‌کاری ماینرهای بیت کوین و غیره.
8. کاهش دمای هوای داغ تولید شده در کمپرسورهای هوا در نیروگاه‌های مولد برق و نیروگاه‌های توزیع انرژی الکتریسیته.
9. تنظیم دمای اسید سولفوریک در مبدل‌های استنلس استیل پس از فرآیند رقیق‌سازی در کارخانه‌های باطری‌سازی.

با استفاده از برج خنک‌کننده در این کاربردها، دمای سیالها و مواد را کنترل می‌کنند و به خنک‌کردن و تنظیم دما کمک می‌کنند.

کاربرد در صنعت پلاستیک

کاربرد برج خنک کننده در صنعت تزریق پلاستیک بسیار مهم است. صنعت تزریق پلاستیک یکی از صنایع اصلی تولید قطعات پلاستیکی و پلیمری در سراسر جهان است. دستگاه‌های تزریق پلاستیک در دو نوع بادی و روغنی برای تزریق مواد گرانول به قالب‌های خاص استفاده می‌شوند. یکی از وظایف اصلی برج خنک‌کننده در این صنعت، خنک‌کاری قالب تزریق مواد با استفاده از آب است.

در صنعت تزریق پلاستیک، چرا نیاز به برج خنک کننده وجود دارد؟

در پاسخ به این سوال، باید گفت که وقتی مواد گرانولی وارد قسمت قالب دستگاه تزریق می‌شوند، دما بسیار بالا می‌رود. سپس مواد گرانولی داخل قالب حرارت می‌بینند و نیاز به خنک شدن دارند تا محصول نهایی شکل بگیرد. خنک‌کردن مواد گرانولی در قالب به کمک انتقال گرما به محیط اطراف انجام می‌شود و این وظیفه بر عهده برج خنک‌کننده دستگاه تزریق است.

تمامی دستگاه‌های تزریق پلاستیک دارای ورودی و خروجی با اندازه مشخصی برای گردش آب در سیستم برج خنک‌کننده هستند. در برخی موارد، دستگاه تزریق دارای دو ورودی و خروجی آب است (یکی برای خنک‌کردن قالب و دیگری برای خنک‌کاری روغن). این نوع دستگاه را تزریق پلاستیک روغنی می‌نامند.

چگونه می‌توان ظرفیت مورد نیاز برج خنک‌کننده در سیستم‌های تزریق پلاستیک را برآورد کرد؟

ظرفیت خنک‌کننده برج خنک‌ کن در صنعت تزریق پلاستیک به سایز اتصالات ورودی و خروجی و نوع دستگاه تزریق پلاستیک وابسته است. با توجه به اندازه اتصالات خنک‌کننده سیکل قالب و روغن در دستگاه تزریق، می‌توان به راحتی میزان گردش آب مورد نیاز برای خنک‌کردن این دستگاه را محاسبه کرد. با محاسبه دبی آب در گردش در برج خنک‌کننده و رعایت استانداردهای مشخص، می‌توان به راحتی ظرفیت برجنری خنک‌کننده در صنعت تزریق پلاستیک را محاسبه کرد.

کاربرد در صنعت نفت و پتروشیمی

در صنعت نفت و پتروشیمی، برج خنک کننده نقش مهمی در خنک کردن نفت و پروسه‌های مرتبط با آن ایفا می‌کند. در پالایشگاه‌های نفت خام و واحدهای تقطیر، هدف اصلی برج خنک کننده خنک کردن نفت به دماهای پایین‌تر به صورت پلکانی است. این امر به منظور جداسازی فراکشن‌های مختلف نفت و تبدیل آنها به محصولات نفتی مختلف انجام می‌شود. نفت خام در برخی موارد دماهای بسیار بالاتر از ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد را نیز داراست و برای خنک کردن آن از آب در برج تقطیر استفاده می‌شود. برج خنک‌کننده مورد نیاز برای تأمین آب خنک در برج تقطیر به منظور خنک کردن نفت، توسط برج خنک‌کننده یا کولینگ تاور فراهم می‌شود.

دلیل افزایش استفاده از برج خنک کننده در صنعت پتروشیمی به علت چهار عامل اصلی است:

1. افزایش تولید: با افزایش تولید نفت و گاز در کشورها، صنعت پتروشیمی نیاز بیشتری به سیستم‌های آب خنک دارد. برج خنک‌کننده به عنوان یکی از اجزای اصلی سیستم خنک کننده در این صنایع، توانایی تأمین آب خنک مورد نیاز را دارد.

2. مصرف آب کمتر: استفاده از برج خنک‌کننده هیبریدی کم مصرف، امکان کاهش مصرف آب کولینگ تاور را فراهم می‌کند. این نوع برج خنک‌کننده با بهره‌گیری از تکنولوژی پیشرفته، بهبود در کارایی مصرف آب و کاهش رسوب و گرفتگی در سیستم‌های خنک کننده را ارائه می‌دهد.

3. بهره‌وری بالا: برج خنک‌کننده هیبریدی کم مصرف، به دلیل بهبود کارایی در خنک کردن آب و کاهش انرژی مصرفی، باعث افزایش بهره‌وری در صنعت نفت و پتروشیمی می‌شود.

4. حفاظت از محیط زیست: با بهینه‌سازی مصرف آب و کاهش مقدار آب که در سیستم‌های خنک کننده استفاده می‌شود، برج خنک‌کننده هیبریدی کم مصرف به حفظ منابع آب و کاهش تأثیرات زیست محمحیطی کمک می‌کند.

کاربرد در صنایع فولاد و ذوب

برج خنک‌کننده در صنایع فولاد و ذوب فلزات نقش مهمی در خنک کردن کوره‌های القایی و کاهش دما دارد. با افزایش میزان ذوب گیری و تولید فولاد، نیاز به سیستم‌های خنک کاری آب برای کوره‌های القایی افزایش می‌یابد. برج خنک‌کننده مسئولیت خنک کردن و کاهش دمای کوره القایی در زمان ذوب را بر عهده دارد. به طور کلی، برج خنک‌کننده آب خنک مورد نیاز برای گردش در سیستم‌های کوره القایی و بانک خازن، DC link و تابلو کنترل را تأمین می‌کند. استفاده از برج خنک‌کننده در این سیستم‌ها به منظور کاهش هزینه‌های مصرف آب و جلوگیری از رسوب و گرفتگی معمولاً مورد استفاده قرار می‌گیرد.

دلیل اصلی کاهش ذوب گیری کوره القایی می‌تواند برج خنک‌کننده باشد. به طور کلی، عدم رعایت اصول طراحی در سیستم گردش آب در کوره القایی می‌تواند دلیل اصلی برای کاهش ذوب گیری باشد. محاسبه ظرفیت سرمایشی برج خنک‌کننده در چرخه خنک سازی کوره القایی باید براساس 100 درصد ظرفیت ذوب گیری انجام شود. اما در بسیاری از شرکت‌های ذوب و نورد فلزات، به دلیل عدم دانش فنی، فقط حدود 60 درصد ظرفیت کوره برای ذوب گیری استفاده می‌شود.

آلارم‌ها در کوره القایی اغلب به دلیل ظرفیت پایین سیستم خنک کاری در چرخه خنک سازی کوره القایی ایجاد می‌شوند. دمای آلارم کوره القایی در صنعت عموماً بین 35 تا 45 درجه سانتی‌گراد تنظیم می‌شود. اگر برج خنک‌کننده توان دفع حرارت از کوره را نداشته باشد یا توان خنک کنندگی برج خنک‌کننده کمتر از توان حرارت زایی کوره باشد، دمای کوره به تدریج افزایش می‌یابد و باعث ایجاد آلارم در سیستم می‌شود.

کاربرد در صنعت چوب و نئوپان

استفاده از برج خنک‌کننده در خنک‌کاری صنعت تولید نئوپان یک موضوع مهم است. در این صنعت، چسب یکی از مهمترین مواد استفاده شده در تولید نئوپان است. در فرآیند شیمیایی فرآوری چسب، دما به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد و بنابراین خنک کردن کوره چسب در صنایع نئوپان سازی وظیفه مهمی برای برج خنک‌کننده دارد. محاسبه ظرفیت برج خنک‌کننده در این صنعت معمولاً بر اساس میزان تولید چسب و اندازه اتصالات کویل در اطراف کوره انجام می‌شود.

کاربرد در صنعت شکل‌دهی به فلزات

صنعت فرم دهی فلزات و مواد پلیمری شامل دستگاه‌های اکسترودر و دایکست است. این تجهیزات در واقع دارای ورودی و خروجی گردش آب در قسمت کندانسور خود هستند. ظرفیت گردش آب و توان سرمایی برج خنک‌کننده در این دستگاه‌ها بستگی به ظرفیت تولید انواع قطعات مختلف مانند لوله‌های خرطومی، رشته‌های مسی و سایر محصولات خروجی دستگاه دارد. بنابراین، محاسبه ظرفیت گردش آب و توان سرمایی برج خنک‌کننده به وابستگی به ظرفیت تولید مواد مختلف در این دستگاه‌ها انجام می‌شود.

کاربرد در نیروگاهها

برج خنک‌کننده در این کاربردها به ظرفیت‌های بسیار بزرگ در صنعت نیروگاه‌های تولید برق، نیروگاه‌های خورشیدی، نیروگاه‌های اتمی و نیروگاه‌های سیکل ترکیبی استفاده می‌شود. هدف اصلی برج خنک‌کننده در نیروگاه‌های بخار، خنک‌سازی بخار خروجی از توربین‌های گازی است. با توجه به روند گسترده استفاده از نیروگاه‌های بخار و استفاده تکراری از توربین‌های گازی و بخار در تجهیزات این صنعت، سیستم‌های خنک‌کننده آب اهمیت بسیاری دارند. بیشتر نیروگاه‌های کشور از برج‌های خنک‌کننده سیمانی استوانه‌ای برای خنک‌سازی سیستم گردش آب خود استفاده می‌کنند. با این حال، مصرف آب بالای این نوع خنک‌کننده صنعتی یکی از بزرگترین چالش‌های این تجهیز است. به همین دلیل، برج خنک‌کننده خشک و ترکیبی به عنوان جایگزینی برای این مدل از منابع برودتی مورد استفاده قرار گرفته است.

کاربرد در صنایع سیمان

صنعت تولید سیمان با توجه به نیاز روزافزون سازه‌های عمرانی به این ماده، تحولات قابل توجهی را تجربه کرده است. استفاده از برج خنک‌کننده در صنعت سیمان بسیار مهم است، زیرا این تجهیزات برای خنک کردن آب قبل از فرآیند اختلاط با بتن استفاده می‌شوند. در گذشته، از یخ برای تولید سیمان و فرآیند بتن‌سازی استفاده می‌شد. با افزایش هزینه خرید یخ و عدم توجیه اقتصادی در این حوزه، کولینگ تاور به عنوان جایگزینی با کاربرد گسترده در این صنعت مورد استفاده قرار گرفت.

علاوه بر کاربرد فوق، برج خنک‌کننده صنعتی نیز در صنعت سیمان برای خنک‌کردن سیکل آب گردشی در میکسر (مخلوط‌کننده) مورد استفاده قرار می‌گیرد.

راهنمای خرید

برای خرید و سفارش انواع برج خنک کننده صنعتی متناسب با کاربری صنعت خود، میتوانید با پایپ صنعت خاورمیانه تماس بگیرید و یا به دفتر مرکزی به صورت حضوری مراجعه کنید. تمام کولینگ تاورها و برج‌های ما گارانتی و خدمات پس از فروش دارند و به صورت مکتوب و در پیش فاکتور قید می‌شود. لازم به ذکر است کولینگ تاورهای شرکت پایپ صنعت به تمام ایران ارسال می‌گردد و در صورت نیاز کارفرما نصب و راه‌اندازی در محل هم انجام می‌شود.

همچنین برای کارفرمایانی که خارج از تهران هستند، سفارش، خرید و امور مربوط به برج‌های خنک کن، می‌تواند به صورت تلفنی انجام گیرد.