پکینگ برج خنک کننده (cooling tower packing) یا پکینگ مدیا مهمترین بخش برج خنک کننده در ایجاد سطح تبادل گرما است که مختصراً “پکینگ برج خنک کننده” نیز نامیده می‌شود. هدف اصلی پکینگ برج خنک کن(کولینگ تاور) ایجاد سطح موثر مفید برای تبادل انرژی میان آب داغ و هوای خنک می باشد. سطوحی که پکینگ مدیا ایجاد می‌نماید در واقع همانند پوشالهای کولر، سطح تماس و برخورد بین آب و هوا را می‌‌افزاید. افزایش سطح انتقال حرارت در جریان کارکرد برج خنک کننده تأثیر بسزایی در چگونگی کارکرد سیستم می گذارد.
پکینگ گرید اسپلش
یا اسپلش شبکه ای (grid splash) در انواع کولینگ تاور صنعتی بزرگ کاربرد فراوان دارد. این مدل پکینگ به دلیل ساختار کاملاً متفاوت قالباً در ارتفاع چیدمان بالای 120 سانتی متر در انواع برج خنک کننده بتنی به کار برده می شود. سیستم خنک کاری آب در این مدل پکینگ از نوع جریان ناهمسو می باشد. این مدل پکینگ به دلیل ساختار ضد رسوب خود به شدت برای آب های کثیف و آلوده توصیه می گردد.
اهمیت بکارگیری پکینگ در برج خنک کن
خرید پکینگ اسپلش :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 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. پکینگ ها با توجه نوع عملکرد سیستم داخلی کولینگ تاور دارای انواع مختلفی می باشد که در ادامه به توضیح آن می پردازیم.
توضیحات بیشتر در خصوص پکینگ برج خنک کننده
پکینگ 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 برج خنک کننده با توجه به نوع عملکرد به دو دسته پکینگ های اسپلش(splash) و فیلمی (film) دسته بندی می شود. پکینگ های اسپلش همانطور از نام آن ها مشخص است دارای عملکرد پاششی می باشد و با تبدیل جریان آب به قطرات ریز تر سبب افزایش سطح تماس آب و هوا می گردد. پکینگ آبشاری یا فیلمی جریان آب را به صورت فیلم (لایه ی نازک) درآورده و در تماس با جریان هوای پروانه یا فن قرار میدهد.
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
پکینگهای فیلمی یا اصطلاحاً فیلم پکینگ برج خنک کننده(film packing) ظاهری لانه زنبوری شکل داشته و عموماً پکینگ لانه زنبوری نیز نامیده می‌شوند. پکینگ های لانه زنبوری آب را به صورت فیلم(لایه ای نازک از آب) بر روی سطح خود عبور داده و در تماس با هوا قرار می دهند. به دلیل داشتن شکلی شش گوشه به نام لانه زنبوری معروف شده اند و در اکثر برجهای خنک کننده مدور و مکعبی کاربرد دارند.
پکینگ لانه زنبوری برج خنک کننده (فیلم پکینگ) 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
کینگ نت اسپلش برج خنک کننده (net splash packing) یکی از پر کاربردترین نوع پکینگ های رایج در کولینگ تاور به شمار می آید. این مدل پکینگ با افزودن قابلیت پاششی به جریان آب ریزشی بر روی خود سبب ریزتر شدن قطرات آب می شود. با وجود این قابلیت جریان آب داغ پاششی بر روی سطح تبادل بیشتری با جریان هوا پیدا می نماید.
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
یا اصطلاحاً پکینگ استکانی (random splash packing) یکی دیگر از انواع پکینگ برج خنک کننده به شمار می آید. پکینگ استکانی به صورت رندوم داخل محفظه ای در کولینگ تاور قرار می گیرد و آب با ریزش بر روی این مدل در جهات مختلف حرکت می کند. در واقع پکینگ رندوم اسپلش یا استکانی در اغلب کولینگ تاورهای جریان مخالف و جریان متقاطع کاربرد دارد.
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
پکینگ شانه تخم مرغی (ebara packing) که عموماً در سیستم خنک کاری کولینگ تاور های جریان متقاطع (ابارا) استفاده می شود یکی از رایج ترین انواع پکینگ های کولینگ تاور به شمار می آید. پکینگ شانه تخم مرغی(پکینگ برج ابارا) ظاهری شبیه شانه تخم مرغ (دارای برآمدگی های دایره ای) می باشد. قالباً این مدل پوشال یا فیلینگ در برج های خنک کننده جریان عرضی یا کراس فلو مورد کاربرد قرار می گیرد.
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
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 تیوب اسپلش (tube splash packing) که به معنای پکینگ پاششی لوله ای می باشد یکی دیگر از انواع این قطعه می باشد. پوشال های تیوب اسپلش برج خنک کن در انواع کولینگ تاور جریان مخالف و جریان متقاطع کاربرد دارد. ظاهر این مدل مدیا لوله های اسپلشی جوش خورده به یکدیگر می باشد که به صورت بلوکی مونتاژ می شود.
پکینگ های تیوب اسپلش بیشتر در انواع برج خنک کننده بتنی 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