پیشگامان تاسیسات : تخلیه تشتک در هنگام شروع بکار پمپ(استارت)

معمولا حجم بسیاری  از تشتک های  برج های خنک کننده ها مناسب برای حفظ سطح آب  بعد از  پر کردن حجم خالی لوله های کندانسور نیستند . این نوع  برج ها در هنگام استارت خوردن پمپ  ، می تواند باعث  خشک شدن کامل تشتک و یا کاهش شدید سطح آب و در نتیجه ایجاد گردآب در لوله خروجی تشتک شوند. در هر دو پدیده هوا  بطرف مکش پمپ هدایت و کشیده می شود. این ورود هوا به داخل پمپ می تواند برای پمپ فاجعه به بارآورد . پمپ می بایست نسبت به پر کردن تمام حجم لوله های کندانسور و مسیر لوله برگشت در هنگام روشن شدن (استارت) اقدام کند. این حرکت سیلابی مکش آب از داخل تشتک  باعث تخلیه کامل و در نتیجه ورود هوای ناخواسته به داخل پمپ می گردد.

می توان با نصب یک شیر یکطرفه نسبت به رفع این مشکل اقدام کرد . پر بودن قسمت ستون آب ( Water Leg)  از آب باعث بهمراه یک شیر یکطرفه باعث عدم تخلیه  آب از قسمت لوله افقی و برگشت آن به تشتک برج می شود.این پر کن دو کار مهم را انجام می دهد:

1. پر کردن لوله های کندانسور بدون هر گونه وابستگی به حجم آب در تشتک برج  و همچنین  عدم تخلیه اولیه در سامانه لوله کشی در هنگام استارت پمپ .

2. این نکته  بسیار حایز اهمیت است که در هنگام استارت چیلر ، کندانسور پر از آب باشد. از آنجایی که در مواردی ما شاهد این هستیم که کندانسور در بالاتر از سطح آب در تشتک برج نصب می شود ، این روش باعث اطمینان یافتن از پربودن کندانسور می گردد. برای بهبود دادن بیشتر این سامانه می توان نسبت به نصب  یک پرکن خودکار به همراه یک شیر فشار شکن (Pressure Reducing Valve) نیز اقدام کرد. این شیر می بایست طوری تنظیم گردد که به هر نوع کاهش سطح آب در بالاترین نقطه لوله کشی نسبت به تزریق آب به سامانه اقدام کند. نصب شیر فشار شکن همچنین باعث حفاظت بیشتر سامانه در مقابل تخلیه معکوس و یا نشتی های احتمالی در شیر یکطرفه می گردد.

3. بعنوان یک اصل ، سامانه لوله کشی برج های خنک کننده می بایست مجهز به یک خط  پرکن باشند ولی بهترین محل یک  نقطه در نزدیکی و بعد از خروجی شیر یکطرفه می باشد .

4. .شیرهای تخلیه تدریجی (Bleed Blow Down Valve)

می دانیم در برج های خنک کننده بطور مرتب  آب در داخل تشتک آن تبخیر می شود ، این تبخیر باعث افزایش غلظت مواد در آب و ایجاد مشکلات فراوان در سامانه می شود. با استفاده از این نوع شیر بخشی از آب در داخل تشتک و خط لوله که غلظت آن افزایش یافته  از سامانه خارج  و بجای آن آب تازه و سخت گیر شده جایگذین می شود ، لذا  نصب شیر تخلیه تدریجیدر زیر خط لوله افقی  برگشت امری بسیار مهم در یک سامانه لوله کشی برج است . همانطور که شکل ملاحظه می کنید این شیر را بهتر است در بالاترین  نقطه و یا خط لوله افقی برگشت نصب کرد.

گرداب در برج

حل کردن مشکل تخلیه برگشت (Back Drainag) بدین معنی نیست که تمام مشکلات ورود هوا به داخل مکش پمپ حل خواهد شده . تشکیل گرداب در لوله خروجی تشتک برج به علت پایین بودن سطح آب در نتیجه کاهش نرخ جریان در آن می تواند همچنان باعث ورود ناخواسته هوا به داخل قسمت مکش پمپ شود.  تولید کننده های برج معمولا جهت رفع این عیب اقدام به نصب و یا ارائه گرداب شکن می کنند.در بعضی از موارد اندازه دهانه مکش پمپ  خیلی کوچکتر از دهانه لوله خروجی تشتک می باشد ، این اتفاق باعث افزایش بیش از حد سرعت آب در پمپ می شود، این افزایش سرعت  نیز باعث  ایجاد گرداب در دهانه خروجی تشتک می گردد. جهت جلوگیری از پدیده  بهتر طول لوله خروجی از تشتک قبل از تبدیل کردن برای اتصال به پمپ حداقل 10 برابر قطر لوله خروجی از تشتک باشد.

نکته: مهندسین محترم می دانند که افزایش سرعت باعث کاهش فشار و در نتیجه ایجاد کاویتاسیون می گردد.

کاویتاسیون و علت آن

کاویتاسیون در لغت از کلمه Cavity به معنای حفره آمده و منظور از کاویتاسیون ایجاد حفره یا حفره زائی است. در صورت وقوع این پدیده در پمپ یکی از خسارات آن ایجاد خوردگی و حفره بر روی بدنه پروانه، پوسته پمپ  ، و یا لوله و اتصالات انتقال سیال می باشد.   قبل از توضیح پدیده کاویتاسیون  لازم است اشاره ای به نقطه  جوش و فشار بخار مایعات داشته باشیم . نقطه جوش مایعات به فشاری که بر روی مایع قرار دارد  بستگی دارد، یعنی تمام سیالات در نسبت و ارتباط مستقیم بین فشار و دما بجوش می آیند. مثلا آب در فشار یک اتمسفر در دمای C100 می جوشد که این دما در فشار 5/0 اتمسفر حدود C80 است. ممکن است در داخل پمپ و یا لوله انتقال سیال  شرایطی  فراهم گردد  بطوری که در دمای موجود با توجه به کاهش فشاری  که ایجاد شده، سیال موجود در سامانه بجوش آید. تبدیل مایع به بخار همواره با  افزایش حجم ناگهانی بصورت حباب می باشد( دانسیته مایع بیشتر از 1000 برابر دانسیته بخار در این شرایط است) حباب های ایجاد شده با سرعت زیاد به جلو هدایت می شود  ، حال در صورت افزایش فشار سیال در قسمتی از پمپ و یا لوله انتقال سیال شرایط اشباع بخار حباب به حالت مایع فشرده برمی گردد  لذا  طی فرایدی پیچیده که در بخش های در پیش رو بدان بیشتر اشاره کرد این حباب های بخار سقوط کرده و ضمن تقطیر شدن با سرعت  بسیار زیاد ( تا m/s1000)  به اطراف برخورد می کند. قطرات سیال که  با این سرعت به اطراف برخورد می کنند ، دارای ممنتوم بسیار بالای هستند بطوریکه  نیروی وارد  شده از طرف  این ذرات بر دیواره پروانه  و یا  لوله  قادراند قسمت های از  بدنه پروانه و لوله را کنده  یا بر روی آن حفره ایجاد  کند. این پدیده با ایجاد ارتعاشاتی با فرکانس حدود khz20 همراه  می باشد. این پدیده همواره با ایجاد سر و صدا نیز همراه است  که فرکانس آن به MHZ1 نیز می رسد. به این صداها اصطلاحا صدای سفید گفته می شود ، لذا در بسیاری از موارد می توان از طریق اندازه گیری فرکانس این صداها به پدیده کاویتاسیون در سامانه پی برد. این پدیده می تواند مشکلات فراوانی از جمله:

 الف – صدمه دیدن پروانه پمپ

ب -  تغییر منحنی پمپ  بصورت خیلی تند و تیز بدون امکان پیش بینی نقطه  آن در منحی  گردد.

پ -  کاویتاسیون باعث جدا شدن جرمی از  قطعات  داخلی  پمپ  می شود ، این امر می تواند موجب  ضربه دیدن قطعات پمپ توسط این اجرم جدا شده شوند.

 ت – شکسته شدن شفت پمپ بخاطر ضربات شدید در پروانه 

ث – از آبندی افتادن سیل مکانیکی پمپ . می دانیم عملکرد صحیح سیل های مکانیکی  وابستگی شدید به شرایط  تحمل ناپذیری آنها بر مقدار بخار در اطراف سیل دارد که این بخار باعث خشک کار کردن سیل می شود.

جهت رسیدن به شرایط ایده آل پمپ بهتر است مهندسین محترم نسبت به بررسی  دقیق منحنی  پمپ اقدام کنند.  

 

نکات مهم در لوله کشی برج های خنک کننده 

مبانی لوله کشی

برج های خنک کننده