در یک روز گرم تابستانی، در اوج فشار کاری، ناگهان آلارم‌ها به صدا درمی‌آیند. دمای آب خروجی از برج خنک کننده (Cooling Tower) به جای ۲۸ درجه سانتی‌گراد، روی ۳۲ درجه باقی مانده و این یعنی کل فرآیند تولید شما در آستانه توقف قرار دارد. این سناریو برای هر مدیر فنی یا مهندس نگهداری، یک کابوس تکراری است. برج خنک کننده (Cooling Tower)، این جزء حیاتی و پرکار، گاهی دچار افت عملکرد می‌شود و یافتن دلیل اصلی آن مانند جستجوی سوزن در انبار کاه است.
اما عیب یابی کولینگ تاور یک فرآیند شانسی نیست؛ یک علم است. عملکرد ضعیف برج خنک کننده (Cooling Tower) تقریباً همیشه به یکی از هفت دلیل کلیدی بازمی‌گردد. این مقاله، یک راهنمای تشخیصی و گام به گام است که به شما کمک می‌کند مانند یک متخصص، مشکل سیستم خود را ریشه‌یابی کرده و راه‌حل مناسب را پیدا کنید. قبل از اینکه با هزینه‌های سنگین توقف تولید یا تعمیرات کورکورانه مواجه شوید، این راهنما را دنبال کنید تا دلیل اصلی عدم خنک‌کاری صحیح کولینگ تاور خود را کشف و با عیب یابی برج خنک کننده آشنا شوید.
یک چک لیست اولیه برای شروع عیب یابی
گاهی اوقات، مشکل ساده‌تر از آن چیزی است که فکر می‌کنیم. قبل از اینکه به سراغ کالبدشکافی برج خنک کن خود بروید، این سه مورد اساسی را به سرعت بررسی کنید:
- آیا شرایط محیطی تغییر کرده است؟ عملکرد برج خنک کننده (Cooling Tower) به شدت به دمای مرطوب (Wet-Bulb Temperature) محیط وابسته است. آیا امروز دمای مرطوب به شکل غیرعادی بالاتر از روزهای قبل است؟ اگر چنین است، بخشی از افت عملکرد طبیعی است.
- آیا بار حرارتی سیستم افزایش یافته است؟ آیا به تازگی تجهیزات جدیدی به خط تولید اضافه کرده‌اید که بار حرارتی بیشتری به سیستم تحمیل می‌کند؟ گاهی کولینگ تاور کاملاً سالم است، اما بار حرارتی فرآیند از ظرفیت طراحی آن فراتر رفته است.
- آیا پمپ‌ها و جریان آب صحیح هستند؟ اطمینان حاصل کنید که پمپ‌های سیرکولاسیون به درستی کار می‌کنند و دبی آب مورد نیاز به برج خنک‌کننده می‌رسد. گاهی مشکل از گرفتگی فیلتر یا خرابی پمپ است و نه خود کولینگ تاور (Cooling Tower).
اگر این موارد را بررسی کردید و مشکل همچنان باقی ماند، اکنون باید سراغ ۷ عامل اصلی بروید.
دلیل شماره ۱ گرفتگی و تخریب پکینگ مدیا
پکینگ مدیا، قلب تپنده فرآیند انتقال حرارت در برج خنک کننده است. این سطوح وظیفه دارند بیشترین سطح تماس ممکن را بین آب و هوا ایجاد کنند. هر عاملی که این سطح تماس را کاهش دهد، مستقیماً راندمان برج خنک کننده (Cooling Tower) را نابود می‌کند.
چرا این اتفاق می‌افتد؟ با گذشت زمان، سه دشمن اصلی به پکینگ‌ها حمله می‌کنند: رسوبات معدنی (Scale) ناشی از سختی آب که لایه‌ای سخت و سفیدرنگ ایجاد می‌کند، گرفتگی بیولوژیکی (Fouling) ناشی از رشد جلبک و باکتری که لایه‌ای لزج و سبز یا قهوه‌ای رنگ تشکیل می‌دهد، و گرفتگی ناشی از ذرات معلق هوا که منافذ پکینگ را مسدود می‌کند.
علائم تشخیص گرفتگی پکینگ مدیا
کاهش جریان هوا: اگر دست خود را نزدیک ورودی هوای برج خنک کن بگیرید، مکش هوا را به طور محسوسی کمتر از قبل حس می‌کنید، زیرا منافذ پکینگ مسدود شده‌اند.
بازرسی چشمی: پکینگ‌ها به وضوح با رسوب سفید یا لجن پوشیده شده‌اند. در موارد شدید، ممکن است بخش‌هایی از پکینگ زیر وزن رسوبات شکسته و فرو ریخته باشد.
افزایش دمای تقرب (Approach): این مهم‌ترین شاخص عددی است. اگر اختلاف دمای آب سرد خروجی و دمای مرطوب محیط افزایش یافته، پکینگ‌ها اولین متهم هستند.
راه‌حل گرفتگی مدیا کولینگ تاور
کوتاه‌مدت: برای رسوبات معدنی، می‌توان از فرآیندهای رسوب‌زدایی شیمیایی با اسیدهای مخصوص (مانند اسید سولفامیک) استفاده کرد. برای گرفتگی بیولوژیکی، شوک کلرزنی و استفاده از بایوسایدها مؤثر است.
بلندمدت و اصولی: اگر پکینگ‌ها تخریب شده یا رسوب به قدری شدید است که قابل تمیز کردن نیست، تنها راه‌حل، تعویض کامل پکینگ‌ها است. این یک فرصت عالی برای ارزیابی مجدد و انتخاب پکینگ مناسب‌تر (مثلاً تغییر از فیلمی به اسپلش در صورت پایین بودن کیفیت آب) با مشاوره متخصصان رهاب سازه است.
دلیل شماره ۲ توزیع نامناسب آب روی پکینگ ها
حتی بهترین پکینگ دنیا هم اگر آب به صورت یکنواخت روی تمام سطح آن پخش نشود، کارایی خود را از دست می‌دهد. هدف سیستم توزیع آب، خیس کردن کامل و یکنواخت تمام پکینگ‌هاست. چرا چنین چیزی رخ می‌دهد؟ شایع‌ترین دلایل، گرفتگی نازل‌های اسپری به دلیل رسوبات یا ذرات معلق، شکستگی نازل‌ها یا لوله‌های توزیع آب، و یا فشار نامناسب پمپ است.
تدبیر توزیع نامناسب آب روی مدیا
بازرسی چشمی (بسیار مهم): در حین کارکرد برج، با احتیاط به داخل نگاه کنید. آیا نقاط خشک مشخصی روی سطح پکینگ‌ها مشاهده می‌کنید؟ آیا آب به جای اسپری شدن، از برخی نازل‌ها به صورت یک جریان مستقیم (jet) خارج می‌شود؟ این پدیده که به آن کانالیزه شدن (Channeling) می‌گویند، قاتل راندمان است.
شناسایی توزیع نامناسب آب بروی مدیا کولینگ تارو
سیستم را متوقف کرده و تمام نازل‌ها را باز کرده و به صورت فیزیکی یا با مواد شیمیایی تمیز کنید. نازل‌های شکسته یا آسیب‌دیده را تعویض نمایید. و در نهایت فشار پمپ را بررسی کرده و با مشخصات طراحی برج مقایسه کنید.
دلیل شماره ۳ مشکلات مکانیکی فن
فن، ریه‌های برج خنک‌کننده است و وظیفه مکش حجم عظیمی از هوا را بر عهده دارد. هرگونه کاهش در حجم هوای عبوری (CFM)، مستقیماً به کاهش ظرفیت خنک‌کاری منجر می‌شود.
علت وقوع این مسئله چیست؟ دلایل متعددی می‌تواند وجود داشته باشد: شل بودن یا فرسودگی تسمه‌ها در سیستم‌های تسمه‌ای، تنظیم نبودن زاویه پره‌های فن (Pitch Angle)، خرابی بلبرینگ‌های موتور یا فن برج خنک کننده، یا مشکلات الکتریکی در الکتروموتور.
راهکار مشکلات مکانیکی فن برج
کاهش محسوس جریان هوا: مکش هوا در ورودی‌ها ضعیف است.
در بازرسی چشمی، بررسی کنید که تسمه‌ها ترک‌خورده یا شل نشده باشند.
افزایش آمپر مصرفی موتور: نشان‌دهنده وجود یک مشکل مکانیکی یا الکتریکی است.
به صدای غیرعادی توجه کنید، مانند جیغ ناشی از خرابی بلبرینگ یا لرزش و ضربه در سیستم.
ارزیابی مشکلات فن برج خنک کننده
تسمه‌ها را بازرسی کرده و در صورت نیاز، کشش آن‌ها را تنظیم یا تعویض کنید.
بلبرینگ‌ها را گریس‌کاری کرده و در صورت وجود صدای غیرعادی، برای تعویض آن‌ها اقدام کنید.
زاویه پره‌های فن را با استفاده از ابزار دقیق بررسی و با داده‌های سازنده تطبیق دهید. حتی چند درجه اختلاف می‌تواند تأثیر بزرگی بر جریان هوا داشته باشد.
دلیل شماره ۴ گردش هوای ثانویه
این یک مشکل محیطی و مربوط به محل نصب برج است. گردش هوای ثانویه زمانی رخ می‌دهد که هوای گرم و مرطوب خروجی از بالای برج، مجدداً توسط ورودی‌های هوای همان برج یا برج‌های مجاور به داخل مکیده می‌شود.
چرا این اتفاق می‌افتد؟ نصب برج در فضای بسته، وجود دیوارهای بلند یا موانع در نزدیکی ورودی‌های هوا، یا جهت وزش باد غالب می‌تواند باعث این پدیده شود. در این حالت، برج به جای استفاده از هوای خنک محیط، از هوای گرم و اشباع‌شده برای خنک‌کاری استفاده می‌کند که راندمان را به شدت کاهش می‌دهد.
روش حل گردش هوای ثانویه
وجود مه یا بخار غلیظ در اطراف ورودی‌های هوای برج.
دمای هوای ورودی به برج به طور قابل توجهی بالاتر از دمای هوای محیط اطراف است.
عملکرد برج در روزهای آرام و بدون باد بهتر از روزهای بادی است (اگر باد باعث بازگشت هوا شود).
تحلیل گردش هوای ثانویه برج خنک کن
موانع اطراف ورودی‌های هوا را تا حد امکان حذف کنید.
در صورت امکان، ارتفاع دودکش خروجی فن (Fan Stack) را افزایش دهید تا هوا را به ارتفاع بالاتری پرتاب کند.
در موارد شدید، ممکن است نیاز به جابجایی برج یا نصب دیوارهای جداکننده (Partition Walls) باشد که نیازمند مشاوره تخصصی است.
دلایل شماره ۵ تا ۷ مشکلات ریشه ای و سیستمی
سه دلیل پایانی، اغلب مشکلات عمیق‌تری هستند که نیازمند تحلیل تخصصی دارند.
- دلیل شماره ۵: انتخاب سایز اشتباه یا افزایش بار حرارتی گاهی برج شما هیچ مشکلی ندارد، اما از ابتدا برای بار حرارتی فرآیند شما کوچک (Undersized) انتخاب شده است. گاهی با افزودن تجهیزات جدید، بار حرارتی واقعی سیستم با گذر زمان از ظرفیت نامی برج فراتر می‌رود. در این حالت، برج هرگز نخواهد توانست به دمای طراحی دست یابد.
- دلیل شماره ۶: مدیریت ضعیف کیفیت آب این مورد، ریشه بسیاری از مشکلات دیگر (مانند گرفتگی پکینگ و خوردگی) است. کنترل نکردن سختی، pH و پارامترهای بیولوژیکی آب باعث تشکیل رسوب و لجن شده و به مرور کل سیستم را تخریب می‌کند.
- دلیل شماره ۷: مشکلات خارج از برج (سیستم لوله‌کشی) گاهی مشکل در پمپ‌ها، گرفتگی فیلترها، وجود هوا در لوله‌ها یا حتی رسوب‌گرفتگی در مبدل‌های حرارتی یا کندانسور چیلر است که باعث می‌شود انتقال حرارت به درستی به آب انجام نشود.
مطالعه بیشتر: دستگاه حذف رسوب و سختی آب
راهکار نهایی برای عیب یابی
این راهنمای ۷ مرحله‌ای به شما کمک می‌کند تا به جای حدس و گمان، با یک رویکرد سیستماتیک و مهندسی، مشکل برج خنک کننده خود را پیدا کنید. بسیاری از این مشکلات با یک برنامه نگهداری و تعمیرات (نت) دقیق قابل پیشگیری هستند.
با این حال، برخی از مشکلات مانند ارزیابی مجدد ظرفیت، بهینه‌سازی سیستم یا تعمیرات اساسی، نیازمند دانش فنی عمیق و ابزارهای تخصصی است. اگر پس از بررسی این موارد همچنان با افت عملکرد مواجه هستید، تیم فنی رهاب سازه آماده است تا با ارائه خدمات ممیزی و ارزیابی عملکرد، به شما در یافتن ریشه مشکل و ارائه اقتصادی‌ترین و پایدارترین راه‌حل کمک کند. به یاد داشته باشید، سرمایه‌گذاری روی عملکرد صحیح برج خنک کننده (Small CoolingTowerُ)، سرمایه‌گذاری روی پایداری کل فرآیند تولید شماست.
مطالعه بیشتر: نحوه بکواش و نگهداری فیلتر شنی
