الفرق بين مكثفات المياه – ACC vs Cooling tower
الاستاذ علي الأحمر
عضو لجنة الصناعة والطاقة في المنتدى العراقي للنخب والكفاءات
تعتبر عملية تبريد الماء الحار في المكثفات من الفعاليات المهمة جدا في المحطات الكهربائية. حيث انها تحافظ على ديمومة المياه للمراجل وتقلل من كلف هدر الماء. هناك انواع مختلفة من منظومات التبريد, وتختلف فيما بينها حسب الحاجة والمتطلبات. واضحت عوامل جديدة تلعب دورا رئيسيا في تحديد المناسب منها عدا الكلفة المادية, واهمها هو التغير المناخي الذي بات يأثر على مصادر المياه خصوصا وان بلدانا عديدة ومنها العراق تعاني مؤخرا من شحته بسبب التغيرات المناخية الحاصلة. اضافة الى عوامل اخرى كالمحددات البيئية ومعايير الدولة التي يبنى فيها المشروع وكذلك تفرض المساحة المتوفرة للمكثفات تأثيرها حيث ان المكثفات بتبريد الهواء على سبيل المثال تحتاج الى مساحة افقية لا توجد فيها عوائق او موانع كالأشجار او البنايات مما قد يؤثر على سحب الهواء ويعيق عملية التبريد.
وسنركز في هذا الموضوع على نوعين يعتبران الاكثر شيوعا واستخداما وهما منظومة ابراج التبريد (الدورة المفتوحة) ومنظومة المكثف بتبريد الهواء (الدورة المغلقة)
Cooling towers أبراج التبريد
يدخل الماء الحار من خلال انابيب الى داخل البرج وتنتشر المرشات اسفل الانبوب فترش وهي سطوح مصنوعة من(Cooling Fills)الماء الحار على سطوح التبريد والتي تسمى ب المعدن او السيراميك وتكون مصممة لتكبير مساحة التلامس بين الماء والهواء .وتوجد مراوح فتحصل(Cooling Fills)اعلى البرج تقوم بسحب الهواء من الخارج وامراره من خلال العملية التبادل الحراري وتنتزع الحرارة من الماء (يتبخر جزء منه نتيجة العملية) الذي يتجمع في احواض اسفل الابراج ثم يتم دفعه الى المراجل من خلال مضخات كبيرة. تقوم المراوح الكبيرة بالمساعدة في التبريد وكذلك طرد جزيئات الماء المتكثفة من التبخر مما يساعد على الاستمرار في عملية التبادل الحراري.
تتميز هذه المنظومات بصغر مساحتها وبكفاءتها العالية وكذلك سهولة تنصيبها وبساطتها حيث ان عدد قليل من المراوح بإمكانها معالجة كميات كبيرة من المياه نتيجة كفاءة عملية التبادل الحراري وبالتالي تقليل الطاقة المستهلكة في التشغيل
اما عيوبها فتتمثل بكثرة استهلاكها للمياه بفعل عملية انتزاع الحرارة اثناء التبادل الحراري حيث تتبخر كميات كبيرة نسبيا من الماء بينما يتكثف الجزء الاخر ولهذا فهي تستعمل في المناطق القريبة من مصادر المياه الوفيرة او يتم بناء خزانات كبيرة كافية للحفاظ على امدادات المياه للمنظومة. كذلك وبسبب كونها دورة مفتوحة فيحصل تآكل للمنظومة نتيجة تبخر الماء مع الوسائط ولهذا تكون اغلب هياكل الابراج مصنوعة من اللدائن لتلافي هذا المشكلة.
Air Cooled Condenser (ACC)المكثفات بتبريد الهواء
يمر البخار عبر انبوب رئيسي كبير في اعلى هيكل المكثف فوق المراوح ثم يتوزع البخار الى اسفل الانبوب وعلى جانبي المروحة التي تسحب الهواء من الاسفل (Bundles) حزم معدنية وتدفعه الى الاعلى فيمر عبر الزعانف المحيطة بالحزم فتنخفض درجة الحرارة ويتكثف البخار الى ماء اما الهواء المتبقي فيعود الى الانبوب الرئيسي وتعمل مضخات خاصة لسحبه وطرده خارج المنظومة. ينزل الماء الى انابيب التكثيف التي تتجمع في انبوب واحد يغذي الخزان الرئيسي والذي يغذي بدوره المضخات الدافعة نحو المرجل.
لكون عملية التبادل الحراري تحدث داخل الانابيب (دورة مغلقة) ,فلا يحصل تبخر للماء وانما تكون كمية المياه الداخلة مقاربة لكمية المياه الخارجة من المكثف
المميزات:
استهلاك الماء قليل جدا (تكلفة واطئة او معدومة بالنسبة لصرف المياه)
الهيكل الخارجي غير معرض للتأكل نتيجة عمل المنظومة كما في ابراج التبريد
العيوب
كبر حجمها لاحتوائها على عدد كبير من المراوح واستهلاك اعلى للطاقة
تحتاج الى مساحة محيطة فارغة لسحب الهواء دون موانع
تحتاج الى تنظيف دوري لإزالة الاتربة والاوساخ من على فتحات مرور الهواء (الزعانف)
داخل المنظومة ضروري جدا Vacuumتنظيم ال
تكلفة عالية في التجهيز والتنصيب مقارنة بأبراج التبريد
