برج‌های خنک کننده، نقش حیاتی در خنک کردن سیالات مختلف در صنایع متعدد از جمله نیروگاه‌ها، پالایشگاه‌ها و کارخانجات تولیدی ایفا می‌کنند. در این میان، سیستم کاهش دور برج خنک کننده به عنوان یک جزء کلیدی، وظیفه‌ی تنظیم سرعت دوران پروانه‌ها را بر عهده داشته و نقشی اساسی در بهینه‌سازی عملکرد و کاهش مصرف انرژی این سیستم‌ها ایفا می‌کند. از این سیستم معمولاً با عنوان‌های کاهش دور، کاهش سرعت، کاهنده دور و کنترل دور موتور نیز یاد می‌شود. در این مقاله، به بررسی این سیستم‌ها پرداخته خواهد شد.
سیستم کاهش دور برج خنک کننده
سیستم کنترل دور موتور دارای دو نوع اصلی تسمه‌ای و گیربکسی است. اما برای آشنایی با سیستم کاهنده دور، در ابتدا باید با برخی از مفاهیم پایه و اصلی آن آشنا شویم.
سرعت دوران پروانه: سرعت چرخش پروانه‌های برج خنک کننده که وظیفه‌ی ایجاد جریان هوا را بر عهده دارند.
کاهش دور: فرآیندی که در آن سرعت دوران پروانه‌ها به منظور کاهش مصرف انرژی و افزایش طول عمر سیستم، به طور کنترل‌شده‌ای کاهش داده می‌شود.
سیستم کاهش دور: مجموعه‌ای از تجهیزات که وظیفه‌ی کاهش دور پروانه‌ها را بر عهده دارند.
مطالب پر بازدید: تعمیر برج خنک کننده
انواع کاهش دور تسمه ای برج خنک کننده
در سیستم‌های تسمه و پولی، از یک یا چند تسمه و پولی برای انتقال قدرت از موتور به پروانه‌ها و کاهش سرعت دوران آنها استفاده می‌شود. در واقع، یک مجموعه از تسمه‌ها و پولی‌ها، نقش واسطه را بین الکتروموتور و پروانه ایفا می‌کنند. با تغییر قطر پولی‌ها، می‌توان سرعت چرخش پروانه را در کاهش دور برج خنک کننده به طور دلخواه تنظیم کرد. سیستم‌های تسمه و پولی، ساختاری ساده و مقرون به صرفه دارند. اما در دورهای بالا ممکن است دچار نویز و لرزش شوند. برای انتخاب سیستم‌های تسمه‌ای باید به موارد مهمی مانند انتخاب نوع سیستم، انتخاب پولی‌ها، انتخاب تسمه‌ها و نصب صحیح توجه کرد. سیستم‌های کاهش دور تسمه‌ای برج خنک کننده، بر اساس نوع و تعداد پولی‌ها به دسته‌های زیر تقسیم می‌شوند.
کاهش دور تک پولی
در این نوع سیستم از کاهش دور برج خنک کننده ، از یک پولی بزرگتر بر روی محور فن و یک پولی کوچکتر بر روی محور موتور استفاده می‌شود. نسبت قطر این دو پولی، دور چرخش فن را به میزان مورد نظر کاهش می‌دهد. سیستم‌های تک پولی، ساده‌ترین و ارزان‌ترین نوع سیستم‌های کاهش دور هستند؛ اما راندمان آنها پایین‌تر از سایر سیستم‌ها است.
کاهش دور دو پولی
در این نوع سیستم، از دو پولی با قطرهای مختلف بر روی محور موتور و دو پولی با قطرهای مختلف بر روی محور فن استفاده می شود. بین این پولی‌ها نیز از تسمه‌های مخصوص استفاده می‌شود. سیستم‌های دو پولی، راندمان بالاتری نسبت به سیستم‌های تک پولی دارند و می‌توانند دور چرخش فن را در محدوده وسیع‌تری تنظیم کنند.
کاهش دور چند پولی
در این نوع سیستم، از چندین پولی با قطرهای مختلف بر روی محور موتور و فن استفاده می‌شود. سیستم‌های چند پولی، پیچیده‌تر و گران‌تر از سایر سیستم‌ها هستند؛ اما راندمان بسیار بالایی دارند و می‌توانند دور چرخش فن را با دقت بسیار زیادی تنظیم کنند.
مزایای سیستم‌های کاهش دور تسمه‌ای
کاهش مصرف انرژی: با کاهش دور چرخش فن، مصرف انرژی الکتروموتور نیز به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. این امر به ویژه در برج‌های خنک کننده با ظرفیت بالا که به طور مداوم کار می کنند، از اهمیت بالایی برخوردار است.
کاهش صدا: سیستم‌های کاهش دور تسمه‌ای به طور قابل توجهی صدای تولیدی توسط فن را کاهش می‌دهند. این امر به ویژه در برج‌های خنک کننده که در مناطق مسکونی یا تجاری نصب می‌شوند، حائز اهمیت است.
افزایش طول عمر: با کاهش دور چرخش فن، تنش و فشار وارده به بلبرینگ‌ها و سایر اجزای فن نیز کاهش می‌یابد. این امر منجر به افزایش طول عمر فن و سایر تجهیزات برج خنک کننده می‌شود.
کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری: هنگام کاهش دور برج خنک کننده با کاهش استهلاک تجهیزات، هزینه‌های تعمیر و نگهداری برج خنک کننده نیز به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد.
معایب سیستم‌های کاهش دور تسمه‌ای
هزینه اولیه: سیستم‌های کاهش دور تسمه‌ای به طور کلی از سیستم‌های کاهنده دور دیگر مانند سیستم‌های گیربکسی، گران‌تر
هستند.
نیاز به نگهداری: سیستم‌های کاهش دور تسمه‌ای به طور منظم نیاز به بررسی و تعمیر و نگهداری دارند. تسمه‌ها باید به طور
مرتب چک و در صورت نیاز تعویض شوند.
اشغال فضای بیشتر: سیستم‌های کاهش دور تسمه‌ای به طور کلی فضای بیشتری نسبت به سایر سیستم‌های کاهنده دور اشغال می‌کنند.
انواع کاهش دور گیربکسی برج خنک کننده
در این سیستم، از گیربکس‌های صنعتی برای کاهش دور شفت موتور و انتقال گشتاور به پروانه استفاده می‌شود. گیربکس‌ها، تنوع و انعطاف‌پذیری بیشتری در مقایسه با سیستم‌های تسمه و پولی ارائه می‌دهند و می‌توانند در دورهای بالا نیز عملکردی نرم و بدون لرزش داشته باشند. با این حال، سیستم‌های گیربکس، پیچیده‌تر و گران‌تر هستند. کاهش دور گیربکسی دارای دو نوع اصلی کاهش دورهای موازی و کاهش دورهای مرکزی هستند.
انتخاب نوع مناسب کاهش دور گیربکسی به عوامل مختلفی از جمله ظرفیت برج خنک کننده، قطر فن‌ها، بودجه و فضای موجود بستگی دارد. در حالت کلی، برای برج‌های خنک کننده با ظرفیت بالا و فن‌های با قطر زیاد، از سیستم‌های کاهش دورهای موازی و برای برج‌های خنک کننده با ظرفیت متوسط و فن‌های با قطر متوسط، از سیستم‌های کاهش دورهای مرکزی استفاده می‌شود. استفاده از کاهش دور گیربکسی در برج‌های خنک کننده مزایای متعددی مانند کاهش مصرف انرژی، کاهش صدا، افزایش طول عمر فن و کاهش ارتعاشات دارد.
کاهش دور برج خنک کننده موازی
در این نوع سیستم کاهنده سرعت، از دو یا چند جعبه دنده مجزا برای هر فن استفاده می‌شود. این نوع سیستم برای برج‌های خنک کننده با ظرفیت بالا و فن‌های با قطر زیاد مناسب است. مزایای این سیستم عبارتند از:
قابلیت اطمینان بالا: خرابی یک جعبه دنده بر عملکرد سایر فن‌ها تاثیر نمی‌گذارد.
کنترل دقیق سرعت: هر فن را می‌توان به طور مستقل کنترل کرد.
نگهداری آسان: هر جعبه دنده به طور جداگانه قابل تعمیر و نگهداری است.
معایب کاهش دورهای موازی
هزینه بالا: به دلیل استفاده از چندین جعبه دنده، این نوع سیستم گران‌تر است.
فضای اشغال شده بیشتر: به دلیل وجود چندین جعبه دنده، این نوع سیستم فضای بیشتری را اشغال می‌کند.
کاهش دور برج خنک کننده مرکزی
در این نوع سیستم، از یک جعبه دنده مرکزی برای تمام فن‌ها استفاده می‌شود. این نوع سیستم برای برج‌های خنک کننده با ظرفیت متوسط و فن‌های با قطر متوسط مناسب است. مزایای این سیستم عبارتند از:
هزینه کم: به دلیل استفاده از یک جعبه دنده، این نوع سیستم ارزان‌تر است.
فضای اشغال شده کمتر: به دلیل وجود یک جعبه دنده، این نوع سیستم فضای کمتری را اشغال می‌کند.
معایب کاهش دورهای مرکزی
قابلیت اطمینان کمتر: خرابی جعبه دنده مرکزی، بر عملکرد تمام فن‌ها تاثیر می‌گذارد.
کنترل محدود سرعت: تمام فن‌ها با یک سرعت واحد کار می‌کنند.
نگهداری دشوارتر: تعمیر و نگهداری جعبه دنده مرکزی به دلیل ارتباط با تمام فن‌ها دشوارتر است.
اهمیت کاهش دور برج خنک کننده چیست؟
برج‌های خنک‌کننده در طیف وسیعی از صنایع از جمله نیروگاه‌ها، پالایشگاه‌ها، کارخانه‌های تولیدی و …، به منظور خنک‌کردن سیالات و فرآیندهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. این برج‌ها با تبخیر آب، گرمای اضافی را از سیال مورد نظر جذب و به محیط آزاد منتقل می‌کنند. با وجود کارایی برج‌های خنک‌کننده در خنک‌سازی، عملکرد آنها با چالش‌هایی همراه است. یکی از این چالش‌ها، مصرف بالای انرژی الکتریکی توسط فن‌های برج است.
فن‌ها وظیفه گردش هوا در داخل برج و ایجاد جریان لازم برای تبخیر آب را بر عهده دارند. موتورهای الکتریکی قدرتمندی، برای به حرکت درآوردن این فن‌ها مورد نیاز است که به طور قابل‌توجهی بر مصرف انرژی و هزینه‌های عملیاتی تأثیر می‌گذارد. مزایای متعددی برای کاهش دور برج خنک‌کننده قابل ذکر است که شامل کاهش چشمگیر مصرف انرژی، کاهش آلودگی صوتی، افزایش طول عمر تجهیزات، مزایای زیست‌محیطی می‌شود.
نکات مهم انتخاب کاهش دور برج خنک کننده چیست؟
برج‌های خنک کننده از جمله تجهیزات حیاتی در صنایع مختلف هستند که وظیفه‌ی خنک‌سازی سیالات مختلف را بر عهده دارند. یکی از اجزای مهم این برج‌ها، سیستم کاهش دور است که نقش اساسی در کارایی و بهینه‌سازی عملکرد آن ایفا می‌کند. انتخاب صحیح سیستم کاهش دور برای هر برج خنک کننده، امری ضروری است و به عوامل متعددی بستگی دارد. این عوامل شامل موارد زیر می‌شوند:
نوع سیستم کاهش دور: همانطور که گفتیم دو نوع اصلی سیستم کاهش دور برای برج‌های خنک کننده وجود دارد؛ سیستم تسمه و پولی که ساده‌ترین و ارزان‌ترین نوع سیستم کاهش دور است. این سیستم برای برج‌های خنک کننده کوچک مناسب است و در برج‌های بزرگتر به دلیل لرزش و اتلاف راندمان، کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. سیستم گیربکسی که با استفاده از چرخ‌دنده‌ها، سرعت موتور را به پروانه منتقل می‌کند. گیربکس‌ها برای برج‌های خنک کننده بزرگ و یا برج‌هایی که در شرایط سخت کار می‌کنند، مناسب هستند.
توان موتور: توان موتور الکتریکی که برای کاهش دور برج خنک کننده انتخاب می‌شود، باید به اندازه کافی باشد تا گشتاور مورد نیاز برای چرخش پروانه را تامین کند. توان موتور با توجه به قطر پروانه، سرعت نامی پروانه و نوع سیستم خنک‌کاری (مرطوب یا خشک) تعیین می‌شود.
سرعت نامی پروانه: سرعت نامی پروانه، سرعت چرخشی است که در آن پروانه حداکثر بازده را دارد. این سرعت با توجه به قطر پروانه و نوع سیستم خنک‌کاری تعیین می‌شود.
نوع سیستم خنک‌کاری: برج‌های خنک کننده به دو نوع مرطوب و خشک تقسیم می‌شوند. در سیستم‌های خنک‌کاری مرطوب، از آب برای خنک‌سازی سیال استفاده می‌شود، در حالی که در سیستم‌های خنک‌کاری خشک، از هوا برای این کار استفاده می‌شود. نوع سیستم خنک‌کاری در انتخاب سیستم کاهش دور تاثیرگذار است.
شرایط محیطی: در کاهش دور برج خنک کننده شرایط محیطی مانند دما، رطوبت و گرد و غبار در انتخاب سیستم کاهش دور باید در نظر گرفته شود. به عنوان مثال، در محیط‌های گرم و مرطوب، باید از سیستم‌هایی استفاده شود که در برابر خوردگی مقاوم باشند.
هزینه: هزینه سیستم کاهش دور به نوع سیستم، توان موتور، سرعت نامی پروانه، نوع سیستم خنک‌کاری و شرایط محیطی بستگی دارد.
برند و سابقه تولید کننده: انتخاب برند معتبر و دارای سابقه در تولید سیستم‌های کاهش دور، از اهمیت بالایی برخوردار است.
خدمات پس از فروش: دسترسی به خدمات پس از فروش و گارانتی معتبر، از جمله فاکتورهای مهمی است که باید در انتخاب سیستم کاهش دور در نظر گرفته شود.
استانداردها: سیستم کاهش دور باید مطابق با استانداردهای معتبر بین‌المللی مانند ISO و CE باشد.
در این بخش درباره کاهش دور برج خنک کننده صحبت کردیم. باید دقت داشته باشید که انتخاب صحیح سیستم کاهش دور برج خنک کننده، امری تخصصی است. و به دانش و تجربه کافی در این زمینه نیاز دارد؛ لذا توصیه می‌شود برای انتخاب سیستم مناسب، با متخصصان این حوزه مشورت کنید.