برج خنک کننده فایبرگلاس مکعبی 1000 تن تبرید (1000TR Cubic Fiberglass Cooling Tower) از رده تجهیزات برودتی مقیاس بزرگ (Heavy Industrial Class) است که برای دفع بارهای حرارتی سنگین در مجتمع‌های پتروشیمی، پالایشگاه‌ها، صنایع فولاد، نیروگاه‌ها و پروژه‌های عظیم تهویه مطبوع مرکزی (چیلرهای سانتریفیوژ و جذبی ظرفیت بالا) طراحی و ساخته می‌شود.
دفع حرارتی معادل ۳,۰۰۰,۰۰۰ کیلوکالری در ساعت نیازمند سازه‌ای مقاوم در برابر بارهای دینامیکی مداوم، توزیع هیدرولیکی مهندسی‌شده و مقاومت فیزیکی و شیمیایی مطلق است. ساختار مکعبی با بدنه رزین تقویت‌شده فایبرگلاس (FRP) ضمن مهار کامل خوردگی، شرایط بهینه‌ای را برای طراحی مدولار فراهم می‌آورد.
در ظرفیت‌های مگاواتی و سنگین مانند ۱۰۰۰ تن تبرید، انتخاب معماری سلول‌ها عامل اصلی در کاهش ریسک توقف خط تولید و بهینه‌سازی مصرف انرژی الکتریکی است. معمولاً این ظرفیت در دو سناریو اجرا می‌شود:
داده‌های زیر بر مبنای شرایط استاندارد مهندسی برودت با اختلاف دمای ۵ درجه سانتی‌گراد (Cooling Range = 5°C) و تقرب (Approach) ۳ الی ۴ درجه سانتی‌گراد ارائه شده است:
| پارامتر مهندسی | مقدار / مشخصه در آرایش دو سلولی (2x500TR) | استاندارد و توضیحات |
|---|---|---|
| ظرفیت نامی کل | ۱۰۰۰ تن تبرید (3,000,000 kcal/h) | معادل ۱۲,۰۰۰,۰۰۰ BTU/h |
| دبی آب در گردش (Water Flow Rate) | ۳۰۰۰ الی ۳۵۰۰ گالن در دقیقه (GPM) | معادل ۶۸۰ تا ۸۰۰ مترمکعب در ساعت |
| ابعاد کلی تقریبی (طول×عرض×ارتفاع) | ۹.۵ × ۵.۰ × ۴.۲ متر (مجموع دو سلول) | ابعاد وابسته به نوع پکینگ و طراحی سازه |
| جنس بدنه و پنل‌ها | کامپوزیت چندلایه فایبرگلاس (Isophthalic FRP) | ضخامت ۱۰ الی ۱۲ میلیمتر با لایه ژل‌کوت ضد UV |
| شاسی و استراکچر داخلی | فولاد ساختمانی با گالوانیزه گرم (HDG) / استنلس استیل | پوشش روی با ضخامت حداقل ۱۰۰ میکرون (ASTM A123) |
| نوع و متریال سطوح انتقال حرارت | پکینگ فیلمی ضد رسوب PVC یا اسپلش مقاوم PP | مقاوم در برابر اشعه، گام ۱۶ تا ۲۱ میلیمتر |
| تعداد و قطر فن‌ها | ۲ عدد فن ایرفویل با قطر ۲۴۰۰ الی ۳۰۰۰ میلیمتر | تیغه‌های کامپوزیتی سبک با بالانس استاتیک و دینامیک |
| توان الکتروموتورهای محرک | ۲ دستگاه با توان ۱۸.۵ الی ۲۲ کیلووات (مجموعاً ۳۷ تا ۴۴ کیلووات) | رده حفاظتی IP56، کلاس عایقی F، مناسب کار با اینورتر (VFD) |
| سیستم انتقال قدرت | گیربکس هلیکال مستقیم (Bevel-Helical Gearbox) | مجهز به سنسور سطح روغن و لرزش‌سنج |
| سایز ورودی و خروجی آب | ورودی ۲×۸ اینچ / خروجی مشترک ۱۲ تا ۱۴ اینچ | فلنج استاندارد DIN/ANSI کلاس ۱۵۰ |
برای مهار ظرفیت هیدرولیکی عظیم ۸۰۰ مترمکعب بر ساعت و انتقال جریان هوای پرفشار، تجهیزات برج خنک کننده ۱۰۰۰ تن بر اساس استانداردهای CTI (موسسه فناوری خنک‌کاری) انتخاب می‌شوند:
مقیاس برودتی این دستگاه پاسخگوی نیاز فرآیندهای سنگین پیوسته (Continuous Process) است:
| شاخص ارزیابی | برج ۱۰۰۰ تن جریان مخالف (Counterflow) | برج ۱۰۰۰ تن جریان متقاطع (Crossflow) |
|---|---|---|
| راندمان حرارتی در واحد حجم | بالاتر (حجم کوچکتر، فوت‌پرینت کمتر) | نیازمند حجم هوادهی بالاتر برای راندمان مشابه |
| هد پمپ و مصرف انرژی پمپاژ | بالاتر (فشار مورد نیاز نازل‌های پاشش) | پایین‌تر (سیستم توزیع ثقلی تشتکی) |
| سهولت تعمیر و بازرسی | ورود تکنسین نیازمند خاموشی کامل دستگاه است | امکان دسترسی به سیستم توزیع آب بدون توقف کامل سیستم |
| توزیع جریان هوا و یخ‌زدگی زمستانه | کنترل آسان‌تر و ریسک یخ‌زدگی کمتر در شرایط جوی سرد | ریسک بالاتر یخ‌زدگی در کرکره‌های بیرونی جریان هوا |
اجرای این مقیاس برودتی مستلزم رعایت دقیق محاسبات مهندسی عمران و سیالات است:
مجموع توان الکتریکی در سناریوی استاندارد دو سلولی حدود ۳۷ تا ۴۵ کیلووات در ساعت است. استفاده از درایو کنترل دور (VFD) این مصرف را در بارهای جزیی تا ۵۰ درصد کاهش می‌دهد.
به ازای هر یک تن تبرید، تبخیر آب حدود ۷ تا ۹ لیتر در ساعت برآورد می‌شود. بنابراین در ظرفیت ۱۰۰۰ تن، نرخ تبخیر نامی دستگاه حدود ۷۰۰۰ تا ۹۰۰۰ لیتر بر ساعت در پیک گرمایی تابستان خواهد بود.
به علت تناژ بالا و وزن سنگین حین کارکرد، از لرزه‌گیرهای فنری صنعتی محصورشده (Housed Spring Isolators) با راندمان مهار ارتعاش بالای ۹۵ درصد در زیر تیرهای اصلی شاسی استفاده می‌گردد.
