Apakah Menara Pendingin Aliran Alam?

Menara pendingin aliran semula jadi adalah jenis penukar haba yang mendinginkan air melalui kontak langsung dengan udara. Ia digunakan di dalam loji kuasa, kilang penyulingan minyak, kilang petrokimia, dan loji gas asli untuk mengeluarkan haba berlebihan dari sistem air sirkulasi. Menara pendingin aliran semula jadi bergantung pada prinsip aliran konveksi untuk menyediakan sirkulasi udara, tanpa keperluan kipas atau peranti mekanikal lain. Aliran udara didorong oleh perbezaan ketumpatan antara udara hangat dan lembap di dalam menara dan udara sejuk dan kering di luar menara.

Bagaimana Cara Kerja Menara Pendingin Aliran Semula Jadi?

Prinsip kerja asas menara pendingin aliran semula jadi diperlihatkan dalam gambarajah berikut:

Komponen utama menara pendingin aliran semula jadi adalah:

• Pintu masuk air panas: Ini adalah tempat di mana air panas dari sistem atau kondenser memasuki menara di bagian atas. Pintu masuk air panas terhubung ke serangkaian nozzle yang menyemprotkan air ke atas bahan isi.

• Bahan isi: Ini adalah bahan poros yang menyediakan luas permukaan besar untuk pemindahan haba antara air dan udara. Bahan isi boleh dibuat daripada kayu, plastik, logam, atau keramik. Bahan isi boleh disusun dalam pelbagai cara, seperti bar percikan, grid, atau paket filem.

• Tampungan air sejuk: Ini adalah tempat di mana air yang telah didinginkan mengumpul di bahagian bawah menara. Tampungan air sejuk mempunyai klep pembuangan dan pam yang mengalirkan semula air ke sistem atau kondenser.

• Pintu masuk udara: Ini adalah tempat di mana udara segar memasuki menara di pangkalan. Pintu masuk udara boleh dibuka atau ditutup, bergantung pada reka bentuk menara.

• Pintu keluar udara: Ini adalah tempat di mana udara hangat dan lembap keluar dari menara di bahagian atas. Pintu keluar udara boleh mempunyai difuser atau cerobong untuk meningkatkan aliran udara.

Proses mendinginkan air dalam menara pendingin aliran semula jadi melibatkan dua mekanisme utama: pemindahan haba sensible dan pemindahan haba latent.

• Pemindahan haba sensible: Ini adalah apabila haba dipindahkan dari air panas ke udara sejuk melalui kontak langsung. Akibatnya, suhu kedua-dua fluid berubah, tetapi tidak fasa mereka. Pemindahan haba sensible bergantung pada faktor-faktor seperti perbezaan suhu, kadar aliran, dan luas permukaan kontak.

• Pemindahan haba latent: Ini adalah apabila haba dipindahkan dari air panas ke udara sejuk melalui penguapan. Akibatnya, sebahagian air berubah fasa dari cecair menjadi wap, sambil menyerap haba dari sekitarnya. Pemindahan haba latent bergantung pada faktor-faktor seperti nisbah kelembapan, tekanan wap, dan pekali pemindahan massa.

Gabungan pemindahan haba sensible dan latent mendinginkan air dan memanaskan udara. Air yang telah didinginkan jatuh ke tampungan air sejuk, manakala udara yang telah dipanaskan naik ke pintu keluar udara kerana daya apungan. Efek daya apungan mencipta aliran semula jadi yang menarik lebih banyak udara segar di pintu masuk udara, mencipta kitaran mendinginkan yang berterusan.

Apakah Jenis-jenis Menara Pendingin Aliran Semula Jadi?

Menara pendingin aliran semula jadi boleh diklasifikasikan kepada dua jenis berdasarkan konfigurasinya:

• Menara pendingin aliran semula jadi kontraaliran: Dalam menara ini, air mengalir ke bawah, dan udara mengalir ke atas dalam arah yang bertentangan. Ini membolehkan perbezaan suhu yang lebih tinggi dan kecekapan pendinginan yang lebih tinggi. Walau bagaimanapun, menara ini memerlukan ketinggian yang lebih tinggi dan lebih banyak nozzle semburan daripada menara aliran silang.

• Menara pendingin aliran semula jadi aliran silang: Dalam menara ini, air mengalir ke bawah, dan udara mengalir secara mendatar dalam arah yang bersilang. Ini membolehkan ketinggian yang lebih rendah dan lebih sedikit nozzle semburan daripada menara kontraaliran. Walau bagaimanapun, menara ini mempunyai perbezaan suhu yang lebih rendah dan kecekapan pendinginan yang lebih rendah daripada menara kontraaliran.

Jadual berikut merangkumi beberapa kelebihan dan kekurangan setiap jenis:

| Aliran silang | Ketinggian yang lebih rendah Kos yang lebih rendah Lebih sedikit nozzle semburan Kurang cenderung berskala | Perbezaan suhu yang lebih rendah Kecekapan pendinginan yang lebih rendah Penyebaran air yang lebih buruk Lebih cenderung beku |

Gambar berikut menunjukkan perbezaan antara menara pendingin aliran semula jadi kontraaliran dan aliran silang:

Apakah Aplikasi Menara Pendingin Aliran Semula Jadi?

Menara pendingin aliran semula jadi biasanya dipilih untuk aplikasi yang memerlukan:

• Kapasiti pendinginan yang besar dan berterusan selama bertahun-tahun

• Kos operasi dan penyelenggaraan yang rendah

• Tingkat bunyi dan penggunaan tenaga yang rendah

• Kekuatan tahan yang tinggi terhadap beban angin dan korosi

Beberapa contoh aplikasi yang menggunakan menara pendingin aliran semula jadi adalah:

• Loji kuasa termal yang menggunakan batu bara, minyak, gas, atau bahan api nuklear untuk menghasilkan elektrik

• Kilang penyulingan minyak yang memproses minyak mentah menjadi pelbagai produk seperti petrol, diesel, jet fuel, dll.

• Kilang petrokimia yang menghasilkan kimia dari bahan api petroleum atau gas asli

• Loji gas asli yang memproses gas asli menjadi gas asli cecair (LNG), gas asli terkompres (CNG), atau produk lain

Apakah Kelebihan dan Kekurangan Menara Pendingin Aliran Semula Jadi?

Beberapa kelebihan menara pendingin aliran semula jadi adalah:

• Ia tidak memerlukan kipas atau peranti mekanikal lain untuk menginduksikan aliran udara, yang menghemat tenaga dan mengurangkan bunyi

• Ia mempunyai kos operasi dan penyelenggaraan yang rendah, kerana ia mempunyai komponen bergerak yang lebih sedikit dan kurang aus

• Ia mempunyai kerugian sistem yang rendah, kerana ia kehilangan kurang dari 1% daripada aliran air total akibat penguapan

• Ia mempunyai kapasiti pendinginan yang besar, kerana ia dapat menangani jumlah aliran air yang sangat besar

• Ia tidak mempunyai sirkulasi semula udara, kerana ia mempunyai pintu keluar cerobong yang tinggi yang mencegah udara hangat kembali memasuki menara

Beberapa kekurangan menara pendingin aliran semula jadi adalah:

• Ia memerlukan pelaburan modal awal yang besar, kerana ia mahal untuk dibina dan dipasang

• Sumbangan