ISLAK TİP SOĞUTMA KULELERİNDE DOLGU YÜKSEKLİĞİNİN PERFORMANSA ETKİSİNİN DENEYSEL İNCELENMESİ

 Deneysel olarak yapılan çalışmalarda dört farklı yükseklikteki dolgunun ampirik hesaplama katsayıları çıkartılmıştır. Dezavantajları ve avantajları incelenmiştir.1.500, 1.800, 2.100 ve 2.400 mm’lik dolgu yüksekliklerinde performans testleri yapılmıştır. Bu testlerde termal giriş çıkış sıcaklıkları ölçülmüş ve sonucunda termal hesaplama korelasyon katsayıları çıkartılmıştır.

Termal performans testlerinin yapıldığı sırada dolgudaki basınç kaybı değeri de her koşulda ayrı ayrı ölçülmüştür. Bu ölçümler sonucunda da farklı dolgu yüksekliklerinde, hava hızlarında ve su yüklerindeki hava direnci değerlerini veren grafikler elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Evaporatif soğutma, Soğutma kulesi,

Açık çevrim soğutma kulesi, Islak tip soğutma kulesi. ABSTRACT In this study, the effect of fill height changes on thermal performance of wet cooling towers are investigated. In the experimental study, four different cooling fill height’s empirical calculation coefficients are found. Disadvantages and advantages are examined. Performance tests were performed at fill heights of 1.500, 1.800, 2.100 and 2.400 mm. In these tests, thermal input output temperatures were measured and thermal correlation coefficients were calculated. During thermal performance tests, the pressure loss value on cooling fill was measured separately in each condition. With these measurements, graphs were obtained for different fill heights, air velocity and water loading values. Key Words: Evaporative cooling, Cooling tower, Open circuit cooling tower, Wet type cooling tower. 1.

GİRİŞ Soğutma kuleleri ısı ve kütle transferi ile su soğutan endüstriyel ünitelerdir. Sıcak su, dağıtıcı fıskiyeler vasıtasıyla film tipi dolgu bloklarının veya sıçratma tipi dolgu yapılarının üzerine püskürtülerek atmosfer havası ile su arasında geniş yüzey alanları oluşturulması sağlanır. Havanın ortama girişi mekanik çeşitli soğutma kulelerinde fan ve mekanik grup vasıtasıyla olurken doğal çekişli soğutma kulelerinde basınç dengesi ile sağlanır. Bu işlem sırasında çevrimdeki suyun bir kısmı giren havanın doymamış formda olması dolayısıyla buharlaşır. Su buharlaşırken bir yandan da enerji transferi olur bu enerji transferi ile de çevrim suyu soğur 

Experimental Analyses of Cooling Fill Height Effect on Wet Cooling Towers Performance 1. Enerji santralinin su soğutma devresi

Türbin çıkış buharı, basıncı ve ısı enerjisi azalmış entalpisi düşmüş çürük buhar, yüzey kondenserine giriş yaptıktan sonra soğutma kulesinden gelen soğuk su boruların dış yüzeyiyle temas ederek buharın yoğuşmasını sağlar. Bu yoğuşma sırasında sıvı faza geçen türbin çıkış buharı pompalar ile kazana giderek çevrimine devam eder. Bunun yanı sıra soğutma kulesinden gelen suyun çevrimi ise yüzey kondenserinden sonra sıcaklığı ve entalpisi yükselmiş şekilde geri dönerek soğutma kulesinin sıcak su hattına gider. 

Sıcak su soğutma kulesinde önce su dağıtım kolektörlerine gönderilir. Sonrasında fıskiyelerde dağıtılarak, küçük su damlacıkları olacak şekilde dolguların üzerine püskürtülür. Dolgunun alt kotundan gelen soğuk ve entalpisi düşük hava sürekli olarak yüksek ısı ve kütle transfer alanlarında temas kurar. Bu süre zarfında kuru hava neme doyarken bir miktar soğutma suyu buharlaşır.

Soğutma kulesine sıcaklığı ve entalpisi yüksek olarak giren soğutma suyu soğuk olarak havuzda toplanırken, atmosfer havası yaklaşık %100’e kadar neme doymuş ve entalpisi yükselmiş şekilde bacadan kule ortamını terk eder. Burada havanın aldığı enerji ile suyun verdiği enerji birbirine eşittir. Bu denklik soğutma kulesindeki genel ısı transfer denkliğini oluşturmaktadır.

Kaybedilen su miktarı da sürüklenen ve buharlaşan su miktarına eşit olarak soğutma kulesinin kütle transfer denkliğini oluşturmaktadır. Soğutma kulelerinde soğutma rejimine ve ısı transfer rejimi gibi temel kriterlere bağlı olarak ortalama buharlaşma oranı çevrim su debisinin yaklaşık %1-3’ü kadardır [4]. Literatürde ve sektörde çokça farklı tipte dizayn çalışmaları bulunmaktadır.

Bu çalışmada karşı akışlı ve mekanik çekişli ıslak tip soğutma kulesi ile performans testleri yapılmıştır. Bu tip soğutma kulelerinde atmosfer havası ünite içerisine ünitenin alt kotunda bulunan panjurlardan giriş yapar. Sonrasında yatayda iki tarafı akışa kapalı fakat dikeyde iki tarafı açık olan dolgudan aşağıdan yukarıya doğru hareket eder.

Karşılaştığı dirençler yani geçtiği bölgeler sırasıyla hava giriş panjuru, yağmurlama bölgesi, dolgu bölgesi, spreyleme bölgesi, su dağıtım hattı, damla tutucu bloklar ve aksiyal fanın giriş kısmından oluşmaktadır. Bu bölgelerin sadece yağmurlama, dolgu ve spreyleme bölgelerinde ısı ve kütle transferi yapılmaktadır Diğer bölgelerin görevleri soğutma kulesinin sürekliliğinin sağlanması içindir. 

Detay özellik olarak panjur, dolgu blokları ve damla tutucular farklı bölgelerde olduğu için toplam basınç kayıpları çapraz akışlı soğutma kulelerine kıyasla bir miktar daha fazla olmaktadır.