مبردات هواء ذات أنابيب مُزَعْفَنَة مُخصصة لصناعات النفط والغاز والكيماويات

مبرد الهواء ذو الأنابيب ذات الزعانف هو جهاز يقوم بتبريد سائل ساخن (سائل أو غاز) عن طريق نفخ الهواء المحيط على مجموعة من الأنابيب. المكون الرئيسي هو الأنبوب ذو الزعانف، وهو أنبوب أساسي مزود بزعانف متصلة بسطحه الخارجي. تزيد هذه الزعانف بشكل كبير من مساحة السطح لتبادل الحرارة، مما يجعل عملية التبريد أكثر كفاءة بكثير من استخدام الأنابيب العارية.

المبدأ الأساسي هو انتقال الحرارة المحسوسة: يفقد سائل العملية الساخن داخل الأنابيب الحرارة للهواء البارد الذي يمر فوق الزعانف، مما يؤدي إلى انخفاض درجة حرارة السائل.

المكونات الرئيسية

1. الأنابيب ذات الزعانف (قلب النظام):

الأنبوب الأساسي: الأنبوب الداخلي الذي يحمل سائل العملية (مثل الماء أو الزيت أو المواد الكيميائية أو البخار).

الزعانف: أسطح ممتدة متصلة بالجزء الخارجي من الأنبوب الأساسي. وهي الواجهة الأساسية لتبادل الحرارة مع الهواء.

أنواع الزعانف الشائعة:

زعانف "L": شريط من مادة الزعانف ملفوف حول الأنبوب بقاعدة على شكل "L". شائع للاستخدام في درجات الحرارة المعتدلة.

زعانف "G": مشابهة لزعانف L-footed ولكن مع قفل أكثر إحكامًا، وأفضل لدرجات الحرارة المرتفعة والدورات الحرارية.

الزعانف المضمنة: يتم لف الزعنفة في أخدود مشكل في الأنبوب ثم يتم لفها بالتوتر للحصول على رابطة قوية جدًا ومتكاملة. ممتاز لدرجات الحرارة والضغط المرتفعين.

الزعانف المبثوقة: يتم إنشاء زعنفة عن طريق بثق الألومنيوم من أنبوب ثنائي المعدن (مثل غلاف من الألومنيوم على قلب فولاذي). يوفر هذا رابطة سلسة وعالية الكفاءة وهو قوي جدًا.

2. المراوح والمحركات:

المراوح المحورية: مراوح كبيرة تشبه المروحة تدفع حجمًا كبيرًا من الهواء عبر مجموعة الأنابيب.

محركات المروحة: عادةً ما تكون محركات كهربائية، وأحيانًا مزودة بمحركات ذات تردد متغير (VFDs) للتحكم الدقيق في درجة الحرارة.

3. الهيكل والحجرة:

إطار فولاذي قوي يدعم مجموعة الأنابيب وتجميع المروحة.

الحجرة هي غرفة مغلقة تضمن توجيه الهواء بالتساوي عبر مجموعة الأنابيب وعدم تسربه حول الجوانب.

4. الرؤوس:

صناديق أو أنابيب في كل طرف من مجموعة الأنابيب حيث يتم توزيع سائل العملية على الأنابيب الفردية (رأس المدخل) وتجميعه بعد التبريد (رأس المخرج).

العملية

1. السائل الساخن في: يدخل سائل العملية الساخن إلى رأس المدخل.

2. التوزيع: يوزع الرأس السائل بالتساوي في الأنابيب ذات الزعانف المتعددة.

3. تبادل الحرارة: أثناء تدفق السائل عبر الأنابيب، يتم توصيل حرارته عبر جدار الأنبوب وإلى الزعانف.

4. تدفق الهواء: تجبر المروحة (المراوح) المحورية تيارًا كبيرًا من الهواء المحيط عبر الجزء الخارجي من الأنابيب ذات الزعانف. يلتقط هذا الهواء الحرارة من الزعانف وأسطح الأنابيب.

5. السائل المبرد خارج: يتم تجميع السائل المبرد الآن في رأس المخرج وإعادته إلى نظام العملية.

6. الهواء الساخن خارج: يتم تصريف الهواء الساخن إلى الغلاف الجوي.

هذه العملية بأكملها عبارة عن دائرة مغلقة لسائل العملية، مما يعني أنه لا يتلامس مع هواء التبريد، مما يمنع التلوث والفقدان.

أنواع مبردات الهواء

السحب القسري: تقع المروحة على جانب المدخل، مما يدفع الهواء عبر مجموعة الأنابيب. من الأسهل الوصول إلى مجموعة الأنابيب للصيانة، ولكن المروحة معرضة للهواء البارد المحيط.

السحب المستحث: تقع المروحة على جانب المخرج، وتسحب الهواء الساخن عبر مجموعة الأنابيب. يوفر هذا توزيعًا أكثر توازناً للهواء ويحمي المروحة من الطقس، لكن محرك المروحة يعمل في بيئة حارة.

التطبيقات الشائعة

تنتشر مبردات الهواء في الصناعات التي يندر فيها الماء أو باهظ الثمن، أو حيث تكون نقاء سائل العملية أمرًا بالغ الأهمية.

1. المصافي ومصانع البتروكيماويات: تبريد تيارات الهيدروكربون، ومكثفات علوية لأعمدة التقطير، وتبريد ناتج المفاعل.

2. محطات الطاقة: تبريد زيت تشحيم التوربينات، وأنظمة تبريد المياه ذات الحلقة المغلقة.

3. محطات الضاغط: المبردات اللاحقة والمبردات البينية للهواء المضغوط أو الغاز.

4. التدفئة والتهوية وتكييف الهواء والتبريد: كمكثفات (رفض الحرارة من المبرد إلى الهواء).

5. العمليات الصناعية: تبريد الزيت الهيدروليكي، والتبريد، وتبريد العمليات في التصنيع.

المزايا مقابل المبردات الأخرى (مثل أبراج التبريد)