Soğutma kulesi sistemlerine genellikle açık-sirkülasyonlu
soğutma sistemleri denir; bunlar,atmosfere açıktır, dolayısıyla bazı
dezavantajları vardır; buhar kaybı fazladır, dolayısıyla çok miktarda suya
gereksinim olur. Atmosfere açık olduğundan havayla temastadır, oksijenle doymuş
hale gelir ve aşındırma ve korozyon yapma özelliği artar.
Soğutma kuleleri proses suyundan buharlaştırarak ısıyı
uzaklaştırır ve sıcak su ile hava arasında iç enerji (ısı) transferi yapar. İki
tip soğutma kulesi vardır:
· Çapraz akışlı (crossflow) kuleler; bu kulelerde
hava akımı su akımına dik açıda girer
·
Zıt akışlı (counterflow) kuleler; bu tip soğutma
kulelerinde sıcak proses suyu kulenin en üst kısmına pompalanır ve kule boyunca
aşağı bırakılır. Kulede yukarıdan aşağıya kadar yerleştirilmiş çok sayıdaki
çarpma çıkıntıları veya püskürtme nozulları (uçlar) suyu dağıtarak soğumasına
yardımcı olur. Hava Kulenin dibinden girer ve yukarıdan akan suya karşı
yükselir. Fanlar veya üfleyiciler hava girişindeyse hava yukarı doğru ittirilir,
hava çıkışındaysa yukardan çekilir
Sirkülasyona alınan soğutma suyu safsızlıkların ve çözünmüş
hidrokarbonların uzaklaştırılması için işlemlenmelidir. Havayla soğutulurken
oksijenle doymuş hale gelen suyun korozyon yapma olasılığı artar. Korozyondan
korunmanın yollarından biri soğutma suyuna katkı maddesi ilave edilerek borular
ve diğer metal yüzeyler üzerinde koruyucu bir film tabakası oluşturmaktır.
Soğutma suyunun en önemli safsızlıkları depozitlerdir;
bunlar, CaCO3, Ca3(PO4)2 CaSO4,
SiO2, çamur, tortu, demir, manganez, algler, bakteriler, mantarlar
v.s., içerir. Depozitleri ve korozyonu en düşük seviyede tutmak için suyun pH,
iletkenlik, sertlik ve alkalinite tayinleri, gibi, bazı özellikleri sürekli
olarak kontrol altında tutulur; Şekil-1‘de bir rafineri veya
petrokimya kompleksindeki bir soğutma suyu kulesi sistemi ile soğutma suyu
üretimi ve dağıtımı verilmiştir.
Hava ve su soğutma kulesinde karışır, dolayısıyla havada
bulunan çeşitli safsızlıklar (toz, kir, gazlar, mikrobiyolojik organizmalar,
v.s.) suya girer. Su buharlaştığında bu maddelerin sudaki konsantrasyonları da
artar ve temas ettiği malzemelere korozyon yapar, hasar verir. Zararları azaltmak
için bu tip sistemlerde bir miktar su sistemden dışarı alınır filtrasyon ve
diğer bazı işlemlerden geçirilir.
Şekil-1 Soğutma
suyu üretimi
Sağlık ve Güvenlik
Sağlık: Soğutma-kulesi suyu proses maddeleri ve
yan-ürünlerle (sülfür dioksit, hidrojen sülfür ve karbon dioksit gibi)
kirlenebilir. Güvenli çalışma eğitimleri verilmeli ve/veya prosesten örnek
alma, kontrol, bakım ve programlı duruşlarda, gürültüyle, kimyasal maddeler ve
hidrojen sülfür gibi tehlikeli maddelerle temasta gerekli koruyucu ekipman
kullanılmalıdır.
Güvenlik: Soğutma kulesi fanları ve su pompalarındaki
güç kaybı, rafineri operasyonlarında ciddi sonuçlar yaratır. Soğutma suyundaki
safsızlıklar boruları, ısı değiştiricileri korozyona uğratır, çözünmüş tuzlar
borular üzerinde pullar toplanmasına neden olur ve mikroorganizmalar ahşap
malzemeyi tahrip eder.
Yangın Önleme ve Korunma: Soğutma suyu
hidrokarbonlarla kirlendiğinde alevlenebilir buharlar boşaltma havası içinde
buharlaşabilirler. Yakıcı bir kaynağın bulunması veya kıvılcım oluşması
durumunda bir yangın başlayabilir. Fanların hava çıkışında olduğu soğutma
kulelerindeki kısmen kuru bölgeler de potansiyel birer yangın tehlikesidir.
