Меню Рубрики

Установка градирен в помещениях

Эксплуатация градирни для охлаждения воды круглый год

Содержание статьи

ЧТО ТАКОЕ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГРАДИРНИ

Большинство словарей трактует термин эксплуатация как извлечение прибыли или выгоды от применения чьего-либо труда, предмета, оборудования. В общественном сознании этот термин носит негативный оттенок. Однако если разобраться, то ничего устрашающего и неприятного в нем нет. Логично, что предприятие для улучшения качества продукции, увеличения объемов производства использует какое-либо оборудование и станки.

Градирня — это теплообменный аппарат, предназначенный для охлаждения воды в водооборотных системах с помощью атмосферного воздуха, важная часть производственного цикла.

Её использование может принести максимальную выгоду.

То есть, для получения максимальной выгоды требуется обеспечить правильный режим работы охлаждающей установки.

От чего же зависит правильная эксплуатация градирни?

Во-первых, от того, качественно ли она построена, нет ли технологических нарушений. Для того чтобы их избежать, приемка в эксплуатацию ведется по утвержденному плану. Закреплен этот план в документе РД 34.22.402-94 от 1997 года «Типовая инструкция по приемке и эксплуатации башенных градирен».

Этот документ применяется не только к башенным, но и к вентиляторным установкам.

Во-вторых, эксплуатация градирни зависит от её типа и режимов использования. Более подробно о том, какие типы есть и как они влияют на процесс эксплуатации, опишем далее в этой статье.

В-третьих, использование оборудования в разное время года отличается. Режимы работы зимой и летом кардинально разнятся. Опишем эксплуатацию градирни зимой и летом в отдельном разделе далее.

ВЛИЯНИЕ СХЕМЫ ГРАДИРНИ ВЕНТИЛЯТОРНОГО ТИПА НА ЕЁ ЭКСПЛУАТАЦИЮ

Градирни бывают сухого и мокрого типов, то есть радиаторные и испарительные охлаждающие установки. Последние могут быть вентиляторными и безвентиляторными (башенными). Более подробно о типах и классификации читайте в специальной статье: «Принцип работы и виды градирен».

Сухие градирни – это теплообменные сооружения, в которых тепло передается без контакта воды и воздуха. В них вода течет в трубках радиатора (теплообменника) и её тепло передается стенкам. Радиатор обдувается воздухом при помощи вентилятора, что ускоряет охлаждение.

Принцип работы таких градирен схож с охлаждением жидкости в радиаторах автомобилей.

Они применяются в тех случаях, когда восполнение воды в оборотном цикле слишком дорого или невозможно. Чаще всего это зависит от территориального расположения предприятия. Например, при расположении в пустынной местности, на нефтепромысле, или в Сибири, где осложнена подпитка контура.

Распространено применение такого типа градирен в схемах кондиционирования на офисных и торговых центрах, в магазинах. Также их применяют, когда температура оборотной воды слишком высока и её охлаждение на испарительной градирне невозможно по причине возможного разрушения оросителя.

Основным преимуществом сухих охладителей является отсутствие потерь хладагента. К минусам относятся высокая стоимость, большие габариты и небольшой перепад температур.

К особенностям эксплуатации градирен такого типа относятся необходимость очищения теплообменника от загрязнений и поддержания циркуляции в зимний период времени для предотвращения размораживания.

Чаще на производствах применяются градирни мокрого типа (испарительные).

Они понижают температуру воды преимущественно при контакте ее с воздухом и испарении жидкости.

Существует 4 основных вида испарительных градирен: башенные, секционные вентиляторные, отдельно стоящие вентиляторные и малогабаритные.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГРАДИРЕН ЛЕТОМ

В летнее время года эксплуатация водоохлаждающих установок менее проблематична, в отличие от зимней эксплуатации градирни. Поэтому в летнее время года больше внимания уделяется технологическим параметрам работы и достижению качественного охлаждения.

Среди основных проблем летней эксплуатации выделяют:

  • высокую температуру окружающего воздуха
  • низкую влажность окружающей среды
  • естественные загрязнения: пух, перо, пыль

Для качественного охлаждения оборотной воды необходима большая поверхность растекания жидкости для контакта с воздухом. Это невозможно, если забит оросительный слой.

Помимо технологических примесей (окалины, водорослей, химических соединений и нефтепродуктов), летом, с поступающим воздухом, ороситель забивается и природными загрязнениями.

Они оседают в бассейне градирни и попадают в водооборотный цикл. При этом происходит засорение теплообменных аппаратов, вследствие чего ухудшается работа промышленного оборудования, а в наихудшем случае происходит выход его из строя, что потребует большое количество средств для восстановления технологических параметров.

Решением данной проблемы служит установка жалюзи градирни, или краткосрочное отключение охлаждающей установки и очищение от грязи как бассейна, так и оросительного слоя.

Жалюзи с ламелями из различных материалов позволяют исключить прямое попадание грязи, при этом обеспечив поступление достаточного воздуха в установку.

Однако даже достаточное количество чистого воздуха летом — не гарантия правильной работы градирни. Дело в том, что воздух поступает горячий и сухой. Большая температура влажного термометра ограничивает возможную температуру охлаждения воды. В этом случае возможно уменьшить поток на каждую секцию, тем самым уменьшив плотность орошения и увеличив охлаждающую способность.

Для сохранения общего теплосъема градирни требуется увеличивать количество подаваемой воды. Так как W=1,163*Q*∆t, то при уменьшении перепада температур требуется увеличить количество жидкости на пропорциональную величину.

Для этого нужно вводить в работу дополнительные секции.

Учитывая, что требуется увеличить общее количество воды и одновременно уменьшить количество, поступающее на каждую из секций, то ввод резервных мощностей должен быть значительный. Этот аспект летней эксплуатации стоит учитывать при проектировании градирни.

Если уменьшить поток невозможно по техническим требованиям, то тогда потребуется увеличение слоя оросителя и мощности вентилятора каждой из секций.

Оборотной стороной увеличения мощности вентилятора будет увеличение капельного уноса. Унос также вырастает летом по естественным причинам: сухой окружающий воздух лучше насыщается влагой от оборотной воды. Растет и испарение. В сумме подпитка вырастает значительно, что ведет к росту финансовых затрат.

Сильно уменьшить потери позволит водоуловитель. О том, как его правильно применять, смотрите в материале «Как установить водоуловитель и начать экономить».

МЕТОДЫ УЛУЧШЕНИЯ РАБОТЫ ГРАДИРНИ ЛЕТОМ

Основные рекомендации мы уже дали выше: ввести резервные секции в эксплуатацию, установить жалюзи и водоуловитель, увеличить мощность вентиляторной установки.

Можно применить ороситель с меньшим сопротивлением потоку воздуха и неподверженный загрязнению.

Например, если у вас установлен пленочный ороситель, а в водооборотном цикле присутствуют загрязняющие вещества, то с полной уверенностью можно сказать, что данный ороситель не будет выполнять свои функции на 100%. Происходит это из-за того, что забив канал, загрязнение сокращает поверхность теплообмена весьма значительно.

Эту проблему можно решить, установив сетчатый ороситель: локальные загрязнения вода обтекает.

Кроме того, существуют методы, благодаря которым возможна экономия ресурсов предприятия. Например, применение автоматической системы управления градирней. Она в автоматическом режиме управляет частотой вращения рабочего колеса. Это позволяет в менее жаркий период дня снижать скорость вращения вентилятора, тем самым уменьшая потребление электроэнергии. Также при перегреве двигателя автоматическая система срабатывает на выключение, во избежание поломки оборудования. Весь процесс происходит без вмешательства рабочего персонала.

ЗИМНИЙ РЕЖИМ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГРАДИРНИ

Холодное время года — самый сложный период эксплуатации градирен. Учитывая, что на большей части территории России отрицательные температуры наружного воздуха наблюдаются около полугода, этот вопрос для нас особенно актуален.

Читайте также:  Установка подогревов передних сидений на гранту

При поступлении холодного воздуха в окна градирни начинается постепенное обледенение конструктивных элементов. Избежать этого невозможно, обходить законы физики никто пока не научился. Но замедлить этот процесс и предложить эффективные методы борьбы с обледенением мы можем.

Основная проблема при эксплуатации мокрых градирен зимой — обмерзание воздуховходных окон, вентиляторов и оросителя.

Существует несколько основных методов для борьбы с образованием наледи. Часть из них требует только правильной работы обслуживающего персонала, другая — еще и технических доработок.

К первой группе относится увеличение гидравлической нагрузки на отдельные секции, подача оборотной воды в бассейн через байпасы, отключение вентиляторов.

Более сложным решением является установка дополнительных устройств, помогающих решить указанную проблему.

В первую очередь, это использование двигателей с возможностью реверса рабочего колеса. Это позволит периодически прогонять теплый воздух из градирни через входные окна. Однако слишком долгое обратное вращение может вызвать обледенение лопастей и ступицы, а также близлежащих зданий. Поэтому к настройке работы двигателя в режиме реверса стоит подходить ответственно.

Более трудоемким решением является установка жалюзи и зимней системы ВРС.

Дополнительная ВРС устанавливается ниже уровня оросителя. В холодное время года в нее подается от 50% до 100% от расчетного расхода оборотной воды. При подаче всего объема на зимнее водораспределение, верхняя система отключается.

Теплая жидкость, распределяемая в подоросительном пространстве, создает тепловую завесу и препятствует попаданию внутрь градирни холодного воздуха. Это значительно снижает образование льда на окнах и площадках оросителя.

Практически все методы борьбы с обледенением сводятся или к созданию преграды на пути холодного воздуха, или к подаче теплого потока для оттаивания уже намерзшего льда.

В режиме зимней эксплуатации градирни эффективным решением будут жалюзи.

Они служат для той же цели — снизить расход холодного воздуха и не допустить обледенения технологических элементов. Как правило, створки жалюзи можно зафиксировать в нескольких положениях, регулируя тем самым подачу воздуха.

Остальные методы, такие как установка дополнительных трубопроводов по периметру окон, устройство наружных тамбуров и защитных экранов, относятся в большей мере к башенным градирням. Связано это с тем, что расход воздуха в них регулировать гораздо сложнее.

Для правильного перехода на зимний режим работы градирни при использовании жалюзи, действуют в следующем порядке:

  1. прекращается подача воды через форсунки;
  2. включается байпасная линия, или зимняя система водораспределения;
  3. закрываются жалюзи;
  4. останавливается вентилятор ВГ.

Важно отметить, что для правильной эксплуатации градирни зимой на ней должны быть установлены водоотбойные козырьки.

Градирни без жалюзи при выключенном вентиляторе рекомендуется эксплуатировать в режиме увеличенной плотности орошения. В таком режиме уменьшается образование капель, как следствие, процесс намерзания льда идет медленнее.

Для организации такого режима эксплуатации градирни отключают часть секций, а поток воды перераспределяется на оставшиеся в работе. Отключения производят из расчета плотности орошения на оставшихся секциях в пределах 15-20 м 3 /м 2 *ч. Чтобы это было возможно, при проектировании водораспределения надо рассчитать и заложить диаметр трубопровода и количество форсунок с запасом.

Для отсутствия обледенения при работе градирни рекомендуется поддерживать температуру оборотной воды на определенном уровне. Тоесть ниже этой границы процесс обмерзания сильно интенсифицируется.

В типовых инструкциях рекомендуется не снижать температуру в контуре ниже 16-18 о С. Однако, в исследовательских работах можно встретить и другие данные. Например, у В.П.Щукина это 7-8 о С с последующем увеличением до 15 о С.

А у Г.Вистрома для поперечноточных градирен дана минимальная температура оборотной воды в 21,1 о С при температуре окружающего воздуха до -29 о С. Однако, не стоит забывать, что при использовании зимой градирни, вместо охлаждающих установок, температура на выходе должна быть не выше 5 о С и обледенение так, или иначе будет происходить.

КАК ПРЕДОТВРАТИТЬ ПЕРЕОХЛАЖДЕНИЕ ВОДЫ

При низких температурах окружающего воздуха помимо обледенения градирни появляется проблема переохлаждения оборотной воды. Для многих промышленных установок температура ниже +15 о С ведет к нарушению технологического цикла.

Для предотвращения падения температуры рекомендуется увеличивать плотность орошения и закрывать жалюзи при отключенном вентиляторе. В таком режиме градирня эксплуатируется эффективно и долго. Внутри создается теплая зона, а отсутствие массового обмена воздуха не позволяет воде переохлаждаться. В случае падения температуры воды необходимо уменьшить её количество в водообороте. При этом на производстве меньшее количество воды будет сильнее нагреваться, как следствие, остаточная температура в бассейне вырастет.

Все описанные способы и меры по улучшению эксплуатации градирни достаточно просты и эффективны.

Проводите обследование градирни с привлечением специализированных организаций и будет составлен список рекомендаций именно для Вашего случая.

Следуя им, Вы обеспечите беспроблемную эксплуатацию вентиляторной, или башенной градирни.

источник

Градирни — виды градирен и принцип работы

Содержание статьи

Градирня – это промышленная установка, предназначенная для охлаждения оборотной воды, используемой для отведения тепла от технологического оборудования в системах оборотного водоснабжения.

Градирни применяют на промышленных предприятиях, атомных электростанциях и ТЭЦ для охлаждения технологического оборудования.

Классификация и виды градирен

Работа любой градирни основана на охлаждении некоторого объема жидкости атмосферным воздухом. Именно отсутствие иного, нежели воздух, хладагента и отличает градирню от кондиционера, холодильника, или чиллера.

По принципу действия есть два основных типа:

  • испарительные – открытые
  • сухие — закрытые

Испарительная градирня открытого типа работает так: разбрызгивает горячую воду и смешивает ее с более холодным наружным воздухом. При этом часть воды превращается в пар и вместе с нагревшимся наружным воздухом выбрасывается в атмосферу, оставшаяся же вода охлаждается.

По способу подачи воздуха градирни испарительного типа бывают:

  • поперечноточные
  • противоточные
  • брызгальные
  • эжекционные

Преимущества и недостатки различных типов градирен

Тип Градирни

Вентиляторные градирни

Башенные градирни

Поперечноточные градирни

Эжекционные градирня

Сухие градирни

Преимущества

нет затрат электроэнергии при эксплуатации

занимают меньше места, так как могут быть спланированы «в высоту»

Способность охладить воду с высоких температур

закрытый контур, отсутствие попадания примесей в воду

предназначены для больших расходов воды

требуют меньшего давления в системе водораспределения

не требуется обслуживать вентилятор

возможность работы на кипящей воде

отсутствие механических подвижных частей

возможность работы на этиленгликоле

отсутствие капельного уноса

наличие большого ассортимента запасных частей

требуется обученный персонал для обслуживания

на 30% менее эффективный ороситель

большие энергозатраты на создание повышенного давления воды

низкая эффективность охлаждения

необходимы дополнительные меры зимой

дорогая конструкция и материалы

возможность загрязнения оборотной воды

сложное строительство и ремонт

сложность эксплуатации зимой

требовательность к обслуживанию и чистке теплообменника

требуют специальных мероприятий для зимнего периода

ложность с ремонтом, так как в России не производят запчастей

Вентиляторные градирни

Принцип работы вентиляторной градирни заключается в подаче большого количества воздуха за счет работы вентилятора с лопастями диаметром до 20 метров. Такой вентилятор подает до 10 000 000 куб. метров воздуха в час.

Интерактивная схема градирни

Наведите на изображение для просмотра описания

Читайте также:  Установка программ с таблетками

При соотношении 1 м 3 воды к 600 м 3 воздуха и более начинается эффективное охлаждение. Воздух поступает в градирню через специальные окна, распложенные снизу металлического каракаса. Их размер должен быть достаточен для прохода огромного объема воздуха.

Технические характеристики вентиляторных градирен

Тип градирни Размер секции, м Номинальная гидравлическая нагрузка, м3/ч Мощность привода вентилятора градирни, кВт Характерные отрасли применения
Вента-250 4х4 100-300 9-22 Молокозаводы, кабельные заводы, литейные цеха, заводы исусственных кож, трубные заводы
Вента-500 6,5х6,5 300-500 30 Коксохимические производства, металлургические производства
Вента-800 8х8 500-1000 30-55 Металлургические производства, шинные заводы, нефтехимические заводы, сахарные заводы
Вента-1000 10х10 600-1400 75-90 Нефтехимические заводы,
Вента-2000 12х12 900-2000 75-132 Металлургические заводы, нефтеперерабатывающие заводы
Вента-3000 12х16, 16х12 1200-3000 75-132 ТЭЦ, металлургические заводы, химические заводы

Встреча воды, разбрызгиваемой соплами, и воздуха происходит на поверхности блоков оросителя. Их основная функция — сделать поверхность и время соприкосновения максимальными. Чтобы вентилятор не выдувал много воды, используют специальный водоуловитель.

Видео работы вентиляторной градирни


Благодаря различным видам оросительных блоков и широкой гамме осевых вентиляторов такие градирни могут быть подобраны в большем диапазоне нагрузок по воде и обеспечивать глубокое охлаждение воды с перепадом до 30 °

Кроме того, есть возможность установки воздухорегулирующих жалюзи и реверса двигателя. Это позволит прекрасно эксплуатировать градирню в зимние морозы.

По типу оросителя различают следующие типы вентиляторных градирен:

Наиболее эффективные капельно-пленочные вентиляторные градирни. Они совмещают свойства капельных и пленочных оросителей и лучше всего охлаждают воду.

Для малых расходов оборотной воды вентиляторы градирни поставляются на предприятия в готовом виде, по этому признаку их называют малогабаритными или блочными миниградирнями.

Этот тип градирен характеризуется невысокими перепадами температур на входе и выходе, при этом и электропотребление сравнительно не высоко.

Преимущества:

  • гибкость конструкции
  • отсутствие обмерзания
  • энергоэффективность
  • легкость ремонта
  • наличие большого ассортимента запасных частей
  • требуется обученный персонал для обслуживания
  • необходимы дополнительные меры зимой

Башенные градирни

Башенная градирня представляет собой железобетонную или металлическую трубу конической формы, внутри которой находится система подачи воды, ороситель и резервуар. Поток наружного воздуха через входные отверстия в нижней части трубы поднимается вверх через ороситель за счет создания естественной тяги в трубе.

Этот вид промышленных градирен обеспечивает большую тепловую мощность за счет гигантского количества воды, охлаждаемого с небольшим температурным перепадом (5-10 0 С)

В основном башни – это градирни ТЭЦ или АЭС.

К достоинствам башенных градирен можно отнести отсутствие потребления электроэнергии.

Гигантские капитальные затраты на строительство и большая занимаемая площадь – большие минусы при выборе этих градирен.

Также стоит отметить, что ввиду отсутствия принудительной тяги и возможность развернуть поток воздуха , эксплуатация этих градирен требует дополнительных приспособлений и мероприятий. Например, тамбур и жалюзи.

Преимущества:

  • нет затрат электроэнергии при эксплуатации
  • предназначены для больших расходов воды
  • малая глубина охлаждения
  • дорогое строительство
  • сложное строительство и ремонт
  • требуют специальных мероприятий для зимнего периода

Поперечноточные градирни

В поперечноточной градирне вода из коллектора подается в специальный бак — потолочный распределитель. Оттуда уже без давления, самотеком она стекает вниз по узкому слою специального оросителя.

Теплообмен и испарения (обмен масс) происходит за счет большого количества воздуха, подаваемого вентилятором.

В таких градирнях воздух движется в слое оросителя горизонтально перпендикулярно падающей сверху вниз воде. Отсюда название: поперечноточная градирня. Вход воздуха может быть с одной или двух сторон, соответственно получится одно- или двухпоточная система.

Особенности поперечноточных градирен:

  • Использование поперечноточных градирен зимой сильно затруднено. В безнапорной системе водораспределения отсутствует подпор, аэродинамическое сопротивление оросителя больше на 30 %. Именно поэтому основное распространение такие градирни получили в странах с теплым климатом: ОАЭ, Иран, Индия, Пакистан.
  • Водоуловитель совмещен с жалюзи и выполняет двойную функцию: предотвращает унос и разбрызгивание капель воды.

Так как в нижней части оросителя образовывается слабо орошаемая зона, то весь слой оросителя целесообразно делать наклонным, чтобы сместить нижний ярус к центру и уменьшить обмерзание.

Экономически применение таких градирен оправданно при условии круглогодично теплого климата.

Тогда экономия места за счет возможности увеличивать высоту градирни и отсутствие давления в верхней точке водораспределительной системы окупают прочие недостатки. В последнее время такие градирни активно продвигаются на российском рынке под соусом новизны и энергоэффективности. Однако в наших реалиях применение поперечноточных градирен в крупных водооборотных циклах – ошибка.

Тепловой расчет аналогичен теплогидравлическому расчету классической вентиляторной градирни, только коэффициент тепломассобмена на 20% меньше. Это значит, что при одинаковых условиях поперечноточные грдирни охлаждают хуже противоточных, из-за менее эффективного использования поверхности оросителя.

Преимущества:

  • занимают меньше места, так как могут быть спланированы «в высоту»
  • требуют меньшего давления в системе водораспределения
  • на 30% менее эффективный ороситель
  • большая стоимость
  • обмерзают зимой
  • сложность с ремонтом, так как в России не производят запчастей

Противоточные градирни

Они делятся на 2 большие группы: башенные и вентиляторные. Разница в том, как создаются потоки воздуха: естественным или принудительным способом.

Конструктивно в обоих типах горячая вода по водораспределению через сопла разбрызгивается вниз на ороситель. Она проходит через блоки оросителя, растекается на их поверхности и смешивается с уличным воздухом. Затем остывает и стекает в бассейн для сбора жидкости.

ГИБРИДНЫЕ ГРАДИРНИ

Гибридные градирни – это технически сложные сооружения, в которых совмещены два разных процесса охлаждения. Первый, который используется в сухих градирнях, и второй процесс, который используется в испарительных градирнях.

  1. Теплопередача — это явление передачи тепловой энергии к наименее горячему телу от наиболее горячего при контакте, либо через делящую тела средуы, например перегородку из различного материала. Если тела одной системы пребывают при различной температуре, то протекает переход тепловой энергии, т.е теплопередача. Это собственно считается следствием 2 закона термодинамики.
  2. Испарение — это явление трансформации вещества (фазового перехода) из твердых и жидких тел в соответствующее им парообразное или газообразное состояние, происходящее на поверхности вещества. При испарении с поверхности тела отрываются молекулы, если кинетическая энергия и скорость их достаточна для преодоления сил притяжения со стороны других соседних молекул.

Принцип действия гибридной градирни

Заключается в том, что теплоноситель поступает в теплообменники, охлаждается при помощи потоков воздуха и воды, подаваемой сверху форсунками. При низкой температуре внешнего воздуха применяется только сухое охлаждение(теплопередача). При повышении температуры включается дополнительное орошение. Жидкости на орошение подается ровно столько, сколько испаряется. Контроль за всеми параметрами градирни осуществляется при помощи автоматической системы управления. Для привода рабочих колес вентиляторов применяются электрические двигатели, оснащаемые частотным преобразователем для экономии электроэнергии. Конструкции гибридных градирен применяется там, где используется чистая вода, которая не вызывает коррозию металла.

Гибридные градирни превосходят сухие, но уступают испарительным в охлаждающей способности и технико-экономических показателях. Они имеют меньше дорогостоящего теплообменного оборудования и охлаждающая способность их в меньшей мере зависит от изменения температуры воздуха.

Читайте также:  Установка звуковых драйверов debian

К достоинствам можно отнести низкие потери воды в сравнении с испарительными градирнями, а так же возможность работы без видимого парового факела.

В России гибридные градирни не получили широкого распространения из-за высоких требований при эксплуатации и значительной стоимости в сравнении с обычными испарительными градирнями.

  • Снижение потерь воды
  • Возможность работы без парового факела
  • Стабильная мощность охлаждения
  • Высокий уровень защиты от обмерзания при эксплуатации зимой
  • Минимальный расход воды за счёт сочетания преимуществ сухого и мокрого охлаждения
  • Сложность в проектировании и строительстве
  • Большая частота и качество обслуживания
  • Зависимость от качества оборотной воды
  • Большие затраты на энергию
  • Высокая стоимость по сравнению с испарительными градирнями

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ГРАДИРНИ

Промышленные градирни, к ним можно отнести открытые, или мокрые — обеспечивают охлаждение за счет непосредственного контакта воздуха и воды.

В зависимости от способа перемешивания различают следующие виды испарительных (мокрых) градирен:

  • Оросительные (насадочные): поперечноточные и противоточные. Устройства осуществляют контакт подаваемого воздуха с охлаждаемой водой на развитой поверхности оросительного слоя (насадки). Если направление движения потоков воды и воздуха параллельное (противонаправленное), то градирня относится к противоточному типу. Если же поток воздуха движется перпендикулярно потоку воды, то градирня будет поперечноточного типа.

  • Безнасадочные: брызгальные и эжекционные. Они работают за счет распыления воды и разделения ее на мелкие капли. Теплообмен у них происходит на поверхности капель.

Брызгальные градирни, или брызгальные бассейны отличаются от эжекторных давлением, под которым происходит процесс разбрызгивания.

В эжекционных градирнях разбрызгивание воды специальными форсунками происходит при давлении 0,3-0,4 МПа. Получившийся мелкодисперсный факел с частицами размером 0,2 мм движется с большой скоростью, порядка 16-20 м/с. За счет такого движения поток капель интенсивно увлекает (эжектирует) за собой атмосферный воздух, при этом перемешиваясь.

Рассмотрим более подробно два этих класса градирен и разберемся в их достоинствах и недостатках.

ЭЖЕКЦИОННАЯ ГРАДИРНЯ

Эжекционная градирня представляет собой корпус из стали, в котором размещен высоконапорный трубопровод с соплами (эжекторами) специальной конструкции. При распылении воды под давлением через эжектор происходит подсос наружного воздуха в зону рязрежения. Воздух перемешивается с водой и охлаждает её.

Основными плюсами этого типа является полное отсутствие ограничения в температуре охлаждаемой воды. В оросительных системах обычно более +60 0 . Вода не охлаждается, так как полимер, из которого изготовлен ороситель, становится пластичным и может разрушаться. Но есть ряд минусов, которые накладывают сильные ограничения на распространение данного типа градирен.

Во-первых, это необходимость создать давление в эжекторе. Отсутствие вентилятора градирни с лихвой компенсируется повышенной мощностью насосов. Как пример, для сравнительного объема охлаждающей воды мощность вентиляторной установки составляет 75 кВт, а мощность насоса при эжекции уже 160 кВт. Кроме этого, уменьшается срок эксплуатации трубопроводов системы.

Во-вторых, зимой невозможна циркуляция, так как мелкая водяная взвесь будет моментально замерзать. Требуется организовать байнасирование воды.

В-третьих, капельный унос у таких градирен выше в 1,5-2 раза, а применение водоуловителя создает дополнительное сопротивление и ухудшает охлаждение воды.

Применение эжекционных градирен выгодно при температуре воды более 60 0 С и/или малом расходе воды.

Преимущества:

  • могут работать на горячей воде с t ≥ 60 0 С
  • не требуется обслуживать вентилятор
  • отсутствие механических подвижных частей
  • большие энергозатраты на создание повышенного давления воды
  • большой капельный унос
  • сложность эксплуатации зимой

СУХАЯ ГРАДИРНЯ

Радиаторная (сухая) градирня изобретена венгерскими инженерами Геллером и Фарго и изначально использовалась для охлаждения конденсаторов электростанций. Она представляет собой корпус с размещенным внутри теплообменником (радиатором), по которому циркулирует охлаждающая жидкость и одним, или несколькими вентиляторами, обдувающими радиатор потоком наружного воздуха.

Радиатор из оребренных, чаще всего медных или алюминиевых трубок, обуславливает то, насколько хорошо сухие градирни будут охлаждать воду.

Применение качественного радиатора из меди, с тонкими каналами делает стоимость сухой градирни очень большой. Уменьшая стоимость решения, приходится жертвовать и эффективностью.

Сухие градирни имеет смысл использовать, когда технология требует изоляции контура циркуляции от внешней среды, или при отсутствии возможности организовать подпитку в необходимых количествах. Тогда использование контура сухой градирни со смесью этиленгликоля является практически единственным решением. Еще выбор в пользу сухой градирни целесообразен при температуре теплоносителя, или оборотной воды на грани кипения. Например, в оборотных циклах АЭС или НПЗ.

В остальных случаях более дешевым и оправданным будет применение вентиляторной промышленной градирни, так как расход воздуха вентилятора открытой градирни в 5 раз меньше, чем у закрытой. Мощность вентилятора пропорционально меньше у открытых градирен.

Преимущества:

  • закрытый контур, отсутствие попадания примесей в воду
  • возможность работы на кипящей воде
  • возможность работы на этиленгликоле
  • отсутствие капельного уноса
  • низкая эффективность охлаждения
  • дорогая конструкция и материалы
  • требовательность к обслуживанию и чистке теплообменника

Принцип работы градирни

Принцип работы градирни основан на передаче тепла воды прокачиваемому через нее атмосферному воздуху. Для того чтобы увеличить эффективность теплопередачи, охлаждаемую воду разбрызгивают через форсунки. Чем более мелкодисперсный факел образуют сопла, тем выше площадь соприкосновения воды и прокачиваемого воздуха, и как следствие – лучшая теплопередача и охлаждение. Затем вода протекает через ороситель, обладающий сложной структурой и большой площадью поверхности. Его задача – увеличить эффективность испарения и охлаждения за счет увеличения времени прохождения через него воды, большой площади испарения, перемешивания и турбулизации потоков.

Область применения градирен широка. Они применяются в системах оборотного водоснабжения на ТЭЦ, АЭС, а также для охлаждения конденсаторов, холодильных установок, при кондиционировании воздуха, при химической очистке веществ. Градирни получили широкое применение в энергетической, авиационной, судостроительной, химической отрасли, на предприятиях металлургии, машиностроения, пищевого производства, в ВПК и иных сферах деятельности человека.

Принцип работы драйкулера, или градирни «сухого» (закрытого) типа заключается в понижении температуры. Жидкость проходит внутри замкнутого контура теплообменника и обдувается уличным воздухом. Такой же принцип используется в системе охлаждения двигателя автомобиля, когда охлаждающая жидкость проходит через радиатор, обдуваемый вентилятором. При этом непосредственный контакт жидкости с подаваемым воздухом отсутствует.

История появления градирни

История появления термина «градирня» ведет к немецкому слову «gradieren», что означает «сгущать солевой раствор». Это связано с тем, что первоначально градирни служили для добычи соли методом выпаривания.

Соляная градирня в Германии — действующий туристический объект

До сих пор существует градирня в небольшом городке в Германии, которой более 200 лет. Сейчас это сооружение запускается редко, и оно выступает только в качестве туристического объекта.

Первая градирня современной гиперболоидной формы была построена в 1918 году в голландском городе Херлен. Конструктором был Фредерик ван Итерсон – профессор машиностроения и директор голландских государственных шахт. Предыдущие постройки были круглые, овальные, прямоугольные.

В России в развитие теории и практики градирестроения большой вклад внесли отечественные ученые Фарворский Б.С., Ямпольский Т.С, Берман Л.Д., Аверкиев А.Г., Арефьев Ю.И., Пономаренко В.С. и другие.

источник