Градирня для охлаждения воды

Алан-э-Дейл       10.09.2022 г.

Назначение

В отраслях промышленности, связанных с производством пластмасс и холодильных агрегатов, необходимо обеспечить постоянное охлаждение устройств. С этой целью применяют специальное оборудование – градирню.

Такие конструкции используют для снижения температуры посредством аппаратов теплообменного типа, входящих в состав разных систем оборотного водоснабжения. Первоначально, градирня была придумана для добычи соли методом выпаривания, поэтому в переводе с немецкого она означает «сгущать соляной раствор». В большинстве случаев, градирни устанавливают там, где нет возможности сбрасывать охлажденную воду в естественные водоемы, и отсутствует искусственный пруд.

При работе градирен необходимо использовать различные фильтры, поскольку охлаждающая техническая вода в оборотном процессе нередко несет в себе множество взвешенных частиц: ил, песок, ржавчину, окалину. Эти частицы забивают форсунки и приводят к порче оборудования.

Большинство из существующих градирен, задействованных в системах водоснабжения по оборотному типу, установлены более 30-50 лет назад. Это морально и физически устаревшие конструкции

Раньше при проектировании старались экономить на материалах, не придавая особой важности процессу охлаждения производственного оборудования

Современные конструкции отличаются высокой производительностью и эффективностью, они проектируются с учетом новых требований к эксплуатации оборудования, возводятся с применением оптимизированных материалов.

Условия, рекомендуемые при использовании сухих градирен

При применении и принципе работы сухой градирни необходимо правильно рассчитать параметры температур наружной среды в каждом сезоне. Это напрямую влияет на выбор мощности градирни и как следствие на качество ее работы.

Для эффективности, необходимо контролировать параметры, которые позволят применять ее с наибольшей эффективностью. Осуществлять контроль параметров возможно, с помощью:

  1. Датчиков (измеряют температуру теплоносителя и окружающей среды, делая возможным контроль всей системы охлаждения).
  2. Регуляторов вращения (регулируют скорость вращения лопастей и как следствие объем подаваемого в систему воздуха).
  3. Вентиляторов (правильный выбор количества обеспечит охлаждение рабочей жидкости до требуемого предела).

В зимнее время при низких температурах обслуживание и эксплуатация градирен может усложниться из-за обледенения конструкции. Как правило, при снижении температуры от – 10 градусов по Цельсию начинается процесс обледенения, который может вызвать поломку системы. Для исключения данной ситуации необходимо уменьшить поток подаваемого воздуха. Это можно достичь за счет отключения вентилятора или за счет перевода его в режим работы на пониженных оборотах.

Если возникла необходимость в установке сухого теплообменника, то необходимо заранее рассчитать необходимую мощность, чтобы приобретенное оборудование справлялось с объемами, необходимыми для производства. Перед установкой учитывается множество параметров, и только квалифицированный специалист сможет правильно учесть все факторы, обуславливающие эффективность в каждом конкретном случае.

Мокрая градирня открытого типа.

   Чаще всего мокрая градирня ассоциируется с башенными градирнями, которые можно увидеть рядом с ТЭЦ или гигантскими предприятиями. Но для большинства предприятий мощностей башенных градирен — не требуется. 
   Мокрая градирня открытая или градирни открытого типа — принцип её действия такой же как и у башенной, только в отличие от первой открытая мокрая градирня вполне транспортабельна и диапазон её производительности достаточно широк, т.к. в большинстве случаев такая конструкция представляет из себя модуль и соединением нескольких модулей достигается требуемая производительность.
 
   Принцип действия градирни основан на разбрызгивании через форсунки горячей воды от чего собственно и происходит ее охлаждение. Очень часто к этому процессу добавляется обдув потоком воздуха при помощи осевых вентиляторов.   Башенные грдирни — используются для охлаждения больших объемов воды, в несколько раз превышающих объемы воды на промышленных предприятиях. Это оборудование применяется преимущественно на тепловых и атомных электростанциях.
 

Башенная градиpня Башенная градиpня вентиляторная Мокрая градирня открытого типа
 

Мокрая градирня закрытого типа.

   Градирня в которой основной водяной контур не соприкасается с окружающей средой, но в которой всё же используется принцип снижения температуры за счёт испарения — называется мокрая градирня закрытого типа. В основе её действия — теплообменник (как вариант пучок труб), расположенный в корпусе который омывается водой и обдувается воздухом окружающей среды. В результате такой комбинации возможно получение температуры воды на выходе из градирни приближённо равной температуре мокрого термометра, а так же безопасно использование в зимний период, т.к в основном контуре может применяться не замерзающая жидкость.

Варианты использования градирни — в системах охлаждения

   Одним из важных моментов для наиболее эффективного использования градирен в водооборотной системе является оптимальный выбор схемы гидравлических контуров подключения. Схемы гидравлических контуров могут различаться в зависимости от количества градирен, используемых в одном контуре, а также от характера потребителя. Диапазон регулирования производительности водоохладителя определяется характером потребителя. Самый простой гидравлический контур отдельной градиpни, используемый для одного участка обслуживания, приведен на рис. 1.

Рис.1 Схема гидравлического контура охлаждения  для одного потребителя Рис.2 Система охлаждения с градирнями, имеющими раздельные  контуры приготовления и потребления

   Вода из градирни поступает в бак, откуда циркуляционным насосом подается потребителю и далее.

  В области промышленного строительства, особенно когда расход воды, циркулирующий через охладитель потребителя заметно меньше расхода воды, циркулирующего через градирни, применяется схема, приведенная на рис. 2.  Здесь обратная вода, поступающая от потребителей, отстаивается в накопительных емкостях (объем которых рассчитывается примерно на 5-10 минут работы установки). Из нее насос (насосы) контура приготовления рабочей жидкости откачивают воду на испарительные грaдиpни. Из оборудования охлажденная вода поступает в аналогичную ванну. Основная отличительная черта такой схемы — гидравлическая независимость контуров приготовления рабочей воды и потребления, обеспечиваемая наличием компенсационной трубы между емкостями (может 1-использоваться также и одна емкость с перегородкой, обеспечивающей перелив между ее частями). Вследствие этого совершенно не обязательно постоянно регулировать мощность градирен в соответствии с требованиями пользователя. Вентиляторы градирен могут работать в режиме просто «Вкл/Выкл». Кроме этого, каждая такая градиpня работает всегда с полной нагрузкой и обеспечивает максимально возможное охлаждение воды для данных погодных условий. Обе схемы не чувствительны к заморозкам, поскольку данное оборудование полностью дренируются в накопительные емкости, устанавливаемые в помещении, либо расположенные под землей.

Конструкция эжекторной градирни

Главным отличием этой разновидности градирни является применение стали в корпусе. Причем не частично, а в качестве основного материала. Внутри конструкции устанавливается высоконапорный трубопровод с эжекторами – распределительными патрубками. В процессе работы функционального блока происходит распыление воды через сопла эжекторов с последующим поднесением воздушных потоков в зону разрежения. Контакт с холодными потоками охлаждает мелкодисперсинонные капли жидкости, что обуславливает высокую эффективность данной системы с точки зрения выполнения целевой задачи. Но, производительность металлической градирни с эжекторами обеспечивается не сама собой путем естественных физических процессов как в случае с башенными конструкциями, а за счет работы насосов. Благодаря насосным станциям в распыляющих механизмах поддерживается достаточное давление, что в итоге упрощает процесс охлаждения.

Вентиляторные градирни

В вентиляторных градирнях охлаждение теплоносителя осуществляется благодаря подаче на него воздушных масс с помощью специальных вентиляторов — центробежных или осевых. Наибольшее распространение в зонах с умеренным климатом получили вентиляторные градирни противоточного типа. В таких градирнях поток воздуха движется навстречу потоку влаги, отсюда и название — «противоточные».

Другие публикации TopClimat.ru по теме
Холодоснабжение и холодильное оборудование — то, что следует знать перед выбором
Что выбрать – кондиционеры с водяным охлаждением конденсатора или систему чиллер-фанкойл?

Конструктивно вентиляторная градирня состоит из следующих основных узлов:

  • система подачи охлаждаемой жидкости:
    • форсунки для подачи жидкости,
    • ороситель,
    • каплеуловитель,
  • вентилятор с электродвигателем,
  • резервуар для сбора влаги.

Горячий теплоноситель подается в градирню сверху, разбрызгивается через форсунки в виде капель на ороситель, после чего стекает в накопительный резервуар. Навстречу жидкости поднимается поток воздуха, создаваемый вентилятором. Забор воздушных масс производится в нижней части градирни. Холодный воздух отнимает часть тепла у охлаждаемой жидкости. Уменьшение потерь влаги достигается за счет установленного в градирне каплеуловителя, который расположен на пути влажного воздушного потока.

Вентиляторные градирни — довольно энергоэффективное решение. Во-первых, в таких устройствах, в отличие от эжекционных градирен, не требуются мощные водяные насосы, т.к. давление жидкости здесь небольшое. Во-вторых, за счет каплеуловителя снижается расход теплоносителя. В-третьих, вентиляторная градирня весьма компактна и может эксплуатироваться даже в холодное время года.

По типу оросителя вентиляторные градирни бывают:

  • пленочными,
  • капельными,
  • капельно-пленочными.

Схема работы вентиляторной градирни

Капельно-пленочные оросители наиболее эффективны.

При выборе типа вентилятора для градирни следует помнить, что применение вентилятора осевого типа обеспечивает сравнительно меньший напор воздуха, что не позволяет охлаждать жидкость с более высокой температурой. При использовании центробежного вентилятора возможности градирни по температуре теплоносителя повышаются. Зато у осевых вентиляторов меньше энергопотребление.

Последнее замечание относительно вентилятора — расход потока воздуха, создаваемого вентилятором открытой градирни, в 5 раз меньше, чем в закрытой. Поэтому стоимость вентилятора тоже существенно меньше.

Конструкция башенной градирни

Наиболее распространенная формация градирни, которая чаще выполняется на железобетонной основе в виде конуса. Внутри размещаются обязательные функциональные блоки – система водоснабжения, ороситель, емкость и сопутствующая запорно-регулирующая арматура. Классическая башенная градирня, фото которой представлено выше, может обслуживать не только воду как рабочий ресурс энергоблока, но и технические жидкости с топливными элементами. Активной средой воздействия является наружный воздух, для поступления которого предусматриваются отверстия в нижней части (подошве) сооружения. Через вентиляционные каналы воздушная масса поднимается вверх и благодаря естественной тяге охлаждает целевые жидкости в резервуарах.

Эксплуатация градирни в зимнее время

   В зимнее время эксплуатация может усложняться из-за обмерзания их конструкций, особенно это относится к градирням расположенным в суровых климатических условиях. Обмерзание градирен может привести к аварийному состоянию, вызывая деформации и обрушение оросителя из-за дополнительных нагрузок от образовавшегося на нем льда. Обмерзание гpадирни начинается обычно при температурах наружного воздуха ниже -10°С и происходит в местах, где входящий в гpадирню холодный воздух соприкасается с относительно небольшим количеством теплой воды. Внутреннее обледенение является опасным потому, что из-за интенсивного туманообразования оно может быть обнаружено только после разрушения оросителя. Поэтому в зимний период не следует допускать колебаний тепловой и гидравлической нагрузок, необходимо обеспечивать равномерное распределение охлаждаемой воды по площади оросителя и не допускать понижения плотности орошения на отдельных участках. В связи с большими скоростями входящего воздуха плотность орошения в вентиляторных градирнях в зимнее время целесообразно поддерживать не менее 10 м3/м2 (не ниже 40% от полной нагрузки). Критерием для определения необходимого расхода воздуха может служить температура охлажденной воды. Если расход поступающего воздуха регулировать таким образом, чтобы температура охлажденной воды не была ниже +12oC … +15°С, то обледенение грaдирен обычно не выходит за пределы допустимого. Уменьшение поступления в градирню холодного воздуха может быть достигнуто отключением вентилятора или переводом его на работу с пониженным числом оборотов. Исключить обледенение градирен можно путем подачи всей воды только на часть градирен с полным отключением остальных, иногда со снижением расхода циркуляционной воды. Нагнетательные вентиляторы подвержены обмерзанию. Это может вызываться двумя причинами: попаданием на вентилятор водяных капель изнутри оборудования и рециркуляцией уходящего из градирни воздуха, содержащего мелкие капли воды и пар, который конденсируется при смешении с холодным наружным воздухом. В таких случаях можно избежать обледенения лопастей вентилятора следующими способами: — снизить скорость вращения вентилятора, — проконтролировать давление перед форсунками и при необходимости произвести их очистку, — использовать стеклопластиковые  рабочие колеса, — использовать автономный обогрев обечаек вентилятора с помощью гибких электронагревателей. Следует отметить, что неравномерное образование льда на лопастях может приводить к разбалансировке и вибрации вентилятора. Если в зимний период по какой-либо причине производилось отключение вентиляторов градирен, то перед их пуском необходимо проконтролировать состояние обечаек на наличие на них наледи. При обнаружении наледи ее необходимо удалить во избежание поломки рабочих колес вентиляторов.

Система водораспределения

Если ороситель отвечает непосредственно за распыление, то водораспределители выполняют равномерную регуляцию потоков по соплам и патрубкам. На сегодняшний день чаще используются напорные водораспределительные агрегаты, базирующиеся на системе трубопроводов и подсоединенных к ним форсунок. Для изготовления такого коллектора применяются металлические и композитные материалы, а также пластмассовые сопла. На этапе распределения воды работа градирни может обеспечиваться автономными факелами с радиусом действия порядка 150-200 см. Интенсивность подачи воды к оросителю будет зависеть от принципа действия сопла – это может быть центробежная, ударная или струйная установка.

Типы градирен

По типу системы орошения:

— плёночные;

— капельные;

— брызгальные;

— сухие.

По принципу подачи атмосферного воздуха:

— вентиляторные, когда подача воздуха осуществляется вентиляторами.

— башенные, когда тяга воздуха создаётся при помощи специальной конструкции башни и ее высоты

— открытые или атмосферные градирни, которые используют силу ветра и естественное движение воздушных масс при движении через башню

— эжекционные, в которых применяется метод распыления воды в специальных каналах с естественным захватом воздуха

По направлению движения воды и воздуха:

— противоточные

— перекрестные

— смешанные

В башенных градирнях конвекция воздуха осуществляется за счет естественной тяги или ветра. Высота градирен, изготовленных из бетона, может достигать 100 метров. Площадь орошения в таком случае будет достигать 3500 кв.м. В основном, башенные градирни используются для охлаждения больших объемов воды ТЭС или АЭС.

Рис. Схемы башенных градирен с различным характером движения воздухаа — с поперечным; б — с поперечно-противоточным; в — с противоточным

Опыт применения железобетона в градирнях показывает, что оболочки башен вследствие насыщения бетона изнутри влагой и многократного замерзания и оттаивания его под влиянием температур наружного воздуха в зимний период интенсивно разрушаются. Металлические каркасно-обшивочные башни строят в районах с суровым зимним климатом. Они имеют пирамидальную форму с основанием в виде многоугольника или квадрата.

2 Принцип работы и применение

Градирня (или градильня, как неверно её называют) представляет собой теплообменник, используемый для передачи отходов технологического тепла в атмосферу путём охлаждения потока рабочей жидкости. Тип отвода тепла в большинстве этих устройств называют испарительным, поскольку наибольшая часть его тратится на испарение в потоке движущегося воздуха, обеспечивая тем самым охлаждение остальной части жидкости. Тепло, переданное подвижному воздуху, вместе с последним уходит в атмосферу.

Градирный способ теплопередачи обеспечивает значительные понижения температуры, недостижимые для воздушного охлаждения или сухих теплообменников, таких как радиатор автомобиля, поэтому испарительные башни считаются самыми эффективными системами для удаления больших количеств тепла. После охлаждения вода возвращается из градирни для повторного использования без той части, которая была потеряна в виде пара и капельного дрейфа, из-за чего для поддержания рабочего цикла нужно добавлять некоторое количество жидкости в систему.

Устройство градирни, её назначение и принцип работы зависят от многих факторов. Главная задача того или иного конструктива — обеспечение максимальной экономической и энергетической эффективности работы систем, нуждающихся в охлаждении. Они могут отличаться по размеру и устройству в зависимости от нагрузки теплообмена и относительной влажности окружающего воздуха. Большинство из представленных на рынке и действующих устройств можно разделить на два класса по их назначению:

  • промышленные;
  • предназначенные для систем отопления, вентиляции и кондиционирования.

на таких предприятиях, как

  • электростанции;
  • нефтеперерабатывающие заводы;
  • химические заводы.

Как правило, они находят применение в промышленных и общественных зданиях в качестве экологически чистых устройств, способных наиболее эффективным образом понизить температуру тёплой воды. Монтаж подобных агрегатов на кровле позволяет избежать шумового загрязнения в городской среде.

1 История и эволюция устройства

В дальнейшем в связи с тепловым загрязнением окружающей среды непосредственная выгрузка воды в источник становилась всё более экологически неприемлемой. Её необходимо было либо охладить перед возвратом в водоём, либо использовать повторно.

При строительстве объектов с высокой теплогенерацией, таких как электростанции, топографические соображения всегда принимались во внимание. Их размещали в непосредственной близости от водоёмов или создавали искусственные максимальной площади, чтобы иметь возможность хранения, рециркуляции и охлаждения больших масс воды

С целью сокращения зеркала воды или более эффективного использования, существующего на подобных объектах, стали внедрять системы распыления.

Следующим логичным шагом развития теплообменных комплексов было открытие того, что вертикальное распыление сверху вниз с большой высоты позволяет достичь более значительных снижений температуры жидкости. Вскоре после этого на смену ветру и тяге, создававшим в первых устройствах воздушные потоки, пришли специально для этого аэродинамически рассчитанные вентиляторы. Лучшее понимание механики и гидродинамики водяного охлаждения привело к включению в конструкции барьеров, замедляющих падение жидкости и обеспечивающих больший контакт между водой и воздухом для получения дополнительного охлаждения.

Благодаря вертикальной ориентации, необходимая для теплообмена с атмосферой площадь в проекции на землю сократилась до тысячи раз в сравнении с водоёмом. В наше время развитие подобной конструкции градирни для охлаждения воды осуществляется путем применения современных материалов и внедрения принципа модульности в установках.

Преимущества двухконтурной градирни

  • Современные теплообменные агрегаты для высокоскоростного отвода больших потоков тепла.
  • Энергосберегающее оборудование, экономят электроэнергию за счет 3-х режимов работы.
  • Имеют два раздельных контура охлаждения, один из которых работает в замкнутом режиме водооборота и служит для отбора тепла от индукционного оборудования с помощью дистиллированной воды или антифриза, а второй для отбора тепла от первого контура с помощью испарения технической воды.
  • Не расходуют дистиллированную воду (хладагент), расходуют очень мало технической воды для испарения.
  • В контур охлаждения с дистиллированной водой (хладагентом) не попадает цеховая пыль.
  • В системе охлаждения индукционного оборудования нет отложения солей и накипи.
  • Двухконтурные градирни имеет сравнительно небольшие габариты и вес.
  • Они простые в эксплуатации, работают в автоматическом режиме без вмешательства персонала.
  • Не требуют дополнительных коммуникаций, резервуаров, фундамента.
  • Двухконтурные градирни удобные для транспортировки и последующего монтажа.
  • При установке внутри помещения отапливают цех, а испаряющаяся вода компенсирует недостаток влаги в зимнем воздухе.

Расчёты для установки сухой градирни

Чтобы подобрать промышленную модель водоохладителя, необходимо осуществить расчёт его производительности. Для вычислений используется несколько физических параметров, которые невозможно свести в единую формулу. Поэтому перед выбором и покупкой градирни на предприятиях необходимо доверить проведение расчётов специалистам. Профессиональные инженеры быстро произведут требуемые вычисления с использованием компьютерных программ и учтут самые мелкие особенности внешней среды.

Стоит отметить, что подбор модели градирни в соответствии с целями и условиями её работы очень важен. В этом случае не стоит полагаться исключительно на цену и «технические характеристики», которые предлагают производители. При малейших отклонениях в расчётах, этот дорогостоящий прибор может оказаться совершенно не эффективным. Градирня должна быть подобрана с учётом климатических особенностей, энергозатрат и совместимости с другим оборудованием на производстве. Поэтому решение данного вопроса стоит доверить профессионалам.

Градирня для компьютера, или «разгон баяна» (часть 3)

Принцип «разгона» в обоих случаях одинаков – дополнительно с теплообменом применялся испарительный метод охлаждения. А именно: испаряющаяся с поверхности теплосъемника вода уносила еще часть тепловой энергии и охлаждала радиатор.

Перечитывая эти строки, невольно ловишь себя на мысли, что есть в них что-то лишнее. Что бы это могло быть? Конечно, радиатор. А чем он выступает в обоих случаях? Посредником. Так зачем лишнее звено в цепи? Обойдемся без такой дорогостоящей детали, будем охлаждать воду напрямую.

Не устаю повторять, что ничего нового я не изобретаю, поскольку этот метод известен много веков. Еще раз подчеркну, что ничего революционного на данном этапе развития науки придумать невозможно, пока не откроют новых законов физики. А с этим у ученых пока плоховато. Пишу уже третью статью и все про «баяны». Отвлекся. Итак…

На этой живописной фотографии, взятой из Википедии, сняты градирни Харьковской ТЭЦ. Это промышленное решение и строить его для охлаждения своего компьютера я не буду. А вот изготовить действующую модель небольшого размера вполне приемлемо. Рассмотрим для начала, как это сооружение работает. Вернее, не совсем такое, а «вентиляторная градирня».

2 Выбор типа градирни для конкретных условий

Как и любое другое оборудование, разные типы градирен предназначены для решения различных вопросов. Чтобы вам было проще сориентироваться при подборе подходящего для конкретного проекта типа градирни, мы собрали рекомендации по их применению в одном месте. Чтобы коротко и по делу, итак:

  • Драйкулеры незаменимы, когда в качестве теплоносителя используются токсичные жидкости, например, этиленгликоль. Поэтому сухие градирни наиболее часто применяются при кондиционировании помещений.
  • Закрытые градирни нужны, если существуют жесткие требования по составу и чистоте теплоносителя, а диапазон охлаждения теплоносителя шире, чем 5°С… 7°С, как у драйкулера.
  • Башенные градирни хороши лишь для крупных предприятий и объектов.
  • Эжекционная градирня оправдана, если температура охлаждаемой жидкости равна 50°С и выше. И если температура охлажденного теплоносителя на выходе не должна быть очень низкой.

Во всех остальных случаях выгоднее приобрести вентиляторную градирню.

«Наибольшее распространение сухие градирни получили в системах кондиционирования с использованием чиллера с водяным охлаждением конденсатора. В большинстве случаев при такой схеме чиллер устанавливается внутри здания – в эксплуатационном помещении, в то время как сухая градирня размещается снаружи здания: на крыше или на прилегающей территории».

2.1 Другие важные критерии выбора градирен

 Помимо конструкционных особенностей и принципа действия градирни, при выборе подходящего оборудования для организации собственного производства необходимо обращать внимание и на ряд других факторов:

  • Величина капитальных затрат на приобретение оборудования, покупку дополнительных устройств и услуги по монтажу.
  • Срок эксплуатации градирни без необходимости ремонта.
  • Простота и экономичность обслуживания.
  • Материалы, из которых сделана градирня.

Например, существуют:

  • Стеклопластиковые градирни, которые не подходят для эксплуатации в условиях российского климата.
  • Есть металлические градирни, более надежные и качественные, но подвержены коррозии, за исключением градирен со специальным антикоррозийным покрытием, такие как градирни NCT с покрытием Armour.
  • Также существуют бетонные градирни (башенные).

«Росинка»

Особенностями градирен данной марки являются:

  • компактные размеры (удобство транспортировки, монтажа и обслуживания);
  • расположение оросителя над водораспределителем (повышение охлаждающей способности);
  • изготовление оросителя и водоуловителя из решетчатых и полиэтиленовых призм ПР-50 (повышение охлаждающей способности, снижение капельного уноса);
  • размещение вентилятора в рабочем пространстве градирни (повышение охлаждающей способности, исключение обледенения вентилятора).

«Каскад»

Создает предприятие как башенные, так и вентиляторные сооружения. При необходимости «Каскад» проектирует, выпускает и поставляет дополнительное оборудование, необходимое для функционирования основной системы. Кроме того, организация оказывает услуги по демонтажу, а также профилактическим и ремонтным работам сооружений.

«Балтимор»

Производит «Балтимор» градирни как открытого, так и закрытого типа.

Кроме того, у производителя есть дочерняя сервисная компания под названием «Balticare», которая предлагает широкий ассортимент продуктов и услуг для максимальной эффективности и безопасного использования градирен.

«Град Балтэнергомаш»

Градирни серии «Град» выпускаются предприятием «Балтэнергомаш». Занимается предприятие проектированием, производством и реконструкцией градирен.

Размещение и эксплуатация градирни (с осевыми вентиляторами)

   Для обеспечения удобства и безопасности обслуживания гpадиpни должны иметь площадки, устроенные в соответствиями с требованиями соответствующих СНиП. Перед началом эксплуатации вентиляторной градиpни нужно проверить гидравлическую плотность трубопроводов, резервуаров, а также состояние установленной арматуры. Оптимальный вариант, когда каждый водоохладитель устанавливается на крыше отдельно. Если это не возможно, то выбор места установки должно быть таким, что бы не возникало рециркуляции (рис.3) При этом нужно учесть возможные порывы ветра (подветренная сторона) и ближайшее расположение строений, которое может изменить поток нагнетаемого воздуха  назад в воздухозаборник.

Рис.3 Влияние  ветра и преград 

   Перед первым пуском необходимо осуществить промывку водяных магистралей для удаления сора и окалины, которые могли там образоваться в процессе проведения сварочных работ, и затем визуально проверить равномерность работы всех форсунок. Все обнаруженные дефекты должны быть устранены до начала эксплуатации. Периодические осмотры градиpен рекомендуется производить не реже чем один раз в месяц. Текущие ремонты градирен должны производиться по мере надобности, но не реже одного раза в год, и приурочиваться, по возможности, к летнему времени. В объеме текущих ремонтов входят работы, не требующие остановки градирни на длительный срок, например очистка и ремонт водораспределительного устройства, трубопроводов и сопел, водо-уловителей, приведение в порядок регулировочных и запорных устройств. При капитальном ремонте выполняются все работы, требующие длительного отключения оборудования: устранение повреждений оросителя, водораспредельной системы, ремонт или замена вентиляторной установки и др.

Область применения сухих охладителей

Схем холодоснабжения с использованием сухого охладителя может быть две:

  1. В комплекте с водяным чиллером
  2. Как самостоятельное теплообменное оборудование для воды

Первый способ подразумевает, что основную функцию охлаждения выполняет чиллер с водоохлаждаемым конденсатором. Избыточное тепло, от которого сбрасывается во внешнюю среду по средствам драйкулера. Для экономии электрической энергии в зимний период, чиллер через систему байпасов может отключаться от холодильного контура, а сухая градирня будет продолжать работать в режиме фрикулинга. Free Cooling в переводе с английского, естественное охлаждение.

Такие схемы хороши тем, что можно охладить теплоноситель значительно ниже температуры горячего летнего воздуха. Морозильные камеры, ледовые катки, холодильные склады, являются потребителями первого варианта применения.

Сухая градирня может использоваться самостоятельно. Автономное применение охладителя востребовано там, где охлаждающей жидкости выходящей из теплообменника допустимо быть горячей. То есть температура поступающего в драйкулер теплоносителя должна на 10-20 °С превышать температуру окружающего атмосферного воздуха.

Потребителями подобного охлаждения становятся различные дизельные станции, термопласт автоматы, литейные производства и другие технологические процессы требующие удаления избытков тепла.

Виды и возможности открытых градирен

Испарительные водоохладители устанавливают на большинстве предприятий за счёт низкой стоимости этих конструкций. Однако их нельзя назвать универсальными, так как монтаж такой градирни требует большой открытой площади для размещения. Открытые градирни обладают и рядом других недостатков: загрязнение оборотной воды от наружного воздуха, невозможность установки вблизи зданий и вырабатывание больших масс пара.

Открытые охладительные установки обеспечивают снижение температуры воды путём её непосредственного контакта с воздухом. В зависимости от типа смешивания влаги с воздухом, производители выделяют несколько типов испарительных градирен:

  • Насадочные (поперечноточные и противоточные) .
  • Эжекционные.

Мокрые водоохладители первого типа (их также называют оросительными) создают контакт поступающего воздуха с водой на развитой поверхности оросительного слоя.

При этом, если вода и воздушные массы двигаются в противоположных направлениях, устройство относится к противоточному типу. Если воздух проходит сквозь воду перпендикулярно — это градирня поперечноточного вида.

Поперечноточная градирня

Как уже было сказано, конструкция поперечноточной градирни предполагает горизонтальное направление потоков воздуха и вертикальное стекание воды. Подача воздуха может происходить с одной или с двух сторон конструкции. Вода подаётся сверху из резервуара и стекает под собственным весом вниз по слою оросителя. За счёт большого количества поступающего воздуха, вода превращается в пар и охлаждается.

Противоточные градирни

Водоохладители, в которых жидкость и воздушный поток двигаются параллельно друг другу, но в противоположных направлениях, называют противоточными. Они делятся на два больших типа: башенные и вентиляторные градирни. Все модели противоточного типа имеют в конструкции трубопровод для подачи воды, ороситель для её разбрызгивания и резервуар для сбора охлаждённой жидкости. Воздух подаётся через естественные отверстия оросителя. Если подача идёт в режиме самотёка – это башенная конструкция, если нагнетается, то вентиляторная градирня.

  1. Конструкция вентиляторных градирен представляет собой внешний корпус с вентилятором в верхней части. Под ним расположен водоуловитель, система подачи воды с соплами, ороситель и резервуар. Внизу конструкции расположены отверстия для поступления воздуха. Отличие вентиляторных градирен по принципу работы состоит в том, что движение воздушного потока наверх обеспечивается за счёт тяги вентилятора. Чтобы большая часть влаги не испарялась, перед вентилятором устанавливают сетку-водоуловитель. Задерживаясь на ней, вода вновь стекает в резервуар.

  2. Башенный водоохладитель представляет собой большую железобетонную или металлическую трубу, выполненную в форме конуса. Внутри этой конструкции находится резервуар для воды, система подачи жидкости и воздуха и ороситель. Благодаря конусовидной конструкции, воздух, попадающий в отверстия внизу башни, двигается вверх и смешивается с водой под естественной тягой. Такой вид градирен достаточно экономичен, но масштабы охладительной установки создают проблемы для её установки на небольших предприятиях.

Эжекционная градирня

Эжекционные градирни отличаются от других подобных конструкций тем, что для подачи воды в зону охлаждения используются трубопроводы с высоким давлением и соплами (эжекторами). Жидкость разбрызгивается внутри градирни, проходя сквозь эжекторы под большим напором. Далее, в отсек под давлением поступает воздушный поток, где он смешивается с каплями воды.

Главным преимуществом установки с эжекторами является отсутствие ограничений в температуре нагрева воды перед её охлаждением. Сопла трубопровода более устойчивы к воздействию высоких температур в отличие от обычных оросителей, которые устанавливаются в других моделях водоохладителей. Однако у такой конструкции существует серьёзный недостаток – здесь необходимо постоянно поддерживать высокий уровень давления.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.