Что такое градирни, виды, типы, предназначение и принцип работы

Содержание
  1. Виды
  2. Испарительные (мокрые) градирни
  3. Вентиляторная градирня
  4. Градирня открытого типа
  5. Градирня закрытого типа
  6. Башенная градирня
  7. Схема работы башенной градирни
  8. Сухая градирня
  9. Гибридная градирня
  10. Эжекционные градирни
  11. Особенности «мокрой» градирни
  12. История охладительных башен
  13. Поперечноточные градирни
  14. Противоточные градирни
  15. Виды чаши градирен
  16. Виды и возможности открытых градирен
  17. Поперечноточная градирня
  18. Противоточные градирни
  19. Эжекционная градирня
  20. Принцип действия градирни
  21. Установка градирни
  22. Назначение
  23. Наши предложения
  24. Градирни или Охладительные башни: особенности
  25. Принцип работы градирни
  26. Типы и особенности градирен
  27. Функционирование градирен в зимний период
  28. Градирни или Охладительные башни. Устройство
  29. Тот самый случай, когда сначала было слово
  30. Царь-вопрос: а купаться можно?
  31. Плюсы и минусы башенной градирни
  32. Эксплуатация градирни в зимнее время
  33. Принцип работы градирни для охлаждения воды
  34. Конструкция системы
  35. Сухая градирня
  36. Мокрая градирня

Виды

Градирня подбирается с учетом различных факторов:

  • атмосферных условий;
  • уровня понижения температуры;
  • расхода воды;
  • технических расчетов;
  • химического состава воды (рабочей и добавочной);
  • местонахождения оборудования на площадке.

В зависимости от температуры, предназначения охлажденной воды и способа отдачи тепла, градирни подразделяют на испарительные, сухие и гибридные. С учетом области применения выделяют:

  • испарительные;
  • сухие;
  • гибридные;
  • открытые;
  • закрытые;
  • башенные (в том числе с естественной тягой воздуха);
  • вентиляторные;
  • поперечноточные;
  • противоточные;
  • эжекционные;
  • пленочные.

Испарительные (мокрые) градирни

Оснащены специальным оросителем, отделителем капель, водосборным баком, теплообменниками, вентилятором и коллектором. Среди преимуществ оборудования отмечают высокую экономию потребления электроэнергии (до 80 %), надежность системы, малый расход материалов и минимальные ремонтные траты. Градирня данного типа имеет длительный срок службы — до 30 лет. К минусам относят сложность промывки и очистки, нарастание водяных отложений на поверхности труб.

Испарительные градирни так же различают по типу перемешивания:

  • Оросительные (насадочные): поперечноточные и противоточные.
  • Безнасадочные: брызгальные и эжекционные.

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

Вентиляторная градирня

Воздух подается с помощью одного или нескольких вентиляторов. Лопасти движутся и втягивают теплый воздух через окна. Вода стекает по стенкам в резервуар, при этом теплые пары отводятся в атмосферу посредством диффузора. Также в атмосферу уносится водная взвесь, и чтобы не допустить существенных потерь оборотной воды, используют каплеуловитель. С помощью вентиляторной градирни качественно и быстро охлаждают воду. Она может быть установлена в разных климатических и технических условиях. Простота эксплуатации, ремонтопригодность и секционное устройство выгодно отличают такое оборудование. Лишь затраты на электроэнергию являются недостатком агрегата.

Градирня открытого типа

Оборудование работает на основе естественной конвекции воздушных масс и ветра. Каналы для орошения ограждены специальными жалюзи, предотвращающими вынос жидкости из бассейна. Работа градирен зависит от ветра, что обуславливает ограничение использования для предприятий, чей производственный цикл нуждается в поддержании постоянной температуры оборотной воды. Устройства эффективно охлаждают воду, при этом требуется минимальное количество электроэнергии. Для открытой градирни требуются большие площади и высокая инерционность.

Градирня закрытого типа

Схема работы закрытой градирни

Требующая охлаждения жидкость, которая применяется для снятия избыточного тепла, поступает через верхний коллектор в теплообменник и выходит из него через нижний коллектор. В первичном контуре исключены потери воды, так как он замкнут. Вода в остаётся чистой, не образуя осадка и не корродируя.

В процессе охлаждения оборотной воды первичного контура трубчатый теплообменник должен орошаться водой из вторичного контура. Вдуваемый снизу в противотоке к орошаемой воде свежий воздух одновременно нагревается и насыщается в контакте с этой водой и увлажнённым теплообменником и выпускается вверх. Вода вторичного контура собирается в поддоне и повторно применяется для орошения. Несмотря на то, что часть воды испаряется и сливается, отмечается значительная экономия воды по сравнению с проточным методом охлаждения, которая достигает от 85% до 96%.

Любая открытая градирня может быть заменена градирней закрытого типа. Хотя установочная площадь и цена при этом увеличиваются, закрытые установки требуют меньше затрат на техобслуживание.

Башенная градирня

Башенная испарительная градирня

Это наиболее эффективное оборудование для охлаждения оборотной воды на промышленных предприятиях. В такой градирне тяга для циркуляции воды образуется естественным путем с помощью вытяжной башни. Оборудование способно обеспечивать большой объем охлажденной воды, превышающий необходимый для нужд предприятия. Градирня отличается простотой эксплуатации и минимальными затратами на охлаждение жидкости. Оборудование может быть размещено в непосредственной близости от объекта промышленности. К недостаткам относят сложность конструкции, существенные строительные расходы и высокую инертность.

Схема работы башенной градирни

Схема работы башенной градирни

Сухая градирня

Сухие градирни

Вода охлаждается посредством теплообменников, вентиляторных устройств и сливных клапанов. Вспомогательным оборудованием выступают насосные устройства и воздушные фильтры. Сухая градирня охлаждает воду при помощи воздуха, подаваемого вентилятором малой мощности. Из-за незначительной глубины охлажденной воды такие агрегаты используются редко. Сухая градирня стоит дороже других видов. Главными ее плюсами является безопасность для окружающей среды: она не загрязняет атмосферу химическими отходами и не увеличивает влажность.

Гибридная градирня

Оборудование используется для мокрого и сухого охлаждения воздушных масс. В процессе работы осуществляется экологический отвод тепла в атмосферу. Сухая градирня имеет башню и вентиляторы по периметру. Данное устройство оснащено двумя и более секциями теплообмена. Охлаждение обеспечивается оборотной водой и через стенку.

ПараметрыЕд.изм.БМГ-100БМГ-210БМГ-350БМГ-600БМГ-800БМГ-1000БМГ-2000БМГ-3000
Площадь орошения м2 6,25 11,35 16 22 44 64 144 256
Диапазон гидравлических нагрузок м³/час 60-140 80-250 150-350 160-550 320-
1000
450-
1200
1000-
2500
до 5000
Гидравлическая нагрузка расчетная м³/час Индивидуальный расчет по исходным данным от «Заказчика»
Тепловая нагрузка, не менее Мкал/час По расчету
Температурная зона охлаждения °С По расчету
Максимальная температура воды на входе, не более °С 65 65 65 65 65 65 65 65
Капельный унос воды, не более % 0,003 0,003 0,003 0,003 0,003 0,003 0,003 0,003
Давление воды на входе, не менее м.вод.ст. 8 7 7 7 7 7 7 7
Диаметр трубопроводов на входе мм Расчетный по гидравлической нагрузке
Диаметр трубопровода на выходе из бассейна мм Расчетный по гидравлической нагрузке
Количество форсунок шт. По расчету
Объем водосборной ванны рабочий л 550 500 500
Объем водосборных щитов л 350 700 1400
Количество вентиляторов шт. 1 1 1 2 1 1 1 1
Диаметр вентилятора мм 2370 2370 3000 2370 4980 4980 6980 10400
Количество лопастей шт. 4-6 4-6 4-6 4-6 4-6 4-6 4-6 4-6
Мощность электродвигателя (по расчету) кВт 11-15 15-22 22-30 15-22 22-55 37-55 75-132 110-250
Напряжение/частота питания В/Гц 380/50 380/50 380/50 380/50 380/50 380/50 380/50 380/50
Степень защиты электрооборудования, не ниже IP54 IP54 IP54 IP54 IP54 IP54 IP54 IP54
Уровень шума на расстоянии 10 м, не более ДБ 70 70 70 70 80 80 80 70
Габаритные размеры (длина, ширина, высота) мм 3290х 2900х 5195 3860х
4190х 6300
4772х
4600х 7900
7230х
4155х 6965
6740х
6740х 7260
8000х
8000х 10600
12000х
12000х 12000
16000х 16000х 13300
Масса рабочая кг 2750 5730 7240 10990 21980 26000 52000 92000
Устройство мягкого пуска, 2-х скоростной режим, контроль, сушка изоляции шт Опционально
Частотный преобразователь (регулирование температуры, антиобледенение) шт Опционально
Устройство реверса (антиобледенение) шт Опционально
Термопреобразователь шт Опционально

Для поддержания технических характеристик на заданном уровне необходимо каждые полгода проводить профессиональное обслуживание установок. Также следует контролировать работу двигателя вентиляторной системы, насоса, производить смазку редуктора и подшипников, отслеживать параметры воды, влияющие на состояние оросителя.

Эжекционные градирни

Эжекционные градирни

Принцип работы эжекционной градирни основан на использовании эффекта эжекции, достигаемого с помощью специально разработанных эжекционных форсунок в совокупности с направляющими для водо-воздушных потоков.

Горячий теплоноситель подается в градирню через очень мелкие отверстия (эжекторы). В результате образуется мелкодисперсная водяная пыль, которая, двигаясь очень быстро, образует внутри градирни область пониженного давления. За счет этого, совместно с влагой, через эжекторы внутрь градирни затягивается холодный атмосферный воздух. Вследствие того, что площадь соприкосновения холодного воздуха и горячих капель очень велика, она может эффективно работать при температуре охлаждаемой жидкости 50°С, 60°С и даже выше, другие градирни на такое не способны.

Особенности «мокрой» градирни

Также подобные станции называют испарительными, так как принцип их работы основывается на передаче тепловой энергии от жидкости воздуху в результате непосредственного контакта сред. Как же функционирует «мокрая» градирня и что это такое с точки зрения технического устройства? Внутренняя компоновка функциональных блоков так же предусматривает наличие вентиляторных установок (отдельно стоящих или секционных), которые выводят оставшийся воздух, но главную функцию испарения выполняет конденсационный змеевик. Это контур, в котором циркулирует жидкость под воздействием высоких температур. Завершается движение воды ее распылением через мелкоформатные форсунки под интенсивным обдувом вентиляторами.

Конденсаторная установка градирни

История охладительных башен

Слово «градирня» произошло от немецкого «gradieren», что значит – сгущать солевой раствор, так как изначально градирни служили для добычи соли путем выпаривания.
Первая башенная градирня для охлаждения (охладительная башня), в том виде, которую мы сейчас знаем, появилась в 1918 г. в Голландии в городе Херлен. Типовую гиперболоидную конструкцию градирни с естественной тягой разработал профессор машиностроения Фредерик Ван Итерсон. С тех пор вид башенных градирен не менялся. Но появилось много новых видов градирен для охлаждения – современных и технически усовершенствованных.

Поперечноточные градирни

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

схема работы противоточных градирен

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.

Виды чаши градирен

При проектировании градирни заранее определяется тип водосборного бассейна или чаши,которые будут применены в градирни.

Предлагаются несколько вариантов чаши и бассейнов:

  1. Железобетонная чаша заглубленная в землю
  2. Железобетонная чаша наземного исполнения
  3. Металлический поддон надземного исполнения
  4. Стеклопластиковый водосборный поддон

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. поперечноточная градирня

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. противоточная 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.башенная градирня

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. эжекционная градирня

Принцип действия градирни

Градирня для охлаждения с открытым контуром, полагается на теплоту испаряющейся воды, для обмена теплом с проходящим через нее воздушным потоком. Установка способна понизить температуру ниже температуры окружающей среды, немного больше точки росы (фазового перехода).

Сухая градирня понижает температуру воды только до температуры на +5+7 °C выше относительно окружающего воздуха, но дополнительное охлаждение может быть получено путем адиабатического увлажнения.

Мокрые градирни эффективно работают в жарком и сухом климате, но когда окружающий воздух становится влажным, производительность мокрых падает. В то же время, производительность сухих не зависит от влажности воздуха, а зависит от его температуры.

Установка градирни

На промышленных территориях градирни рекомендуется устанавливать с учетом беспрепятственного поступления свежего воздуха, особенно, если конструкции работают на естественной тяге. Также необходимо учитывать Розу ветров и тот факт, что зимой капли воды и пар относятся в сторону. При установке используют данные об уровне влажности и туманности, характерном для данного региона.

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.

Наши предложения

Сегодня ООО «ТМИМ» изготавливает инновационное высокотехнологичное оборудование, применение которого на многих предприятиях различных отраслей позволило кардинально улучшить работу градирен и увеличить глубину охлаждения оборотной воды.

За 25 лет работы в этой сфере нами разработан и осуществлен целый ряд кардинальных технологических и конструктивных решений по повышению надежности, экономичности и эффективности как самих градирен, так и водооборотных систем. Представленное оборудование и комплектующие соответствуют высоким стандартам качества и производительности, реализуются с гарантией качества.

Вы можете приобрести градирни разного типа:

  • вентиляторные – осуществляется подача воздуха в большом количестве благодаря работе вентилятора;
  • башенные – обеспечивают большую тепловую мощность;
  • эжекционные – отсутствуют ограничения к температуре теплоносителя.

По типу оросителя различают пленочные, капельные, брызгальные. Наибольшей эффективностью отличаются капельно-пленочные, трубчатые оросители. Данный тип оросителя мало подвержен засорению и отложению механических примесей, механически прочный с возможностью перемещения по нему, срок службы около 40 лет, затраты на монтаж минимальны.

При небольших расходах оборотной воды применяются градирни малых габаритов или блочные мини-градирни. Они характеризуются значительными перепадами температур на входе и выходе, отличаются низким энергопотреблением.

Градирни могут быть открытого и закрытого типа. В закрытых установках теплоноситель не вступает в непосредственный контакт с атмосферой.

Выбор оборудования требует квалифицированного участия специалистов, занимающихся расчетом параметров и проектированием установок. Мы оказываем комплекс услуг от проектирования и производства до профессионального монтажа и пуско-наладочных работ водооборотной системы на объекте.

Для уточнения вопросов по подбору оборудования предлагаем проконсультироваться с нашими менеджерами по телефону. Мы рассчитаем стоимость с учетом индивидуального подхода к каждому заказчику по доставке и установке оборудования и комплектующих.

На рисунке представлен принцип действия, устройство одновентиляторной градирни.

Градирни или Охладительные башни: особенности

Градирни — это специальные устройства для охлаждения большого количества воды посредством направленного потока воздуха. Второе, наверное, более понятное название градирен – охладительные башни.

Принцип работы градирни

Принцип работы градирни достаточно прост. Процесс охлаждения в градирнях происходит за счет частичного испарения воды и теплообмена с воздухом. Вода в градирне стекает тонкой плёнкой или сбегает каплями по оросителю. В это время вдоль оросителя проходят потоки воздуха. существует такая закономерность: в градирнях при испарении 1 % воды температура оставшейся понижается на 6 С. Потеря жидкости восполняется за счет внешнего источника. Причем свежая вода при необходимости подвергается обработке (фильтрации).

Типы и особенности градирен

В зависимости от типа оросителя выделяют четыре типа градирен: пленочные, капельные, сухие и брызгальные градирни.

Градирни отличаются друг от друга не только направлением воздуха и типом оросителя, но и способом подачи воздуха. В зависимости от последнего показателя существует три типа градирен: вентиляторные, башенные, открытые.

Есть особенность у открытой градирни: ее оросительные каналы огорожены со всех сторон жалюзи. Наружный воздух поступает в градирню под действием силы ветра. Таким образом, открытая (или атмосферная) градирня основана на естественной конвекции больших масс воздуха.

Функционирование градирен в зимний период

Заказать градирни, либо проконсультироваться по вопросам эксплуатации градирен, вы можете в компании «ТЭМС».

Градирни или Охладительные башни. Устройство

Обязательные конструктивные элементы градирни: оросительное устройство, водораспределительное устройство, водоуловитель, резервуар охлажденной воды, вентилятор, а также жалюзи и вытяжная башня. Водораспределительные устройства градирен могут быть безнапорными в виде системы лотков. (Вода просто переливается через края бортов или стекает через отверстия в днище.) Либо напорными в виде системы труб с соплами. Водоуловитель представляет собой горизонтальные решетки — жалюзи.

На рисунке представлен принцип действия, устройство одновентиляторной градирни.

  1. распределительная система
  2. сопла
  3. ороситель
  4. вентилятор
  5. входные окна
  6. каплеуловитель
  7. диффузор
  8. резервуар

Оборотная вода через распределительную систему попадает в сопла градирни, а потом разбрызгивается по поверхности оросителя. Воздух, попадающий в градирню через входные окна, поднимаясь вверх, охлаждает воду. Затем воздух через диффузор уходит в атмосферу. Охлажденная вода стекает в резервуар градирни.

Чтобы увеличить производительность, одновентиляторные градирни устанавливаются группой и объединяются в одну общую систему охлаждения.

Охлаждение воды ТЭЦ использует для охлаждения агрегатов и узлов. На эти цели уходит огромные объемы технической воды. Для эффективности охлаждения воды и ее более экономного расхода часто используют замкнутый контур, то есть системы оборотного охлаждения воды.

    Охлаждение воды ТЭЦ использует для охлаждения агрегатов и узлов. На эти цели уходит огромные объемы технической воды. Для эффективности охлаждения воды и ее более экономного расхода часто используют замкнутый контур, то есть системы оборотного охлаждения воды.
  1. Привлекательные цены и гибкая система скидок
  1. Все необходимые сопровождающие документы
  1. Гарантийное обслуживание приобретенного оборудования
  1. Огромный выбор продукции
  1. Высокое качество и самые кратчайшие сроки выполнения заказа

Самый сложный компонент башенной градирни на ТЭЦ – вытяжная башня. Конструкция башни может видоизменяться в зависимости от материала, из которого ее сооружают. В градирню поступает горячая вода, где и происходит ее охлаждение до требуемой температуры. В разных случаях охлаждение воды осуществляется:

Башенные градирни обладают несколькими несомненными достоинствами – это экономность, близость размещения к промышленному объекту и простота эксплуатации.

Все та же озерная гладь,

Как только ни называют самые заметные сооружения на ТЭЦ: и градиЛЬни, и грЕдирни, а некоторые даже уверены, что это дымовые трубы. На самом деле правильное название таких конструкций — ГРАДИРНИ. И нужны они для охлаждения воды, а вот эти облака над градирнями — вовсе не дым, а пар. Но гораздо интереснее, что же происходит внутри?

Тот самый случай, когда сначала было слово

Слово «градирня» пришло к нам из немецкого языка и в переводе означает «сгущать соляной раствор». Ведь первоначально такие конструкции использовались для выпаривания соли. Даже у Александра Блока в стихотворении 1909 года есть такие строчки:

Все та же озерная гладь,

Все так же каплет соль с градирен…

А в современном виде и предназначении первая градирня была построена 101 год назад.

Градирни Абаканской ТЭЦ имеют разный возраст. Вот этим трем серым — 37 лет, а две новые появились всего пять лет назад. И высота у них разная — 57 и 63 метра, соответственно. Но принцип работы един: сверху фонтаны, внизу озеро.

Горячая вода подается в градирни, через форсунки разбрызгивается и стеной дождя падает вниз, по пути охлаждаясь. А потом из огромного бассейна поступает обратно в цикл, охлаждаясь на 8–10 градусов. В сутки через градирни проходит до 1 миллиона 300 тысяч кубометров воды, то есть 1 миллиард 300 миллионов литров! Остужают ее потоки воздуха, а сквозняк в охладительных башнях образуется благодаря особой конструкции.

ИНТЕРЕСНО! Это не та вода, которая по трубам пойдет в город. А так называемая циркуляционная вода для внутренних потребностей. В чем отличие? Это как большой и малый круг кровообращения в организме человека, у каждого свои задачи. Так и на ТЭЦ: большой круг — для потребителей, малый — для нужд станции.

Царь-вопрос: а купаться можно?

И вопрос этот задают все, кто впервые видит градирни вблизи. Купаться здесь нельзя, и дело не в химическом составе воды, а в конструкции градирни. В чаше бассейна — огромный шлюз, через который вода попадает обратно в цикл станции. Посторонние внутрь не заходят никогда, а специалисты заходят сюда для чистки и наладки оборудования, и только когда градирня не работает.

В настоящее время градирни в основном применяются в системах оборотноговодоснабжения для охлаждения теплообменных аппаратов (как правило, натепловых электростанциях, ТЭЦ, АЭС). В гражданском строительстве градирни используются при кондиционировании воздуха, например, для охлаждения конденсаторов холодильных установок, охлаждения аварийных электрогенераторов. В промышленности градирни используются для охлаждения холодильных машин, машин-формовщиков пластмасс, при химической очистке веществ.

Гради́рня (нем. gradieren — сгущать соляной раствор; первоначально градирни служили для добычи соли выпариванием) — устройство для охлаждения большого количества воды направленным потоком атмосферного воздуха. Иногда градирни называют такжеохладительными башнями (англ. cooling tower).

В настоящее время градирни в основном применяются в системах оборотноговодоснабжения для охлаждения теплообменных аппаратов (как правило, натепловых электростанциях, ТЭЦ, АЭС). В гражданском строительстве градирни используются при кондиционировании воздуха, например, для охлаждения конденсаторов холодильных установок, охлаждения аварийных электрогенераторов. В промышленности градирни используются для охлаждения холодильных машин, машин-формовщиков пластмасс, при химической очистке веществ.

Как правило, градирни используют там, где нет возможности использовать для охлаждения большие водоёмы (озёра, моря).

Простой и дешёвой альтернативой градирням являются брызгальные бассейны, где вода охлаждается простым разбрызгиванием.

Использование сухих охладителей имеет следующие преимущества:

Плюсы и минусы башенной градирни

Среди преимуществ башенных конструкций можно отметить отсутствие потребителей электроэнергии. То есть функциональные системы и агрегат не нуждаются в специальной подводке источников питания и действуют автономно. На это же сделан акцент и в реализации воздухозаборного устройства градирни, принцип действия которого основывается на естественном замещении теплого воздуха холодным. Впрочем, реализация вентиляционных и охлаждающих систем может быть разной. Если говорить о недостатках башенной градирни, то на первый план выйдет дороговизна строительства и низкий потенциал охлаждающего эффекта. Причем в зимнее время требуются специальные обслуживающие мероприятия по защите коммуникаций от переохлаждения.

Эксплуатация градирни в зимнее время

Поступление в градирни холодного атмосферного воздуха, даже с температурой близкой к 00С, приводит, как правило, к обледенению их конструктивных элементов, что значительно усложняет эксплуатацию.

Особенно интенсивно происходит обмерзание входных окон градирен.

Образующиеся в период низких (минусовых) температур наружного воздуха наледи во входных окнах стесняют их проходное сечение, затрудняют, а иногда и прекращают проникновение воздуха в пределы градирен. В ряде случаев наледи распространяются внутрь градирен, что приводит к поломкам, а иногда и к обрушению оросителя.

При льдообразовании в проточной части градирни сокращается поверхность контакта охлаждаемой воды с воздухом, уменьшается расход воздуха, и в результате ухудшается охладительный эффект этих сооружений. В вентиляторных градирнях уменьшение расхода воздуха, прокачиваемого через градирню, приводит к сдвигу «рабочей точки» на характеристике вентилятора (GB — H) влево, а следовательно, к использованию этого оборудования при низких значения КПД. Кроме того, наледи в оросителе, а также во входных окнах, могут быть причиной крайне неравномерной эпюры скоростей движения воздуха перед вентилятором, что может повлечь за собой повышенный износ и даже поломки ступицы и лопастей вентилятора. Нередко к этому нежелательному явлению приводит и образование наледей внутри градирни в конфузоре и диффузоре при эксплуатации градирни в зимнее время с неисправным каплеуловителем.

Проблема предотвращения льдообразования является общей как для вентиляторных, так и для башенных градирен и средства борьбы с этим нежелательным явлением могут быть в некоторой мере одинаковыми и сводятся следующему:

  • Подача всей охлаждаемой воды на часть секций градирен с полным отключением остальных, т.е. работа части секций с повышенными удельными гидравлическими нагрузками.
  • Подача всей охлаждаемой воды на все секции, но с выключенными вентиляторами.
  • Изменение режима работы вентиляторов – снижение их производительности посредством уменьшения частоты вращения электродвигателя, с помощью частотного преобразователя.
  • Реверс вентилятора – прокачка воздуха через ороситель в обратном направлении.
  • При остановке градирни – подача воды по байпасу в резервуар градирни.

Степень эффективности перечисленных методов зависит от условий эксплуатации градирни, состояния ее конструкции и метеорологических факторов и каждый из методов не является радикальным для всех случаев. Методы 1,2,3 обеспечивают в большинстве случаев положительный эффект. В отечественной практике применяется преимущественно метод 2 – отключение вентиляторов.

Эффективным методом (4) ликвидации наледей во входных окнах градирен является работа вентилятора в режиме реверса при половинной скорости вращения лопастей. В этом случае воздух всасывается через верх градирни и выбрасывается через входные окна. При низкой температуре атмосферного воздуха каждый вентилятор должен работать в режиме реверса в течении 15-20 мин в каждые 2-3 ч. Если вентиляторы работают в реверсивном режиме более 30 мин, льдообразование может начаться на лопастях вентилятора, ступице и каплеуловителе.

При реверсе необходимо учитывать, что выбрасываемый из входных окон теплый воздух может образовывать туман в районе расположения градирен и при прекращении реверса возможно образование инея и наледей на расположенных вблизи градирни сооружениях.

Метод 5 особенно рекомендуется для тех случаев, когда градирня работает периодически или при незначительных нагрузках в холодное время года. Он предусматривается рециркуляцию воды в системе через водосборный бассейн, не прокачивая ее через ороситель градирни при пуске до тех пор, пока температура воды не достигнет примерно 270 С. Затем байпас закрывается полностью или частично и поток воды прокачивается через градирню, как это делается при нормальной эксплуатации. Предельно допустимая температура охлажденной воды t2 доп при минусовых температурах воздуха должна быть не ниже 160 С.

При отсасывающих вентиляторах наличие каплеуловителей и поднимающегося вверх теплого воздуха исключают возможность обмерзания самих вентиляторов. Однако при выключении отдельных секций градирен (при прекращении подачи на них воды) вентиляторы могут покрываться льдом в результате конденсации на их поверхности пара и замерзании образующегося конденсата. В таких случаях до пуска вновь вентилятора в работу необходимо очистить от льда и прогреть секцию (пустить на нее воду).

Принцип работы градирни для охлаждения воды

Принцип работы градирни устроен следующим образом:

  • Насос переводит нагретый хладоноситель на режим охлаждения.
  • Воздух окружающей среды, более холодный, чем температура нагретого носителя холода и проходящий через рёбра теплообменников с помощью вентиляторов охлаждает трубки, сводя с них тепло теплообменника. Вследствие этих процессов, температура хладоносителя, протекающего в трубках опускается к низким отметкам.
  • Охлажденный хладопоставщик из теплообменников поступает в трубопровод откуда доносится до конечной точки. В предложенной выше схеме помимо основных составляющих, представлена дополнительная опция- система орошения, понижающая температурный режим работы переносчика холода на выходе на несколько градусов. Электромагнитный вентиль позволяет произвести подачу воды на форсунки, распределяющие на теплообменники жидкость, которая конденсируется на них и приняв на себя пыль и грязь, уходит в специальный отстойник, используемый для экономии воды.

Конструкция системы

Сухая градирня

Сухой охладитель имеет простую и надежную конструкцию, которая включает теплообменник (обычно это оребренные трубы или микроканальные змеевики) и вентиляторы, которые направляют воздушный поток через теплообменник для охлаждения проходящей через него воды или раствора гликоля. Сухие охладители в основном выпускаются с горизонтальным или вертикальным расположением воздушного блока. Мощность отвода тепла обычно составляет до 1 МВт, хотя на рынке представлены драйкулеры большой мощности.

Сухая градирня

Мокрая градирня

Это специализированный теплообменник, в котором воздух чтобы снизить температуру воды должен находятся в непосредственном контакте с ней. При этом происходит испарение небольшого количества воды, что снижает её температуру.

Вода, нагретая в ходе промышленного процесса или в конденсаторе кондиционера, подается в градирню по трубам. Она распыляется через форсунки на куски материала, называемого «наполнителем», который замедляет поток и открывает как можно большую площадь поверхности для максимального контакта воздуха с водой. Вода проходит через градирню, там она сталкивается с воздухом, который прогоняется вентилятором.

Когда вода и воздух встречаются, небольшое количество воды испаряется, создавая фазовый переход. Затем охлажденная вода перекачивается обратно в конденсатор или технологическое оборудование, где она поглощает тепло. Затем попадает в бассейн градирни, после чего работа градирни повторяется.

Мокрая градирня

Для каждой области применения требуется свое устройство. Охлаждение градирней проектируются нескольких типов, с большим количеством доступных размеров. Понимание различных типов, а также их преимуществ и ограничений важно при выборе проекта.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Adblock
detector