ГРАДИРНИ. Мокрая градирня закрытого и открытого типа. Градирни кофе


Что находится внутри градирни? - НИКИТИНСКИЙ.ЖЖ.РФ

Наверняка все видели эти циклопические сооружения.Градирня. Какие-то из них стоят рядом с ТЭЦ, другие побольше - у АЭС.А удавалось ли вам побывать внутри?

1. Недалеко от Владимирский ТЭЦ-2.После осмотра этого огромного предприятия мы приехали сюда.

2. Окружающее пространство напоминает сцены из страшной игрушки про Зону Припяти.Однако здесь всё далеко не запущено.На территорию не пробраться. Не пытайтесь.

3. За высоким забором две огромные башни, которые скрыть и не получится.Они видны практически с любой точки города.Это параболические градирни. Их аэродинамическая конструкция такова, что позволяет охлаждать большое количество воды посредством направленного потока воздуха.Обратите внимание - внизу есть люди.

4. ТЭЦ производит гигантское количество теплой воды, в т.ч. и технической, которая нуждается в быстром охлаждении для возвращения в цикл работы ТЭЦ.Для этих целей и строят эти немаленькие устройства.

5. Вода подается по огромным трубам в центральную часть градирни, откуда настоящим тропическим ливнем идёт в специальный бассейн.

6. ЗДЕСЬ ОЧЕНЬ ВЛАЖНО И ШУМНО, ПОЭТОМУ ПРИХОДИТСЯ КРИЧАТЬ!

7. Потоки воздуха затягиваются внутрь через металлические жалюзи, регулируемые вручную.Дома такие не поместятся...И таким вот нехитрым образом горяченная вода охлаждается, вновь поступая в производственный цикл.

8. Вторая градирня сегодня отдыхает.А значит есть шанс попасть внутрь! Лезем!

9. По узкой металлической лестнице поднимаемся на уровень 4-5 этажа.

10. Вход в небольшую дверь.И вот мы во влажном царстве циферблата труб и пластин, по которым вода бежит вниз...

11. Километры труб-стрелок, из которых выходят трубы помельче.Да, всё явно не новое. Но главное- функцию свою выполняют. Да и условия, тут скажем так, не фонтан..

12. Форсунка - ороситель.Именно отсюда под большим давлением кипяток разлетается по сторонам, попадая на охлаждающие пластины и превращася в тот самый ливень где-то внизу...

13. А ещё здесь целый мир.Влажно, тепло, всегда свежий воздух.А значит, есть мох.

14. Не удивлюсь, если после нашего ухода из труб повылезали недовольные рептилоиды, ругаясь, что кто-то нарушил их покой, вместо того чтобы сегодня дать горячую воду..

15. С центральной колонны оросителя можно смело посмотреть в небо.Тут оно в дырочку. В дырищу!Вот туда стягиваются тонны пара при охлаждении воды.

16. Долго задрав голову стоять опасно.Есть шанс намочить обувь. И уши.

17. Удивительно, но "чешуйки" внутренних стенок градирни зимой не покрываются наледью.Вода просто не успевает осесть на них, улетая либо с паром, или выпадая вниз.

18. Зато успевает окрасить металлические пластины центрального оросителя.Красотища же!

19. Надышался влагой от души. Аки губка Боб.Смотрю под ноги, возвращаясь назад.

20. А глазки-то всё равно вверх тянутся.Всё-таки размер очень впечатляет!

21. Короткий взгляд на ТЭЦ под крики: "Давай уже быстрее, сейчас слабых вверх унесёт!"Бегу, бегу вниз.

Побывать внутри градирни - сделано!Осталось пообедать ...в бомбоубежище, например.

Данный материал является объектом авторского права и изначально опубликован на сайте NIKITINSKIY.COMПолная или частичная публикация поста, а также размещенных в нём фотографий, без согласования со мной ЗАПРЕЩЕНА в любых СМИ, печатных изданиях и на любых сайтах, за исключением репостов в личных блогах и личных страниц социальных сетей. Почта для контактов: [email protected] Остальным напоминаю, что при перепечатке фотографий и текста активная и индексируемая ссылка на источник обязательна!

Подписаться на обновления

dobriy-vasya.livejournal.com

Принцип работы градирни, классификация и типы 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 выделяют два основных типа промышленных градирен: испарительные и сухие, их еще называют открытые или закрытые.

Испарительная градирня открытого типа работает по принципу разбрызгивания горячей воды и смешивания 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

Принцип работы драйкулера или градирни «сухого» (закрытого) типа заключается в понижении температуры, проходящей внутри замкнутого контура теплообменника, при его обдувании 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.

Для Вашего удобства приведем классификацию градирен по различным признакам в наглядной форме.

Открытые или мокрые градирни обеспечивают охлаждение за счет непосредственного контакта воздуха и воды.

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

  • Оросительные (поперечноточные и противоточные)
  • Безнасадочные (брызгальные и эжекционные)

Оросительные или насадочные градирни осуществляют контакт подаваемого воздуха с охлаждаемой водой на развитой поверхности оросительного слоя (насадки).

При этом, 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 градирни 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.

 

Поперечноточные градирни

В поперечно-точной 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.

Второе существенное отличие: безнапорная система водораспределения. Благодаря отсутствию подпора и большему на 30 % аэродинамическому сопротивлению оросителя использование поперечноточных градирен зимой сильно затруднено. Именно по этому основное распространение такие градирни получили в странах  с теплым климатом: ОАЭ, Иран, Индия, Пакистан.

Водоуловитель в этом виде градирен совмещен с жалюзи и выполняет двойную функцию: предотвращение уноса и разбрызгивания 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.

Еще о поперечноточных градирнях читайте в статье Модернизация поперечноточных вентиляторных градирен и книге В.С Пономаренко Градирни промышленных и энергетических предприятий стр. 234-237.

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
Недостатки
    • 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 по водораспределению через сопла разбрызгивается вниз на ороситель. Проходя через блоки оросителя вода растекается на их поверхности и смешивается с уличным воздухом. Обдуваемая, она остывает и стекает в бассейн для сбора жидкости.

 

Принцип работы вентиляторной градирни заключается в подаче большого количества воздуха за счет работы вентилятора с лопастями с диаметром до 20 метров. Такой вентилятор подает до 10 000000 кум.метров воздуха в час.

Подробнее о вентиляторах градирние

При соотношении 1 м3 воды к 600 м3 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.

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 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 пленочные, капельные и капельно-пленочные вентиляторные градирни. Наиболее эффективные - последние из них.

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

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
Недостатки
  • требуется обученный персонал для обслуживания
  • необходимы дополнительные меры зимой

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 0С)

В основном башни – это градирни ТЭЦ или АЭС.

К достоинствам башенных градирен можно отнести отсутствие потребления электроэнергии. Однако, гигантские капитальные затраты на строительство и большая занимаемая площадь делают выбор в пользу этого типа редким явлением.

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

 

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

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. Свода 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 0С и/или малых расходов воды.

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

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
Недостатки
  • низкая эффективность охлаждения
  • дорогая конструкция и материалы
  • требовательность к обслуживанию и чистке теплообменника

acs-nnov.ru

Сухая градирня. Принцип работы сухой градирни Thermokey (Термокей).

   - один из вариантов водоохлаждающего оборудования, который имеет ряд преимуществ, описанных чуть ниже, перед другим типом - мокрой градирней, т.к. охлаждаемая жидкость протекает внутри оребренных труб, которые обдуваются окружающим воздухом. Такой охладитель жидкости является универсальным устройством для использования в промышленности. Высокая актуальность присуща для центральных и северных регионов, где среднесуточная температура в среднем за год находится на низком уровне.

   Градирни бывают двух видов – сухие и мокрые. В мокрых градирнях вода разбрызгивается форсунками и улавливается в поддоне под ней, откуда стекает к потребителю. В таких градирнях большой объем воды испаряется и её необходимо постоянно доливать, а так же вода соприкасается с окружающим воздухом и очищает его, поглощая в себя из него пыль, песок, пыльцу, листья, пух, насекомых, перья птиц и т.п., в результате чего в потребителе накапливается грязь, которая в последствии образует изоляционный слой в теплообменниках, препятствуя их эффективной работе, а при долгом времени эксплуатации без капитальных ремонтов связанных с разборкой и чисткой инженерных сетей приводит к полной закупорке труб и теплообменников. В мокрой градирне не возможно применение других жидкостей кроме воды, в сухой - это могут быть водяные растворы, масла, и т.п.

 

 

 

Совместное использование с чиллером.

   Сухие градирни можно эксплуатировать, как самостоятельный охладитель жидкостей так и, в помощь другому охладителю - чиллеру, в таком случае, чиллер дополняет сухую градирню или они работают совместно в паре, в которой каждый из них в зависимости от конечной температуры охлаждаемой жидкости и температуры окружающей среды работает с изменяющейся производительностью (наилучшая комбинация такого совмещения - чиллер с фрикулингом). В описанном варианте охлаждаемая жидкость в первую очередь поступает в сухую градирню, где предварительно остывает, а затем в теплообменник чиллера, в котором происходит окончательное снижение температуры жидкости до заданного значения. Такое комбинирование позволяет установить чиллер значительно меньшей производительности, чем без пред охлаждения сухой градирней. При этом в холодное время, например ночью, сухая градирня может работать, снижая температуру жидкости до требуемой, а чиллер автоматически выключится по температуре и не будет потреблять электроэнергию.

Для того, чтобы дать рекомендации по использованию и были бы понятны преимущества - разберём следующий пункт:

Обозначения на схеме:

  1. Вентилятор
  2. Мотор вентиляторов
  3. Теплообменники
  4. Воздушный поток
  5. Подача теплого хладоносителя
  6. Обратный контур остывшего хладоносителя
  7. Гидромодуль или насос
  8. Потребитель
  9. Подпитка воды на систему орошения
  10. Резервуар для воды орошения
  11. Первичный контур охлаждения
  12. Слив и воды и грязи системы подпитки
  13. Контур воды орошения
  14. Электромагнитный вентиль подачи воды

Принцип работы градирни состоит в следующем:

  • Гидромодулем или насосом (на схеме №7) подается нагретый хладоноситель на охлаждение.
  • Воздух окружающей среды (на схеме №4), имеющий температуру ниже температуры нагретого хладоносителя и всасываемый через ребра теплообменников (на схеме №3) с помощью вентиляторов (№1) снимает тепло с медных трубок теплообменника, в результате температура хладоносителя, протекающего в трубках снижается.
  • Остывший хладоноситель из теплообменников (№3) поступает в трубопровод (№6) подачи его потребителю (№8)
  • В данной схеме, помимо основой градирни, изображен элемент, который является опцией при заказе: система орошения, которая позволяет снизить температуру хладоносителя на выходе на несколько градусов (такая система наиболее эффективна в особо жаркий период и в период низкой относительной влажности воздуха окружающей среды). Принцип работы таков: при наступлении момента наибольшей эффективности - электромагнитный вентиль (№14) открывает подачу воды на форсунки, которые распыляют на теплообменники воду, которая испаряясь на  них, а так же частично, собрав с них пыль и грязь, стекает в резервуар (№10). Резервуар используют для экономии воды, но он требует периодической очистки от накопившейся в нем грязи.

 

Сухая градирня - условия при которых рекомендуется использование:

  1. Если требуется постоянное охлаждение жидкости при условии, что этой жидкостью является – вода или раствор гликоля, масло или т.п.
  2. Температура жидкости, до которой необходимо её охладить, на 3...5 градусов выше температуры окружающей среды.
  3. У потребителя охлаждённой жидкости высокие требования по соблюдению чистоты и состава жидкости.
  4. Ограничения связанные с размещением: не достаточная территория, здания по близости, не достаточная несущая способность площадки фундамента куда запланировано установить оборудование, а так же ограждения, которые препятствуют быстрому уносу подогретого влажного воздуха, в случае применения мокрой градирни, имеется потребность поднять жидкость на высоту или продавить её по протяжённому трубопроводу.
  5. Планируемое расположение не позволяет использовать оборудование, образующее испарения.
  6. Отсутствует возможность постоянного пополнения системы новой жидкостью.
  7. Ограничение для использования мокрой градирни, такое как высокая степень жесткости воды, которая уносится за счет испарения в процессе работы и постоянного добавления оказывает сильное влияние на тепло-передающие свойства оборудования, очень быстро образуя накипь на стенках оборудования и закупоривая трубопровод.
  8. Не достаточные возможности организации по энергоснабжению водоохлаждающего оборудования.

 

Преимущества использования сухой градирни:

  1. Существенная экономия электроэнергии. Затраты энергии необходимы только для работы вентиляторов. В дополнение к этому, в холодное время, энергию потребляет только часть вентиляторов, что приводит к еще большей экономит электроэнергии. Чиллер тратит энергию не только на работу вентиляторов конденсатора, но и на работу компрессора.
  2. Экономия при первоначальных вложениях. Стоимость сухой градирни - меньше стоимости чиллера аналогичной холодопроизводительности.
  3. Экономия при эксплуатации. Поскольку конструкция достаточно проста, то её техническое обслуживание и эксплуатация требуют более скромных затрат, в сравнении с любыми другими водоохлаждающим установками.
  4. Широкий спектр хладоносителей. Конструкция позволяет охлаждать разнообразные, в зависимости от нужд потребителя, жидкости. Вода, водные растворы гликолей, другие не агрессивные жидкости.
  5. Различные варианты установки - возможно исполнение как для вертикального, так и для горизонтального монтажа, т.е. их можно устанавливать в местах с ограничением полезной высоты или площади. На стене или на крыше здания.
  6. Цена ремонта. Поскольку сухие градирни имеют очень простую конструкцию, то в ней почти нечему ломаться. Материал теплообменников не изнашивается, вентиляторы имеют большой ресурс работы, конструкция представляет из себя прочный, устойчивый к деформации, каркас. Но существует опасность при эксплуатации - когда в качестве хладоносителя используется вода, в результате чего, при отрицательных температурах, может произойти разморозка. Для избежания таких проблем целесообразнее заправлять систему хладоносителем на основе гликоля или установить комплект автоматики, предохраняющий теплообменники от размораживания.

   Так как расчёт сухой градирни и её подбор связан со знанием физических процессов её работы и оперированием более чем десятью физическими параметрами такими как: температура, влажность, теплоёмкость, относительный расход, химический состав, перепад указанных значений для каждой из 2-х сред (хладоноситель и окружающая среда), ограничения для указанных параметров, а так же несколько конструктивных параметров исполнения не позволяют самостоятельно правильно рассчитать и подобрать градирню и соответственно получить оборудование, которое справится с поставленной задачей. Мы предлагаем Вам обратиться к нашим специалистам с большим опытом решения задач по расчету и подбору.

   Вы можете заполнить данные для расчёта на нашей странице оформления запроса или написать письмо на наш электронный адрес, который указан на верху каждой страницы, или обратиться к нам по телефонам, указанным на верху сайта и описав задачу. Наши специалисты зададут Вам вопросы, ответы на которые помогут нам подобрать оборудование с наиболее оптимальными параметрами.

   Не стесняйтесь спрашивать. Мы всегда рады помочь Вам решить даже, на Ваш взгляд, не решаемую задачу (у нас большой опыт подобных обращений).

piterholod.ru

Градирни

Мы поставляем Мокрые Градирни Открытого типа производства Бельгии и ГерманииМы поставляем Мокрые Градирни Закрытого типа производства ГерманииМы поставляем Драйкулеры европейского производителя ThermokeyМы предлагаем квалифицированный расчет и подбор всех типов градирен и драйкулеров

 

   Градирни — это устройства для незначительного охлаждения теплой воды воздухом окружающей среды. «Незначительное» означает, что после градирни вода не становится ледяной, как в чиллере (+7 градусов, а возможно и с минусовым значением). Температура поступающей воды в градирню — около 40-50 градусов, после  — 25-30 градусов (в лучшем случае).    Необходимость охлаждать теплую воду возникает, если того требует технологический процесс на производстве или в случае охлаждения воды для чиллера с водяным конденсатором.    Градирня, имеет несколько вариантов исполнения, но основных типов - 2: мокрые открытого и закрытого типа, а так же сухие.

 

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.

 

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.

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.

Методика подбора градирни

Первоначально необходимо определить следующие исходные данные:QГ, кВт - тепловой поток (количество тепла), который необходимо отвести в окружающую среду,Тмт, °С - температура мокрого термометра в самое жаркое время, характерная для данного региона, Твых, °С - температура воды, которая должна быть получена в конце процесса охлаждения.

Необходимо отметить, что тепловой поток для воздушных компрессоров обычно не превышает электрической мощности привода компрессора; тепловой поток для холодильной машины представляет собой сумму холодопроизводительности и электрической мощности привода компрессорного агрегата; тепловой поток для технологических установок, где не происходит сжигания каких-либо видов топлива, обычно не превышает электрической мощности приводов и т.д. Температура мокрого термометра определяется по СНиП 23.01-99 "Строительная климатология", или предварительно по данным из Таблицы 1.

Расчетные параметры атмосферного воздуха.  Таблица 1. 

Населенный пункт 

Температура по сухому термометру,   T, °С

Относительная влажность воздуха, Ф, %

Температура по мокрому термометру, T, °С 

Архангельск 23,3 58 18
Астрахань 30,4 52 23,2
Волгоград 31 33 20
Вологда 24,5 56 18,8
Грозный 29,8 43 21
Дудинка 22,9 59 17,9
Екатеринбург 25,8 49 18,8
Иркутск 22 63 17,6
Казань 26,8 43 18,7
Краснодар 28 55 21,6
Красноярск 24,4 55 18,6
Луганск 30,1 30 18,8
Магадан 19,5 61 15,2
Мончегорск 24,6 53 18,5
Москва 27 55 20,8
Мурманск 22 58 17
Нижний Новгород 26,8 48 19,6
Новосибирск 25,4 54 19,3
Омск 27,4 44 19,4
Петрозаводск 24,5 58 19,1
Ростов - на - Дону 29,2 37 19,5
Сагвхард 23,7 57 18,3
Самара 28,5 44 20,2
Санкт - Петербург 26 56 20,1
Сыктывкар 25,1 49 18,3
Тобольск 26,5 53 20
Томск 24,3 60 19,2
Тула 25,5 56 19,6
Уфа 27,6 44 19,5
Ханты - Мансийск 26,5 55 20,3
Челябинск 26 51 19,4
Чита 25 48 18
Якутск 26,3 40 17,8
Ярославль 24,8 53 18,7

   Температура воды, которая должна быть получена в конце процесса охлаждения в, обуславливается техническими параметрами охлаждаемого оборудования и, как правило, указана в паспортных данных оборудования. Определив необходимые параметры, можно произвести предварительный подбор градирни, используя кривые охлаждения для различных значений tмт. Пример.Необходимо произвести подбор гpадирен для охлаждения компрессорной станции в г. Петрозаводске. В состав станции входят 3 компрессора 4ВМ10-63/9 с приводом Мэ=380 кВт каждый, причем в работе постоянно находятся два компрессора.

Решение.

Определяем суммарный отводимый тепловой поток:

По таблице расчетных параметров атмосферного воздуха определяем температуру мокрого термометра:

    В паспортных данных компрессора находим температуру на входе в систему охлаждения компрессора равную температуре на выходе:tВЫХ=25 °С    Используя кривые охлаждения для температуры мокрого термометра, находим точки пересечения линий, соответствующие суммарному отводимому тепловому потоку и температуре на выходе из градиpни с кривыми охлаждения. Из построения определяем, какое оборудование обеспечит необходимый тепловой поток.

Сухие градирни (Драйкуллер)

   Этот вид оборудования по конструкции гораздо проще чиллера, поскольку не имеет холодильного контура. Вода в сухих градирнях охлаждается в пластинчатых теплообменниках, на которые несколько вентиляторов направляют уличный воздух. Таким образом, сухие градиpни стоят вне производственных помещений. В среднем термодинамический предел сухих градирен составляет порядка 5 градусов. Это означает, что если на улице температура воздуха установилась на уровне +35°С, то грaдирня способна охлаждать воду до температуры +40°С — для охлаждения гидравлической жидкости или конденсатора чиллера — вполне приемлемая температура. Если на улице ниже +10°С, то градирня элементарно может заменить собой чиллер (точнее временно заменить), снабжая водой не только теплообменник гидравлического контура ТПА, но и охлаждая пресс-форму, для чего нужна вода температурой от +5°С до +15°С. С учетом того, что в градирнях охлаждение осуществляется атмосферным воздухом при помощи вентиляторов, не требующих большой мощности, то по сравнению с чиллерами они позволяют добиться экономии электроэнергии. Очевидно, что круглогодично одной только градирней обойтись нельзя, так как в нашей стране, кроме зимы приходит и очень теплое лето — совсем без чиллера не обойтись. С другой стороны — по настоящему теплая погода держится не более 4-5 месяцев кряду. Какой смысл гонять чиллер остальные 7-8 месяцев, когда температура за окном лежит в пределах от -10°С до +10°С. Но не смотря на это сухие градиpни все еще являются невостребованным оборудованием. Даже не смотря на то, что при использовании комбинации чиллер - драйкулер возможно добиться ежегодной экономии электроэнергии до 40%.     Существуют гpaдирни, которые напрямую подключаются к гидравлическому контуру. В них циркулирует не гликолевый раствор, а непосредственно гидравлическая жидкость. В итоге из схемы устраняется посредник в виде промежуточного теплоносителя, что только повышает эффективность охлаждения. В результате гидравлика охлаждается экономичной сухой градиpней, а чиллер обслуживает исключительно пресс-форму и узел инжекции. Это позволяет реализовать очень экономичную двух-температурную схему энергосбережения. Однако на базе чиллера и градирни можно реализовать схемы энергосбережения в более привычном виде. Сухие охладители разработаны для наружной установки, поэтому для предотвращения замерзания в холодное время года, необходимо добавлять гликоль.

    Использование сухих охладителей имеет следующие преимущества:

    • Нет расхода воды. Охладители работают в закрытом контуре, поэтому нет необходимости в добавлении воды в систему, за исключением тех случаев, когда это вызвано небольшими утечками из крепежных соединений или при замене комплектующих;
    • Не загрязняется производственная вода;
    • Монтаж охладителя очень прост;
    • Вновь установленные блоки хорошо взаимодействуют с уже существующими охладительными системами;
    • Период окупаемости - короткий.

     

    Устройство градирни

      Устройство градирни: градирня (если не говорить о мокрой градирне) это рядный трубчатый теплообменник, с установленными на его корпус вентиляторами. Градирня предназначена для охлаждения воды или водного раствора незамерзающей жидкости (гликоля) с водой, который циркулирует по контурам из медных трубок в корпусе градирни.

     

    Устройство градирни - схема

      Схема градирни или драйкулера включает в своей конструкции блок из одного или нескольких теплообменников и мощные вентиляторы обдува этих теплообменников (радиаторов). Теплоноситель оборотной системы охлаждения, чаще всего вода, нагревается в рубашках охлаждения тепловыделяющих агрегатов. Далее теплоноситель насосом подается в теплообменники - градирни, где, под воздействием обдува вентиляторами, охлаждается до требуемой температуры. Далее охлажденная вода вновь поступает к потребителям. 

Эксплуатация градирен в зимнее время - наши специалисты дадут вам рекомендации.

 

 

 

piterholod.ru

особенности размещения и условия использования

В промышленности постоянно возникает необходимость в охлаждении водных запасов. В связи с ростом стоимости электрической энергии – применение и принцип работы сухих градирен становится очень актуальным. Градирня (теплообменник) это оборудование, которое используется для охлаждения воды или другой жидкости, как в промышленности, так и в различных системах кондиционирования.

Сухая градирня: принцип работы

При помощи сухих градирен происходит охлаждение водных запасов, которые участвуют в технологическом процессе на 5-7 градусов по Цельсию. Принцип работы сухой градирни (драйкулера) очень прост: охлаждаемая жидкость подается в теплообменник, двигаясь по нему, она охлаждается потоком воздуха, который подается вентилятором из окружающей среды. Теплообменник состоит из множества медных трубок с алюминиевым оребрением, суммарная площадь которых довольно высока. Вентиляторы, нагнетая наружный воздух, обеспечивают теплообмен, в результате чего происходит охлаждение жидкости, которая затем по трубопроводу подается по назначению.

Для предотвращения повреждения труб в процессе работы, предусмотрены ребра жесткости, выполненные из стали. Корпус выполнен также из стали и покрыт эмалью для предотвращения и защиты от коррозии.

Охлаждаемая в драйкулере жидкость, может быть различной: например, вода для потребителей, разнообразные водные растворы для нужд промышленности.

Сухая градирня

Используемые вентиляторы, оборудованы защитными решетками и имеют низкий коэффициент шума. Для экономии электроэнергии, вентиляторы, подающие вентиляторы можно оснастить регулятором, который будет контролировать скорость вращения лопастей. При необходимости точно контролировать температуру воздуха на выходе также необходимо установить регулятор.

Наибольшая эффективность использования драйкулеров в районах, где низкая средняя температура окружающей среды. Следует отметить, что температура охлаждаемой в градирне воды будет на 5 градусов по Цельсию выше температуры окружающей на входе в теплообменник. Это так называемый термодинамический предел. Для получения температуры на выходе из охладителя на пару градусов ниже можно применить специальную систему орошения. Суть ее заключается в том, что при высоких градусах окружающего воздуха, форсунками подается вода на трубки теплообменника. Испаряясь, вода дополнительно охлаждает рабочую жидкость и одновременно очищает теплообменник от нежелательного загрязнения. Грязная жидкость попадает в специальный резервуар, который по мере загрязнения надо чистить.

Особенности размещения градирен

Традиционно градирни устанавливают под открытым небом, однако имеются модели, которые могут монтироваться внутри помещения, например, подвального, при условии подведения системы воздуховодов. Варианты установки также могут быть различными: как вертикальное, так и горизонтальное расположение. В условиях экономии полезной площади их располагают на крыше или на стене производственного здания.

Необходимо помнить, что для рациональной работы драйкулера, необходимы большие воздушные потоки, поэтому при установке необходимо это учитывать и обеспечить свободную подачу воздуха к вентиляторам.

При наружной установке охладителя, следует помнить, что при минусовых температурах возможно замерзание воды, которая используется. Для предотвращения этого, в холодное время года необходимо использовать гликоль.

Также возможно организация тандема драйкулера с чиллером, который выполняет роль охладителя. При этом необходимо чиллер установить внутри помещения, а градирню снаружи.

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:

Промышленные градирни

  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.

Область применения сухих градирен

Градирни сухого типа

За счет энергосбережения, простоты применения и принципов работы сухих градирен их широко используют в промышленности. В настоящее время многие производственные процессы требуют охлаждения водных запасов и других жидкостей. Поэтому установка драйкулера на предприятиях химической, пищевой, перерабатывающих отраслях существенно помогает снизить себестоимость готовой продукции, за счет рационализации затрат на производство.

Также они используются при производстве пластмасс, в стекольном производстве, машиностроении, деревообрабатывающей промышленности. Достойное место занимают в технологических процессах атомных и тепловых электрических станций. Незаменимы они при охлаждении конденсаторов и электрогенераторов.

Драйкулеры применяются на производствах, где надо избавиться от избыточного тепла, где существует разница в температурах воды и окружающей среды.

Немаловажным является то, что как такового нет испарения воды, так как теплоотдача происходит в трубках устройства с тепловым обменом. Из этого следует, что влажность в помещении (если охладитель установлен в здании) не будет повышаться. Также, за счет замкнутого цикла устройства теплового обмена, не загрязняется атмосферная среда (если охладитель установлен на площадке возле производственного здания). Последний факт имеет огромное значение для предприятий, т.к. требуется соблюдение санитарно-гигиенических норм.

Сухие градирни: преимущества и недостатки применения

Современные сухие градирни

Наличие неоспоримых выгод при применении драйкулеров объясняет их массовое использование. Рассмотрим основные преимущества использования охладителей.

  • Существенная экономия электрической энергии (энергия расходуется только на привод вентиляторов, а в холодное время года экономия увеличивается за счет частичного отключения вентиляторной системы).
  • Не существует расхода воды из-за применения закрытого контура.
  • Нет загрязнения производственной воды.
  • Относительная дешевизна при сравнении с другими аналогами и короткий срок окупаемости.
  • Большой выбор охлаждаемых жидкостей (вода, масло, водные растворы).
  • Выбор варианта монтажа (внешняя установка или внутренняя, горизонтальная или вертикальная, установка на крыше или стене).
  • Дешевизна обслуживания и ремонта.
  • Надежность насоса и трубопровода.
  • Простота при выполнении монтажных работ и процесс эксплуатации.
  • Не увеличивает процент влажности.
  • Нет выброса вредных веществ в атмосферу.
  • Возможность использования в холодную погоду любого антифриза.
  • При необходимости возможна установка новых блоков к уже существующим.

К недостаткам драйкулеров относится невозможность охлаждения рабочего вещества до состояния ниже температуры окружающей среды. Из-за этого фактора область их использования несколько ниже. В летний период, при повышенных температурах, эффективность снижается.

oventilyatsii.ru

Градирня. Что это. Виды и типы

Градирня - это теплообменный аппарат, применяемый в системах оборотного водоснабжения. Они служат для охлаждения оборотной воды, используемой для отведения тепла от промышленного технологического оборудования

Тем самым градирни защищают установки и агрегаты от перегрева и разрушения под действием высоких температур, а также обеспечивают стабильные условия для протекания реакций или производства продукции

Водооборотные системы с градирнями широко применяются в металлургии, энергетике, в машиностроительной, авиационной и химической отраслях, на предприятиях ВПК.

Само слово gradieren , означающее выпаривание, прекрасно описывает принцип действия: вода испаряется, и по законам физики остывает.

Первую градирню, привычной нам формы, построили в Нидерландах в 1918 году. До этого какого-то определенного вида не было

История появления и другие интересные факты

В развитии теории и практики градирестроения значительный вклад внесли отечественные ученые - Фарворский Б.С., Ямпольский Т.С., Берман Л.Д., Аверкиев А.Г., Арефьев Ю.И., Пономаренко В.С. и другие.

Совершенствование конструкции градирен связано со стремлением максимально увеличить площадь теплообмена, как за счет площади градирни и объема оросителя, так и за счет усложнения конструкции и повышения эффективности блоков. Этот процесс идет уже много лет и дальнейшего роста площади теплообмена с использованием оросителя не предвидится вследствие достижения теоретического предела поверхности оросительного устройства.

Существуют и другие типы и виды градирен со своими плюсами и минусами.

Учитывая специфику технологических процессов различных производств, были разработаны два основных типа - это так называемые сухие и испарительные (мокрые) градирни.

Основным отличием сухих градирен от мокрых является закрытый контур, по которому циркулирует охлаждающая жидкость. При чем в качестве охлаждающей жидкости может быть использована не только вода.

Классификация градирен

Вентиляторная градирня - самый распространенный и наиболее эффективный вид для предприятий различных отраслей промышленности.

Подробнее о вентиляторных градирнях

Секционные (блочные) вентиляторные градирни представляют собой независимые секции, которые монтируются в единую охлаждающую установку.

Каждая отдельная секция - этой прямоугольный железобетонный, металлический или, реже, стеклопластиковый каркас. На верху этой конструкции расположена вентиляторная группа, а внутри набор технологических элементов. Весь каркас градирни, за исключением воздуховходных окон, закрыт обшивкой.

Благодаря большой вариативности размеров секций можно легко подобрать градирню, наиболее полно отвечающую потребностям технологического процесса, а возможность автономной работы посекционно позволяет легко подстраиваться под изменение объема охлаждаемой воды и сезонные колебания нагрузки.

Вследствие того, что секционные вентиляторные градирни намного компактнее башенных и отдельно стоящих СК-400 и СК-1200, их легче разместить на территории предприятия, проще обслуживать и ремонтировать. Из-за своей универсальности именно они в настоящее время наиболее эффективны для заводов.

Сухие градирни

Представляют собой теплообменные сооружения, в которых теплопередающей поверхностью служат радиаторы, для отвода нагретого воздуха они оборудуются вентиляторами.

Передача тепла от нагретой жидкости, протекающей внутри трубок радиатора, к атмосферному воздуху осуществляется без непосредственного контакта с ним, через большую площадь поверхности ребер трубок радиатора. Отсутствие прямого контакта ограничивает охлаждение процессом теплопередачи, массообмен (испарение) отсутствует. Этот факт уменьшает эффективность работы.

Однако, сухие градирни применяются в случаях, когда в силу технологических особенностей производства необходим закрытый контур оборотной воды, когда нет возможности восполнения потерь от испарения или когда температура оборотной воды настолько высока, что её охлаждение на градирнях испарительного типа невозможно.

К плюсам этого оборудования относятся:

  • отсутствие потерь объема охлаждаемой жидкости
  • охлаждающую жидкость не попадают различные загрязнения
  • практически отсутствует коррозия несущих конструкций
  • возможность охлаждения жидкости высокой температуры

У них есть существенные недостатки, зачастую перекрывающие все плюсы:

  • при одинаковой производительности, стоимость сухой градирни будет в 3-5 раза выше стоимости испарительной
  • большие размеры
  • невысокая эффективность охлаждения
  • дорогостоящие комплектующие
  • возможность замерзания жидкости в трубках радиатора и его повреждение
  • сложность увеличения производительности

В основе их работы лежит передача тепла от жидкости атмосферному воздуху при поверхностном испарении и непосредственном контакте сред.

Существуют различные виды испарительных градирен, но в основе всех лежит охлаждение воды при её испарении.

Ниже мы рассмотрим основные типы и область их применения.

Всего существует 4 основных вида испарительных градирен:

  • башенные
  • отдельно стоящие вентиляторные
  • секционные вентиляторные
  • малогабаритные

Все остальные виды градирен являются разновидностями указанных типов.

Башенные градирни

Это самая габаритная разновидность, которая служит для охлаждения больших объемов воды с небольшим перепадом температур.

Они часто используются на ТЭЦ и АЭС, реже - на крупных промышленных предприятиях, где важнее общая тепловая мощность, а не глубина охлаждения.

Подробнее о башенных градирнях

Башенная градирня представляет собой конструкцию, в которой естественная тяга воздуха создается за счет разности давлений внизу и вверху башни.

В этом виде градирни присутствуют все классические технологические элементы: ороситель, водораспределение с форсунками, водоуловитель, жалюзи.

Башенные градирни могут отличаться друг от друга формой, размерами, отдельными технологическими решениями, но в основе лежит один и тот же принцип работы.

Горячая вода из водораспределительной системы при помощи сопел разбрызгивается по всей площади орошения. Вода, попавшая на оросительное устройство, образует на его поверхности тонкую пленку или дробится на очень мелкие капли. На всей получившейся поверхности происходит процесс испарения, за счет чего и понижается температура оставшейся оборотной воды. А благодаря тяге, создаваемой за счет перепада высот, насыщенная теплыми парами капельно-воздушная смесь отводится из градирни.

Похожим образом работают и вентиляторные градирни. Основным отличием является лишь то, что тяга в градине создается искусственным образом за счет работы вентилятора.

Градирни типа СК-400 или СК-1200

Отдельно стоящие градирни представляют собой железобетонный или металлический каркас цилиндрической формы высотой более 10 метров, с диаметром основания 24 метра для СК-400 и 36 метров для СК-1200.

В верхней части сооружения располагается мощный вентилятор, помещенный в специальный корпус - диффузор. Именно вентиляторная установка и создает необходимую тягу внутри градирни. Остальные технологические элементы повторяют "начинку" башенной градирни. Процессы, протекающие в СК-400 также аналогичны.

Градирни СК-400 и СК-1200 получили широкое распространение в Советском Союзе на химических и нефтехимических предприятиях. Их основными достоинствами являются высокая производительность, устойчивость к обмерзанию, возможность регулирования тяги за счет изменения режима работы вентилятора и удобство проведения работ по обслуживанию и ремонту.

Подробнее о СК-400

Однако есть и минусы такой конструкции - дорогостоящая вентиляторная группа, сложность её конструкции и большие затраты электроэнергии для обеспечения работы вентилятора.

Большинство этих недостатков устранено в конструкции секционных вентиляторных градирен.

Малогабаритные градирни

Еще один тип, который следует выделить отдельно - малогабаритные градирни. Они схожи с обычными секционными, но отличаются типом вентилятора. Вентилятор выполняется нагнетательным и устанавливается снизу.

Малогабаритные градирни решают задачу охлаждения воды на предприятиях с небольшим оборотным циклом. Все их достоинства и недостатки обусловлены их конструкцией.

Благодаря компактным размерам они поставляются собранными и готовыми к работе, легко переносятся с места на место и не требуют специального бассейна.

Однако из-за своих размеров они не могут обеспечить глубокое охлаждение оборотной воды (как правило, не более 5-7 0С), а увеличение объема оборотного цикла требует поставки новых единиц, т.к. изменить конфигурацию и количество технологических элементов существующей градирни невозможно.

Основная проблема "малогабариток" - обмерзание в холодное время года, появляющееся из-за нижнего расположения вентилятора и попаданияя капель воды на него.

Гибридные градирни

Гибридные градирни – это сложные технические сооружения, которые совмещают в себе процессы, присущие испарительной и сухой градирне. Тяга воздуха может созда­ваться вытяжной башней, вентилятором или совместно башней и несколькими вентиляторами, размещенными по периметру башни в ее нижней части.

Технологические и технико-экономические показатели гибридной градирни лучше в сравнении с сухими, но уступают испарительным.

Они имеют меньше дорогостоящего теплообменного оборудования и охлаждающая способность их в мень­шей мере зависит от изменения температуры воздуха. К до­стоинствам гибридной градирни можно отнести заметное сни­жение безвозвратных потерь воды в сравнении с испарительны­ми градирнями и возможность работы без видимого парового факела.

По охлаждающей способности они превос­ходят сухие, но уступают испарительным градирням.

Гибридные градирни более сложны при проектировании и строительстве, требуют повышенного внимания и обслужива­ния при эксплуатации не только самой градирни, но и системы водооборота в целом. При недостаточно качественной оборот­ной воде на стенках внутри труб радиаторов образуются солевые отложения, а оребрения труб загрязняются пылью входящего воздуха, что приводит к резкому возрастанию теплового сопро­тивления.

Все это вызывает нарушение расчетных режимов работы сухой и испарительной частей, а также аварийные ситуации в зимнее время.

В нашей стране они не получили распрост­ранения из-за повышенных требований при эксплуатации и большей стоимости в сравнении с обычными испарительными градирнями.

Каждый из описанных типов решает конкретные задачи по охлаждению водооборотного цикла предприятия. Правильный выбор градирни позволяет достичь поставленных целей с наименьшими затратами, а в будущем избежать сложностей при их эксплуатации.

Блоки оросителя

Блоки оросителя, или просто ороситель, является главным элементом градирни, определяющим её охлаждающую способность.

Его задачей является обеспечение максимальной площади поверхностности охлаждения воды при её контакте с потоком встречного воздуха.

Подробнее об оросителе

Оросители подразделяются на пленочные, капельно-пленочные, комбинированные и брызгальные.

Комбинированные и брызгальные типы не получили должного распространения, поэтому их подробное рассмотрение не имеет смысла.

Ороситель должен обладать следующими свойствами:

  • обеспечивать высокую охлаждающую способность
  • иметь надежную и долговечную структуру
  • обладать повышенной химической стойкостью
  • обеспечивать равномерность при заполнении внутреннего объема градирни
  • обладать высокая смачиваемостью и малым весом
  • быть устойчивым к деформации
  • сохранять свои свойств при температуре от -500С до +600С градусов

Оросители могут иметь разную форму и изготавливаться из различных материалов.

В настоящее время сырьем для изготовления оросителя служат различные полимерные материалы, например: полипропилен, полиэтилен, поливинилхлорид и т.д.

Самым распространенным типом, обеспечивающим высокий охлаждающий эффект, является плёночный, но у него есть значительный недостаток: забивание зазоров между отдельными элементами в блоке взвешенными веществами и примесями, присутствующими в охлаждаемой воде.

Задачей оросителя пленочного типа является задержка на своей поверхности тонкой водяной пленки, что обеспечивает большую площадь орошения для эффективного тепломассообмена.

Для наиболее продуктивной работы пленочного оросителя в его конструкцию вносят различные изменения, а именно:

  • использование материалов пористой структуры
  • увеличение шероховатости поверхности
  • применение гофрированных материалов
  • создание сложной формы поверхности тепломассообмена на единицу площади

Одним из видов такого оросителя является трубчатый тип. Он представляет из себя группу полимерных трубок, спаянных между собой. Такой блок, как и аналог из гофролистов, требует равномерного распределения воды по поверхности, так как возможность перераспределения воды возникает только в пространстве между трубками и листами. При этом трубы занимают до 50%  объема, что снижает его эффективность. Для того, чтобы избежать сквозного протекания воды без дробления, блоки оросителя изготавливают малой высоты с применением разрывов между блоками для перемешивания воды.

При повышенной концентрации различных веществ в воде необходимо применять капельно-пленочные оросители, так как они более устойчивы к забиванию.

Сетчатая структура таких блоков находит все большее применение в различных типах градирен в связи с оптимальным сочетанием расхода материала и увеличением охлаждающего эффекта.

Благодаря сетчатой структуре происходят разрывы по ходу движения воды и воздуха, что приводит к чередованию капельных и пленочных режимов работы. За счёт этого перераспределения и дополнительной турбулизации взаимодействующих потоков резко повышается тепло- и массообмен, то есть охлаждающая способность оросителя увеличивается примерно на 70% по сравнению с листами и гофротрубами. Такая структура значительно снижает коэффициент аэродинамического сопротивления, что положительно сказывается на экономии электроэнергии.

Ороситель капельно-пленочного типа бывает различной формы и конструкции. Наиболее распространены блоки, состоящие из:

  • сетчатых призм
  • сетчатых рулонов
  • сетчатых решёток

Водоуловитель

Во время работы градирни в атмосферу выбрасывается насыщенный водяными парами и каплями воды воздух, вследствие чего происходит капельный унос оборотной воды. В зимний период времени это может привести к обледенению окружающих зданий, строений и т.п. Для устранения данной проблемы в градирнях применяют такой элемент, как водоуловитель.

Подробнее о водоуловителе градирни

Водоуловитель для градирни максимально снижает капельный унос при минимальном аэродинамическом сопротивлении. Водоуловитель представляет из себя конструкцию волнообразной формы. Он служит для конденсации влаги и осаждения на своей поверхности летящих вверх капелек воды в воздушном потоке, а также равномерного распределения воздуха на выходе из градирни.

Водоуловители изготавливают в основном из различных полимеров, что обуславливает сравнительно небольшой вес и надежную конструкцию. Их способность улавливать капли зависит от размеров самих капель и скорости потока воздуха в градирне. Из этого следует, что в разных типах градирен могут использоваться различные по форме водоуловители. Эффективность каплеулавливания в вентиляторных градирнях максимальна при скорости движения воздуха 2-3 м/с, в башенных – 0,7-1,5 м/с, в малогабаритных – 4 м/с.

Водоуловители бывают различной формы:

  • полуволна
  • ячеистый
  • решётчатый
  • сотовый

У ячеистого каплеотбойника рабочие элементы имеют в вертикальном сечении вид полуволны, а по длине блока имеют впадины и вершины.

Сотовый водоуловитель представляет собой монолитный блок с каналами из стеклоткани. Такое название он получил потому, что вид сверху напоминает соты. Способность водоулавливания у него достаточно высокая, однако, аэродинамическое сопротивление в 2-3 раза выше, чем у «полуволны».

Аэродинамическое сопротивление водоуловителей может существенно разниться в зависимости от их формы. Наиболее оптимальной и распространённой конструкцией водоуловителя на сегодняшний день считается полуволна. Такая форма обеспечивает эффективное улавливание капель до 99,98%, при этом отпадает необходимость в использовании многоярусных каплеуловителей с большим аэродинамическим сопротивлением.

При расстановке блоков каплеотбоников на площадке градирни необходимо исключить сквозные щели между блоками и стенками градирни. Это делается для того, чтобы воздушный поток в этих местах с повышенной скоростью не выносил с собой влагу.

Требования, предъявляемые к водоуловителям:

  • высокоэффективное улавливание капель до 99,9%
  • низкое аэродинамическое сопротивление
  • малый удельный вес
  • химическая стойкость к примесям в оборотной воде
  • исключение обрастания биологически активными веществами

Водораспределительная система

Водораспределительная система градирни предназначена для равномерного распределения охлаждаемой воды по площади поверхности оросителя. Она не должна мешать свободному прохождению воздушных масс в градирне.

Водораспределительное устройство градирни можно разделить на 3 группы:

  • разбрызгивающее
  • без разбрызгивания
  • подвижное

В настоящее время основной системой распределения воды является разбрызгивающее напорное водораспределительное устройство.

Напорная разбрызгивающая водораспределительная система представляет собой конструкцию, состоящую из системы трубопроводов с присоединенными к ним водоразбрызгивающими соплами. Для изготовления данной системы могут применяться как стальные трубопроводы, так и трубопроводы из композитных материалов (например, стеклопластик или полиэтилен низкого давления). В качестве водоразбрызгивающих устройств, в основном, применяются пластмассовые сопла (или форсунки) различных видов и конструкций. При нахождении в оборотной воде агрессивных веществ, взвеси, могут применяться сопла из нержавеющей стали.

Форсунки водораспределительной системы должны создавать оптимальные размеры капель 2-3 мм при распыле оборотной воды и попадании их на поверхность оросителя.

Подробнее о соплах

Для достижения равномерности распределения воды сопла устанавливают на расстоянии, определяемом расчётом, исходя из характеристик сопла и изменением диаметра поперечного сечения трубы по ходу движения воды.

Основные требования,  предъявляемые к соплам:

  • обеспечение  факела с радиусом 1,5-2 м
  • отсутствие забивания взвешенными веществами

Сопла делятся на:

  • центробежные
  • струйно-винтовые
  • ударные

При установке на трубопровод водораспределительной системы сопла могут монтироваться направлением факела как вверх, так и вниз. Это зависит от конструкции градирни и формы самого сопла. Скорость движения воды в коллекторах должна быть 1,5-2 м/с, в распределительных системах не более 1,5 м/с. При скорости потока 0,8-1 м/с происходит осаждение взвеси, что приводит к засорению труб и форсунок.

Вентиляторные установки

Вентиляторные градирни в зависимости от площади орошения комплектуются вытяжными и нагнетательными вентиляторными установками. При малой площади орошения (до 16 м2) могут применяться нагнетательные вентиляторы, однако, их КПД на 15-20% ниже, чем у вытяжных.

Вентиляторная установка градирни предназначена для создания достаточного воздушного потока и состоит из:

  • диффузора (корпуса вентилятора)
  • рабочего колеса
  • электропривода

Подробнее о вентиляторной установке

В современных условиях диффузор изготавливается из композитных материалов с размещенными внутри ребрами жесткости и состоит из нескольких секторов. Диффузор служит для снижения потери давления, возникающего при большой скорости воздушных потоков на выходе из градирни, направления воздушного потока, увеличения производительности вентиляторной установки.

Рабочее колесо предназначено для создания постоянного потока воздуха в градирне и состоит из лопастей и ступицы. Лопасти рабочего колеса изготавливают, как правило, из стеклопластика или металла. Ступица служит для крепления лопастей и насадки рабочего колеса на вал электропривода.

Диаметры рабочих колес в вентиляторных градирнях могут быть от 2,5 м до 20 м.

В качестве альтернативы используются пруды-охладители и брызгальные бассейны

Первые - это естественные водные хранилища гигантских размеров. У Магнитогорского металлургического комбината он тянется через весь город.

Охлаждение происходит за счет соприкосновения капель воды с воздухом, и идет интенсивнее при наличии ветра, достигая 5-7 ° перепада. Но при этом вырастает капельный унос.

Большая проблема в обслуживании этих сооружений- это цветение воды. Для исключения сильного прогрева на солнце глубину делают более 1,5 метров.

Преимущества брызгальных бассейнов:

  • стоимость строительства в 2-3 раза ниже стоимости градирни
  • просты в эксплуатации
  • долговечны

Недостатки:

  • низкий температурный перепад
  • низкий охлаждающий эффект с подветренной стороны
  • площадь бассейна значительно превышает площадь градирни
  • появление туманов, что в зимнее время приводит к обледенению близлежащих строений

Как уже было сказано, существуют три вида - сухие, мокрые и комбинированные (гибридные) градирни. Любой из этих видов имеет значительные конструктивные отличия, которые подробно описаны выше, а также данные виды градирен по-своему обладают достоинствами и недостатками.

Например, в сухих градирнях охлаждающая жидкость циркулирует по закрытому контуру и преимуществом такой системы охлаждения являются:

  • отсутствие потерь объема охлаждаемой жидкости за счёт исключения процесса испарения
  • в специально подготовленной охлаждающей жидкости не образуются соли жёсткости и не попадают различные загрязнения от внешней и производственной среды
  • практически отсутствует коррозия несущих конструкций, которые не имеют прямого контакта с охлаждающей жидкостью
  • возможность охлаждения жидкости с высокой температурой за счёт термостойких радиаторов, которые изготовлены, как правило, из металлов с большой теплопроводностью

Но учитывая тот факт, что в сухих градирнях охлаждаемая жидкость не имеет непосредственного контакта с воздухом, т.е. в процессе охлаждения отсутствует массообмен, возникает сложность в увеличении производительности. Здесь вода проходит внутри трубок радиаторов, через стенки которых происходит только передача ее тепла воздуху. Следовательно, повышение охлаждающей способности сухой градирни требует повышения воздухообмена за счёт увеличения площади достаточно дорогих радиаторов с большим количеством мощного вентиляторного оборудования.

К примеру, для понижения температуры воды с 40° до 30° С при температуре воздуха 25° С на 1 м³ охлаждаемой воды в испарительных градирнях должно быть подведено около 1000 м³ воздуха, а в сухих градирнях, в которых воздух только нагревается, но не увлажняется,— около 5000 м³ воздуха.

К тому же, использование закрытых контуров охлаждения жидкости при отрицательных температурах окружающего воздуха не исключает замерзание жидкости в трубках радиатора, а в летний период радиаторные блоки подвержены засорению пылью.

Учитывая высокотехнологичное производство комплектующих для сухих градирен, стоимость и обслуживание таких градирен увеличивается в 3-5 раз по сравнению с вентиляторными градирнями.

Мокрые (или испарительные) градирни на сегодняшний день имеют наибольшее применение. В таких градирнях процесс охлаждения осуществляется за счёт испарения воды - массобмена, а так же за счёт теплообмена между горячей водой и холодным атмосферным воздухом.

Нагретая вода разбрызгивается на специальную оросительную насадку (оросительный слой), через которую противотоком проходит охлаждающий атмосферный воздух.

В башенных градирнях воздух поступает естественным путём, за счёт перепада давлений на разной высоте - по принципу тяги в трубе.

Такие градирни применяются, как правило, для охлаждения очень большого количества воды – до 30 000 м³/час и не требуют больших энергозатрат, но сложны в эксплуатации.

Нельзя забывать, что один из самых важных показателей градирни – это их охлаждающая способность. В башенных градирнях невозможно охладить воду до температуры, близкой к температуре влажного термометра в жаркий период года, и глубина охлаждения в таких градирнях составляет 8-10°С. Кроме того, в переходные климатические периоды возникают проблемы с регулировкой процесса охлаждения.

Следует добавить, что сооружения башенной градирни имеет сложную конструкцию, которая требует больших расходов на строительство с применением дорогостоящей подъёмной техники и дополнительного оборудования.

Вентиляторные градирни открытого типа на сегодняшний день являются наиболее распространённым и выгодным решением в области охлаждения оборотной воды и оправдывают своё применение во всех отраслях промышленности.

Главным преимуществом такой градирни является охлаждающая способность. Перепад по оборотной воде может достигать 30°С. Такой показатель достигается за счёт применения вентиляторных установок, которые создают мощный поток воздуха в оросительном пространстве против потока охлаждаемой воды и, тем самым, осуществляется увеличенный тепломассообмен.

Для охлаждения большого объёма воды вентиляторные градирни устанавливают блоками, в каждом из которых имеется несколько секций. Такая компоновка градирен позволяет осуществить охлаждение сразу для нескольких контуров оборотной системы воды.

Конструктивные особенности вентиляторной градирни, по сравнению с башенными, намного проще и дешевле. Они представляют собой сооружения из металлических конструкций, которые подетально изготавливаются на заготовительном участке производителя, доставляются до заказчика и монтируются на заранее подготовленные фундаменты в водосборном бассейне.

Технологические элементы градирни, такие как корпус вентилятора, рабочие колёса, обшивка внешних стен и ветровых перегородок, водоуловитель, водораспределительная система на сегодняшний день представлены в большом спектре, и в комплексе от одного производителя эти комплектующие создают оптимальное решение охлаждения оборотной воды предприятий.

Автоматизация энергопотребителей вентиляторной градирни позволяет с максимальной точностью регулировать процесс охлаждения по заданным параметрам оборотной воды и эффективно использовать энергоресурсы как в летний, так и в зимний периоды, что увеличивает срок их службы.

Применение высокотехнологичных материалов в изготовлении эффективных технологических элементов вентиляторных градирен позволяет обеспечивать охлаждение оборотной воды на предприятиях всех отраслей с большим межремонтным интервалом. Следует добавить, что материалы, из которых они производятся, имеют стойкость к агрессивным средам, биологическим отложениям и имеют высокие прочностные характеристики.

Итак, мы надеемся, что из этой статьи Вы получили много интересной и полезной информации про градирни. А если перед вами стоит задача подобрать градирню для производства, то без раздумий звоните нам!

Автор: ООО "НПО "Агростройсервис" Дата публикации: 08.07.2015

acs-nnov.ru

Градирни — огромные охлаждающие башни | ФОТО НОВОСТИ

Каждый человек хоть раз в жизни видел тепловые электростанции (ТЭЦ). Это большие заводы по выработке электроэнергии с трубами. Обычно на ТЭЦ трубы двух видов: дымовые — высокие и «стройные» и огромные охладительные башни — более низкие и «толстые». Последние не несут вред окружающей среде. По сути они — увлажнители воздуха, только размером с 12-этажный дом.

19 фото

Фотографии Вадима Махорова

В этот раз мне удалось побывать внутри и на действующей башенной градирне на Карагандинской ТЭЦ-3.

Здесь используется несколько градирен. Для изучения мы выбрали самую большую, высота которой 78 метров.

Взгляд внутрь. На фото можно найти Дмитрия и сопоставить масштабы:

Обычно охлаждающие башни или градирни (анг. cooling towers) используют там, где нет возможности использовать для охлаждения большие водоемы или озера.

Пар:

Вид на саму станцию и соседнюю градирню:

При испарении 1 % воды, температура оставшейся массы понижается на 5,5 градусов Цельсия.

Вентиляторные градирни — они намного меньше, но коэффициент полезности у них больше:

Не смотря на высоту градирни, снимать с неё что-либо кроме станции нечего. Ну разве что теплицы, которые расположены неподалеку:

Выращивают огурцы и помидоры:

Переместимся под градирню, где идет постоянный тропический ливень:

Зимой в этом месте намного красивее, когда образуются наледи:

Процесс охлаждения воды происходит за счет испарения ее части воды при стекании каплями по специальному оросителю, а в противоположном направлении подаётся поток воздуха. Проще говоря, вода льется вниз, а воздух идет вверх, испаряя и охлаждая воду.

Ну и самое интересное — внутри. Я всегда мечтал попасть внутрь действующей градирни. Внутри стоит непроглядный туман. Камера запотевает почти мгновенно, одежда промокает тоже, но чуть медленнее:

Распылители:

Интересный факт: самая большая градирня в мире находится на АЭС Исар II в Германии. Она охлаждает 216 000 кубометров воды в час. Ее высота 165 м и основной диаметр 153 м.

loveopium.ru


Смотрите также