Градирня принцип действия: Градирня — принцип работы, виды и типы градирни

Градирня: схема устройства и принцип действия

Содержание статьи

Особенности сухих конструкций

В таких системах предусматриваются теплообменные конструкции с радиаторами, которые выводят потоки уже нагретого воздуха. Их отвод за пределы рабочей площадки по специальным каналам обеспечивают вентиляторные установки. При компоновке подобных конструкций инженеры стараются минимизировать или вовсе исключить прямой контакт процессов охлаждения (обдува) с тепловой передачей и циркуляцией горячих потоков. К плюсам «сухой» градирни относят высокое качество охлажденной воды (отсутствие загрязнений, сохранение объема и т. д.), возможность работы с высокими температурами и долговечность конструкционных поверхностей. Минимальная степень увлажнения воздушной среды снижает риски коррозийного поражения металлических элементов сооружения, поэтому продлевается и эксплуатационный ресурс оборудования.

Принцип работы градирни

Как видно, задачи охлаждения целевых жидкостных сред выполняются благодаря продуву потоками холодного воздуха. В то же время могут выполняться и дополнительные, а также промежуточные функции наподобие испарения. Каждый раз по мере выделения конденсата через контуры подачи воды происходит ее восполнение в рабочей зоне. Или наполняются емкости эжекторов, или происходит подача жидкости на стенки поверхности оросителя

Важно подчеркнуть и наличие фильтрационных барьеров, которые отделяют водопроводный канал от резервуара градирни. Принцип действия очистительных мембран определяется назначением обслуживаемой жидкости – как минимум, реализуется грубая крупнофракционная задержка механических примесей, но в современных системах может присутствовать и комплексная тонкая обработка воды с элементами биохимической фильтрации

Что же происходит с жидкостью после охлаждения? Это тоже зависит от характера общего технологического процесса, в котором косвенно участвует градирня. Как правило, горячая вода является использованным продуктом производства, поэтому ее сбрасывают в подключенные очистительные или сточные каналы. Также применяется схема и постоянной циркуляции жидкости, при которой охлажденная среда возвращается на первичный технологический участок для температурной регуляции оборудования ТЭЦ и АЭС.

Конструкция башенной градирни

Конструкция эжекторной градирни

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

Сухие градирни: преимущества и недостатки применения

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.

Виды и возможности открытых градирен

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

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

• Насадочные (поперечноточные и противоточные) .
• Эжекционные.

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

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

Поперечноточная градирня

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

Противоточные градирни

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

1. Конструкция вентиляторных градирен представляет собой внешний корпус с вентилятором в верхней части. Под ним расположен водоуловитель, система подачи воды с соплами, ороситель и резервуар. Внизу конструкции расположены отверстия для поступления воздуха. Отличие вентиляторных градирен по принципу работы состоит в том, что движение воздушного потока наверх обеспечивается за счёт тяги вентилятора. Чтобы большая часть влаги не испарялась, перед вентилятором устанавливают сетку-водоуловитель. Задерживаясь на ней, вода вновь стекает в резервуар.
2. Башенный водоохладитель представляет собой большую железобетонную или металлическую трубу, выполненную в форме конуса. Внутри этой конструкции находится резервуар для воды, система подачи жидкости и воздуха и ороситель. Благодаря конусовидной конструкции, воздух, попадающий в отверстия внизу башни, двигается вверх и смешивается с водой под естественной тягой. Такой вид градирен достаточно экономичен, но масштабы охладительной установки создают проблемы для её установки на небольших предприятиях.

Эжекционная градирня

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

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

Параметры вентилятора будут определяться площадью орошения. Стандартная система предусматривает использование вытяжных и нагнетательных установок с разными мощностными потенциалами. Например, если рабочая площадь составляет не более 15 м2, то тяга нагнетательного вентилятора может полностью обслуживать функции воздуховода. Конструкция таких агрегатов обычно формируется двумя элементами – диффузором и рабочим колесом. Для изготовления корпуса применяются композитные материалы, позволяющие интегрировать ребра жесткости под корпус. Диффузор может выполнять задачи регуляции давления, которое возникает при интенсивном охлаждении градирен на выходе по направлению воздушного потока. В свою очередь, рабочее колесо формируется комбинацией лопастей и ступицы, а в процессе работы создает постоянный охлаждающий поток. Диаметр такого колеса имеет от 2,5 м до 20 м в зависимости от масштабов сооружения.

Принцип работы сухой градирни

Сухие градирни являются результатом научных разработок венгерских учёных. Изначально они были предназначены для охлаждения конденсаторов на электростанциях. В России существует свой аналог сухих градирен — аппараты воздушного охлаждения, которые снижают температуру используемых в производстве жидкостей.

Закрытая сухая градирня применяется для охлаждения воды и конденсата, путём прохождения жидкости через сеть оребренных трубок, обдуваемых потоками воздуха. Для регулировки температуры и тяги они могут быть оборудованы вентиляторами или вытяжными конструкциями. Сухие градирни могут применяться как для охлаждения конденсата на производстве, так и непосредственно при работе с жидкими материалами. Во втором случае, преимущество закрытого охладителя состоит в изоляции воды от внешних загрязнений. Система орошения градирни

Один из ключевых компонентов градирни, от которого зависит охлаждающая способность сооружения. Собственно, задача оросителя заключается в обеспечении максимальной площади мелкодисперсионного (капельного) распределения воды для контакта с потоками воздуха. Этот элемент инфраструктуры может иметь разное конструкционное исполнение – например, встречаются брызгальные, пленочные, капельные и другие типы устройств. В качестве материала для изготовления чаще применяют легкие пластиковые сплавы на основе полипропилена и полиэтилена. В частности, пленочный ороситель градирни выполняется из высокотехнологичных полимеров, обеспечивающих эффективное охлаждение при минимальных ресурсах. Но, эти же устройства имеют ряд недостатков, среди которых забивание разделительных секций мелкими взвесями и примесями. Опять же, стоит подчеркнуть значимость предварительной фильтрации воды не только для качества жидкости как таковой.

4 Конструктивное разнообразие

Подавляющее большинство градирен работают на смешивании воды и воздуха. Основная задача конструкторов — устроить процесс таким образом, чтобы обеспечить контакт жидкости с воздухом на максимальной площади. По способу организации потоков их можно разделить на естественные и принудительные.

Принцип работы и устройство

Испарительная вентиляторная градирня состоит из емкости, системы водораспределения, оросителя, по отверстиям которого проходит охлаждаемая вода, поддона, каплеуловителя и вентилятора. В нижней части емкости установлены воздухозаборные жалюзи.

Принцип работы вентиляторной градирни достаточно прост: теплоноситель (вода), из охлаждаемого оборудования поступает в установку, где в зависимости от ее разновидности, охлаждается, с помощью обдувающего или втягивающего потока воздуха. После прохождения полного цикла, охлажденная вода из поддона перекачивается в систему охлаждения оборудования. Испаряемая влага улавливается каплеуловителем и также возвращается в поддон аппарата.

В зависимости отнаправления движении воздушного потока, эти установки могут быть противоточными или поперечно-точными. В противоточных, воздух движется снизу вверх, навстречу воде, а в поперечно-точных, в поперечном направлении к движущейся по оросителю воде. В плане экономии электроэнергии на работу вентилятора и эффективности охлаждения теплоносителя, противоточные градирни являются наиболее выгодными.

Система водораспределения

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

Градирня

Градирня — сооружение для охлаждения воды атмосферным воздухом. Применяется главным образом в системах циркуляционного (оборотного) водоснабжения тепловых электростанций и промышленных предприятий для понижения температуры воды, отводящей тепло от теплообменных аппаратов, компрессоров, тепловых конденсаторов и т.п. Охлаждение происходит в основном за счёт испарения части воды под действием потока воздуха (испарение 1% воды понижает её температуру примерно на 6°C). Воздушный поток создаётся вентилятором либо образуется вследствие естественной тяги, возникающей в высокой башне. Охлаждаемая вода разбрызгивается в потоке воздуха и под действием силы тяжести стекает в резервуар охлаждённой.

Градирня (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 также охладительными башнями (англ. cooling tower).

В настоящее время градирни в основном применяются в системах оборотного водоснабжения для охлаждения теплообменных аппаратов (как правило, на тепловых 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.

Процесс охлаждения происходит за счёт испарения части воды при стекании её тонкой плёнкой или каплями по специальному оросителю, вдоль которого в противоположном движению воды направлении подаётся поток воздуха (вентиляторные градирни). В случае с эжекционными градирнями охлаждение происходит за счёт создаваемой среды, приближенной к условиям вакуума специальными форсунками (обеспечивающими площадь тепломассообмена, каждая — 450 м² на 1 м³ прокачиваемой жидкости, представляющие собой принцип двойного действия, охлаждая распыляемую жидкость не только снаружи, но и внутри) и особенностями конструкции. При испарении 1% воды, температура оставшейся массы понижается на 5,48°C, а в случае с описанным эжекционным принципом охлаждения температура оставшейся массы понижается на 7,23°C.

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.

2 Принцип работы и применение

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

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.

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.

Характеристики градирни

К основным эксплуатационным параметрам можно отнести производительность и температурные режимы, с которыми в принципе может работать конкретная станция. Что касается первого значения, то крупные градирни могут охлаждать ресурс на скорости порядка 200 м3/ч. Высота таких сооружений составляет 150-170 м при диаметре основы около 150 м. Температурные величины, как уже отмечалось, напрямую зависят от принципа работы станции. Например, конструкции с естественной циркуляцией воздуха работают с теплой жидкостью на 30-40 °C. В таком состоянии она поступает в резервуар, а после охлаждения ее температура понижается до 15-20 °C. Не делает воду ледяной и эжекторный комплекс. Его преимущество скорее заключается в возможностях работы с входящими температурами свыше 60 °C. Степень понижения может достигать 20 °C. На работоспособность эжекторов влияет и величина плотности орошения градирни. Что это за показатель? Он определяет удельную величину жидкостного расхода на 1 м2 орошаемой площади. Оптимальные значения приходятся на диапазон от 6 до 12 м3/ч.

Принцип работы градирни

Вентиляторная градирня – это устройство, предназначенное для дисперсии в атмосферном воздухе потока тепла, полученного охлаждающей водой в охладительных устройствах. В градирне происходит непосредственный контакт охлаждаемой воды с атмосферным воздухом.

Теплая вода доплывает в главный коллектор водораспределителя. Далее происходит дистрибуция через трубную систему к форсункам. Форсунки распыляют струи воды на ороситель, создавая пленку воды с большой развитой поверхностью контакта. Вода, отрывающаяся от нижних краев элементов стока оросителя, опадает в форме дождя в резервуар, находящийся под градирней, откуда нагнетается обратно в охлаждаемые устройства.

Процесс охлаждения воды проходит, в главной мере, за счет испарения протекающей струей воздуха небольшой части струи охлаждаемой воды (транспорт массы), с использованием теплоты фазового перехода (теплоты испарения), получаемой от водной струи, а также — в меньшей мере – за счет конвективного теплообмена между водой и воздухом (транспорт тепла).

Противоточное течение воздуха в градирни, вызвано вытяжным действием осевого вентилятора, производительность которого подобрана к требуемым параметрам охлаждения. Вентилятор установлен внутри корпуса, на перекрытии отсека градирни. Воздух втягивается внутрь отсека через входные окна, оснащенные в жалюзи входа воздуха, которые предохраняют от втягивания твердых тел из окружения, например листьев, а также от разбрызгивания охлаждаемой воды вне градирни. Втянутый воздух протекает далее через зону дождя под оросителем, через оросительное заполнение, зону разбрызгивания воды над оросителем, а далее происходит уловление капель каплеуловителем, который сводит к минимуму потерю воды из-за возношения капель. Подогретый и увлажненный воздух протекает через вентилятор, после чего через верхний разрез корпуса вентилятора выдувается наружу, в окружение.

Степень охлаждения воды в мокрой градирни зависит от температуры термометра влажного воздуха, втягиваемого снаружи, объема воздуха (производительности вентилятора) и технических решений самой градирни. Градирни проектируются для получения ожидаемого эффекта охлаждения в наиболее неблагоприятных условиях (высокая температура и влажность воздуха) и учетом необходимости изъятия максимального количества тепла из воды. Под такие условия подбирается также мощность вентилятора. При понижении температуры окружения, или количества тепла, которое следует отводить, установленная мощность становится лишней. Для понижения эксплуатационных расходов, а также для улучшения безопасности эксплуатации, в приводах вентилятора могут быть установлены двухскоростные двигатели (устанавливаемые по отдельному заказу). Обороты вентиляторов, а следовательно и расход электроэнергии, устанавливается в таких случаях в зависимости от температуры охлажденной воды.

Для обеспечения стабильной и безопасной работы системы охлаждения, следует позаботиться о сохранении соответствующих свойств охлаждающей воды, так как из-за постоянного испарения, растет концентрация химических и механических засорений в охладительном цикле. Соответствующая очистка воды, продувка и пополнение охладительной системы, являются одними из главных параметров, влияющих на долговечность частей градирни и других устройств, связанных с охладительным циклом.

Заключение

За исключение отдельных технико-конструкционных решений внутри станции конструкция градирни как промышленного объекта может показаться принципиально устаревшей. Но есть ли альтернатива таким сооружениям? Задачи охлаждения различных технических жидкостей в больших объемах также решаются с помощью брызгальных бассейнов и прудов-охладителей. Но и в этих случаях наблюдаются те же проблемы в виде низкой производительности, которые дополняются и спецификой использования естественных рабочих сред. В том же пруду регулярно цветет вода, что требует выполнения специальных мер по биологическому обслуживанию объекта.

И на этом фоне не так уж плоха градирня. Что это с точки зрения самих эксплуатирующих предприятий? Как минимум оптимальное по финансовым и трудовым затратам технологическое средство для поддержки вспомогательных процессов охлаждения рабочего оборудования. Причем в некоторых случаях такая переработка технической жидкости является единственно оправданным способом, так как производительность в плане температурной регуляции вполне укладывается в нормативы отвода производственных стоков.

Источник

Читайте также: голландка порядовка

Для чего нужна градирня и принцип её работы. На примере Благовещенской ТЭЦ — Александр Головко

В 2014 году я первый раз побывал на ТЭЦ, посмотрел всё изнутри и досконально изучил принцип работы данного типа электростанции. По итогам той поездки я написал пост — Как работает ТЭЦ или Благовещенская ТЭЦ — взгляд изнутри. Что же такое градирни? Это то, с чем у любого нормального человека ассоциируется ТЭЦ, но это лишь верхушка айсберга. Самое время сорвать покровы и разобраться с этой нехитрой конструкцией. Мне повезло, я смог посмотреть на процесс строительства новой градирни и побывать внутри действующей конструкции.

02. Посмотрите какая красота! Такое ощущение, что это кадр из какого-то фантастического фильма, но нет, это я снял внутри самой охлаждающей башни, огромного холодильника, или если называть вещи своими именами, обычной градирни каких по всей стране понастроено великое множество.

Для начала давайте обратимся к простым формулировкам, а потом попробуем их расшифровать:

Градирни — это специальные устройства для охлаждения большого количества воды посредством направленного потока воздуха. Также их называют охладительными башнями — это более понятно звучит.

Башенная градирня – это одно из наиболее эффективных устройств для охлаждения воды в системах оборотного водоснабжения промышленных предприятий. Высокая башня создает ту самую тягу воздуха, которая необходима для эффективного охлаждения циркулирующей воды. Вытяжные башни служат для создания естественной тяги благодаря разности удельных весов воздуха, поступающего в градирню, и нагретого воздуха, выходящего из градирни. Под оросителем располагается водосборный резервуар. Вода подается в водораспределительное устройство по размещаемым в центре градирни стоякам. Благодаря высокой башне одна часть испарений возвращается в цикл, а другая – уносится ветром. Из-за этого в округе не образуется сырости, тумана и обледенений в зимнее время, хотя возможно появление льда вокруг оросительных устройств.

03.

Вода на электростанциях нужна для охлаждения технических узлов и агрегатов. В процессе охлаждения она нагревается и при этом она движется по замкнутому контуру, иначе говоря по кругу. Так вот, в эту цепь встраивают градирню, которая и охлаждает воду. Если рядом с электростанцией есть озеро или водоём, то вода для охлаждения берётся оттуда и соответственно градирню в таком случае строить необязательно. Важно отметить, что существует несколько видов градирен, но мы сейчас говорим о самой распространённой — градирне башенного типа. Помимо этого, существуют ещё башенные и вентиляторные градирни, у всех есть, как и свои плюсы, так и свои минусы.

Первую башенную градирню в нынешнем её виде построили в 1918г. в Нидерландах в городе Херлен. Её изобрел профессор машиностроения и директор голландских государственных шахт Фредерик ван Итерсон. Ему удалось создать максимально эффективную охлаждающую конструкцию, как в технологическом, так и в экономическом отношениях. До этого градирни не имели постоянной формы.

04.

Как происходит процесс охлаждения воды

Градирня в виде башни относится к испарительному типу градирен, внутри конструкции происходит передача тепла от жидкости атмосферному воздуху при поверхностном испарении при непосредственном контакте сред. Башенная градирня представляет собой конструкцию, в которой из-за разности давлений внутри и снаружи башни создается естественная тяга. В нижней ее части расположены технологические элементы — система водораспределения, ороситель, водоуловитель. 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 оборотной воды. А благодаря тяге, создаваемой за счет перепада высот, насыщенная теплыми парами капельно-воздушная смесь отводится из градирни.

Если в двух словах — вода падает вниз, а воздух, который идёт вверх наперекор воде охлаждает жидкость, вот так всё просто и легко.

05. Из-за постоянного испарения внутри градирни всегда стоит туман.

06.

07. Вот так происходит процесс орошения горячей воды.

08. Мы уже разобрались, что вода стекает вниз, выглядит это так словно идёт дождь! Если подойти к градирне поближе, то можно самому посмотреть, как это выглядит со стороны.

09.

09. Посмотрите на основание градирни и обратите внимание на трубы, идущие из-под земли, по ним вода поступает в градирню, и по ним же уходит в систему. А ещё в самом внизу можно увидеть, как бы «распахнутые окна» градирни, через эти отверстия воздух нагнетается в башню, они кстати регулируются. Представьте себе жалюзи, тут действует примерно аналогичный принцип.

10. Поближе.

11. Вот тут очень хорошо видны все элементы основания градирни.

12. Ещё несколько атмосферных фотографий, на закуску!

13.

14. Вот так выглядит основание строящейся градирни.

Интересный факт!

Во время Второй мировой войны правительство Великобритании для защиты собственных электростанций от возможных ударов немецких войск камуфлировало градирни и стоящие рядом объекты под обычные городские поселения. На стены башен наносились рисунки домов и деревьев, чтобы заметные издалека стратегически важные объекты не были заметны.

15. Я напишу ещё один пост, посвящённый Благовещенской ТЭЦ, он будет посвящён строительству второй очереди электростанции.

Вот здесь очень интересная попсовая статья про различные градирни мира — http://zavodtriumph.ru/articles/452

Добавь в друзья!

Я в ВК || Группа в ВК || YouTube || Я в ОК || Твиттер || Хоккейный твиттер || Я в FB || Я в Google+ || Мой Instagram || RSS

Градирня ТЭЦ — что это и для чего нужна

ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ТЭЦ

В XIX веке электричество плотно вошло в мировую цивилизацию, и жизнь человека кардинально изменилась как в промышленной деятельности, так и на бытовом уровне.

Глобальная эпоха электричества в России началась после становления советской власти, которой надо отдать должное в развитии энергетики по стране в целом. Электрификация молодой Страны Советов являлась самой приоритетной задачей правительства рабочего пролетариата и крестьян. Страна нуждалась в подъёме промышленности и сельскохозяйственного комплекса, развить которые было невозможно без новых технологий, применяемых в капиталистических странах с использованием электричества и пара.

В связи с этим вначале 1920 года была создана Госкомиссия, план которой назывался ГОЭЛРО — Государственный план электрификации России, ставший первым перспективным документом развития экономики Социалистических Республик.

Электрические сети развивались такими темпами, что уже через шесть лет достигнута половина программы, а ещё через пятилетку производство электроэнергии поднялось в разы. Энергетическая промышленность Советского Союза шагнула на уровень мировых лидеров и была в первой тройке с Соединенными Штатами Америки и Германским государством. Вывести из экономического кризиса страну без развития энергетики за полтора десятка лет до уровня самых развитых держав планеты не смог бы никакой экономический стратег.

Для реализация программы ГОЭЛРО необходимо было строительство дополнительных специальных станций, которые должны были производить электрическую энергию и пар. Впоследствии такие станции получили название теплоэлектроцентраль или сокращённо – ТЭЦ.

На сегодняшний день почти в каждом российском городе имеется по несколько ТЭЦ, которые обеспечивают теплом и светом наши дома и промышленные предприятия.

ДЛЯ ЧЕГО НУЖНА ТЭЦ И КАК РАБОТАЕТ?

Работа ТЭЦ заключается в выработке пара и преобразовании его энергии в электрическую. Происходит это следующим образом:

Газ (уголь или мазут), сгорающий в специальных камерах огромных котлов, выделяет большое количество тепла, которое передаётся специально очищенной воде, а та, в свою очередь, преобразуется в пар с высокими температурой и давлением. Обладающий огромным потенциалом водяной пар направляется к множеству сопел, на выходе из которых он приобретает кинетическую энергию. Такое превращение происходит при переходе газа с высоким давлением в среду с меньшим давлением. Затем пар воздействует на криволинейные лопатки ротора турбины, который вращается, совершая механическую работу.

Но это ещё не всё, на что способен нагретый в котлах пар. Поскольку на выходе из турбины он всё ещё обладает достаточно высокой энергией, то основная часть его используется для нагрева сетей, которые и создают благоприятные условия для проживания в наших квартирах.

Такая работа пара является основным принципиальным циклом для выработки электричества и тепла. Чтобы такой цикл повторить снова и снова, пару необходимо постоянно обладать достаточной энергией. Поэтому его обращают в жидкость, которую направляют в нагревательные котлы.

ГРАДИРНИ ТЭЦ — КАКОВА ИХ РОЛЬ?

Обращение из парообразного состояния в жидкое происходит в конденсаторных установках путём понижения давления и уменьшения температуры. Существует два основных типа таких устройств:

• смешивающие
• поверхностные

В настоящее время практически на всех ТЭЦ используются поверхностные конденсаторы, т.к. они обладают рядом существенных преимуществ перед смешивающими. Оборотная вода, поступающая на градирни, идет как раз для охлаждения этих аппаратов.

Поверхностный конденсатор с водяным охлаждением имеет следующую общую схему:

Через горловину 4 пар после турбинной установки попадает в аппарат, где после контакта с трубками 2 конденсируется и превращается в жидкость. Конденсат скапливается внизу и из патрубка 5 откачивается для подачи в водогрейные котлы. В трубках же используется вода, которая как раз и охлаждается на градирнях. На рисунке вода подается через патрубок 1 и, пройдя по трубкам и сменив направление, возвращается в водооборотный цикл через патрубок 3.

Кроме этого на конденсаторе устанавливается патрубок для удаления попавшего в  аппарат воздух. Специальным насосом он отсасывается вместе с небольшим количеством не успевшего сконденсироваться пара.

Таким образом, градирни на ТЭЦ служат для охлаждения конденсаторов, которые выполняют 2 главных функции:

1. поддерживают необходимый уровень разрежения (вакуума) у выпускного патрубка турбины
2. превращают поступающий из турбины пар в жидкость, которая возвращается обратно в паровые котлы

Что же происходит, если градирни не справляются со своей задачей и не дают необходимого охлаждения?

В этом случае снижается вакуум в конденсаторах, что ведет к снижению конденсации пара. Учитывая, что вода для паровых котлов должна быть подготовлена определенным образом, обессолена, не содержать других примесей, то её восполнение обходится довольно дорого. Это постоянные затраты.

Кроме того, возрастают разовые затраты на ремонт турбин, требуется замена большего количества лопаток, происходит ускорение коррозии.

Вот почему даже большие разовые затраты на модернизацию градирен выгоднее, чем компенсация потерь от их неэффективной работы.

Ну а на градирне происходит следующий цикл. Забрав определённое количество тепла от конденсатора, нагретая вода по водной магистрали направляется обратно в охладительную башню, но уже в водораспределительную систему. Здесь, через специальные водоразбрызгивающие сопла, обеспечивается равномерное разбрызгивание по всей поперечной площади и обильным ливнем орошается слой, состоящий из блоков оросителя. Ороситель обеспечивает основное охлаждение жидкости до оптимальной температуры путём замедления стекания, образования тонкой водяной плёнки и мелких капель, которые, в свою очередь, обдуваются потоком воздуха. Воздушный поток образуется за счёт конусной формы охладительного сооружения, разности температур и давлений внутри и снаружи. Иными словами – эффект вытяжной трубы. При таком процессе вода остывает и частично, в виде тёплой паровоздушной смеси, уносится в атмосферу. Основная масса её падает в водосборный бассейн и уже охлаждённая, насосами по трубопроводам, вновь подаётся в конденсаторы.

При обычной нагрузке ТЭЦ, одна установка охлаждает свыше 10 000 кубических метров жидкости в час. Можно себе представить, какое её количество уносится в атмосферу. К сожалению, этот процесс неизбежен. Но прогресс не стоит на месте, и найдено эффективное решение для уменьшения потерь при охлаждении – это водоуловитель. Благодаря специально разработанной конструкции, водоуловитель создаёт небольшое препятствие, в котором пар обращается в крупные капли, а те, в свою очередь, под воздействием силы тяжести, падают в водосборный бассейн. Таким образом, применение водоуловителя в открытых охлаждающих установках позволяет сократить капельный унос до 0,01-0,02 % от общего объёма.

ООО «НПО «Агростройсервис» обладает технологиями производства современных, высокотехнологичных и эффективных элементов градирен, которые позволяют не только повысить производственные показатели, но и значительно уменьшить воздействия неблагоприятных факторов на окружающую среду.

Строительство новых вентиляторных или реконструкция существующей градирни ТЭЦ позволяют рационально использовать водные ресурсы без ущерба окружающей среде и при этом значительно снизить потребление топлива для производства тепловой и электрической энергии.

Эффективное и экономное использование природных ресурсов неизбежно влечёт за собой снижение вредных выбросов в окружающую среду.

Мы знаем, как сохранить природу! Мы чистим Планету!

Автор: ООО «НПО «Агростройсервис»
Дата публикации: 27.04.2018

Другие статьи

Эксплуатация и работа градирни зимой и летом

ЧТО ТАКОЕ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГРАДИРНИ

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

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

Её использование может принести максимальную выгоду.

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

От чего же зависит правильная эксплуатация градирни?

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

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

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

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

ВЛИЯНИЕ СХЕМЫ ГРАДИРНИ ВЕНТИЛЯТОРНОГО ТИПА НА ЕЁ ЭКСПЛУАТАЦИЮ

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

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

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

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

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

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

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

Чаще на производствах применяются градирни мокрого типа (испарительные).

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

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

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГРАДИРЕН ЛЕТОМ

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

Среди основных проблем летней эксплуатации выделяют:

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

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

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

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

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

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

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

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

Для этого нужно вводить в работу дополнительные секции.

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

Подробнее о проектировании градирни

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

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

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

МЕТОДЫ УЛУЧШЕНИЯ РАБОТЫ ГРАДИРНИ ЛЕТОМ

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

Что еще может помочь?

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

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

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

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

ЗИМНИЙ РЕЖИМ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГРАДИРНИ

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

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

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

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

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

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

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

Более трудоемким решением является установка жалюзи и зимней системы ВРС.

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

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

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

В режиме зимней эксплуатации градирни эффективным решением будут жалюзи.

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

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

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

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

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

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

Для организации такого режима эксплуатации градирни отключают часть секций, а поток воды перераспределяется на оставшиеся в работе. Отключения производят из расчета плотности орошения на оставшихся секциях в пределах 15-20 м³/м²*ч. Чтобы это было возможно, при проектировании водораспределения надо рассчитать и заложить диаметр трубопровода и количество форсунок с запасом.

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

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

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

КАК ПРЕДОТВРАТИТЬ ПЕРЕОХЛАЖДЕНИЕ ВОДЫ

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

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

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

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

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

Автор: ООО «НПО «Агростройсервис»
Дата публикации: 12.04.2018

Другие статьи

Принцип работы оросителя градирни | Агростройсервис

В классической вентиляторной или башенной градирне основным технологическим элементом является ороситель. В первую очередь от его работы зависит качество охлаждения оборотной воды предприятия. Как же он работает?

Основная задача оросителя — создать большую поверхность, на которой будет происходить процесс тепломассообмена. Есть три основных типа оросителей: пленочные, капельно-пленочные и капельные. У всех из них имеются свои особенности.

Пленочный ороситель обладает наибольшей поверхностью создаваемой водной пленки. Но при этом не разбивает дополнительно воду на капли. Внутри блока не происходит перемешивания потоков воды. Очень чувствителен к количеству примесей — при забивании тонких каналов резко снижается эффективность работы градирни.

Капельно-пленочный ороситель незначительно уступает пленочному по площади поверхности, но при этом дополнительно дробит воду на капли. Это позволяет добиваться дополнительного охлаждения за счет испарения с их поверхности. Кроме того, такой тип чаще всего имеет сетчатую структуру. Это способствует постоянному смешению потоков воды из различных каналов, увеличивая тем самым интенсивность процессов. Такое строение блока делает его менее чувствительным к примесям воды. На «грязных» оборотных циклах это является большим преимуществом.

Капельный тип представляет собой решетчатые блоки с большим расстоянием между элементами. Основная задача — разбить поток на капли. При этом водяная пленка не создается вовсе. Ввиду своей низкой эффективности применяется очень редко, только в случае очень большого содержания примесей, в том числе нефтепродуктов, в оборотной воде.

Помимо создаваемой площади тепломассообмена необходимо также учитывать воздушное сопротивление оросителя, материал изготовления, механическую прочность. Боле подробно о выборе оросителя в статье. Только сопоставив все указанные параметры следует принимать окончательное решение.

Автор: ООО «НПО «Агростройсервис»
Дата публикации: 26.11.2018

конструкция, принцип работы и назначение, шифр

Назначение

Градирни предназначены для охлаждения оборотной воды до температур, отвечающих технико-экономическим показателям работы технологических установок.

Рис. 1 – Градирня общий вид

Рассмотрим конструкцию и принцип действия на примере градирни ВГ-70.

Маркировка

Шифр маркировки обозначает следующее:

• В – вентиляторная;
• Г – градирня;
• 70 – диаметр рабочего колеса – 7 м.

Конструкция

Градирня состоит из 3 идентичных  секций, связанных в едином каркасе.

Рис. 2 – Каркас

Каркас монтируется из продольных поперечных балок на железобетонную чашу градирни. На балочную клетку в двух уровнях по всей площади конструкции монтируется арматурная сетка. На нижнюю сетку укладываются решетчатые блоки высотой 400 миллиметров в 3 слоя. Общая высота набора составляет 1200 миллиметров. Такое устройство называется оросительная система.

Рис. 3 – Оросительная система

На верхнюю сетку укладываются решетчатые блоки высотой 184 миллиметра, называемые водоулавливающим устройством.

Рис. 4 – Водоулавливающее устройство

Блоки оросительной системы и водоулавливающего устройства выполнены из полимерного материала решетчатой структуры.

Водораспределительная система располагается над оросительной системой. Состоит из водоподающих трубопроводов разных диаметров, на которых устанавливаются сопла эвольвентного типа, изготовленных из полимерного материала.

Рис. 5 – Водоподающие трубопроводы

На каждую секцию градирни предусмотрено по одному стояку, присоединенному к общему входному коллектору.

Каждая секция оборудуется вентиляторной установкой, состоящей из:

• электродвигателя;
• рабочего колеса с четырьмя лопастями;
• диффузора.

Эта установка предназначена для создания вытяжной искусственной тяги в градирнях для более эффективного охлаждения оборотной воды.

Торцевые стороны градирни обшиты стеклопластиком. Продольные стороны обшиты, начиная с высоты 4 метра. Открытые части образуют окна, по которым поступает воздух для охлаждения воды.

Рис. 6 – Окна для охлаждения

 Принцип работы

Вода под давлением поступает в водораспределительную систему. Разбрызгивание воды осуществляется соплами равномерно по всей площади оросителя. Капельки воды, проходя через решетчатые блоки оросителя вниз под действием силы тяжести, многократно дробятся на мельчайшие части, тем самым увеличивая площадь теплоотдачи.

За время контакта с воздухом вода охлаждается. Вентиляторная установка создает встречный падающей воде воздушный поток. Что позволяет увеличить количество воздуха для охлаждения.

Рис. 7 – Встречный воздушный поток

Вобравший от оборотной воды воздух вентиляторами выбрасывается в атмосферу. Для улова выносимой вентилятором воды  установлен водоуловитель. Уловленные решетчатыми блоками водоуловителя капли возвращаются обратно в процесс охлаждения. Охлажденная вода собирается в чаше градирни. В каждой чаше расположен приямок, откуда охлажденная вода через шибер выходит по самотечным трубопроводам во всасывающие линии насосов охлажденной воды и далее на установки.

Видео работы

Градирни

Подробности

Мы поставляем Мокрые Градирни Открытого типа производства Бельгии и Германии
Мы поставляем Мокрые Градирни Закрытого типа производства Германии
Мы поставляем Драйкулеры европейского производителя Thermokey
Мы 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 +12^oC … +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:
Q_Г, 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. 

   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.

курсов PDH онлайн. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии

курсов.

Russell Bailey, P.E.

Нью-Йорк

«Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации.»

Стивен Дедак, P.E.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

.

очень быстро отвечает на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

, снова . Спасибо. «

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

«Простой в использовании сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей роте

имя другим на работе «

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

«Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что я уже знаком

с деталями Канзас

Городская авария Хаятт.»

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

.

информативно и полезно

на моей работе »

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

— лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр

материал «

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

«Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от отказов »

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения »

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.е., позволяя

студент, оставивший отзыв на курсе

материалов до оплаты и

получает викторину «

Арвин Свангер, P.E.

Вирджиния

«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил огромное удовольствие »

Мехди Рахими, П.Е.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

в режиме онлайн

курса.»

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном давали хорошее представление о

обсуждаемых тем ».

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам »

Джеймс Шурелл, P.E.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основании каких-то неясных раздел

законов, которые не применяются

— «нормальная» практика.»

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы перенести его на свой медицинский прибор

организация.

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

и онлайн-формат был очень

доступный и простой

использовать. Большое спасибо ».

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»

Joseph Frissora, P.E.

Нью-Джерси

«Должен признать, я действительно многому научился. Помогает иметь печатный тест в течение

.

обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

фактических случаев предоставлено.

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

«Очень полезен документ» Общие ошибки ADA при проектировании объектов «.

испытание потребовало исследований в

документ но ответы были

в наличии »

Гарольд Катлер, П.Э.

,

Что такое градирня? | Производители градирен и систем

Что такое градирня?

Градирня — это устройство для отвода тепла, которое использует воду для передачи отработанного тепла в атмосферу — представьте его как водяную градирню. Все системы градирен работают по принципу отвода тепла от воды за счет испарения небольшой части воды, которая рециркулирует через установку. Смешивание теплой воды и более холодного воздуха высвобождает скрытую теплоту парообразования, вызывая охлаждающий эффект воды.

Системы водяных градирен используются в таких отраслях промышленности, как электростанции, химическая обработка, сталелитейные заводы и многие производственные компании, где необходимо технологическое охлаждение. Кроме того, градирни можно использовать для обеспечения комфортного охлаждения больших коммерческих зданий, таких как аэропорты, школы, больницы или гостиницы.

Интересно, как работает градирня? Посмотрите видео ниже, чтобы узнать больше.

Типы градирен

Системы градирен часто имеют жизненно важное значение для промышленных процессов.Эти высокие цилиндрические конструкции с открытым верхом отвечают за вырабатываемую охлаждающую воду

из промышленного процесса охлаждения или комфортного охлаждения HVAC. Они классифицируются по типу тяги (естественная или механическая) и по направлению потока воздуха (встречный или поперечный).

Системы градирни с естественной тягой обычно используются на крупных электростанциях и в промышленности с бесконечным потоком охлаждающей воды. Башня работает за счет того, что горячий воздух поднимается в башню, удаляя отходящее тепло и затем выбрасывая его в атмосферу.Эти башни высокие и имеют гиперболическую форму для создания надлежащего воздушного потока.

Механическая вытяжная градирня В системах воздух нагнетается через конструкцию вентилятором, который циркулирует через градирню. Обычно в этих башнях используются пропеллерные и центробежные вентиляторы. Хотя градирни с механической тягой более эффективны, чем градирни с естественной тягой, они потребляют больше энергии и в результате обходятся дороже.

Системы градирни с поперечным потоком имеют конструкцию, которая позволяет воздуху проходить горизонтально через наполнитель и конструкцию градирни в открытую зону нагнетания.Горячая вода течет из распределительных бассейнов вниз. Однако вентиляторы и моторный привод требуют защиты от атмосферных воздействий от влаги, которая может привести к замерзанию, что снижает его эффективность.

Противоточные градирни имеют конструкцию, в которой воздух направлен вертикально вверх, а противоток с горячей водой опускается вниз для охлаждения воздуха. Это обеспечивает максимальную производительность на каждой площади плана и помогает минимизировать требования к напору насоса. Кроме того, системы противоточных градирен с меньшей вероятностью замерзнут в холодных погодных условиях и могут сэкономить энергию в долгосрочной перспективе.Все градирни Delta являются противоточными с этими преимуществами.

Градирни с принудительной тягой Системы обычно устанавливаются с вентилятором наверху градирни, который пропускает горячий воздух и всасывает воздух. Высокая скорость выходящего воздуха снижает вероятность рециркуляции. Чтобы избежать улавливания капель воды в выходящем потоке воздуха, используются каплеуловители. Башни с принудительной тягой более эффективны, поскольку они потребляют на 30-75% меньше энергии по сравнению с конструкциями с принудительной тягой.

Системы градирни с принудительной тягой похожи на систему с принудительной тягой, но основное отличие состоит в том, что вентилятор, перемещающий воздух, расположен в основании градирни, что позволяет воздуху обдувать ее снизу. Их использование ограничено из-за проблем с распределением воды, мощными вентиляторами и возможностью рециркуляции.

Хотите узнать больше о системах градирен? Кликните сюда.

,

Информация о градирне

ОХЛАДИТЕЛЬНАЯ БАШНЯ ВВЕДЕНИЕ

Промышленные машины и процессы, а также те, которые предназначены для обеспечения комфорта и благополучия человека, генерируют огромное количество тепла, которое необходимо постоянно рассеивать, чтобы эти машины и процессы работали продолжать работать эффективность. Хотя это тепло обычно передается прохладному потоку воды, окончательный отвод всегда происходит в атмосферу и неизменно осуществляется с помощью теплообменника той или иной формы.

Естественный процесс испарения делает их очень эффективными теплоносителями, хотя и несколько неэффективными из-за их ограниченной площади поверхности и их полной зависимости от случайных ветров.

ТИПЫ ГРАДНИК

Градирни проектируются и изготавливаются нескольких типов:

1. ATMOSPHERIC
2. ТЯГА МЕХАНИЧЕСКАЯ

a. ПРИНУДИТЕЛЬНАЯ ТЯГА

б. ВЫНУЖДЕННАЯ ОСАДКА

3. ГИБРИДНАЯ ОСАДКА
4. ТИПОВАЯ ПОТОКУ ВОЗДУХА

a.ПРОТИВОПОТОК

б. CROSSFLOW

a.1 ДВОЙНОЙ

a.2 ОДИНОЧНЫЙ

c. ЗАПОЛНЕННЫЙ РАСПЫЛЕНИЕМ

5. В ТИПЕ КОНСТРУКЦИИ

a. ВЫПУСКАЕТСЯ НА МЕСТЕ

b. СБОРКА НА ЗАВОДЕ

6. ПО ФОРМЕ

a. ПРЯМОЛИНЕЙНЫЙ

б. КРУГЛАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ ТЯГА (RMD)

7. ПО СПОСОБУ ТЕПЛООБМЕНА

a. ИСПАРИТЕЛЬНЫЙ

б.СУХАЯ БАШНЯ

гр. УБОРКА СЛИВ

д. Водосбережения

АТМОСФЕРНЫЕ

атмосферные градирни не используют никакого механического вентилятора для создания потока воздуха через башню, ее воздух, полученные из природной индукции потока от распылителя под давлением.

Мы можем видеть это на следующем рисунке:

2. МЕХАНИЧЕСКАЯ ТЯГА

В градирнях с механической тягой используются вентиляторы (один или несколько) для перемещения большого количества воздуха через градирню.Это два разных класса:

• Градирни с принудительной тягой
• Градирни с принудительной тягой

Воздушный поток любого класса может быть поперечным или противотоком по отношению к падающей воде. Поперечный поток указывает на то, что воздушный поток горизонтален в заполненной части градирни, тогда как противоток означает, что воздушный поток направлен в направлении, противоположном падающей воде.

Противоточная градирня занимает меньше площади пола, чем поперечная градирня, но выше для данной мощности.Основными преимуществами градирни с поперечным потоком являются низкий перепад давления по сравнению с ее производительностью и меньшая потребляемая мощность вентилятора, что приводит к снижению затрат на энергию.

Все механические градирни должны быть расположены так, чтобы выпускаемый воздух свободно диффундировал без рециркуляции через градирню и чтобы воздухозаборники не были ограничены. Градирни должны быть расположены как можно ближе к охлаждающим системам, которые они обслуживают, но никогда не должны располагаться ниже них, чтобы вода конденсатора могла стекать из системы через бассейн градирни, когда система выключена.

ПРИНУДИТЕЛЬНАЯ ТЯГА

Градирня с принудительной тягой, показанная на рисунке, имеет вентилятор, резервуар и трубопровод, расположенный внутри конструкции башни. В этой модели вентилятор расположен в основании. Наружные стены без решеток. Вместо этого каркас из конструкционной стали или дерева покрывается панелями из алюминия, оцинкованной стали или асбестоцементных плит.

Во время работы вентилятор нагнетает воздух с низкой скоростью горизонтально через набивку, а затем вертикально против нисходящего потока воды, который проходит по обе стороны вентилятора.Каплеуловители, расположенные в верхней части башни, удаляют воду, захваченную в воздухе. Вибрация и шум минимальны, поскольку вращающееся оборудование построено на прочном основании. Вентиляторы обрабатывают в основном сухой воздух, что значительно снижает проблемы эрозии и конденсации воды.

ВЫНУЖДЕННАЯ ТЯГА

Градирня с принудительной тягой, показанная на следующем рисунке, имеет один или несколько вентиляторов, расположенных в верхней части градирни, которые втягивают воздух вверх против нисходящего потока воды, проходящего вокруг деревянного настила или набивки.Поскольку воздушный поток противодействует потоку воды, самая холодная вода внизу контактирует с самым сухим воздухом, а самая теплая вода вверху контактирует с влажным воздухом, что приводит к повышению эффективности теплопередачи.

3. HYBRID DRAFT

Они оснащены механическими вытяжными вентиляторами для увеличения потока воздуха. Соответственно, к нам также относят вентиляторные башни с естественной тягой. Цель их дизайна — минимизировать мощность, необходимую для движения воздуха, но сделать это с наименьшим возможным влиянием на стоимость стека.Правильно спроектированные вентиляторы могут потребоваться для работы только в периоды высоких температур окружающей среды и пиковых нагрузок.

4. ХАРАКТЕРИСТИКА ПО ПОТОКУ ВОЗДУХА

Градирни по относительному потоку делятся на несколько групп:

ПРОТИВОПОТОК:

В противоточных башнях воздух движется вертикально вверх через заправку, против падение воды вниз. Из-за необходимости расширенных впускных и выпускных пленумов; использование систем распыления высокого давления; и обычно более высокие потери давления воздуха, некоторые из меньших противоточных башен физически выше; требуется больший напор насоса; и используют большую мощность вентилятора, чем их аналоги с поперечным потоком.Однако в более крупных противоточных градирнях использование распределительных систем низкого давления, связанных с гравитацией, плюс наличие больших площадей для всасывания и приточных пространств для управления воздухом, как правило, выравнивают или даже обращают вспять эту ситуацию. Закрытый характер противоточной башни также ограничивает воздействие прямых солнечных лучей на воду, тем самым замедляя рост водорослей.

CROSSFLOW:

Градирни с поперечным потоком имеют конфигурацию наполнения, при которой воздух проходит горизонтально через нисходящий поток воды.Охлаждаемая вода подается в резервуары для подачи горячей воды, расположенные над областями заполнения, и распределяется по резервуарам под действием силы тяжести через измерительные отверстия в дне этих резервуаров.

Градирни с поперечным потоком можно разделить на:

ДВОЙНОЙ:

В таких градирнях вентилятор нагнетает воздух через два впускных отверстия и через два ряда наполнителей.

ОДНОПОТОЧНЫЙ:

Башни этого типа имеют только одно впускное отверстие для воздуха и один блок наполнения, а остальные три стороны башен обсажены.Однопоточные башни обычно используются в местах, где неограниченный воздушный путь к башне доступен только с одного направления.

5. РАСПЫЛЕНИЕ — ЗАПОЛНЕНО

Башни этого типа не имеют поверхности теплопередачи, это зависит только от разделения воды, требуемого распределительной системой для обеспечения максимального водо-воздушного потока

характеристика по конструкции

мы можем видеть два различных типа градирен по конструкции:

• Собираемые на месте
• Собираемые на заводе

Собираемые на месте:

Градирни, монтируемые на месте, — это те, на которых строительная деятельность ведется на участке конечного использования.Все большие башни, а также многие башни меньшего размера, изготавливаются из сборных конструкций, продаются по частям и отправляются на площадку, поскольку производитель градирен обычно обеспечивает окончательную сборку.

СБОРКА НА ЗАВОДЕ:

Градирни, собранные на заводе, проходят практически полную сборку на месте изготовления, после чего они доставляются на объект в нескольких секциях, в зависимости от вида транспорта.

6. ПО ФОРМЕ

Существует два разных типа:

ПРЯМОЛИНЕЙНЫЙ:

Эти башни построены по принципу ячеистой конструкции, линейно увеличиваясь в зависимости от длины и количества ячеек, необходимых для достижения особых тепловых характеристик.



КРУГЛЫЙ МЕХАНИЧЕСКИЙ ОСАДК:

Башни, как следует из названия, имеют по существу круглую форму в плане, с вентиляторами, сгруппированными как можно ближе к центральной точке башни. Многогранные башни, такие как восьмиугольная механическая тяга (OMD), также попадают в общую классификацию «круглых» башен.



7. ИСПОЛЬЗУЕТСЯ СПОСОБОМ ТЕПЛООБМЕНА

Все описанные здесь градирни являются градирнями испарительного типа, так как они получают свой основной охлаждающий эффект за счет испарения, которое происходит при попадании воздуха и воды внутрь. прямой контакт.На другом конце спектра находится Сухая башня, где при полном использовании секций змеевика с сухой поверхностью не происходит прямого контакта (и испарения) между воздухом и водой. Следовательно, явная теплопередача полностью охлаждает воду.

IN между этими крайними точками находятся башни для снижения шлейфа и водосбережения, в которых постепенно увеличивающиеся части секций теплообменника с сухой поверхностью вводятся в общую систему теплопередачи, чтобы облегчить конкретные проблемы или выполнить определенные требования.

У нас есть дополнительная информация о последствиях теплового загрязнения

.

Принципы градирен

Все градирни работают по принципу отвода тепла от воды путем испарения небольшой части воды, которая рециркулирует через агрегат. Отводимое тепло называется скрытой теплотой парообразования. Каждый фунт испаренной воды удаляет около 1000 БТЕ в виде скрытого тепла.

Градирни можно разделить на несколько типов в зависимости от тяги воздуха и характера потока.У каждого типа градирни есть свои преимущества и недостатки; таким образом, необходим правильный выбор, основанный на работе системы. Кроме того, важен выбор материала градирни. Градирни имеют тенденцию к коррозии, поскольку всегда имеют прямой контакт с водой. Затем для обеспечения безопасности градирни необходим правильный выбор материала или дополнительная обработка воды. Прежде чем инженер приступит к определению размеров градирни, необходимо понять некоторые теории. Процесс градирни обычно связан с давлением водяного пара и влажностью.Эти теории кратко описаны в данном руководстве, чтобы дать общее представление о его расчетах. Размер градирни можно просто определить графическими методами.

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХОЛОДИЛЬНОЙ БАШНИ

BTU (британская тепловая единица) BTU — это тепловая энергия, необходимая для повышения температуры одного фунта воды на один градус по Фаренгейту в диапазоне от 32 ° F до 212 ° F

Диапазон охлаждения Разница в температуре между горячей водой, поступающей в градирню, и холодной водой, выходящей из градирни, является диапазоном охлаждения.

Подход Разница между температурой холодной воды, выходящей из градирни, и температурой воздуха по влажному термометру известна как приближение. Установление подхода фиксирует рабочую температуру башни и является наиболее важным параметром при определении как размера башни, так и стоимости.

Drift Вода, захваченная воздушным потоком и выброшенная в атмосферу. Потери сноса не включают потерю воды за счет испарения. Правильная конструкция башни может минимизировать потери на дрейф.

Тепловая нагрузка Количество тепла, отводимого от циркулирующей воды в градирне. Тепловая нагрузка равна скорости циркуляции воды (галлонов в минуту), умноженной на диапазон охлаждения, умноженной на 500, и выражается в БТЕ / час. Тепловая нагрузка также является важным параметром при определении размера и стоимости градирни.

Тонна Тонна испарительного охлаждения составляет 15 000 БТЕ в час.

Температура влажного термометра Самая низкая температура, которую вода теоретически может достичь за счет испарения.Температура влажного термометра является чрезвычайно важным параметром при выборе и проектировании градирни и должна измеряться психрометром

.

Насосная головка Давление, необходимое для перекачивания воды из бассейна башни через всю систему и возврата в верхнюю часть башни.

Подпитка Количество воды, необходимое для восполнения обычных потерь, вызванных сливом, сносом и испарением.

Стравливание Циркуляционная вода в градирне, которая сбрасывается в сточные воды, чтобы поддерживать концентрацию растворенных твердых веществ в воде ниже максимально допустимого уровня.В результате испарения концентрация растворенных твердых частиц будет постоянно увеличиваться, если не будет снижена за счет стравливания.

,