Градирня — принцип работы, виды и типы градирни

Содержание
  1. Классификация градирен по типам
  2. Вентиляторные градирни
  3. Устройство и интерактивная схема градирни
  4. Конструкция системы
  5. Сухая градирня
  6. Мокрая градирня
  7. Мокрые градирни NCT и их применение
  8. Интерактивная схема градирни
  9. Основные элементы вентиляторной градирни
  10. Технические характеристики вентиляторных градирен ACS
  11. Преимущества и недостатки различных типов градирен
  12. Назначение
  13. Противоточные градирни
  14. ПАРК РАЗВЛЕЧЕНИЙ НА ТЕРРИТОРИИ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА.
  15. Мокрые градирни закрытого типа
  16. Башенные градирни
  17. Поперечноточные градирни
  18. Испарительные агрегаты
  19. ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ О ГРАДИРНЯХ.
  20. ГИБРИДНЫЕ ГРАДИРНИ
  21. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ГРАДИРНИ
  22. Маркировка
  23. Условия для эксплуатации сухой градирни
  24. Комбинация сухой градирни с другими охладительными устройствами
  25. Градирни в зимнее время
  26. Преимущества установки сухой градирни
  27. ЭЖЕКЦИОННАЯ ГРАДИРНЯ
  28. СУХАЯ ГРАДИРНЯ
  29. Принцип работы градирни
  30. Принцип работы градирни для охлаждения воды

Классификация градирен по типам

Работа любой промышленной градирни основана на охлаждении определенного объема жидкости атмосферным воздухом. Отсутствие другого хладагента, кроме воздуха, отличает градирню от кондиционера, холодильника или чиллера.

Классификация градирен

Современная отопительная техника выделяет два основных типа градирен по принципу работы:

  • испарительный — открытый
  • сухой — закрытый

Испарительная башня открытого типа работает следующим образом: она распыляет горячую воду и смешивает ее с более холодным наружным воздухом. При этом часть воды превращается в пар и вместе с нагретым внешним воздухом выбрасывается в атмосферу, оставшаяся вода охлаждается.

При этом наблюдается эмпирическая зависимость: 1% испарившейся жидкости охлаждает оставшиеся 99% на 5,7 С. В среднем открытые градирни испаряют около 2% поступающей воды.

По способу подачи воздуха испарительные градирни бывают:

  • поперечный поток
  • противоток
  • эскизы
  • изгнание

Сухая градирня, или как ее еще называют сухой охладитель, охлаждает воду, как автомобильный радиатор: вода под давлением поступает в медный теплообменник, который обдувается мощным потоком воды, воздуха. В закрытых градирнях охлаждение происходит только за счет теплопередачи.

Вентиляторные градирни

Охлаждение воды в вентиляторной градирне, в зависимости от ее типа, происходит за счет передачи тепла воздуху и за счет испарения.

Конструкция и принцип работы вентиляторной градирни довольно просты. Нагретая вода подается в водораспределительное устройство, которое представляет собой систему трубопроводов с распылительными форсунками. Вода, проходя под давлением или самотеком, распадается на мелкие капельки размером 2-3 мм и распределяется по всему объему градирни, после чего попадает на оросительное устройство с большой развитой поверхностью. При прохождении воды через ороситель происходит перераспределение и перемешивание (турбулизация) потоков, в результате чего охлаждающий эффект усиливается.

В то же время навстречу движению воды через окна для забора воздуха обеспечивается воздушный поток. После этого нагретая паровоздушная смесь выбрасывается в атмосферу. Циркуляция воздуха в зависимости от типа градирни обеспечивается естественной тягой в градирнях градирен или вентилятором в вентиляторных градирнях. Вентиляторы могут быть размещены как в нижней части башни (вентиляторы), так и в верхней части (вытяжные вентиляторы).

Затем охлажденная вода собирается и накапливается в сборном баке и подается в оборудование. Дренажный бак, в зависимости от размера градирни, может представлять собой бетонный бассейн, который одновременно является основанием градирни, и относительно небольшой отстойник. Это общая конструкция градирни независимо от ее типа.

Преимущества Недостатки
гибкость дизайна квалифицированный персонал, необходимый для обслуживания
без замораживания зимой нужны дополнительные меры
энергоэффективность
простота ремонта
наличие обширного ассортимента запчастей

Благодаря различным типам ирригационных блоков и широкому выбору осевых вентиляторов эти градирни могут адаптироваться к широкому диапазону водных нагрузок и обеспечивать глубокое водяное охлаждение с дифференциалом до 30 °

Кроме того, возможна установка заслонок регулировки воздуха и реверсивного двигателя. Это позволит безупречно работать градирне в зимние морозы.

По типу оросителя различают следующие типы вентиляторных градирен:

  • кино
  • капать
  • капельная пленка

схема распределения воды в оросительном слое

Устройство и интерактивная схема градирни

Градирня, независимо от ее типа, состоит из нескольких элементов: рамы, сборной емкости, водораспределительной системы, системы откачки воздуха и охлаждающего устройства (полива). При соотношении 1 м3 воды к 600 м3 воздуха и более начинается эффективное охлаждение. Воздух поступает в градирню через специальные окна, расположенные в нижней части металлического каркаса. Они должны быть достаточно большими, чтобы вмещать огромный объем воздуха.

Встреча распыляемой форсунками воды с воздухом происходит на поверхности блоков оросителей. Их основная функция — максимальное увеличение площади контакта и времени. Чтобы вентилятор не выделял много воды, используется специальный водоотделитель.

Конструкция системы

Сухая градирня

Сухой охладитель имеет простую и надежную конструкцию, которая включает теплообменник (обычно ребристые трубы или микроканальные змеевики) и вентиляторы, которые направляют воздушный поток через теплообменник для охлаждения воды или раствора гликоля, проходящего через него. Сухие градирни в основном производятся с горизонтальным или вертикальным расположением воздушных агрегатов. Мощность отвода тепла обычно составляет до 1 МВт, хотя на рынке есть сухие охладители большой мощности.

Сухая градирня

Мокрая градирня

Это специализированный теплообменник, в котором воздух должен непосредственно контактировать с ним, чтобы снизить температуру воды. При этом испаряется небольшое количество воды, понижая ее температуру.

Вода, нагретая в производственном процессе или в конденсаторе кондиционера, направляется в градирню. Он распыляется через форсунки на куски материала, называемого «наполнитель», который замедляет поток и открывает как можно большую площадь поверхности для максимального контакта воздуха / воды. Вода проходит через градирню, где сталкивается с воздухом, который приводится в движение вентилятором.

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

Мокрая градирня

Для каждого приложения требуется собственное устройство. Градирни бывают разных типов, доступны многие размеры. При выборе проекта важно понимать различные типы, их преимущества и ограничения.

Мокрые градирни NCT и их применение

Сфера применения испарительных градирен чрезвычайно широка, но для простоты понимания ее можно разделить на две части:

  1. Прямое охлаждение технологических процессов (примеры):

  • Охлаждение термопластавтоматов при производстве пластмасс.
  • Охлаждение вакуумных испарителей при производстве крахмала, подсолнечного масла, томатной пасты и др.
  • Охлаждение сварочных аппаратов.
  • Охлаждение компрессором сжатого воздуха.

2. Охлаждение конденсаторов холодильных агрегатов (чиллер)

Основное применение испарительных градирен находится в области систем кондиционирования воздуха для водяного охлаждения конденсаторов чиллеров мощностью более 500 кВт. При замене воздушного охлаждения (T конденсации = 45-55 ° C) водяным охлаждением через испарительные башни (T конденсации = 30-35 ° C) коэффициент охлаждения чиллера удваивается, что означает, что потребление энергии чиллером уменьшается вдвое.

Для абсорбционных (тепловая энергия) и турбо чиллеров единственным вариантом являются градирни.Следует добавить, что цена градирни в два-три раза меньше, чем цена воздушного конденсатора. Вот почему большинство крупных систем кондиционирования воздуха используют водяные градирни (Москва-Сити, Кремль и т.д.).

Мокрая градирня. Принцип работы:


Охлаждаемая вода проходит через распределительную систему (1) и подается к форсункам (2), которые распыляют воду на спринклер (3), установленный в корпусе градирни (4). Благодаря развитой поверхности оросителя обеспечивается равномерный поток воды в виде тонкой пленки. В то же время эффективное охлаждение воды обеспечивается встречным потоком наружного воздуха.

Небольшое количество воды испаряется, и большая часть охлажденной воды попадает в отстойник (5) градирни. Перед возвращением в систему вода механически очищается в сетчатом фильтре. Люк для обслуживания предназначен для очистки фильтра и обслуживания рабочих механизмов градирни.

Выпаренная вода компенсируется открытием клапана подпитки, подключенного к водопроводу. Минимально необходимый уровень воды в бассейне поддерживается за счет совместной работы реле уровня воды и клапана подпитки. В случае аварийного превышения допустимого уровня избыточная вода удаляется из градирни через переливной патрубок.

Для защиты воды в баке градирни от замерзания планируется установка ТЭНов с термостатическим управлением.

Интерактивная схема градирни

Наведите указатель мыши на изображение, чтобы просмотреть описание












Основные элементы вентиляторной градирни

Самые эффективные градирни с капельно-пленочными вентиляторами. В них лучше всего сочетаются свойства капельно-пленочных оросителей и холодной воды.

Для малых расходов оборотной воды вентиляторы градирни поставляются на предприятия в готовом виде, поэтому их называют миниблочными или малыми градирнями.

Этот тип градирни отличается небольшими перепадами температур на входе и выходе при относительно низком энергопотреблении.

Технические характеристики вентиляторных градирен ACS

Тип градирни Размер секции, м Номинальная гидравлическая нагрузка на секцию, м3 / ч Мощность привода вентилятора градирни, кВт Типичные области применения
Вента-250 4×4 100–300 9-22 Пищевая промышленность, литейное производство, металлургия, фармацевтические компании, резинотехнические изделия, электроника
Вента-500 6.5×6.5 300-500 30–45 Коксовые печи, металлургические, химические заводы
Вента-800 8×8 500–1000 30–55 Металлургические, шинные, нефтехимические, сахарные и спиртовые заводы
Вента-1000 10×10 600-1400 75-90 Нефтехимические заводы, химическая промышленность, заводы минеральных удобрений
Вента-2000 12×12 900–2000 75-132 Металлургические заводы, нефтеперерабатывающие заводы, машиностроение, крупная химия, тепловые электростанции
Вента-3000 12×16, 16×12 1200–3000 75–160 ТЭЦ, металлургические заводы, химические заводы, нефтеперерабатывающие заводы, атомные электростанции

Преимущества и недостатки различных типов градирен

Вид
ГрадирниГрадирни вентиляторныеГрадирни градирниГрадирни с поперечным потокомИндукционная градирняСухой
градирни

Преимущества гибкость дизайна нет потребления электроэнергии во время работы они занимают меньше места, так как могут быть выполнены «в высоту» Возможность охлаждать воду от высоких температур замкнутый контур, в воду не попадают примеси
без замораживания разработан для больших расходов воды требуют меньшего давления в водопроводной системе не требует обслуживания вентилятора возможность работать на кипятке
энергоэффективность нет движущихся механических частей способность работать на этиленгликоле
простота ремонта нет дрейфа
наличие обширного ассортимента запчастей
Недостатки квалифицированный персонал, необходимый для обслуживания уменьшенная глубина охлаждения ороситель менее эффективен, чем 30 высокое потребление энергии для создания более высокого давления воды низкая эффективность охлаждения
зимой нужны дополнительные меры дорогое строительство высокая цена высокий унос капель дорогая конструкция и материалы
возможность загрязнения оборотной воды комплексное строительство и ремонт замерзнуть зимой сложность эксплуатации зимой требующие обслуживания и очистки теплообменника
запросить специальные мероприятия на зимний период сложности с ремонтом, так как запчасти не производятся в России

Назначение

В пластмассовой и холодильной промышленности необходимо обеспечить постоянное охлаждение устройств. Для этого используется специальное оборудование — градирня.

Такие конструкции используются для понижения температуры с помощью устройств теплообменного типа, входящих в состав различных систем оборотного водоснабжения. Изначально градирня была изобретена для извлечения соли испарением, поэтому в переводе с немецкого означает «сгущенный рассол». В большинстве случаев градирни устанавливают там, где нет возможности слить охлажденную воду в естественные водоемы и нет искусственного водоема.

Во время работы градирен необходимо использовать различные фильтры, так как вода из процесса охлаждения в процессе циркуляции часто несет много взвешенных частиц: ил, песок, ржавчину, окалину. Эти частицы забивают форсунки и повреждают оборудование.

Большинство существующих градирен, используемых в системах оборотного водоснабжения, были установлены более 30-50 лет назад. Это морально и физически устаревшие конструкции. Раньше при проектировании стремились сэкономить на материалах, не придавая особого значения процессу охлаждения производственного оборудования.

Современные объекты отличаются высокой производительностью и экономичностью, спроектированы с учетом новых требований к эксплуатации оборудования и построены с использованием оптимизированных материалов.

Противоточные градирни

Они разделены на 2 большие группы: башенные и веерные. Разница в том, как создаются воздушные потоки: естественные или принудительные.

Конструктивно в обоих типах горячая вода разбрызгивается до оросителя через форсунки через водораспределитель. Он проходит через поливные блоки, растекается по их поверхности и смешивается с уличным воздухом. Затем он охлаждается и стекает в бассейн, чтобы собрать жидкость.

ПАРК РАЗВЛЕЧЕНИЙ НА ТЕРРИТОРИИ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА.

Строительство ядерного реактора-размножителя СНР-300 недалеко от немецкого города Калкар началось в 1972 году. К 1985 году реактор был полностью закончен, но так и не был введен в эксплуатацию. Быстрый реактор считался самой передовой технологией. Правительство Германии хотело уменьшить количество электроэнергии, импортируемой в страну, и с учетом ограниченных запасов урана в стране использование такого реактора могло быть очень эффективным. Но уже в 1977 году общественное мнение начало сильно волновать проблема экологической безопасности. Начались протесты, почти 40 000 человек приняли участие в массовом марше по улицам Калкара. парк аттракционов у градирни
В 1979 году после аварии на американской АЭС «Три-Майл-Айленд», ставшей одной из крупнейших в истории атомной энергетики, общественные протесты усилились.
Судьба SNR-300 была решена в апреле 1986 года, когда мир потрясли трагические события на Чернобыльской АЭС. 21 марта 1991 г было официально объявлено о ликвидации СНР-300. На демонтаж оборудования потребовалось дополнительно 75 миллионов евро. На продажу выставлены части машин и неиспользованное топливо.

парк градирен
обороты градирни
В 1995 году вся компания с общей площадью 80 футбольных полей была продана с аукциона и куплена за 2,5 миллиона евро голландской компанией Hennie van der Most, которая построила на этом месте парк развлечений — Wonderland Kalkar
В парке около 40 различных аттракционов: аттракционы, американские горки, каналы для катания на лодках и колесо обозрения. В парке также много спортивных площадок, где можно поиграть в теннис, волейбол, бассельтол, мини-гольф и т.д. туристическая градирня
Парк Чудес Калкар — один из самых посещаемых в мире.

Мокрые градирни закрытого типа

В мокрых градирнях закрытого типа размещается герметичный теплообменник, через который проходит вода или теплоноситель основного контура, а сам теплообменник охлаждается водой и воздухом из внешней среды.

Благодаря этой предосторожности исключается контакт оборотной воды с окружающей средой, а значит, исключается попадание в контур различного мусора и загрязнений.

Башенные градирни

Градирня представляет собой коническую трубу из железобетона или металла, внутри которой находится водопровод, ороситель и бак. Внешний воздушный поток через вентиляционные отверстия в нижней части трубки поднимается через наполнитель, создавая естественную тягу в трубке.

Промышленные градирни этого типа обеспечивают высокую тепловую мощность благодаря огромному количеству охлаждаемой воды с небольшой разницей температур (5-10 ° C)

В основном градирни — это градирни ТЭС или АЭС.

Градирни градирни

В зависимости от того, из чего сделан каркас, градирни в градирне являются либо железобетонными, либо каркасными. Первые имеют монолитный корпус, вторые представляют собой сборные металлические конструкции, покрытые пластиком, алюминием или гофрированным листом.

Кроме того, для железобетонных градирен необходимо регулярно поддерживать и восстанавливать гидроизоляцию специальными составами и заделывать стыки плит специальными лентами. Также стоит отметить, что из-за отсутствия приточной тяги и возможности распределять воздушный поток эксплуатация этих градирен требует дополнительных устройств и мероприятий. Например, тамбур и ставни.

К преимуществам градирен относится отсутствие потребления электроэнергии, но огромные затраты на строительство и большая занимаемая площадь являются большими недостатками при выборе этих градирен.

Преимущества Недостатки
нет потребления электроэнергии во время работы уменьшенная глубина охлаждения
разработан для больших расходов воды дорогое строительство
комплексное строительство и ремонт
запросить специальные мероприятия на зимний период

Поперечноточные градирни

В градирне с перекрестным потоком вода из коллектора подается в специальный резервуар — золотниковый распределитель. Оттуда уже без давления, под действием силы тяжести, он течет по узкому слою специальной конструкции, содержащей сифон и заслонки.

Теплообмен и испарение (массообмен) происходят из-за большого количества воздуха, подаваемого вентилятором.

В таких градирнях воздух движется в слое заполнения горизонтально перпендикулярно падающей сверху вниз воде. Отсюда и название: градирня с поперечным потоком. Воздухозаборник может быть с одной или двух сторон, соответственно у вас получится одно- или двухпоточная система.

Характеристики градирни с поперечным потоком:

  • Зимой использовать градирни с поперечным потоком очень сложно. В системе разводки сыпучей воды нет застоя, аэродинамическое сопротивление оросителя на 30% больше. Именно поэтому такие градирни в основном используются в странах с жарким климатом: ОАЭ, Иран, Индия, Пакистан.
  • Сифон совмещен с планками и выполняет двойную функцию: предотвращает волочение и разбрызгивание капель воды.

Поскольку внизу оросителя образуется слабо орошаемая зона, весь слой оросителя желательно наклонить, чтобы нижний ярус сместился к центру и уменьшился промерзание.

Градирня с поперечным потоком

Экономически использование таких градирен оправдано в условиях круглогодичного теплого климата.

Тогда экономия места за счет возможности увеличения высоты градирни и отсутствие давления в самой высокой точке водораспределительной системы окупаются другими недостатками. В последнее время такие градирни активно продвигаются на российском рынке во имя новизны и энергоэффективности. Однако в нашей реальности использование градирен с поперечным потоком в больших циклах циркуляции воды является ошибкой.

Тепловой расчет аналогичен теплогидравлическому расчету классической вентиляторной градирни, только коэффициент тепломассообмена менее 20%. Это означает, что в одних и тех же условиях градирни с поперечным потоком охлаждаются хуже, чем противоточные, из-за менее эффективного использования поверхности заполнения.

Преимущества Недостатки
занимают меньше места, так как могут быть выполнены «в высоту» ороситель менее эффективен, чем 30
требуют меньшего давления в водопроводной системе высокая цена
замерзнуть зимой
сложности с ремонтом, так как запчасти не производятся в России

Испарительные агрегаты

Устройство градирни этого типа предусматривает наличие оросителя, двух теплообменников, емкости для сбора воды, вентилятора, каплеотделителя и спринклерных коллекторов. У испарительной башни есть несколько преимуществ. Это также экономия энергии, которая достигает 80%, низкий расход материалов, надежность монтажа, минимальные затраты на ремонт. Срок службы градирни около 30 лет. Из недостатков можно перечислить сложность очистки и ополаскивания, рост водяных камней на поверхности труб.

ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ О ГРАДИРНЯХ.

Самая производительная градирня в мире расположена на территории АЭС Изар-1 у реки Изар (Германия, Нижняя Бавария). Он не самый большой: его высота 165 м, но он охлаждает 216 000 кубометров воды в час, что делает его лидером. Но это продлится недолго, поскольку после аварии на Фукусиме правительство Германии решило отказаться от атомной энергетики и закрыть все станции до 2022 года.
А самая высокая башня имеет высоту 202 метра и находится на индийской ТЭЦ КалиСинд. самые эффективные градирни
более высокие градирни
Самая большая вентиляторная градирня (по размеру секции) в России была построена в 2012 году ООО «КАСКАД» для ТЭЦ-11 «Иркутскэнерго». Размер его секции 18х18 метров.
Во время Второй мировой войны в Великобритании градирни и близлежащие постройки были замаскированы под городские поселения. На стены построек наносились изображения домов и деревьев с целью защиты стратегически важных объектов от возможных бомбардировок.

самые большие градирни
камуфляж градирни

ГИБРИДНЫЕ ГРАДИРНИ

Гибридные градирни — это технически сложные конструкции, сочетающие в себе два разных процесса охлаждения. Первый используется в сухих градирнях, а второй — в испарительных градирнях.

  1. Передача тепла — это явление передачи тепловой энергии менее горячему телу от более теплого при контакте или через среду, разделяющую тело, такую ​​как разделительная стенка, сделанная из различных материалов. Если тела системы находятся при разных температурах, происходит передача тепловой энергии, то есть передача тепла. Фактически это считается следствием 2-го закона термодинамики.
  2. Испарение — это явление превращения вещества (фазовый переход) из твердых и жидких тел в соответствующее паровое или газообразное состояние, происходящее на поверхности вещества. Во время испарения молекулы отрываются от поверхности тела, если их кинетическая энергия и скорость достаточны для преодоления сил притяжения других близлежащих молекул.

Гибридные градирни

Принцип работы гибридной градирни заключается в том, что теплоноситель, поступая в теплообменники, охлаждается потоками воздуха и воды, подаваемыми сверху через сопла. При низких температурах окружающей среды используется только сухое охлаждение (теплопередача). При повышении температуры включается дополнительный полив. Жидкость для орошения подается точно по мере испарения. Все параметры градирни контролируются системой автоматического управления. Электродвигатели используются для привода крыльчатки вентиляторов, оснащенных преобразователем частоты для экономии энергии. Гибридные конструкции градирен используются там, где используется чистая вода, не разъедающая металл.

Гибридные градирни превосходят сухие градирни, но уступают испарительным по холодопроизводительности и технико-экономическим показателям. У них менее дорогое теплообменное оборудование, и их охлаждающая способность меньше зависит от изменений температуры воздуха.

Преимущества включают низкую потерю воды по сравнению с испарительными градирнями, а также возможность работать без видимой паровой горелки.

В России гибридные градирни не получили широкого распространения из-за высоких эксплуатационных требований и значительных затрат по сравнению с обычными испарительными градирнями.

Преимущества Недостатки
сокращение потерь воды сложность в проектировании и строительстве
возможность работать без паровой горелки высокая частота и качество обслуживания
стабильная мощность охлаждения зависимость от качества оборотной воды
высокая защита от замерзания при зимней эксплуатации высокие затраты на энергию
минимальный расход воды благодаря сочетанию преимуществ сухого и влажного охлаждения высокая стоимость по сравнению с испарительными градирнями

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ГРАДИРНИ

Промышленные градирни — могут быть открытыми или мокрыми — обеспечивают охлаждение за счет прямого контакта между воздухом и водой.

В зависимости от способа смешения различают следующие типы градирен испарительного типа (мокрые:

  • Орошение (пакетное): тангенциальное и противоточное. Устройства контактируют подаваемый воздух с охлажденной водой на развитой поверхности оросительного слоя (сопла). Если направление движения потоков воды и воздуха параллельное (встречное), градирня относится к противоточному типу. Если воздушный поток движется перпендикулярно потоку воды, градирня будет поперечной.
  • Сопло: распыление и выталкивание. Они работают, разбрызгивая воду и разбивая ее на мелкие капельки. Их теплообмен происходит на поверхности капель.

Градирни для распыления или бассейны для распыления отличаются от градирен для распыления давлением, под которым происходит процесс распыления.

В вытяжных градирнях вода распыляется специальными форсунками под давлением 0,3-0,4 МПа. Полученный мелкодисперсный факел с частицами размером 0,2 мм движется с большой скоростью, порядка 16-20 м / с. За счет этого движения поток капель интенсивно увлекает (вытесняет) за собой атмосферный воздух, перемешиваясь.

Маркировка

Маркировочный код означает следующее:

  • Б — вентилятор;
  • Г — градирня;
  • 70 — диаметр рабочего колеса — 7 м.

Условия для эксплуатации сухой градирни

При каких условиях следует устанавливать систему сухого водяного охлаждения на промышленном предприятии? Есть несколько советов по его эксплуатации:

  • требуется постоянное снижение температуры жидкости: воды, масла и т.д.
  • Температура воды, до которой ее необходимо снизить, примерно равна температуре окружающего воздуха (± 3… 5 ° C) .
  • установить градирню открытого типа на предприятии невозможно по следующим причинам: недостаточное пространство, близость к другим зданиям, хрупкий фундамент.
  • Местоположение не позволяет использовать испарительное оборудование.
  • Система не используется постоянно, нет возможности организовать постоянный поток жидкости.
  • Высокая жесткость воды, которую нельзя использовать в открытом охладителе. Жидкость с высокой плотностью может испаряться и образовывать накипь и другие загрязнения, которые остаются на стенках оборудования и в системах распыления.
  • организовать постоянное электроснабжение открытого водоохлаждающего оборудования невозможно.

Комбинация сухой градирни с другими охладительными устройствами

Сухая градирня может использоваться как автономный чиллер или в сочетании с другим устройством этого типа — чиллером. В этом случае устройства будут дополнять друг друга, работая с различной производительностью в зависимости от температуры окружающей среды и запланированного уровня жидкостного охлаждения. Принцип работы таких парных установок состоит из двух этапов:

  • Вода поступает в сухую градирню, где ее температура постепенно понижается.
  • Жидкость поступает в холодильный отсек, который доводит индикаторы температуры до установленной отметки.

Комбинированная работа градирни и чиллера имеет преимущество в стоимости и экономии энергии. Чиллеры с предварительным охлаждением дороже и мощнее тех моделей, которые получают уже холодную воду из градирни и доводят ее до нужной температуры.

Градирни в зимнее время

При эксплуатации конструкций зимой, особенно в холодном климате, существует опасность замерзания. Эта проблема может возникнуть, когда холодный воздух соприкасается с тонкой пленкой воды и образуется лед. Чтобы предотвратить замерзание и выход из строя градирни, необходимо обеспечить правильное распределение охлажденной воды по всей заливке и контролировать уровень плотности жидкости в различных областях.

Преимущества установки сухой градирни

Экономное потребление энергии. Электричество необходимо только для работы вентиляторов, которые нагнетают воздух в отделение водяного охлаждения. В холодное время года некоторые вентиляционные установки отключаются, потому что окружающая среда за пределами градирни изначально холодная. Это также позволяет вам регулировать и сокращать счета за электроэнергию.

  • Сравнительно небольшие затраты на покупку и установку оборудования. Сухие градирни стоят дешевле чиллеров такой же мощности.
  • Сопровождение экономической системы. Поскольку конструкция сухой градирни упрощена по сравнению с ее «мокрыми» аналогами, помощь специалиста в ее обслуживании более экономична.
  • Широкий спектр применения. Сухая градирня позволяет охлаждать самые разные жидкости: воду, раствор гликоля, масло и т.д.
  • Удобное расположение оборудования. Устройства закрытого типа занимают небольшую площадь, не создают дыма и проблем с установкой. Их можно устанавливать как горизонтально, так и вертикально. Часто их устанавливают на стене или крыше, что увеличивает коэффициент использования полезной площади предприятия.

ЭЖЕКЦИОННАЯ ГРАДИРНЯ

Эжекторная градирня представляет собой стальной корпус, в котором расположен трубопровод высокого давления с соплами (эжекторами) специальной конструкции. Когда вода распыляется под давлением через эжектор, наружный воздух втягивается в зону отрыва. Воздух смешивается с водой и охлаждает ее.

Основные преимущества этого типа — полное отсутствие ограничений по температуре охлаждаемой воды. В оросительных системах она обычно выше +60 0. Вода не охлаждается, так как полимер, из которого сделана заливка, становится пластичным и может разрушиться. Но есть ряд недостатков, которые накладывают серьезные ограничения на распространение градирен этого типа.

Во-первых, необходимо создать давление в эжекторе. Отсутствие вентилятора градирни с лихвой компенсируется повышенной мощностью насоса. Например, для сравнительного объема охлаждающей воды мощность вентиляционной установки составляет 75 кВт, а мощность насоса при вытеснении уже 160 кВт. Кроме того, сокращается срок службы трубопроводов системы.

Во-вторых, зимой невозможна циркуляция, так как мелкая водная взвесь мгновенно замерзнет. Необходимо организовать водоснабжение.

В-третьих, унос капель в таких градирнях в 1,5-2 раза выше, а использование водоотделителя создает дополнительное сопротивление и ухудшает охлаждение воды.

Использование индукционных градирен выгодно при температуре воды выше 60 ° C и / или низком потреблении воды.

Преимущества Недостатки
может работать с горячей водой с t ≥ 60 0С высокое потребление энергии для создания более высокого давления воды
не требует обслуживания вентилятора большая капля
нет движущихся механических частей сложность эксплуатации зимой

купить вентиляторную градирню

СУХАЯ ГРАДИРНЯ

Градирня с (сухим) радиатором была изобретена венгерскими инженерами Геллером и Фарго и первоначально использовалась для охлаждения конденсаторов на электростанциях. Он представляет собой корпус с расположенным внутри теплообменником (радиатором), по которому циркулирует охлаждающая жидкость, и одним или несколькими вентиляторами, обдувающими внешний воздушный поток вокруг радиатора.

Ребристый радиатор, обычно медный или алюминиевый, определяет, насколько хорошо сухие градирни будут охлаждать воду.

Сухая градирня

Использование высококачественного медного радиатора с тонкими каналами делает стоимость сухой градирни очень высокой. Снижая стоимость решения, вы также должны жертвовать эффективностью. Оптимальный диаметр трубки 15 мм, толщина ребер рассеивания 0,3 мм.

Сухие градирни целесообразно применять тогда, когда технология требует изоляции циркуляционного контура от внешней среды или когда нет возможности организовать подпитку в необходимых количествах. Таким образом, использование контура сухой градирни со смесью этиленгликоля — практически единственное решение. Другой выбор в пользу сухой градирни целесообразен при температуре теплоносителя или воды, циркулирующей на грани закипания. Например, в циркуляционных циклах атомной электростанции или нефтеперерабатывающего завода.

В остальных случаях использование вентилируемой промышленной градирни будет дешевле и оправданнее, так как расход воздуха вентилятора открытой градирни в 5 раз ниже, чем у закрытой градирни. Для открытых градирен мощность вентилятора пропорционально ниже.

Преимущества Недостатки
замкнутый контур, в воду не попадают примеси низкая эффективность охлаждения
возможность работать на кипятке дорогая конструкция и материалы
способность работать на этиленгликоле требующие обслуживания и очистки теплообменника
нет дрейфа

Принцип работы градирни

Принцип работы градирни основан на передаче тепла от воды прокачиваемому через нее атмосферному воздуху. Для повышения эффективности теплопередачи охлаждаемая вода распыляется через форсунки. Чем более мелкодисперсный факел формируется соплами, тем больше площадь контакта между водой и перекачиваемым воздухом и, следовательно, тем лучше теплопередача и охлаждение. Затем вода протекает через заливку, имеющую сложную структуру и большую площадь поверхности. Его задача — повышение эффективности испарения и охлаждения за счет увеличения времени прохождения через него воды, большой площади испарения, перемешивания и завихрения потоков.

Сфера применения градирен широка. Они используются в рециркуляции систем водоснабжения на тепловых электростанциях, атомных электростанциях, а также для охлаждения конденсаторов, холодильных установок, кондиционирования воздуха и химической очистки веществ. Градирни широко используются в энергетике, авиации, судостроении, химической промышленности, металлургии, машиностроении, пищевой промышленности, военно-промышленном комплексе и других сферах человеческой деятельности.

Принцип работы градирни в ТЭЦ

Принцип работы сухого охладителя или градирни «сухого» (закрытого) типа заключается в понижении температуры. Жидкость течет внутри замкнутого контура теплообменника и выдувается наружным воздухом. Тот же принцип используется в системе охлаждения двигателя автомобиля, когда охлаждающая жидкость проходит через радиатор, который обдувается вентилятором. В этом случае отсутствует прямой контакт жидкости с подаваемым воздухом.

Принцип работы градирни для охлаждения воды

Принцип работы градирни следующий:

  • Насос переводит нагретый теплоноситель в режим охлаждения.
  • Окружающий воздух, более холодный, чем температура нагретого хладоносителя, проходящий через ребра теплообменников с помощью вентиляторов, охлаждает трубы, забирая тепло от теплообменника. В результате этих процессов температура теплоносителя, протекающего по трубам, падает до низкого уровня.
  • Подача охлажденного холода от теплообменников поступает в трубопровод, откуда достигает конечной точки. В предложенной выше схеме, помимо основных компонентов, представлен дополнительный вариант — система полива, понижающая температурный режим вектора холода на выходе на несколько градусов. Электромагнитный клапан позволяет подавать воду к форсункам, которые распределяют жидкость по теплообменникам, которая конденсируется на них и, собирая пыль и грязь, уходит в специальный колодец, используемый для экономии воды.
Оцените статью
Блог про нефтепереработку