Секционная эжекционная градирня открытого типа. Эжекционная градирня

Эжекционные градирни | АквилонСтройМонтаж

Эжекционные градирни используются для охлаждения воды, используемой в технических целях, посредством ее контакта с атмосферным воздухом. Градирня эжекционного типа применяется в системах оборотного водоснабжения самыми разными предприятиями – в пищевой, нефтехимической, металлургической, машиностроительной, легкой промышленности, а также в области жилищно-коммунального хозяйства и других отраслях.

Принцип действия

Эжекционные градирни представляют собой технологический цельносварной модуль, выполненный в форме горизонтального или вертикального цилиндра, усиленного силовым стальным каркасом и стенами, также выполненными из нержавеющей стали. Через распределительный коллектор жидкость направляется к форсункам, которыми распыляется в виде факелов в щелевом профилированном зазоре. Он служит камерой смешения водо-воздушного инжектора. Отвечают за расчетную эжекцию воздуха в том объеме, который достаточен для охлаждения жидкости. Доступ воздуха в градирню обеспечивается окнами, выполненными в верхней половине корпуса.

Мелкодисперсионные капли контактируют с эжектированным потоком воздуха. При контакте происходит активный теплообмен. В результате вода частично испаряется и охлаждается до определенной температуры. Уровень температуры, которой можно добиться при использовании этой методики, полностью зависит от влажности и температуры окружающего воздуха.

Далее воздушно-капельный поток оказывается в нижней части конструкции. Здесь происходит сепарация основной части капельной влаги. При помощи каплеуловителя капельная пыль улавливается и поступает в водосборник. К потребителю она поставляется при помощи насоса. Воздух, нагретый за счет отбора тепла, выбрасывается в окружающую среду.

Преимущества эжекционных градирен

Эжекционные градирни по сравнению с другими устройствами для охлаждения технической воды имеют ряд неоспоримых преимуществ, что часто заставляет делать выбор в их пользу.

Отсутствие вентиляторов снижает затраты на электроэнергию, а отсутствие электропривода дает возможность охлаждать не только воду, но и растворы с пожаро и взрывоопасными примесями.

Отсутствие полимерных наполнителей и насадок внутри градирни дает возможность охлаждать воду очень высоких температур до 90С. По этой же причине не стоит бояться излишней жесткости воды и низких температур – выпадения накипи на внутренних элементах градирни и их обмерзания в зимнее время не происходит.
Конструкция имеет саморегулирующий тип. С изменением объема воды автоматически изменяется количество охлаждаемого воздуха, поэтому при увеличении количества жидкости сохраняется стабильный охлаждающий эффект.
Можно организовать закрытый контур, если в этом есть технологическая необходимость. Такое решение позволит охлаждать воду с высокой степенью загрязнения или жидкости, для которой нежелателен прямой контакт с воздухом.
Градирня работает практически бесшумно, что устраняет ограничения по месту ее расположения.
Установку можно размещать в помещении с низким уровнем влажности, одновременно используя ее для улучшения микроклимата. Поэтому эжекционные градирни часто размещают в машинных залах, цехах с работающими станками и печами.
Элементарное техническое обслуживание и ремонт. Эти процедуры сводятся к осмотру и ремонту при необходимости форсунок, поэтому занимают минимальное количество времени и снижают затраты на эксплуатацию оборудования.

Если по каким-то причинам ни одна градирня из предлагаемого модельного ряда не соответствует требованиям предприятия, есть возможность индивидуального расчета и проектировки. Со своими задачами вы можете обратиться к инженерам компании «АквилонСтройМонтаж». Они проконсультируют вас, помогут подобрать оптимальный тип градирни, произведут все расчеты и составление проекта с дальнейшими монтажными работами.

akvilon-holod.ru

Секционная эжекционная градирня открытого типа

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в качестве охладителя оборотной воды на средних и крупных промышленных объектах, в том числе и в северных широтах. Секционная эжекционная градирня содержит единый корпус, разделенный на секции объемными перегородками обтекаемой формы и расположенными под ними сквозными воздуховодными коридорами, образующими поверхностями которых являются сверху - наклонные водосливы, предназначенные для базирования эжекционных узлов, снизу - сплошной настил технологических площадок, а также систему лестниц, дверей и трапов для удобства технического обслуживания агрегата. Ниже технологических площадок в стенках корпуса по контуру градирни выполнены воздухозаборные окна, в проемах которых вертикально установлены блоки каплеуловителя, продольные стенки воздуховодных коридоров открыты, их входы с обеих сторон снабжены утепленными раздвижными затворами, проемы воздухозаборных окон снаружи имеют утепленные затворы поворотного типа, и в каждой секции между нижними кромками противоположных водосливов на опорную решетку уложен слой оросителя, а в верхней части градирня открыта по всей площади и по периметру ее корпуса смонтирован общий выхлопной канал, имеющий конфузорную форму. Технический результат - повышение охлаждающей способности градирни в летний период, обеспечение надежной работы градирни в зимний период даже при очень низких температурах и снижение капитальных затрат на строительство. 2 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в качестве охладителя оборотной воды на средних и крупных промышленных объектах, включая электростанции типа ТЭС, ГРЭС и АЭС, в том числе и в северных широтах.

Наиболее близкой по техническим решениям, является эжекционная градирня (см. патент RU, №2506512, F28C 1/00, 27.02.2012) - прототип. Градирня имеет единый корпус, разделенный на секции криволинейными перегородками и сквозными воздуховодными тоннелями. В нижней части корпуса расположены рама опорная и водосборный бассейн. В верхней части градирни над каждой секцией устроен выхлопной канал с установленным внутри, каплеуловителем. Ограждающими поверхностями каждого тоннеля являются сверху - водосливы, по бокам - ветровые перегородки, снизу - палуба нижняя. Над входами тоннеля смонтированы завесы. Его внутренний объем поделен на два яруса технологической площадкой. Каждая секция имеет по два водослива с уклоном навстречу друг другу. Под водосливами расположены коллекторы водораспределительной системы. Над ними установлены эжекторы, форсунки которых сориентированы вверх по их осям. В каждом эжекторе обеспечен гидрозатвор между факелом форсунки и стенкой эжекционного канала.

Практика эксплуатации таких градирен выявила следующие их недостатки. Форма и сравнительно малая площадь выхлопных каналов, а также наличие в них каплеуловителя создают существенное аэродинамическое сопротивление, препятствуя выходу паровоздушной смеси. Вследствие этого при работе эжекторов в объеме активной зоны появляется некоторое избыточное давление воздуха. Под действием этого давления наблюдается частичный отток эжектированного воздуха через эжекционные каналы, который увлекает за собой водяную пыль. В зимний период это явление приводит к обледенению эжекционных узлов. Кроме того, указанное повышение давления снижает величину коэффициента эжекции, а следовательно, и охлаждающую способность агрегата.

При лобовом столкновении в верхней части водяных потоков, поступающих с противоположных водосливов, значительная часть воздуха уходит в атмосферу. После чего со струями образовавшегося дождя, свободно падающего в водосборный бассейн, взаимодействует намного меньшее количество воздуха, что также снижает эффективность процесса охлаждения воды.

Конструкция градирни имеет достаточно высокую металлоемкость.

Задачами данного изобретения являются: повышение охлаждающей способности градирни в летний период, обеспечение надежной работы градирни в зимний период даже при очень низких температурах и снижение капитальных затрат.

Для решения этих задач предложена секционная эжекционная градирня открытого типа, имеющая единый корпус, разделенный на секции объемными перегородками обтекаемой формы и расположенными под ними сквозными воздуховодными коридорами. Ниже, в стенках корпуса по контуру градирни выполнены воздухозаборные окна. В каждой секции между нижними кромками противоположных водосливов уложен слой оросителя. В верхней части градирня открыта по всей площади и по периметру ее корпуса смонтирован общий выхлопной канал, имеющий конфузорную форму.

Для удобства технического обслуживания градирня оснащена системой лестниц, дверей и трапов. Градирня может базироваться как над заглубленным железобетонным водосборным бассейном, так и в приподнятом положении.

Принципиальная схема градирни представлена на фиг. 1 и 2. На фиг. 1 - общий вид градирни. На фиг. 2 - поперечный разрез по фиг. 1.

По схеме корпус градирни, базирующийся над заглубленным железобетонным водосборным бассейном, имеет металлический каркас 1. Корпус разделен на несколько секций объемными перегородками 2 и сквозными воздуховодными коридорами. Перегородки в поперечном сечении имеют обтекаемую грушевидную форму и обшиты снаружи листовыми полимерными материалами. Образующими поверхностями воздуховодных коридоров являются: сверху - наклонные водосливы 3, снизу - технологические площади 4. Продольные стенки воздуховодных коридоров открыты. Водосливы предназначены для базирования эжекционных узлов, на которых сверху устанавливают эжекционные каналы 5, а непосредственно под ними расположена водораспределительная система 6 с форсунками 7 и с запорной арматурой 8 на стояках. Ниже в стояки врезаны боковые отводы с запорной арматурой 9. В объеме каждой секции на уровне нижней кромки водосливов смонтирована опорная решетка 10, на которой уложен слой оросителя 11. Ниже технологических площадок в стенках корпуса по контуру градирни выполнены воздухозаборные окна, в проемах которых вертикально установлены блоки каплеуловителя 12. Входы воздуховодных коридоров с обеих сторон снабжены утепленными раздвижными затворами 13. Проемы воздухозаборных окон снаружи также имеют утепленные затворы 14 поворотного типа. Все раздвижные и поворотные затворы изготовлены из легких полимерных материалов В верхней части градирня открыта по всей площади и по периметру ее корпуса смонтирован общий выхлопной канал 15, имеющий конфузорную форму. Для технического обслуживания конструкций выхлопного канала в градирне предусмотрены два трапа - внутренний 16 и наружный - 17, а также двери 18. Обслуживающий персонал имеет свободный доступ к элементам водораспределительной системы, попадая в воздуховодные коридоры через открытые раздвижные затворы с поверхности нижнего трапа 19. В непосредственной близости от одной из торцевых стенок градирни смонтирована лестничная клеть 20. Для надежной локализации активной зоны и снижения теплопотерь при низких температурах все ограждения градирни 21 выполнены двухслойными из листовых полимерных материалов.

Градирня работает следующим образом. Нагретая вода выталкивается форсунками в эжекционные каналы 5, в которых из объемов воздуховодных коридоров эжектируется необходимое количество воздуха. Охлаждение воды начинается уже в объеме эжекционных каналов, где происходит интенсивный подсос воздуха и потоки движутся с большими скоростями - первая зона активного охлаждения. После эжекционных узлов потоки диспергированной воды, взаимодействуя с воздухом, в режиме интенсивной турбулизации движутся вверх по криволинейным траекториям на высоту до 4-5 м - вторая зона активного охлаждения. В верхней части градирни происходит лобовое столкновение потоков, поступающих с противоположных водосливов. При этом капли многократно дробятся и витают в процессе хаотического движения, как бы зависая в объеме на некоторое время.

Отработавший воздух уходит через выхлопной канал 15 в атмосферу - третья зона активного охлаждения. Затем охлаждаемая вода, увлекая за собой некоторую часть эжектированного воздуха, падает на поверхность оросителя 11 в виде свободного дождя. Здесь водяные потоки опять дробятся, интенсивно перемешиваясь с воздухом в его объеме - четвертая дополнительная зона активного охлаждения. Снижение скорости водяных потоков, а также наличие аэродинамического сопротивления препятствуют сквозному проходу воздуха вниз через слой оросителя. После оросителя охлажденная вода ниспадает в водосборный бассейн. В то же время за счет работы эжекционных узлов через воздуховходные окна градирни и блоки каплеуловителя 12 постоянно идет подсос новых объемов воздуха из атмосферы. Потоки воздуха, поступая в активную зону градирни, прежде чем попасть на всас эжекционных узлов, «просеиваются» сквозь капли и струи падающего дождя, доохлаждая оборотную воду - пятая дополнительная зона активного охлаждения.

Такая схема организации процесса обеспечивает режим интенсивного тепломассообмена теплоносителей практически на всем пути их перемещения в активной зоне градирни. Наличие оросителя не только способствует увеличению времени контакта теплоносителей и повышает эффективность процесса охлаждения, но и решает еще одну важную задачу. При его расположении между водосливами он создает некоторое аэродинамическое сопротивление, препятствуя рециркуляции отработавшего воздуха снова на всас эжекционных узлов.

Многократно увеличенная площадь общего выхлопного канала 15 соответственно уменьшает скорость выхода паровоздушной смеси до уровня много ниже скорости витания капель. Это предотвращает каплеунос даже без монтажа каплеуловителя в площади выхлопного канала и устраняет аэродинамическое сопротивление, препятствующее выходу отработавшего воздуха. Кроме того, отсутствие в активной зоне избыточного давления повышает коэффициент эжекции, а также исключает вынос капельной влаги из эжекционных каналов 5 в объем воздуховодных коридоров.

Предложенная конструкция градирни обеспечивает широкий диапазон регулирования агрегата при изменении климатических условий и тепловой нагрузки.

В летний период для того, чтобы обеспечить полное взаимодействие вновь поступающего атмосферного воздуха, раздвижные затворы 13 закрывают, а поворотные затворы 14 полностью открывают. Другие режимы работы градирни возможны, если обеспечить сообщение воздуховодных коридоров непосредственно с атмосферой, при частично открытых раздвижных затворах. В этом случае воздушный поток из объема активной зоны под оросителем уменьшится, но на всас эжекторов будет поступать больше воздуха с меньшей относительной влажностью.

В зимний период раздвижные затворы 13 всегда плотно закрыты. А поворотные затворы 14 в диапазоне умеренных температур частично или полностью открыты. При этом поступающий атмосферный воздух, «просеиваясь» через теплый дождь, ощутимо нагревается. В результате в объемах воздуховодных коридоров под водосливами создается «парниковая» зона за счет теплоты охлаждаемой воды.

При очень низких температурах в зависимости от тепловой нагрузки градирни поворотные затворы 14 частично открывают либо полностью закрывают, прекращая подачу холодного воздуха. При этом охлаждение воды осуществляется за счет ее конвективного теплообмена с холодным воздухом через выхлопной канал 15 градирни.

При экстремально низких температурах все затворы полностью закрыты. Запорную арматуру 8 на стояках закрывают, а 9 на боковых отводах открывают, и нагретая вода подается непосредственно в водосборный бассейн, минуя эжекционные узлы. При этом теплообмен с окружающей средой осуществляется только через выхлопной канал 15 со свободной поверхности воды в бассейне.

Технологическая схема процесса охлаждения и предлагаемая конструкция градирни позволяют получить следующие технические результаты.

Многократное увеличение площади выхлопного канала устраняет аэродинамическое сопротивление на выходе образовавшейся паровоздушной смеси и повышает коэффициент эжекции. Наличие оросителя улучшает тепломассообмен и предотвращает рециркуляцию отработавшего воздуха снова на всас эжекционных узлов. Атмосферный воздух поступает к эжекторам, «просеиваясь» через струи ниспадающего дождя, увеличивая время контакта теплоносителей. Все это повышает охлаждающую способность градирни.

Предложенная схема процесса тепломассообмена, наличие системы затворов, а также обогрев воздуховодных коридоров теплотой из активной зоны градирни гарантированно предотвращают обмерзание эжекционных узлов в зимний период.

Отсутствие у градирни кровли, а также второго яруса в конструкции воздуховодных коридоров существенно сокращает металлоемкость агрегата, а следовательно, и величину капитальных затрат на его строительство.

Секционная эжекционная градирня, содержащая единый корпус, разделенный на секции объемными перегородками обтекаемой формы и расположенными под ними сквозными воздуховодными коридорами, образующими поверхностями которых являются сверху - наклонные водосливы, предназначенные для базирования эжекционных узлов, снизу - сплошной настил технологических площадок, а также систему лестниц, дверей и трапов для удобства технического обслуживания агрегата, отличающаяся тем, что ниже технологических площадок в стенках корпуса по контуру градирни выполнены воздухозаборные окна, в проемах которых вертикально установлены блоки каплеуловителя, продольные стенки воздуховодных коридоров открыты, их входы с обеих сторон снабжены утепленными раздвижными затворами, проемы воздухозаборных окон снаружи имеют утепленные затворы поворотного типа, и в каждой секции между нижними кромками противоположных водосливов на опорную решетку уложен слой оросителя, а в верхней части градирня открыта по всей площади и по периметру ее корпуса смонтирован общий выхлопной канал, имеющий конфузорную форму.

www.findpatent.ru

эжекционная градирня - патент РФ 2166163

Изобретение относится к испарительным охладителям. Эжекционная градирня содержит корпус с воздуховходными жидкостно-эжекционными окнами, выполненными в виде продольного канала и расположенными вдоль верхней кромки градирни, водораспределительный коллектор с водоструйными форсунками, с факелом, направленным вниз, продольный канал имеет трапецеидальное сечение с углом раскрытия, меньшим угла раскрытия факела, в верхней части канала установлен ряд форсунок, шаг форсунок выполнен меньшим или равным ширине канала в наиболее широкой его части. Изобретение позволяет повысить эффективность работы градирни за счет интенсификации охлаждения жидкости при сокращении размеров градирни и уменьшения энергозатрат. 7 з.п. ф-лы, 7 ил. Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к испарительным охладителям, и может быть применено на тепловых и атомных электростанциях, а также на других промышленных объектах, где требуется охлаждение воды или других жидкостей. Известна вентиляторная градирня, содержащая установленные в корпусе каплеуловитель, водораспределительные трубопроводы с разбрызгивающими соплами и водосборный резервуар в нижней части, в которой трубопроводы установлены в корпусе поярусно, причем в каждом ярусе они размещены по периметру корпуса, а разбрызгивающие сопла выходными отверстиями обращены в центральную зону градирни (см. авторское свидетельство СССР N 1071915, МПК F 28 C 1/00, 1983). Известна также вентиляторная градирня, содержащая корпус, охваченный кожухом с образованием воздухоотводящего канала, воздухоотводящую трубу, установленную в днище корпуса, снабженную водосборным лотком и жалюзийной решеткой, вытяжной патрубок с вентилятором, воздухораспределитель с форсунками и воздуховходные патрубки. Размещенные в крышке корпуса, в котором система охлаждения дополнительно снабжена воздуховодами с запорными клапанами и оболочкой, размещенной вокруг боковой стенки корпуса с кольцевым зазором (см. авторское свидетельство СССР N 1601490, МПК F 28 C 1/00, 1991). Недостатками известных устройств является неэффективная схема охлаждения жидкости, обусловленная большим количеством жидкости в небольшом пространстве, что в свою очередь заставляет пропускать большие потоки воздуха, использовать мощные вентиляторные системы. В качестве прототипа принята эжекционная градирня, содержащая корпус с воздуховходными жидкостно-эжекционными окнами, выполненными в виде продольного канала и расположенными вдоль верхней кромки градирни, водораспределительный коллектор с водоструйными форсунками, с факелами, направленными вниз (см. авторское свидетельство СССР N 1183815, МПК F 28 C 1/00, 1987). Положительным качеством в прототипе является то, что конструкция и размещение эжекторов позволяют организовать принудительную циркуляцию воздуха без использования внешних вентиляторов. Недостатком прототипа является сложность устройства, обусловленная наличием оросительной системы, недостаточная долговечность и надежность устройства, обусловленная той же причиной, недостаточная эффективность охлаждения, вызванная большим аэродинамическим сопротивлением, связанным с размещением в шахте элементов оросителя. С другой стороны, отказаться от оросителя в данной системе невозможно, поскольку именно ороситель является тем устройством, в котором происходит теплопередача. Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении эффективности работы градирни за счет интенсификации охлаждения жидкости при сокращении размеров градирни и уменьшении энергозатрат на охлаждение воды. Поставленная задача решается тем, что в эжекционной градирне, содержащей корпус с воздуховходными жидкостно-эжекционными окнами, выполненными в виде продольного канала и расположенными вдоль верхней кромки градирни, водораспределительный коллектор с водоструйными форсунками, с факелом, направленным вниз, согласно изобретению, продольный канал имеет трапецеидальное сечение с углом раскрытия меньшим угла раскрытия факела, в верхней узкой части канала установлен ряд форсунок, шаг форсунок выполнен меньшим или равным ширины канала в наиболее широкой его части. Поставленная задача решается также и тем, что форсунки установлены группами. Угол раскрытия канала меньше угла раскрытия факела в 1,1 - 4 раза. Эжекционный канал с внутренней стороны корпуса градирни дополнительно снабжен щитком. Щиток присоединен в внутреннему краю канала, параллельно стенке градирни, а по вертикали заканчивается на высоте от зеркала охлажденной воды не менее ширины канала в его узкой части и не более ширины канала в его широкой части. Между каналами установлены антиветровые перегородки до зеркала воды. Эжекционные окна выполнены на противоположных гранях. Эжекционные окна выполнены вдоль всего периметра градирни. Такое выполнение градирни позволяет, во-первых, обеспечить наилучшее эжектирование воздуха и обеспечить его увеличение струями жидкости. Во-вторых, верхнее размещение форсунок существенно сокращает энергетические затраты на распыление воды, поскольку положительную роль играет сила тяжести. Размещение форсунок в канале трапецеидального сечения создает устройство, подобное соплу Вентури, однако использование двух и более форсунок в одном канале, с размещением их с шагом меньшим или равным ширине канала в наиболее широкой части позволяет смоделировать сопло Вентури не вокруг отдельно взятой форсунки, а в продольном канале. Отсутствие оросителя не создает аэродинамических препятствий движению эжектируемого воздуха, который за счет эжекции устремляется вначале вниз, вместе с потоком частиц жидкости, а затем за счет конвенционных потоков вверх по шахте градирни и тем самым обеспечивается значительный воздушный поток: до 6 - 10-кратного водяного потока. Отсутствие конструктивных элементов оросителя, кроме того, упрощает конструкцию градирни, делает доступней при ремонте внутренние конструкции и соответственно повышает надежность ее работы. Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 схематически изображена градирня, вертикальный разрез. На фиг. 2 - градирня, вертикальный разрез, со щитком, присоединенным к внутренней стенке канала. На фиг. 3 - градирня. Вертикальный разрез с двумя эжекционными каналами на противоположных сторонах градирни. На фиг. 4 изображен вид А на фиг. 1. На фиг. 5 - вид Б на фиг. 1. На фиг. 6 - вид В на фиг. 3. На фиг. 7 изображен вид сверху восьмигранной градирни с размещением канала вдоль всего контура градирни. Градирня содержит корпус 1, выполненный в виде вертикального короба с воздуховходными окнами 2, выполненными вдоль ее верхней кромки, водораспределительный коллектор 3 и водоструйные форсунки-эжекторы 4, причем форсунки-эжекторы 4 создают наклонные от вертикали факелы жидкости 5. Кроме того, градирня содержит водосборный бассейн 6. Форсунки 4 соединены с водораспределительным коллектором 3 известными средствами. В качестве одной из стенок эжекционного канала используется стенка градирни 7. Другая стенка 8 выполнена отдельной внутри градирни. Стенка 8 может быть снабжена дополнительным вертикальным щитком 9. При двухстороннем расположении эжекционных окон 2 внутри градирни может быть установлена антиветровая перегородка 10 до зеркала воды. Угол раскрытия факела обозначен эжекционная градирня, патент № 2166163

ф. Угол раскрытия канала обозначена эжекционная градирня, патент № 2166163

к. Высота канала обозначена h. Высота установки дополнительного щитка до зеркала воды обозначена h2. Расстояние между форсунками в канале обозначено t. Градирня работает следующим образом. Охлаждаемая вода подается через водораспределительный коллектор 3 и форсунки 4 в трапецеидальный расширяющийся продольный канал, ограниченный с одной стороны стенкой градирни 7, а с другой - стенкой эжекционного канала 8. За счет того, что угол раскрытия факела эжекционная градирня, патент № 2166163

ф больше, чем угол раскрытия канала эжекционная градирня, патент № 2166163

к, образуется сопло Вентури и наружный воздух через окно 2 эжектируется внутрь градирни, активно перемешиваясь с каплями охлаждаемой воды. При этом происходит теплопередача, воздух нагревается и конвенционными потоками выходит наружу в открытой части градирни. Экспериментальные исследования показали, что уменьшение отношения эжекционная градирня, патент № 2166163

к/

ф менее чем 1,4 резко снижает эжекционную способность канала трапецеидального сечения и не позволяет использовать такие каналы без наддува воздуха внешним источником. При невысоких градирнях необходимо существенно укорачивать высоту канала, при достаточно широких факелах. В этом случае конструктивно необходимо увеличить соотношение эжекционная градирня, патент № 2166163

к/

ф до 4. Значения большие чем 4 снова приводят к существенной потере эжекции и невозможности работы градирни в эжекционном режиме. Для увеличения зоны теплообмена внутренняя стенка канала 8 дополнительно снабжена вертикальным щитком 9, что позволяет удлинить время контакта охлаждаемой воды и воздуха. Опытным путем установлено, что высота h2 между краем щитка 9 и зеркалом воды должна быть не менее ширины канала в его узкой части и не более ширины канала в его широкой части. Канал выполнен продольным, и в нем с шагом t расположены отдельные форсунки 4 или группы форсунок 4. Шаг установки форсунок 4 необходимо выбрать меньше, чем ширина канала в наиболее широкой его части. При этом форсунки 4 регулируют таким образом, чтобы факел соседних форсунок на 60-70 процентов перекрывали друг друга. Такая регулировка позволяет практически полностью перекрыть продольный канал и обеспечить наилучшую эжекцию внешнего воздуха в градирню. В случае проектирования и изготовления больших градирен целесообразным может оказаться выполнение эжекционных окон 2 на противоположных гранях градирни или по верхнему контуру градирни. При этом каналы могут быть выполнены относительно более узкими (с меньшим углом раскрытия эжекционная градирня, патент № 2166163

к). При большой высоте градирен целесообразным может оказаться дополнение внутренней стенки канала щитком 9. Он заставляет эжектируемый воздух, увлекаемый падающими каплями воды, пройти всю глубину шахты и только после этого развернуться и за счет конвенционных потоков двигаться вверх по шахте градирни. В результате работы градирни организуется принудительная циркуляция воздушных масс без дополнительного энергопотребления. Кроме того, установка форсунок 4 группами обеспечивает значительные количества подаваемой через форсунки жидкости и тем самым позволяет снизить энергопотребление и повысить экономичность градирни. Изобретение позволяет значительно повысить эффективность тепломассообмена градирни без увеличения затрат, по сравнению с известными конструкциями, при этом существенно упростить конструкцию градирни, повысить ее надежность, ремонтопригодность и снизить эксплуатационные расходы.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Эжекционная градирня, содержащая корпус с воздуховходными жидкостно-эжекционными окнами, выполненными в виде продольного канала и расположенными вдоль верхней кромки градирни, водораспределительный коллектор с водоструйными форсунками, с факелом, направленным вниз, отличающаяся тем, что продольный канал имеет трапецеидальное сечение с углом раскрытия, меньшим угла раскрытия факела, в верхней части канала установлен ряд форсунок, шаг форсунок выполнен меньшим или равным ширины канала в наиболее широкой его части. 2. Эжекционная градирня по п.1, отличающаяся тем, что форсунки установлены группами. 3. Эжекционная градирня по п.1 или 2, отличающаяся тем, что угол раскрытия канала меньше угла раскрытия факела в 1,1 - 4 раза. 4. Эжекционная градирня по любому из пп.1 - 3, отличающаяся тем, что эжекционный канал с внутренней стороны корпуса градирни дополнительно снабжен щитком. 5. Эжекционная градирня по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что щиток присоединен к внутреннему краю канала, параллельно стенке градирни, а по вертикали заканчивается на высоте от зеркала охлажденной воды не менее ширины канала в его узкой части и не более ширины канала в его широкой части. 6. Эжекционная градирня по любому из пп.1 - 5, отличающаяся тем, что между каналами установлены антиветровые перегородки до зеркала воды. 7. Эжекционная градирня по любому из пп.1 - 6, отличающаяся тем, что эжекционные окна выполнены на противоположных гранях. 8. Эжекционная градирня по любому из пп.1 - 7, отличающаяся тем, что эжекционные окна выполнены вдоль всего периметра градирни.

www.freepatent.ru

секционная эжекционная градирня - патент РФ 2506512

Изобретение может быть использовано для охлаждения оборотной воды. Секционная эжекционная градирня (Г) имеет единый корпус, разделенный на секции криволинейными перегородками и сквозными воздуховодными тоннелями. В нижней части корпуса расположены рама опорная и водосборный бассейн. В верхней части Г над каждой секцией устроен выхлопной канал с установленным внутри каплеуловителем. Все ограждения Г сформированы из профильных полимерных листов в два слоя. Ограждающими поверхностями каждого тоннеля являются сверху - водосливы, по бокам - ветровые перегородки, снизу - палуба нижняя. Над входами тоннеля смонтированы завесы. Его внутренний объем поделен на два яруса технологической площадкой, настил которой в средней части решетчатый. Каждая секция имеет по два водослива с уклоном навстречу друг другу. Под водосливами расположены коллекторы водораспределительной системы. В каждом эжекторе обеспечен гидрозатвор между факелом форсунки и стенкой эжекционного канала. Гидрозатвор в зоне шириной не более 150 мм от верхней кромки канала обеспечивается подбором диаметра и высоты эжекционного канала и угла раскрытия факела форсунки. В зимний период завесы опускаются до уровня технологической площадки, предотвращая образование сосулек и обмерзание конструкций Г. Технический результат заключается в повышении охлаждающей способности Г, снижении энергоемкости процесса, предотвращении обмерзания конструкций в зимний период. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Рисунки к патенту РФ 2506512

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в качестве охладителя оборотной воды на средних и крупных промышленных объектах, включая электростанции типа ТЭС, ГРЭС и АЭС, и является альтернативой вентиляторным секционным градирням.

Наиболее близкой по техническим решениям является эжекционная градирня (см. патент RU № 68667, F28C 1/00, 20.12.2006) - прототип. Градирня содержит прямоугольный в плане корпус, разделенный перегородкой на равновеликие секции. В нижней части корпуса в одной из продольных сторон выполнены воздуховходные окна с козырьками направленными внутрь. Напротив расположены воздуховыходные окна, оснащенные дополнительным каплеуловителем. Основной каплеуловитель, перекрывающий 2/3 площади поперечного сечения, установлен в верхней части корпуса градирни. В проемах воздуховходных окон смонтирован водораспределительный коллектор с эжекционными форсунками, направленными в сторону воздуховыходных окон. Под корпусом градирни размещен водосборный поддон.

Данная градирня имеет следующие недостатки. Как показывают исследования, величина коэффициента эжекции очень зависит от наличия или отсутствия гидрозатвора между факелом диспергированной жидкости и твердыми стенками эжекционного канала. Отсутствие такового гидрозатвора снижает коэффициент эжекции при прочих равных условиях в 1,6-1,8 раза. В данной градирне гидрозатвор отсутствует, поскольку его нельзя обеспечить при одновременной работе большого числа форсунок в один эжекционный канал прямоугольного сечения, так как в местах стыков каждых четырех соседних факелов круглого сечения образуются звездообразные пустоты. Через эти пустоты происходит обратный ток значительного количества, ранее эжектированного воздуха из объема градирни, с выносом капельной влаги, что требует существенного повышения давления для обеспечения необходимой величины коэффициента эжекции.

Скорость движения жидкости на выходе форсунок в диапазоне рабочих давлений эжекционных охладителей колеблется в пределах 10-15 м/с. При ориентации форсунок под малым углом к горизонту поток преодолевает расстояние порядка 6-7 м. Таким образом, двигаясь с указанной скоростью, период полета капель диспергированной жидкости не превышает одной секунды. Так как процесс тепломассообмена весьма энертен, то за столь короткое время контакта фаз невозможно обеспечить эффективного охлаждения воды. Кроме того, ввиду наличия свободного пространства над факелом, часть эжектированного воздуха сразу же после наклонного козырька устремляется вверх в направление основного каплеуловителя, что еще более снижает охлаждающую способность градирни.

Аппараты такой конструкции, неизбежно, имеют значительный каплеунос, т.к. факелы диспергированной жидкости направлены в сторону воздуховыходного окна.

Градирня имеет очень малую плотность орошения и не может быть использована на предприятиях, в водооборотных циклах которых расход воды исчисляется тысячами кубометров в час. В этом случае при среднестатистических производительности эжекционных форсунок 4-6 м3/ч и расстоянии между ними около 0,5 м габариты градирни в плане достигнут нескольких сотен метров и более.

Задачами данного изобретения являются: повышение охлаждающей способности градирни, снижение энергоемкости процесса, предотвращение обмерзания конструкций в зимний период, а также улучшение условий технического обслуживания агрегата.

Для решения этих задач предложена секционная эжекционная градирня, имеющая единый корпус, разделенный на секции перегородками криволинейной формы и сквозными воздуховодными тоннелями. Полная локализация активной зоны градирни предотвращает вынос капельной влаги и увлажнение поступающего в эжектора воздуха. Использование автономных эжекционных узлов, в каждом из которых поток диспергированной форсункой воды имеет гарантированный гидрозатвор в эжекционном канале. Кроме того, плавные формы проточной части, обеспечивающие минимальное аэродинамическое сопротивление, а также оригинальная схема движения и взаимодействия теплоносителей определяют высокую эффективность процесса охлаждения при одновременном снижении его энергоемкости. Использование завес, предотвращающих прямой забор эжекторами холодного воздуха из атмосферы, исключает обмерзание конструкций в зимний период. Наличие технологической площадки, трапов, лестниц и расположение водораспределительной системы в легкодоступных местах за пределами активной зоны градирни обеспечивают удобство технического обслуживания агрегата.

Принципиальная схема градирни представлена на фигурах 1-4. На фиг.1 - общий вид градирни. На фиг.2 - вид градирни сверху. На фиг.3 - разрез по фиг.1. На фиг.4 - разрез по фиг.2.

По схеме градирня имеет единый корпус 1 прямоугольной формы, базирующийся на опорах 2, разделенный на секции перегородками криволинейной формы 3 и сквозными воздуховодными тоннелями. В нижней части корпуса расположена рама опорная 4, на которой установлен водосборный бассейн 5. В верхней части градирни над каждой секцией устроен выхлопной канал 6. Все пространство между выхлопными каналами закрыто сплошным металлическим настилом, образующим палубу верхнюю 7. В одной из торцевых стенок канала выполнена дверь 8. Внутри выхлопного канала по его оси расположен трап внутренний 9, по обеим сторонам которого установлен каплеуловитель 10. По длинным сторонам корпуса на уровне палубы верхней градирня имеет трапы наружные 11.

Все ограждения градирни 12, включая стенки выхлопных каналов, сформированы из профильных полимерных листов в два слоя.

Ограждающими поверхностями каждого тоннеля являются сверху - водосливы 13, по бокам - ветровые перегородки 14, снизу - сплошной настил палубы нижней 15. Над входами тоннеля с обеих сторон смонтированы завесы 16 в виде рольставни.

Объем каждого воздуховодного тоннеля поделен технологической площадкой 17 на два яруса. Схема площадки представлена на фиг.3. Настил технологической площадки состоит из трех частей - по краям сплошной, в средней части решетчатый, в площади которой выполнен проем и смонтирована лестница 18.

Каждая секция имеет по два водослива с уклоном навстречу друг другу. На водосливах шахматном порядке смонтированы в водовоздушные эжекторы 19. Непосредственно под ними расположены элементы водораспределительной системы 20.

Конструкция эжекционного узла представлена на фиг.4.

В плоскостях водосливов выполнены круглые отверстия, расположенные рядами симметрично вдоль коллекторов 21 водораспределительной системы. Сверху по кромке каждого отверстия приварено водоотбойное кольцо 22, образуя воздухозаборное окно эжектора. Эжекционный канал 23, установлен концентрично с водоотбойным кольцом, а внизу образован дренажный зазор между ним и поверхностью водослива. Диаметр канала больше водоотбойного кольца. На коллекторах водораспределительной системы по осям каждого эжекционного канала смонтированы эжекционные струйно-вихревые форсунки 24, направленные вверх.

Градирня работает следующим образом.

Нагретая вода от потребителя поступает через водораспределительную систему 20 и выталкивается форсунками 24 в объем эжекционных каналов 23, где и происходит подсос необходимого количества воздуха. В летний период воздух поступает к эжекторам по всему сечению воздуховодного тоннеля. Диаметр и высота эжекционного канала, а также угол раскрытия факела форсунки подобраны так, что в зоне шириной не более 150 мм от верхней кромки канала создан надежный гидрозатвор, предотвращающий обратный ток эжектированного воздуха из объема градирни. Кроме того, наличие такого гидрозатвора снижает потребное давление в 1,6-1,8 раза до уровня 0,2-0,25 МПа. После эжекторов потоки диспергированной жидкости вместе с эжектированным воздухом движутся вверх по криволинейным траекториям. В верхней части объема секции происходит двухстороннее лобовое столкновение противоположных потоков, сопровождающееся многократным дроблением и витанием капель в процессе хаотического движения. При этом потоки как бы зависают в объеме на некоторое время. После столкновения охлаждаемая вода падает вниз в виде дождя. В то же время часть насыщенного паром воздуха, огибая плавные контуры проточной части, с минимальным аэродинамическим сопротивлением уходит в атмосферу. Другая часть воздуха, увлекаемая дождем, движется вниз. У поверхности жидкости в водосборном бассейне 5, воздух поворачивает и, распределяясь по объему, также устремляется в выхлопной канал 6 градирни, «просеиваясь» между каплями свободно падающего дождя.

Такая схема организации процесса тепломассообмена при ориентации форсунок вверх многократно - до 5 секунд и более - увеличивает время взаимодействия теплоносителей, обеспечивая полное насыщение воздуха парами, а также перенос от нагретой воды к условно холодному воздуху значительно большего количества теплоты.

Кроме того, повышению эффективности процесса охлаждения способствует герметизация активной зоны градирни двухслойными ограждениями, водосливами, ветровыми перегородками и палубами нижними, полностью предотвращающая увлажнение парами и капельной влагой сухого атмосферного воздуха, подаваемого в градирню.

Завесы 16, опущенные до уровня технологической площадки 17, перекрывают входы в верхний ярус воздуховодного тоннеля, образуя под водосливами 13 обогреваемые из объема градирни замкнутые пространства, тем самым предотвращая образование сосулек и обмерзание конструкций в зимний период. При этом воздух поступает к эжекторам 19 из объема нижнего яруса через щели решетчатого настила в средней части технологической площадки.

Конструкция градирни обеспечивает свободный доступ обслуживающего персонала практически в любую точку объема градирни. Подъем на нижнюю палубу 15 осуществляется по лестнице (на схеме не показана). Для проникновения во внутренний объем секции и чашу водосборного бассейна 5 в ветровых перегородках 14 выполнена дверь (на схеме не показана). На верхнюю палубу 7 персонал попадает по маршевой лестнице, смонтированной снаружи корпуса 1 градирни (на схеме не показана). Проход внутрь выхлопного канала 6 и перемещение в его объеме обеспечивают дверь 8 и трап внутренний 9. Для подъема на технологическую площадку в каждом воздуховодном тоннели устроена лестница 18. К элементам водораспределительной системы 20 и форсункам 24 обеспечен свободный доступ с поверхности технологической площадки даже в процессе работы градирни, так как водосливы выполняют роль кровли, защищая персонал от падающего дождя.

В несколько раз увеличено время взаимодействия теплоносителей в режиме интенсивной турбулизации. Необходимая величина коэффициента эжекции достигнута при значительном снижении рабочего давления воды в системе. Обеспечена подача сухого воздуха в градирню в результате полной локализации ее активных зон. Плавные контуры проточной части снижают аэродинамическое сопротивление движению потоков паровоздушной смеси.

Таким образом, разработанные технические решения улучшают охлаждающую способность агрегата при одновременном снижении энергоемкости процесса.

Использование завес на входах воздуховодных тоннелей предотвращает обмерзание конструкций в зимний период.

Компоновочная схема, а также наличие лестниц, трапов и площадок обеспечивают удобный доступ персонала в любую часть градирни для осуществления технического обслуживания.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Секционная эжекционная градирня, содержащая единый корпус прямоугольной формы, в нижней части которого расположены рама опорная и водосборный бассейн, имеет в верхней части над каждой секцией выхлопной канал с установленным внутри каплеуловителем по обеим сторонам трапа, а снаружи пространство между выхлопными каналами закрыто сплошным металлическим настилом, образующим палубу верхнюю, при этом все ограждения градирни, включая стенки выхлопных каналов, сформированы из профильных полимерных листов в два слоя, чтобы гарантированно исключить вынос влаги из активных зон градирни, отличающаяся тем, что весь корпус градирни разделен на секции перегородками криволинейной формы и сквозными воздуховодными тоннелями, ограждающими поверхностями каждого тоннеля являются сверху водосливы, по бокам - ветровые перегородки, снизу - сплошной настил палубы нижней, над входами тоннеля с обеих сторон смонтированы завесы в виде роль-ставни, и объем тоннеля поделен технологической площадкой на два яруса, а каждая секция имеет по два водослива с уклоном навстречу друг другу, на которых в шахматном порядке установлены водовоздушные эжекторы, а под ними смонтированы коллекторы водораспределительной системы с форсунками, направленными вверх по осям эжекционных каналов, при этом диаметр и высота каждого эжекционного канала и угол раскрытия факела форсунки подобраны так, что в зоне шириной не более 150 мм от верхней кромки канала создан надежный гидрозатвор.

2. Секционная эжекционная градирня по п.1, отличающаяся тем, что настил технологической площадки состоит из трех частей - по краям сплошной, в средней части решетчатый для прохода воздуха, в площади которой выполнен проем и смонтирована лестница.

3. Секционная эжекционная градирня по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что завесы, опущенные до уровня технологической площадки, перекрывают входы в верхний ярус воздуховодного тоннеля, образуя под водосливами обогреваемые из объема градирни замкнутые пространства, тем самым предотвращая образование сосулек и обмерзание конструкций в зимний период.

www.freepatent.ru

Эжекционная градирня

Класс 17е, 2си

Хо 78037

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

l ! (А. H. Литвин

ЭЖЕКЦИОННАЯ ГРАДИРНЯ

Заявлено 8 I !oilÿ 1948 г. «а Х1 381796 в ho)IIITcT ио !!аооротсииям и открытиям ири Сов(те .(1ии!!(тров СССР

Настоящее изобретение, относится к =. æåêkkffolf !if!)f гр;1лирия:,I, предназначенным Лля охлаждения оборот1юй воды, Отличительной особе(!ность(о описываемой градирни является cnelill3льиое расположение щитов, образуl0fljffx лиффузоры лля воздух,l, засасываемого охлаждаемой водой.

На фиг. 1 и 2 изобра>кена эжекциоииая градирня в лву; проекция.,.

Охлажлаемая вола, проходя через II311p3Bëÿioùiiå насадки l. обра: ует направленный вертикально вверх !юлый водяной факел ), расш1ряющийся пол некоторым углом. Сплошная струя воды в корне факе13 cTBIIofllf1cH Ilo мере удаления от него все более топкой ll затем разлробляется на мелкие брызги.

На уровне 1,5 вЂ” 2,5 .и от земли над каждой из насадок при помои(! щитов устраиваются однотипные шахты размером 1,5 вЂ” -2 !!. Нижние. щиты ) устанавливаются так, что образуют небольшое сужение, кото1 Ое д0.1жио с.1(жить горловинои эжеl(тора. Верх

Таким образом, 3)f(pi(ILHQHHBH i ралирня cOcToIIT из pk133 однотипных эжекторов (фиг. 2), I p) ппир)feMbfx в 03Ho coop) )I(eHIIE H к0,1ичестве, завися(цем от требуемой мощности градирни. Элементы градирни мо1ут компоноваться так, что они образуют в плане различные формы квадрат, прямоугольник) и располагаются либо вплотную один к лру ! ому, либо при необходимости оставля)от проходы между отдельным;! группами 1для лучшего подвода воздуха при очень больших градирнях).

Угол раскрытия водяного факела немного превьциает угол раскрытия лиффузора эжектора. Водяной факел проходит вблизи внутренне-! о края горловины эжектора и при дальнейшем движении достигает стенок лиффузора. Вода стекает по этим стенкам вниз и попалает через

¹ 78027

З(>ЗОР ) МСЖ I X !II I IT((Ú(! В 11POCTP 31!CT130 (1, ОТ К \ J

Оям сиускастс5! в резерву lp 7 и;(и c06>(pHCTc5(в Оои(нй коллектор.

О. и(я ж (ение во, (ы нс! t(0(3pp. ((IocT(I стенок Зжс(тор l и itñ(!Огl ь 0(53

II » Е eИ, (ДЛ 5! 06 P;(T> (0ÃO СТЕКЯ Н !(и ВОДЫ OO(СЛОВЛ>I!53 >01 И ЕЗН Я И ИТЕЛ ЬИОСТ(СОИ рот> i t>леl! И 51 с! !Cте:((в! Д;!51 (1poCogH !>03g t Я, ЗЯС".СЫВЯСС110(0 ОХЛ((Жда ел(0!1 нодон, ((ос ко и ((в расс (>атри в немом с. !у >3(е усTp 3((5ipT(. и Ос!1Овное соиротив !ение, создаваемое обратно иада(0(цей водой.

HH;1I(I(IP дифф HOPoh а:кектоРОВ ?I 06(II(.É Выти иной I((3%Th! ."5 . t E .PP i которые нрокодит увляукните;!Иный (t немного подогреваемый от соириliocIt013pI(II5I с водо>(Возду., co:(дает В i p .(дирне естествеии !0 тягу, 00лег((!!0(ну!О (ропссс эжек(ц!и.

П р c,д м с т ll i 0 (5 р е 1 с ll li 5(и вЂ” t c=.

1 () (1! (! !

/ ((вЂ” ) !, (l (1

Фиг. 2

Редактор Е. А, Ланцбург Теки. редактор A. Л. Соснна 1 орр Вндонова

Подп. к печ. 26/X-1960 г Формат бум. 70)(108 1/16 Объе»(0,17 и. л, Тираж 210. Заказ 6144 Цена 25 коп., с 1/1-1961 г.вЂ” 2,5, коп, ЦБТИ при комитете по делам изобретений и открытий при Совете

Министров ССС 1

Москва, Центр, ((, Черкасский иер.,\. 2/6

Рор. Алатырь, типография . е 2 Мгиистерства ку:и туры Чувашской АССР, Эткекциониа! 51 ГPH;3 II PI I (I, oT .1 ll;1 10 !ц Ii 51 с и It P !DIP! I PI(i(6 :и 11 3 ä наиравликнцими насадками системы 1питов, рясиоложеин )Ix так(!.(обри;(Ом, ито нllжииc ilз 1111. Обp ио . Ill,11Ò(1 М.

www.findpatent.ru

Полезная модель относится к контактным тепло-массообменным аппаратом, а именно, к эжекционным градирням.

Известна эжекционная градирня, состоящая из прямоугольного в плане корпуса, разделенного вертикальной секционной х-образной перегородкой с горизонтальным козырьком сверху, снабженного коллектором подачи охлаждаемой воды, оснащенного эжекционными форсунками. В нижней части стенок корпуса, по всему периметру, смонтировано воздуховходное окно с козырьком над ним, направленным внутрь корпуса и наружным щитом под ним, окна разделены вертикальными квадратными ветровыми перегородками; в нижней части корпуса расположен бассейн охлажденной воды. Недостатком известной градирни является невысокая интенсивность тепло- и массообмена между водой и воздухом, обусловленная отеканием воды по вертикальным перегородкам струями без перемешивания и каплеобразования.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является интенсификация тепло - и массообмена между водой и воздухом за счет увеличения поверхности контакта и его времени.

окно размещено вдоль продольной стенки корпуса, козырек его наклонен вниз, воздуховыходное окно размещено напротив воздуховходного окна и снабжено наклонной внешней стенкой, дополнительный каплеуловитель расположен между верхними кромками наклонной стенки и воздуховыходного окна, каждая секция корпуса градирни дополнительно оснащена контактным элементом для повторного дробления капель в виде оросителя, примыкающего к верхней кромке воздуховыходного окна и направленного фронтально по отношению к форсункам, основной каплеуловитель в верхней части секции градирни смонтирован над контактным элементом и перекрывает 2/3 площади поперечного сечения корпуса градирни, при этом воздуховыходное окно, размещенное напротив коллектора водораспределительной системы, снабжено регулировочной заслонкой.

1 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 илл.

Полезная модель относится к контактным тепло-массообменным аппаратом, используемым в системах оборотного водоснабжения большой производительности нефтеперерабатывающих, металлургических, химических и теплоэнергетических комплексов, а более конкретно, к эжекционным градирням.

Известна эжекционная градирня, состоящая из корпуса, оснащенного расположенными в верхней части корпуса воздуховходными окнами, водораспределительного коллектора с форсунками для разбрызгивания воды при давлении 0,33-0,4 МПа, установленными напротив воздуховходных окон внутри корпуса. Корпус градирни оснащен наклонной перегородкой, образующей эжекторный канал напротив окон и сепарационный канал по другую сторону перегородки. Между нижней кромкой наклонной перегородки и внутренней стенкой корпуса, над поддоном размещено устройство для повторного дробления капель, способствующее интенсификации процесса теплопередачи. Возникающий в результате разбрызгивания воды форсунками капельный поток с преобладающим размером капель, несколько превышающим 0,2 мм, движущийся со скоростью 16-20 м/с эжектирует атмосферный воздух, образуя газожидкостный факел распыла; Под корпусом градирни расположен водосборный поддон (см. «Градирни промышленных и энергетических предприятий», B.C.Пономаренко, Ю.И.Арефьев стр.43, Москва, Энергоатомиздат, 1998 г.)

Недостатком известной градирни является незначительные удельные расходы воздуха (малые коэффициенты эжекции) из-за большого сопротивления газового тракта движению капельно-воздушного потока, что объясняется вертикальным расположением

форсунок (сверху вниз), из-за чего воздушный поток вынужден делать поворот на 180° и установкой контактного элемента перпендикулярно движению контактного потока. Это ведет к неудовлетворительному теплосъему.

Известна эжекционная градирня, состоящая из вертикального цилиндрического корпуса, оснащенного сосной ему цилиндрической смесительной камерой, смонтированной с зазором по отношению к корпусу.

Над смесительной камерой, в верхней части корпуса, размещен направляющий аппарат, отражатель и отбойник, а внутри камеры расположена форсунка, разбрызгивающая нагретую воду от потребителя и чашечный отражатель; форсунка эжектора, обеспечивающая рециркуляцию воды, расположена ниже нее на входе в камеру в нижней части корпуса на уровне кольцевого воздуховходного окна, оснащенного направляющими козырьками. Под корпусом градирни расположен водосборный поддон (см. патент RU №2267728 С1, МКИ F28С 1/00, приоритет 26.04.04 г., опубл. 10.01.06 г., Бюл. №1)

Недостатком известной градирни является небольшая производительность по воде и недостаточный теплосъем в связи с отсутствием контактного элемента для повторного дробления капель.

Известна эжекционная градирня, состоящая из корпуса с воздухоподающими соплами, воздуховходными окнами в корпусе, дополнительными воздуховходными проемами в нем и водовоздушными эжекторами, при этом водораспределительное сопло размещено внутри введенной в корпус трубной оболочки, водовоздушные эжекторы образованы указанными воздухоподающими соплами и трубными оболочками, зазоры между воздухоподающими соплами и трубными оболочками заполнены воздухом, а дополнительные воздуховходные проемы образованы

указанными зазорами, причем водоподающие сопла и трубные оболочки размещены в корпусе градирни так, что их входные торцы расположены вблизи проемов в корпусе (см. патент RU №2295099 С2, МКИ F28С 1/00, приоритет 15.12.04 г, опубл. 10.03.07 г., Бюл. №7).

Недостатком известной градирни является сложность конструкции и недостаточный теплосъем.

Известна эжекционная градирня, состоящая из корпуса, оснащенного смесительной камерой прямоугольного сечения с размещенными внутри нее отстоящими одна от другой эжекционными форсунками, расположенными рядами. Корпус градирни оснащен водораспределительным коллектором с трубками для подвода воды к эжекционным форсункам и окнами в нижней части корпуса. Вертикальные стенки смесительной камеры защищают распыляемые форсунками водяные струи от воздействия боковых воздушных потоков. Градирня снабжена водосборным поддоном, размещенным под корпусом (см. патент GB №1346253, МКИ F28C 3/08, опубл. 06.02.74 г.).

Недостатком известной градирни является малое время контакта и незначительная поверхность последнего, что объясняется отсутствием устройства для вторичного дробления капель.

Известна эжекционная градирня, наиболее близкая по назначению и технической сущности к заявляемой, состоящая из прямоугольного в плане корпуса, разделенного вертикальной секционной Х-образной перегородкой с горизонтальным козырьком сверху, снабженного коллектором подачи охлаждаемой воды, оснащенного эжекционными форсунками. В нижней части стенок корпуса, по всему периметру, смонтировано воздуховходное окно с козырьком над ним, направленным внутрь корпуса, и наружным щитом под ним, окна разделены вертикальными квадратными ветровыми перегородками; в нижней части корпуса расположен

бассейн охлажденной воды (см. авт. свид. №1695117, МКИ F28C 1/00 с приоритетом 12.01.90 г., опубл., 30.01.91 г., Б.И. №44.).

Недостатком известной градирни является невысокая интенсивность тепло- и массообмена между водой и воздухом, обусловленная отеканием воды по вертикальным перегородкам струями без перемешивания и каплеобразования.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является интенсификация тепло- и массообмена между водой и воздухом за счет увеличения поверхности контакта и его времени.

Технический результат достигается тем, что в эжекционной градирне, состоящей из прямоугольного в плане корпуса, разделенного секционной перегородкой и оснащенного окнами, размещенными в нижней части корпуса, с козырьками над ними, направленными внутрь корпуса, и ветровыми перегородками, каждая из секций градирни оснащена коллектором водораспределительной системы с эжекционными форсунками, размещенным снаружи корпуса, напротив воздуховходного окна, и основным каплеуловителем в верхней части секции корпуса градирни, а под корпусом градирни размещен водосборный поддон, секционная перегородка делит корпус на равновеликие секции, воздуховходное окно размещено вдоль продольной стенки корпуса, козырек его наклонен вниз, воздуховыходное окно размещено напротив воздуховходного окна и снабжено наклонной внешней стенкой, дополнительный каплеуловитель расположен между верхними кромками наклонной стенки и воздуховыходного окна, каждая секция корпуса градирни дополнительно оснащена контактным элементом для повторного дробления капель в виде оросителя, примыкающего к верхней кромке воздуховыходного окна и направленного фронтально по отношению к форсункам, основной каплеуловитель в верхней части секции градирни смонтирован над контактным элементом и

перекрывает 2/3 площади поперечного сечения корпуса градирни, при этом воздуховыходное окно, размещенное напротив коллектора водораспределительной системы, снабжено регулировочной заслонкой.

На фиг.1 представлен поперечный разрез эжекционной градирни.

На фиг.2 представлен вид на эжекционную градирню сверху, разрез по А-А.

Эжекционная градирня состоит из прямоугольного в плане корпуса 1, разделенного на секции секционной перегородкой 2, оснащенного воздуховходным окном 3 и воздуховыходным окном 4, расположенными в нижней части корпуса 1, в продольных его стенках 5 и 6. В воздуховходном окне 3, размещенном в одной из продольных сторон 5 корпуса 1, смонтирован коллектор водораспределительной системы 7 с установленными на нем штуцерами 8 с эжекционными форсунками 9.

Над этим окном размещен козырек 10, направленный внутрь корпуса 1. Воздуховходное окна 3 снабжено ветровой перегородкой 11. воздуховыходное окно 4, расположенное напротив воздуховходного окна 3, снабжено наклонной внешней стенкой 12, смонтированной под углом к вертикальной стенке корпуса 1; между верхней кромкой наклонной стенки 12 и верхней кромкой воздуховыходного окна 4 размещен вспомогательный каплеуловитель 13. Каждая секция корпуса градирни 1 оснащена контактным элементом для повторного дробления капель 14, выполненным в виде оросителя, примыкающего к верхней кромке воздуховыходного окна 4 под углом к стенке корпуса 1, фронтально по отношению к эжекционным форсункам.

Основной каплеуловитель 15 каждой секции градирни размещен в верхней ее части над контактным элементом 14 и перекрывает 2/3

площади поперечного сечения корпуса градирни 1. Воздуховыходное окно 4, размещенное напротив воздуховходного окна 3, снабжено регулировочной заслонкой 16. Под корпусом градирни 1 размещен водосборный поддон 17.

Эжекционная градирня работает следующим образом:

Нагретую воду под напором подают на коллекторы водораспределительной системы 7 с штуцерами 8, оснащенными эжекционными форсунками 9, факелы которых направлены внутрь корпуса 1 градирни. Совокупность факелов, образующих скоростной поток капель равномерно перекрывает рабочий сечение между нижней кромкой козырька 10, введенного внутрь козырька 1о и зеркалом воды в водосборном поддоне градирни 17 и эжектирует атмосферный воздух через воздуховходное окно 3 в рабочую зону градирни, при этом коэффициенты эжекции достигаю нескольких тысяч. Взаимодействие воды и воздуха происходит на высокоразвитой поверхности капель воды, средний диаметр которых при давлении от 0,1 до 0,3 МПа не превышает 1 мм и интенсивное охлаждение воды происходит как за счет теплоотдачи, так и за счет испарения воды. Для интенсификации процесса теплопередачи на пути образующегося капельного потока, под углом к нему, установлен контактный элемент для повторного дробления капель в виде оросителя 14, примыкающего к верхней кромке воздуховыходного окна 4 под углом к стенке корпуса 1.

Капли при контакте с оросителем 14 подвергаются вторичному дроблению и движутся вниз.

Эжектируемый каплями воды один из потоков воздуха устремляется вверх корпуса 1 градирни вдоль вертикальной стенки 6 и «выходит» через основной каплеуловитель 15 в атмосферу. Так как воздух движется исключительно вдоль стенки 6 корпуса 1, основной каплеуловитель размещен вверху корпуса 1 градирни только со

стороны, противоположной водораспределительной системе, перекрывая лишь 2/3 площади поперечного сечения градирни.

Другой поток воздуха движется горизонтально по направлению к воздуховыходящему окну 4 и через сепарационный канал, образованный стенкой 12 и контактным элементом 14, выходит из градирни через вспомогательный каплеуловитель 13.

Взаимодействие фаз - воды и воздуха происходит одновременно в продольном и поперечном направлении, при этом один поток воздуха за счет незначительного сопротивления контактного элемента 14 меняет направление своего движения с горизонтального на вертикальное и движется вверх, вступая в противоточное взаимодействие с вновь образующимися каплями на контактных элементах.

Изменять сопротивление этого сепарационного канала, а значит и соотношение расходов воздуха движущихся вертикально и горизонтально возможно при помощи регулировочной заслонки 16.

Итак, за счет установки контактного элемента 14 на пути движения капельного потока происходит вторичное дробление капель воды, а значит увеличение времени контакта и обновление поверхности контакта между водой и воздухом. Повышенные расходы воздуха в зону контакта обеспечиваются при этом за счет создания сепарационного канала у воздуховыходного окна 4, противоположного воздуховходному окну 3 с водораспределительной системой. Введение в конструкцию контактного элемента в виде оросителя 14, способствующего образованию сепарационного канала, позволяет, кроме того, осуществить движение фаз в продольном и поперечном направлении, что значительно увеличивает движущую силу процесса, а следовательно, интенсифицирует процессы тепло- и массообмена.

Предложенная эжекционная градирня по сравнению с известной обеспечивает интенсификацию тепло- и массообмена между водой и воздухом, а следовательно и увеличение теплосъема с воды. Глубина охлаждения в заявляемой градирне достигает 3-4°С.

1. Эжекционная градирня, состоящая из прямоугольного в плане корпуса, разделенного секционной перегородкой и оснащенного окнами, размещенными в нижней части корпуса, с козырьками над ними, направленными внутрь корпуса, и ветровыми перегородками, каждая из секций градирни оснащена коллектором водораспределительной системы с эжекционными форсунками, размещенным снаружи корпуса, напротив воздуховходного окна, и основным каплеуловителем в верхней части секции корпуса градирни, а под корпусом градирни размещен водосборный поддон, отличающаяся тем, что секционная перегородка делит корпус на равновеликие секции, воздуховходное окно размещено вдоль продольной стенки корпуса, козырек его наклонен вниз, воздуховыходное окно размещено напротив воздуховходного окна и снабжено наклонной внешней стенкой, дополнительный каплеуловитель расположен между верхними кромками наклонной стенки и воздуховыходного окна, каждая секция корпуса градирни дополнительно оснащена контактным элементом для повторного дробления капель в виде оросителя, примыкающего к верхней кромке воздуховыходного окна и направленного фронтально по отношению к эжекционным форсункам, основной каплеуловитель в верхней части секции градирни смонтирован над контактным элементом и перекрывает 2/3 площади поперечного сечения корпуса градирни.

2. Эжекционная градирня по п.1, отличающаяся тем, что воздуховыходное окно, размещенное напротив коллектора водораспределительной системы, снабжено регулировочной заслонкой.

poleznayamodel.ru

«Инновационная эжекционная градирня внедрена в результате модернизации на Муромском стрелочном заводе» в блоге «Модернизация»

Энергосберегающая инновационная эжекционная градирня серии НТ (разработка ГК Новые Технологии) внедрена в результате технического перевооружения системы СОВ (система оборотного водоснабжения) на Муромском стрелочном заводе, заменив несправляющуюся 3-х секционную вентиляторную градирню ВГ-50.

Перепад температур эжекционной градирни составил 11 ºС и позволит охлаждать технологическое оборудование предприятия с 35 ºС до 24 ºС при производительности в 1000 м3/ч.

Охлаждающие инновационные эжекционные установки для оборотной воды поставлены предпрриятию в комплекте с автоматическими системами управления, насосной станцией, приемными емкомстями, фильтрами, вспомогательным оборудованием.

ОАО «Муромский стрелочный завод» является ведущим предприятием России по производству стрелочной продукции для железнодорожного транспорта. На предприятии производятся пересечения и соединения для всех категорий железнодорожных путей обыкновенных и скоростных линий, для магистралей с высокой грузонапряженностью и повышенными осевыми нагрузками, для путей сортировочных станций и промышленных предприятий, горно-обогатительных и металлургических комбинатов, угольных бассейнов, тепловых и атомных электростанций, трамвайных линий и метрополитенов.

ОАО «МСЗ» имеет в своем составе металлургическое, механообрабатывающее, сварочное, кузнечно — прессовое, сборочные производства. Основные потребители: железнодорожные администрации России, стран СНГ и Балтии, промышленные предприятия (металлургические, ГОК, и пр.), метрополитены, трамвайные хозяйства, предприятия промышленного железнодорожного транспорта.

Стратегический потребитель предприятия — ОАО «РЖД"

Это не первый случай модернизации системы оборотного водоснабжения промышленного предприятия и технического перевооружения с традиционного или устаревшего вентиляторного оборудования на использование инновационной эжекционной технологии.

Так, например, в 2011 на ОАО «Северные Верфи» произошла модернизация подобной 3-секционной вентиляторной градирни ВГ-70 на 1 секцию модульной эжекционной серии НТ ГК Новые Технологии, что позволило обеспечить те же параметры, что давала 3-секционная вентиляторная, исключив работу всех трех вентиляторов.

ГК Новые Технологии осуществляет НИОКР и внедрение эжекционных промышленных градирен по собственным патентным разработкам производительностью до 50 000 м3/ч — от модульных и мобильных серии НТ в 100 м3/ч до каркасных и башенно-эжекционных. Оборудование одобрено ведущими НИИ и на сегодняшний день внедрено внедрено на более 100 предприятиях ВПК, энергетической, судостроительной, авиационной, нефтехимической отраслей, металлургического, машиностроительного, гальванического производств.

О модернизации башенной градирни на башенно-эжекционную на Каргалинской ТЭЦ (Оренбургская ТГК) можно прочесть здесь (федеральное издание «Энергетика Промышленность России»)

Эжекционные градирные установки отличаются простотой в эксплуатации, лучшим показателем максимальной глубины охлаждения, непритязательностью к качеству подаваемой оборотной воды, устойчивостью к низким внешним температурам (не подвержены обмерзанию), малыми удельными капитальными затратами на строительство, годовым сроком окупаемости ( включая водосборный бассейн и фундамент), имеют 5-летнюю гарантию и срок эксплуатации до 25 лет (без капремонта). Защишены 6 патентами на изобретение и полезные модели, международными сертификатами ISO 9001, экологическим сертификатом 14001.

Эжекционные градирни обладают высокими показателями энергоэффективности, возможностью работы в дискретном режиме в разное время года, возможностью охлаждения с температуры в + 90 °C (в отличие от вентиляторных с max температурой подачи воды в + 60°C), высоким стабильным КПД градирни, и отсутствием необходимости в подпитке для снижения температуры воды.

«Как сделать градирню энергоэффективной» можно прочесть из октябрьского материала газеты Энергетика и Промышленность России (октябрь 2014)

Видеосюжет (24 мин) о внедрении безвентиляторных эжекционных градирен нового поколения с международного форума Российский Промышленник 2014

Источник: федеральное издание «Энергетика и промышленность России»

sdelanounas.ru