Вода градирни: Что такое градирня и как она работает?

ГРАДИРНИ. Мокрая градирня закрытого и открытого типа.

Подробности

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

   Градирни — это устройства для незначительного охлаждения теплой воды воздухом окружающей среды. «Незначительное» означает, что после градирни вода не становится ледяной, как в чиллере (+7 градусов, а возможно и с минусовым значением). Температура поступающей воды в градирню — около 40-50 градусов, после  — 25-30 градусов (в лучшем случае).
   Необходимость охлаждать теплую воду возникает, если того требует технологический процесс на производстве или в случае охлаждения воды для чиллера с водяным конденсатором.

   Градирня, имеет несколько вариантов исполнения, но основных типов — 2: мокрые открытого и закрытого типа, а так же сухие.

Мокрая градирня открытого типа.

   Чаще всего мокрая градирня ассоциируется с башенными градирнями, которые можно увидеть рядом с ТЭЦ или гигантскими предприятиями. Но для большинства предприятий мощностей башенных градирен — не требуется. 

   Мокрая градирня открытая или градирни открытого типа — принцип её действия такой же как и у башенной, только в отличие от первой открытая мокрая градирня вполне транспортабельна и диапазон её производительности достаточно широк, т. к. в большинстве случаев такая конструкция представляет из себя модуль и соединением нескольких модулей достигается требуемая производительность.

   Принцип действия градирни основан на разбрызгивании через форсунки горячей воды от чего собственно и происходит ее охлаждение. Очень часто к этому процессу добавляется обдув потоком воздуха при помощи осевых вентиляторов.
   Башенные грдирни — используются для охлаждения больших объемов воды, в несколько раз превышающих объемы воды на промышленных предприятиях. Это оборудование применяется преимущественно на тепловых и атомных электростанциях.

Мокрая градирня закрытого типа.

   Градирня в которой основной водяной контур не соприкасается с окружающей средой, но в которой всё же используется принцип снижения температуры за счёт испарения — называется мокрая градирня закрытого типа. В основе её действия — теплообменник (как вариант пучок труб), расположенный в корпусе который омывается водой и обдувается воздухом окружающей среды. В результате такой комбинации возможно получение температуры воды на выходе из градирни приближённо равной температуре мокрого термометра, а так же безопасно использование в зимний период, т.к в основном контуре может применяться не замерзающая жидкость.

Варианты использования градирни — в системах охлаждения

   Одним из важных моментов для наиболее эффективного использования градирен в водооборотной системе является оптимальный выбор схемы гидравлических контуров подключения. Схемы гидравлических контуров могут различаться в зависимости от количества градирен, используемых в одном контуре, а также от характера потребителя. Диапазон регулирования производительности водоохладителя определяется характером потребителя. Самый простой гидравлический контур отдельной градиpни, используемый для одного участка обслуживания, приведен на рис. 1.

   Вода из градирни поступает в бак, откуда циркуляционным насосом подается потребителю и далее.

  В области промышленного строительства, особенно когда расход воды, циркулирующий через охладитель потребителя заметно меньше расхода воды, циркулирующего через градирни, применяется схема, приведенная на рис. 2.  Здесь обратная вода, поступающая от потребителей, отстаивается в накопительных емкостях (объем которых рассчитывается примерно на 5-10 минут работы установки). Из нее насос (насосы) контура приготовления рабочей жидкости откачивают воду на испарительные грaдиpни. Из оборудования охлажденная вода поступает в аналогичную ванну. Основная отличительная черта такой схемы — гидравлическая независимость контуров приготовления рабочей воды и потребления, обеспечиваемая наличием компенсационной трубы между емкостями (может 1-использоваться также и одна емкость с перегородкой, обеспечивающей перелив между ее частями). Вследствие этого совершенно не обязательно постоянно регулировать мощность градирен в соответствии с требованиями пользователя. Вентиляторы градирен могут работать в режиме просто «Вкл/Выкл». Кроме этого, каждая такая градиpня работает всегда с полной нагрузкой и обеспечивает максимально возможное охлаждение воды для данных погодных условий. Обе схемы не чувствительны к заморозкам, поскольку данное оборудование полностью дренируются в накопительные емкости, устанавливаемые в помещении, либо расположенные под землей.

Размещение и эксплуатация градирни (с осевыми вентиляторами)

   Для обеспечения удобства и безопасности обслуживания гpадиpни должны иметь площадки, устроенные в соответствиями с требованиями соответствующих СНиП. Перед началом эксплуатации вентиляторной градиpни нужно проверить гидравлическую плотность трубопроводов, резервуаров, а также состояние установленной арматуры.
Оптимальный вариант, когда каждый водоохладитель устанавливается на крыше отдельно. Если это не возможно, то выбор места установки должно быть таким, что бы не возникало рециркуляции (рис.3) При этом нужно учесть возможные порывы ветра (подветренная сторона) и ближайшее расположение строений, которое может изменить поток нагнетаемого воздуха  назад в воздухозаборник.

Рис.3 Влияние  ветра и преград 

   Перед первым пуском необходимо осуществить промывку водяных магистралей для удаления сора и окалины, которые могли там образоваться в процессе проведения сварочных работ, и затем визуально проверить равномерность работы всех форсунок. Все обнаруженные дефекты должны быть устранены до начала эксплуатации. Периодические осмотры градиpен рекомендуется производить не реже чем один раз в месяц. Текущие ремонты градирен должны производиться по мере надобности, но не реже одного раза в год, и приурочиваться, по возможности, к летнему времени. В объеме текущих ремонтов входят работы, не требующие остановки градирни на длительный срок, например очистка и ремонт водораспределительного устройства, трубопроводов и сопел, водо-уловителей, приведение в порядок регулировочных и запорных устройств. При капитальном ремонте выполняются все работы, требующие длительного отключения оборудования: устранение повреждений оросителя, водораспредельной системы, ремонт или замена вентиляторной установки и др.

Эксплуатация градирни в зимнее время

   В зимнее время эксплуатация может усложняться из-за обмерзания их конструкций, особенно это относится к градирням расположенным в суровых климатических условиях. Обмерзание градирен может привести к аварийному состоянию, вызывая деформации и обрушение оросителя из-за дополнительных нагрузок от образовавшегося на нем льда. Обмерзание гpадирни начинается обычно при температурах наружного воздуха ниже -10°С и происходит в местах, где входящий в гpадирню холодный воздух соприкасается с относительно небольшим количеством теплой воды. Внутреннее обледенение является опасным потому, что из-за интенсивного туманообразования оно может быть обнаружено только после разрушения оросителя. Поэтому в зимний период не следует допускать колебаний тепловой и гидравлической нагрузок, необходимо обеспечивать равномерное распределение охлаждаемой воды по площади оросителя и не допускать понижения плотности орошения на отдельных участках. В связи с большими скоростями входящего воздуха плотность орошения в вентиляторных градирнях в зимнее время целесообразно поддерживать не менее 10 м³/м² (не ниже 40% от полной нагрузки). Критерием для определения необходимого расхода воздуха может служить температура охлажденной воды. Если расход поступающего воздуха регулировать таким образом, чтобы температура охлажденной воды не была ниже +12^oC … +15°С, то обледенение грaдирен обычно не выходит за пределы допустимого. Уменьшение поступления в градирню холодного воздуха может быть достигнуто отключением вентилятора или переводом его на работу с пониженным числом оборотов. Исключить обледенение градирен можно путем подачи всей воды только на часть градирен с полным отключением остальных, иногда со снижением расхода циркуляционной воды. Нагнетательные вентиляторы подвержены обмерзанию. Это может вызываться двумя причинами: попаданием на вентилятор водяных капель изнутри оборудования и рециркуляцией уходящего из градирни воздуха, содержащего мелкие капли воды и пар, который конденсируется при смешении с холодным наружным воздухом. В таких случаях можно избежать обледенения лопастей вентилятора следующими способами: — снизить скорость вращения вентилятора, — проконтролировать давление перед форсунками и при необходимости произвести их очистку, — использовать стеклопластиковые  рабочие колеса, — использовать автономный обогрев обечаек вентилятора с помощью гибких электронагревателей. Следует отметить, что неравномерное образование льда на лопастях может приводить к разбалансировке и вибрации вентилятора. Если в зимний период по какой-либо причине производилось отключение вентиляторов градирен, то перед их пуском необходимо проконтролировать состояние обечаек на наличие на них наледи. При обнаружении наледи ее необходимо удалить во избежание поломки рабочих колес вентиляторов.

Методика подбора градирни

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

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

Расчетные параметры атмосферного воздуха.  Таблица 1. 

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

Решение.

Определяем суммарный отводимый тепловой поток:

По таблице расчетных параметров атмосферного воздуха определяем температуру мокрого термометра:

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

Сухие градирни (Драйкуллер)

   Этот вид оборудования по конструкции гораздо проще чиллера, поскольку не имеет холодильного контура. Вода в сухих градирнях охлаждается в пластинчатых теплообменниках, на которые несколько вентиляторов направляют уличный воздух. Таким образом, сухие градиpни стоят вне производственных помещений. В среднем термодинамический предел сухих градирен составляет порядка 5 градусов. Это означает, что если на улице температура воздуха установилась на уровне +35°С, то грaдирня способна охлаждать воду до температуры +40°С — для охлаждения гидравлической жидкости или конденсатора чиллера — вполне приемлемая температура. Если на улице ниже +10°С, то градирня элементарно может заменить собой чиллер (точнее временно заменить), снабжая водой не только теплообменник гидравлического контура ТПА, но и охлаждая пресс-форму, для чего нужна вода температурой от +5°С до +15°С. С учетом того, что в градирнях охлаждение осуществляется атмосферным воздухом при помощи вентиляторов, не требующих большой мощности, то по сравнению с чиллерами они позволяют добиться экономии электроэнергии. Очевидно, что круглогодично одной только градирней обойтись нельзя, так как в нашей стране, кроме зимы приходит и очень теплое лето — совсем без чиллера не обойтись. С другой стороны — по настоящему теплая погода держится не более 4-5 месяцев кряду. Какой смысл гонять чиллер остальные 7-8 месяцев, когда температура за окном лежит в пределах от -10°С до +10°С. Но не смотря на это сухие градиpни все еще являются невостребованным оборудованием. Даже не смотря на то, что при использовании комбинации чиллер — драйкулер возможно добиться ежегодной экономии электроэнергии до 40%.

    Существуют гpaдирни, которые напрямую подключаются к гидравлическому контуру. В них циркулирует не гликолевый раствор, а непосредственно гидравлическая жидкость. В итоге из схемы устраняется посредник в виде промежуточного теплоносителя, что только повышает эффективность охлаждения. В результате гидравлика охлаждается экономичной сухой градиpней, а чиллер обслуживает исключительно пресс-форму и узел инжекции. Это позволяет реализовать очень экономичную двух-температурную схему энергосбережения. Однако на базе чиллера и градирни можно реализовать схемы энергосбережения в более привычном виде.
Сухие охладители разработаны для наружной установки, поэтому для предотвращения замерзания в холодное время года, необходимо добавлять гликоль.

    Использование сухих охладителей имеет следующие преимущества:

• • Нет расхода воды. Охладители работают в закрытом контуре, поэтому нет необходимости в добавлении воды в систему, за исключением тех случаев, когда это вызвано небольшими утечками из крепежных соединений или при замене комплектующих;

  • Не загрязняется производственная вода;
  • Монтаж охладителя очень прост;
  • Вновь установленные блоки хорошо взаимодействуют с уже существующими охладительными системами;
  • Период окупаемости — короткий.

   

  Устройство градирни

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

   

  Устройство градирни — схема

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

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

О градирнях — Mesan — крупнейший мировой производитель градирен.

• org/Breadcrumb»>Главная

»

• Градирни

»

• О градирнях

Конденсация отработавшего пара и газообразных продуктов, охлаждение жидких сред, оборудования и механизмов (в целях предохранения их от быстрого разрушения под влиянием высоких температур) в промышленности и энергетике – основная задача градирни. Она охлаждает оборотную воду направленным потоком воздуха из атмосферы.

Градирни большой производительности применяют в системах оборотного водоснабжения для охлаждения теплообменных аппаратов (в том числе на тепловых электростанциях, включая атомные и ТЭЦ). 

В гражданском строительстве градирни используют для охлаждения конденсаторов холодильных установок, при кондиционировании, для сброса излишков тепла.

В промышленности градирни нужны для охлаждения разного рода технологического оборудования, при химической очистке веществ, часто в связке с системой местных очистных сооружений (МОС). Градирни используют на предприятиях энергетической, судостроительной, авиационной, химической отраслей, в металлургии, машиностроении, на пищевых производствах и т.д.

От качества и стабильности работы градирен зависит эффективность работы систем оборотного водоснабжения, их экологичность, а также производительность технологического оборудования, качество и себестоимость вырабатываемой продукции, удельный расход сырья, топлива и электроэнергии.

Происхождение названия

Термин градирня происходит от нем. Gradieren – сгущать соляной раствор. Раньше градирни использовались для добычи соли путем выпаривания.

«Всё та же озерная гладь,
Всё так же каплет соль с градирен.» А.Блок.

На фото: протоградирня со стеной из терновника для выпаривания соли, иллюстрация из словаря Брокгауза и Эфрона (статья Соль, XIXвек).

Классификация градирен

Разновидности по принципу охлаждения

Испарительные («мокрые») используют открытый контур. Применяются при температурах не выше +65°С. Используется теплота фазового перехода (вода – пар). Потоки воздуха уносят пар и тепловую энергию в атмосферу. 

• Требуется подпитка и водоподготовка. 
• Эффективность работы зависит от температуры «влажного» термометра.

Радиаторные («сухие»): закрытый контур. Применяются при температурах выше +50…60°С. Охлаждаемая вода циркулирует через радиаторный теплообменник. Теплота снимается потоками воздуха от вентиляторов.

• Нет парения.
• Не нужны подпитка и водоподготовка.
• Эффективность работы зависит от температуры «сухого» термометра.

Комбинированные (гибридные, адиабатические): их конструкция позволяет поочередно или одновременно использовать оба способа охлаждения, испарительный и радиаторный.

По наличию контакта охлаждаемой жидкости с наружным воздухом

Открытые испарительные градирни: испаряется сама охлаждаемая вода, имеется прямой контакт с воздухом.

• Требуется подпитка и водоподготовка.

Закрытые испарительные градирни: в них охлаждаемая вода циркулирует по закрытому контуру через теплообменник. На теплообменник распыляется (разбрызгивается) техническая вода, которая, испаряясь, отводит теплоту с поверхности теплообменника. 

• Состав охлаждаемой жидкости стабилен, но потери на унос технической воды существенные.
• Требуется подпитка и водоподготовка.

По способу организации воздушной тяги

Эжекционные испарительные градирни применяются при температурах выше 40…50°С. Насосы под высоким давлением подают охлаждаемую воду, она через форсунки распыляется и испаряется, а воздух подсасывается естественным образом из образовавшихся зон с пониженным давлением.

Используются в технологии, в диапазоне малых и средних мощностей.

Башенные градирни обладают большой единичной мощностью (сотни МВт), используются в электроэнергетике, системах оборотного водоснабжения крупных промышленных предприятий.

Как правило, используется естественная тяга воздуха, но для увеличения эффективности могут оснащаться и вентиляторами. 

Вентиляторные градирни: самый распространенный и эффективный вид градирен. В вентиляторных градирнях теплота с водяным паром выносится в атмосферу вентиляторами.

• Применяются при температурах до 40°С.
• Диапазон мощностей – от десятков кВт до сотен МВт.
• Имеется много разновидностей конструктивных решений.
• Не требуют выполнения большого объема строительных работ.

По способу подачи воздуха в рабочую зону

Испарительные градирни с осевыми вентиляторами — наиболее современный и эффективный тип градирен.

Испарительные градирни с центробежными вентиляторами применяются в системах невысокой мощности.

• Основным их преимуществом являются небольшие габариты.
• Однако электропотребление и капельный унос значительно выше чем у градирен с осевыми вентиляторами.

По взаимному движению потоков воздуха и воды

Противоточные градирни эффективны, позволяют обеспечивать охлаждение с большой разностью входной/выходной температур.  К отрицательным факторам эксплуатации можно отнести сравнительно большие потери воды из-за капельного уноса, однако современные производители эффективно решают эту проблему.

Принцип работы градирни перекрестноточного типа: воздух нагнетается перпендикулярно движению воды. Подаваться воздух может с одной (однопоточная система) либо с двух (двухпоточная система) сторон. Вода стекает по специальным устройствам, имеющим лоточную структуру, после чего попадает в ороситель.

• Преимущество такой перекрестноточной схемы мокрой градирни по сравнению с противоточной – меньшие потери воды.
• Минус: меньшая эффективность, следовательно, большие габариты при равной производительности вентиляторов.

По способу транспортировки и сборки

Также надо отметить, что для клиента важной является классификация градирен по способу транспортировки и сборки.  Современные производители предлагают градирни, которые можно смонтировать из нескольких элементов (что исключает провоз изделия спецавтотранспортом как негабаритного груза и минимизирует затраты на доставку изделия), а также градирни в сборе (их установка осуществляется очень просто и занимает всего один день).

Градирни предлагаются в исполнении:

• Блочном
• Блочно — модульном
• Одно- и многосекционные
• В собранном или разобранном виде. 

Вода градирни

1. Дом
2. Процессы
3. Дезинфекция
4. Вода градирни

Вода охлаждающая башня:

Охлаждающая башня Загрязнение водой

Охлаждающая башня Дезинфекция

Законодательство о охлаждающей башне

из ооона в охлаждающих башен

. обеззараживание воды

Необходимость водоподготовки

Что такое обеззараживание воды?

Болезни, передающиеся через воду

Факторы, влияющие на дезинфекцию

Условия дезинфекции воды

Регламент дезинфекции питьевой воды ЕС

Регламент дезинфекции питьевой воды США

Обработка плавательных бассейнов

Химические дезинфицирующие средства

Побочные продукты дезинфекции

Биоциды

A 9000 Градирня?

Используя комплексный системный подход, каждая градирня и ее компонент спроектированы и спроектированы для совместной работы в качестве интегрированной системы, обеспечивающей эффективную работу и длительный срок службы.

Естественное охлаждение HVAC — Система естественного охлаждения позволяет градирне напрямую удовлетворять потребности здания в охлаждении без необходимости эксплуатации чиллера в холодную погоду. Цель системы естественного охлаждения — экономия энергии. Существуют определенные типы систем естественного охлаждения и определенные элементы, которые должны быть установлены для рассмотрения системы естественного охлаждения. Щелкните здесь, чтобы узнать больше о естественном охлаждении SPX.

Переменный расход –  Могут быть значительные возможности для экономии энергии, если градирня может работать с переменным расходом в непиковые периоды. Переменный поток — это способ максимизировать эффективность установленной мощности градирни при любом расходе процесса. Узнайте больше о переменном расходе SPX .

OEM-запчасти — Точно спроектированные для обеспечения надежного продукта, OEM-запчасти Marley созданы в соответствии с высочайшими стандартами и жесткими допусками для увеличения срока службы.

Решения Geareducer® – Редукторы доступны в различных конструкциях и с различными передаточными числами, чтобы соответствовать различным скоростям вращения вентиляторов и мощности градирен. Программа Marley Geareducer Solutions позволяет клиентам заказать новый редуктор на замену для башни от SPX, или обученный на заводе технический специалист может отремонтировать существующий редуктор или восстановить редуктор, используя OEM-запчасти Marley.

Наполнитель –  Одним из наиболее важных компонентов градирни является наполнитель. Его способность обеспечивать как максимальную поверхность контакта, так и максимальное время контакта между воздухом и водой определяет эффективность градирни. Две основные классификации наполнителей: наполнитель типа брызг (разбивает воду) и наполнитель пленочного типа (распределяет воду тонким слоем).

Каплеуловители –  Предназначены для удаления капель воды из отводимого воздуха и снижения потерь технической воды,  9Каплеуловители 0018 вызывают резкое изменение направления движения воздуха и капель. Это приводит к тому, что капли воды отделяются от воздуха и попадают обратно в градирню.

Форсунки – конфигурация с поперечным потоком позволяет использовать самотечную систему распределения с такой форсункой, как Marley ST . В этой системе подаваемая вода поднимается в распределительные бассейны горячей воды над насыпью, а затем течет над насыпью (под действием силы тяжести) через форсунки, расположенные в дне распределительного резервуара. Конфигурация с противотоком требует использования системы напорного типа с закрытыми трубами и распылительными форсунками, такими как Марли НС .

Вентиляторы — Вентиляторы градирни должны эффективно перемещать большие объемы воздуха с минимальной вибрацией. Материалы изготовления должны быть не только совместимы с их конструкцией, но также должны выдерживать коррозионное воздействие окружающей среды, в которой должны работать вентиляторы. Сверхтихий вентилятор Marley Ultra Quiet является примером вентилятора, который можно использовать в ситуациях, когда необходим очень низкий уровень шума.

Карданные валы – Карданный вал передает мощность с выходного вала двигателя на входной вал Geareducer. Поскольку карданный вал работает внутри башни, он должен быть очень устойчивым к коррозии. При вращении на полной скорости двигателя он должен быть хорошо сбалансирован и иметь возможность повторной балансировки.