Градирни

Градирни или Охладительные башни: особенности

Градирни - это специальные устройства для охлаждения большого количества  воды посредством  направленного потока воздуха. Второе, наверное, более понятное название  градирен – охладительные башни.

Исторически градирни использовались для добычи соли (ее выпаривали из солевого раствора). Сейчас предназначение градирен несколько изменилось: градирни применяются в системах оборотного водоснабжения для охлаждения теплообменных устройств. Они используются на  атомные  и тепловые электростанциях, ТЭЦ и мини-ТЭС, предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Градирни чаще всего используют там, где нет возможности применить для этой цели естественные водоёмы (либо из-за того, что попросту нет рядом прудов и озер, либо если есть опасность загрязнения окружающей среды).

Принцип работы градирни

Принцип работы градирни достаточно прост. Процесс охлаждения в градирнях происходит за счет  частичного испарения воды и теплообмена с воздухом. Вода в градирне стекает  тонкой плёнкой или сбегает каплями по оросителю. В это время вдоль оросителя  проходят потоки воздуха. существует такая закономерность: в градирнях  при испарении 1 % воды температура оставшейся понижается на 6 С. Потеря жидкости восполняется за счет внешнего источника. Причем свежая вода при необходимости подвергается обработке (фильтрации).

Типы и особенности градирен

В зависимости от типа оросителя выделяют четыре типа градирен: пленочные, капельные, сухие и брызгальные градирни.

В капельных градирнях по всей высоте оросительного устройства расположены горизонтальные решетки. С них вода стекает относительно большими каплями. В пленочных градирнях вода стекает по вертикальным плоским или  волнистым листам (или другим насадкам) в виде тонкой пленки. В брызгальных градирнях, как видно из названия, вода разбрызгивается при помощи сопел. В сухих градирнях роль оросителя играет радиатор, состоящий из стальных или алюминиевых трубок. Охлаждаемая вода движется по закрытому контуру и оказывается полностью изолированной от атмосферного воздуха. Стоимость сухих градирен значительно превышает стоимость «мокрых». К тому же они неэффективны при высокой температуре охлаждаемой воды. С другой стороны, использование сухих градирен не приводит к повышению влажности воздуха и химическому загрязнению местности. Поэтому такие градирни широко используются в странах, где большое внимание уделяется экологической безопасности.

Градирни отличаются друг от друга не только направлением воздуха и типом оросителя, но и способом подачи воздуха. В зависимости от последнего показателя существует три типа градирен: вентиляторные, башенные, открытые.

В башенных градирнях конвекция воздуха осуществляется за счет естественной тяги или ветра. Высота градирен, изготовленных из бетона, может достигать 100 метров. Площадь орошения в таком случае будет достигать 3500 кв.м.  В основном, башенные градирни используются для охлаждения больших объемов воды ТЭС или АЭС. Основные недостатки подобных градирен: высокая стоимость и большая занимаемая площадь. В то же время башенные градирни  проще в эксплуатации, экономичнее (для их работы не нужна электроэнергия). Еще плюс: такие градирни могут быть размещены достаточно близко к промышленному объекту – отвод влажного воздуха осуществляется на значительной высоте.

Есть особенность у открытой градирни: ее оросительные каналы огорожены со всех сторон жалюзи. Наружный воздух поступает в градирню под действием силы ветра. Таким образом, открытая (или атмосферная) градирня основана на естественной конвекции больших масс воздуха.

По техническим характеристикам самыми эффективными считаются вентиляторные градирни. Тяга воздуха в них создается одним или несколькими вентиляторами. Градирни этого типа обеспечивают более совершенное и качественное охлаждение воды. К тому же вентиляторные градирни переносят высокие тепловые нагрузки. Но существует и весомый недостаток: для двигателей вентиляторов необходима электроэнергия. Т.е. вентиляторные градирни более энергозатратны. В целом, в нашей стране и за рубежом для охлаждения оборотной воды чаще всего используют именно этот тип градирен. Они бывают отдельно стоящими или одновентиляторными, секционными и поперечно-точными.

Функционирование градирен в зимний период

Поскольку в градирнях происходит охлаждение воды, не стоит забывать об особенностях работы градирни в зимний период. При низкой температуре воздуха (от 10 градусов ниже нуля) вполне вероятно обмерзание оросителей и их разрушение. Чтобы этого не происходило, нельзя допускать колебаний тепловой и гидравлической нагрузок градирни. Плотность распыления воды должна быть одинаковой по всей орошаемой площади. Кроме того, для предупреждения большого обмерзания градирен необходимо уменьшать поступление в градирню холодного воздуха. Чем ниже температура входящего воздуха, тем меньше должен быть его расход. В настоящее время многие компании заинтересованы в разработке новых антиобледенительных составов для нанесения на замерзающие части градирен.

Заказать градирни, либо проконсультироваться по вопросам эксплуатации градирен, вы можете в компании "ТЭМС".

Градирни или Охладительные башни. Устройство

Обязательные конструктивные элементы градирни: оросительное устройство, водораспределительное устройство, водоуловитель, резервуар охлажденной воды, вентилятор, а также жалюзи и вытяжная башня. Водораспределительные устройства градирен могут быть безнапорными в виде системы лотков. (Вода просто переливается через края бортов или стекает через отверстия в днище.) Либо напорными в виде системы труб с соплами. Водоуловитель представляет собой горизонтальные решетки - жалюзи.

На рисунке представлен принцип действия, устройство одновентиляторной градирни.

1. распределительная система
2. сопла
3. ороситель
4. вентилятор
5. входные окна
6. каплеуловитель
7. диффузор
8. резервуар

Оборотная вода через распределительную систему попадает в сопла градирни, а потом разбрызгивается по поверхности оросителя. Воздух, попадающий в градирню через входные окна, поднимаясь вверх, охлаждает воду. Затем воздух через диффузор уходит в атмосферу. Охлажденная вода стекает в резервуар градирни.

Чтобы увеличить производительность, одновентиляторные градирни устанавливаются группой и объединяются в одну общую систему охлаждения.