• Принцип работы градирни. Виды градирен

    Что такое градирня и как она работает?

    Градирня — это специализированный теплообменник, предназначенный для охлаждения большого количества воды направленным потоком воздуха.

    Воду, нагретую в каком-либо промышленном процессе, подают в градирню через трубы. Далее она распределяется через сопла и попадает на ороситель, который замедляет проток через градирню, и максимально увеличивает водную поверхность для контакта воздуха с водой.

    При падении через градирню вода встречается с воздухом, который втягивается/подается вентилятором с двигателем. Когда вода и воздух встречаются, небольшое количество воды испаряется, что создает охлаждающее действие. Охлажденная вода подается обратно в технологическое оборудование, где она снова нагревается. Затем вода закачивается обратно в градирню для повторного охлаждения.

    Принципы работы градирни

    Вы, наверное, видели огромные сооружения на объектах ТЭС и АЭС, когда проезжали мимо на машине? Впечатляющего размера устройства, похожие на гигантские трубы, называются градирнями.

    Бесперебойная работа ТЭС и АЭС, промышленных предприятий требует огромное количество технической воды для охлаждения узлов и агрегатов. При работе вода нагревается и вместо того, чтобы сливаться в реку, она циркулирует по замкнутому кругу, что требует охлаждения. Делается это, в первую очередь, для повышения эффективности работы объекта.

    Прежде чем произвести расчет и монтаж градирни, следует знать, что данное оборудование бывает нескольких типов. В зависимости от требуемой температуры воды, предназначения охлажденной жидкости, а также по способу передачи тепла оборудование делят на:

    В зависимости от типа оросителя, градирни бывают:

    • плёночные;
    • капельные;
    • брызгальные;
    • сухие.

    По способу подачи воздуха:

    • вентиляторные (тяга создаётся вентилятором);
    • башенные (тяга создаётся при помощи высокой вытяжной башни);
    • открытые (атмосферные), использующие силу ветра и естественную конвекцию при движении воздуха через ороситель.
    • эжекционные, использующие естественный захват воздуха при распылении воды в специальных каналах.

    По направлению течения сред (охлаждаемой воды и воздуха):

    • с противотоком (наибольший температурный перепад, наибольшее аэродинамическое сопротивление);
    • с перекрестным током (меньшее аэродинамическое сопротивление, меньше капельного уноса);
    • с смешанным током (конструкция градирни содержит и противоток и перекрестный ток).

    Испарительные (мокрые) градирни

    Испарительные, или так называемые мокрые, отличаются от сухих градирен принципом охлаждения воды. В основе их работы лежит передача тепла от жидкости атмосферному воздуху при поверхностном испарении при непосредственном контакте сред.

    Существуют различные виды испарительных градирен, но в основе всех лежит охлаждение воды при её испарении.

    Ниже мы рассмотрим основные типы и область их применения.

    Всего существует 4 основных вида градирен:

    • отдельно стоящие вентиляторные
    • секционные вентиляторные
    • малогабаритные градирни

    Все остальные виды градирен в большей или меньшей степени являются разновидностями указанных типов.

    Башенные градирни

    Одно из наиболее эффективных устройств для охлаждения воды в системах оборотного водоснабжения промышленных предприятий. Высокая башня создает ту самую тягу воздуха, которая необходима для эффективного охлаждения циркулирующей воды. Вытяжные башни служат для создания естественной тяги благодаря разности удельных весов воздуха, поступающего в градирню, и нагретого воздуха, выходящего из градирни. Под оросителем располагается водосборный резервуар. Вода подается в водораспределительное устройство по размещаемым в центре градирни стоякам. Благодаря высокой башне одна часть испарений возвращается в цикл, а другая – уносится ветром.

    Открытые градирни

    Такой тип градирен работает с минимальными затратами электроэнергии. Из-за высокого охладительного эффекта могут применяться в качестве системы кондиционирования. Движение воздуха через открытую градирню происходит за счет силы ветра. Вода падает в виде капель и тонкой пленкой стекает по внутренним жалюзи, которые окружают градирню. Потоком воздуха происходит охлаждения, а затем вода собирается в специальном резервуаре.

    Вентиляторные градирни

    Выполняется в виде корпуса с установленным вверху вентилятором. Под ним последовательно расположены: водоуловитель, система подачи воды с соплами, ороситель и резервуар. В нижней части корпуса имеются входные отверстия для поступления внутрь наружного воздуха.

    Горячая вода через систему подачи воды разбрызгивается на ороситель и стекает по нему в резервуар. Наружный воздух поступает в корпус градирни через входные окна и поднимается вверх через ороситель за счет тяги, создаваемой вентилятором. Для уменьшения потерь испаряющейся воды, которая поднимается вверх вместе с подогретым воздухом, перед вентилятором установлен водоуловитель.

    Вентиляторные градирни предназначены для эффективного охлаждения теплоносителя (в качестве которого выступает вода), в замкнутом контуре оборотного водоснабжения. В этих установках, а в некотором случае и сооружениях, посредством работы достаточно мощных вентиляторов осуществляется принудительная подача направленного воздушного потока непосредственно в оросительное пространство градирни или из него, в зависимости от классификации устройства. Применение этих приспособлений позволяет достаточно эффективно и без значительных затрат, понижать температуру воды, использующейся в системе охлаждения производственного, промышленного или строительного оборудования, установок ТВЧ, а также компрессоров, холодильных машин и систем кондиционирования воздуха.

    Принцип работы и устройство

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

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

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

    Сухая градирня

    Она представляет собой корпус с размещенным внутри теплообменником (радиатором), по которому циркулирует охлаждающая жидкость, и одним или несколькими вентиляторами, обдувающими радиатор потоком наружного воздуха.

    Радиатор из оребренных, чаще всего медных или алюминиевых трубок, обуславливает то, насколько хорошо сухие градирни будут охлаждать воду.

    Принцип работы драйкулера или градирни «сухого» (закрытого) типа заключается в охлаждении воды, проходящей внутри замкнутого контура теплообменника, принудительно обдуваемого потоком наружного воздуха. Такой же принцип используется в системе охлаждения двигателя автомобиля, когда охлаждающая жидкость проходит через радиатор, обдуваемый вентилятором. При этом непосредственный контакт охлаждающей жидкости с подаваемым воздухом отсутствует.

    Сухая градирня представляет собой установку, в котором вода, проходя по теплообменнику, охлаждается направленным потоком воздуха. Теплообменник или радиатор в этом аппарате исполняет роль оросителя. Вода в нем полностью изолирована от влияния воздуха, попадания в нее пыли и других загрязнений. В свою очередь, в атмосферу не происходит испарения влаги, тем самым отсутствует возможность выброса в окружающий воздух различных химических загрязнений. Стоимость таких охладителей, как правило, в несколько раз выше обычных испарительных установок.

    В мокром типе такого охладителя, теплообменник с теплоносителем орошается водой, которая при частичном испарении понижает температуру радиатора, и как следствие – теплоноситель. Испаряемая влага задерживается каплеуловителем и возвращается в систему для повторного использования.

    Гибридные установки

    Такие градирни совмещают сухой и мокрый метод охлаждения воздуха. Жидкость проходит через теплообменник и охлаждается воздухом в противопотоке, а также водой из оросителя. Такой метод позволяет сократить потребление воды в установке на 70-75%. Гибридные градирни считаются наиболее привлекательными с экологической точки зрения и доступными в плане сервиса и ремонта. Возможны варианты компактной конструкции.

    Вентиляторные эжекционные градирни

    Представляют собой технологический модуль, который имеет форму горизонтального, а чаще вертикального цилиндра, выполненного из нержавеющей стали. Через коллектор охлаждаемая вода поступает в камеру смешивания воздушного инжектора, в котором она через щелевые зазоры распыляется на воздушные форсунки. В процессе контакта распыленной охлаждаемой воды с эжектированным воздухом происходит их теплообмен, вследствие чего теплоноситель охлаждается до необходимого температурного уровня. Водяная пыль и испаряемая влага улавливается каплеуловителем, после чего попадает в водосборник и откачивается насосом для повторного использования.

    Источник: http://acs-nnov.ru/chto-takoe-gradirni.html