Градирни – что это такое?Подробнее...
Какие бывают градирни?
-
Башенные градирни Подробнее...
-
Вентиляторные градирни Подробнее...
-
Сухие градирни Подробнее...
-
Эжекционные градирни Подробнее...
До какой температуры можно охладить воду в градирнях? Подробнее...
Сколько градусов снимает градирня? Подробнее...
Какая градирня выгоднее? Подробнее...
Как эксплуатировать градирню зимой? Подробнее...
Как бороться с шумом от градирни? Подробнее...
Какая градирня лучше: импортная или отечественная? Подробнее...
В чём плюсы частотного регулирования насосов для градирен? Подробнее...
Что такое «надёжная градирня»? Подробнее...
Как чистить воду? Подробнее...
ГРАДИРНИ – это устройства для охлаждения воды на промпредприятиях, ТЭС, АЭС, т.е. везде, где для осуществления технологического процесса требуется охлаждение оборудования за счёт передачи тепла воде. Почему именно воде? Потому что вода – самое распространённое вещество на поверхности земли, у неё высокая теплоёмкость – способность аккумулировать и переносить тепловую энергию. Более того, воду легко охладить, поскольку можно применить процесс испарительного охлаждения, который позволяет получать температуру воды ниже температуры воздуха, измеренной обычным термометром. Теплоносителем в большинстве градирен является вода, а хладагентом – атмосферный воздух. |
||||
Тип градирни определяется способом нагнетания охлаждающего воздуха и способом его контакта с водой. Градирни бывают следующих типов: |
||||
 |
БАШЕННЫЕ ГРАДИРНИ, которые применяются большей частью на ТЭС, АЭС и предприятиях чёрной и цветной металлургии. Такие, как в известной игре STALKER (Зов Припяти). Башенная градирня состоит в основном из железобетонной или металлической башни, установленной на водосборном бассейне. Высота такой башни достигает 180 м, диаметр в основании – до 120 м, то есть в неё можно «поставить» Исаакиевский собор. |
 |
ВЕНТИЛЯТОРНЫЕ ГРАДИРНИ отличаются от башенных градирен тем, что вместо строительства вытяжной башни применяют для обеспечения необходимого расхода воздуха вентиляторы. Марки типовых секционных градирен с вытяжным вентилятором означаются по диаметру вентилятора, выраженному в дм: ВГ-25, ВГ-50, ВГ-70. Марки отдельно стоящих вентиляторных градирен |
|
Башня может быть как круглой в плане, так и квадратной, восьмигранной и пр. Эта башня пустая внутри, только в самой нижней её части расположены система водораспределения, ороситель и водоуловитель, которые располагаются над воздуховходными окнами, имеющими высоту 3-7 м. Ороситель – это развитая поверхность тепломассообмена, предназначенная для максимизации площади контакта воды и воздуха. Ороситель может быть плёночным – из специальных гофрированных полимерных листов, а также капельным – в виде полимерных сеток. Раньше применялись асбестоцементные листы и деревянные оросители. Водоуловитель, часто называемый каплеотбойником, предназначен для сепарации капельной влаги из потока восходящего воздуха. Принцип действия башенной градирни |
большой производительности обозначаются их площадью: СК-400, СК-1200. Марки вентиляторных градирен малой производительности обычно включают расход на такую градирню в м3/ч (ГРАД-90, ГРД-350, Росинка-80/100) или теплосъём такой градирни в кВт (ГПВ-180, НИАГАРА-3500). Скорость воздуха в вентиляторных градирнях – от 2 до 4 м/с. В вентиляторные и башенные градирни вода может подаваться под напором около 10 м вод. ст. и меньше, вплоть до распределения воды не по трубам, а по лоткам. Вентиляторные градирни без оросителя называют брызгальными. Вентиляторная градирня требует обязательного резервирования как самой градирни (её секции), так и запчастей. Наверх |
|||
самый простой: тёплая вода разбрызгивается надоросителеми и нагревает находящийся вокруг воздух.
Воздух становится легче (меняется его удельный вес) и начинает подниматься вверх, «всплывать» на фоне окружающего градирню более тяжёлого воздуха. Возникает тепловая тяга, как в вытяжной трубе печи.Скорость воздуха и его расход напрямую зависят от температуры охлаждаемой воды, от высоты башни и от аэродинамического сопротивления внутренних конструкций градирни, прежде всего оросителя и водоуловителя. Устройство башенной градирни самое простое, расходы на электроэнергию для подачи воздуха нулевые, но цена |
 |
«СУХИЕ» ГРАДИРНИ (они же «драйкулеры», они же аппараты воздушного охлаждения – АВО, они же – градирни закрытого типа) применяют в тех случаях, когда необходимо обеспечить отсутствие непосредственного контакта воздуха и воды. Это нужно обеспечивать, если стоят повышенные требования по качеству воды, подаваемой на охлаждаемое оборудование, а |
||
градирни – самая высокая, примерно вдвое дороже вентиляторной градирни. Зато очень высока надёжность.
НаверхВ СССР и России применяются типовые конструкции башенных градирен, такие как БГ-750, БГ-3200, БГ-10000 и пр., где число обозначает площадь градирни в квадратных метрах. Чем больше площадь градирни, тем обычно больше её высота. |
также тогда, когда охлаждается не вода, а вещество, не подверженное замерзанию (например – этиленгликоль), но – ядовитое.
подаётся вентилятором, а вода проходит через оребренные трубы. В «сухих» градирнях нельзяТакже «сухие» градирни применяют в местах, где очень остро стоит проблема нехватки пресной воды, например в южных пустынных странах. Воздух здесь |
|||
достичь такой низкой температуры охлаждаемой жидкости, как в перечисленных выше «мокрых» градирнях.
Наверх |
||||
 |
ЭЖЕКЦИОННЫЕ ГРАДИРНИ используют для нагнетания воздуха сам процесс разбрызгивания охлаждаемой воды под напором 20-55 м вод. ст. Особенностью эжекционных градирен является наличие эжекционного канала. По этому признаку их можно чётко отличить от брызгально-эжекционных градирен. Эжекционные градирни надёжнее вентиляторных, поскольку вместо двух нагнетательных аппаратов (насос для воды и вентилятор для воздуха) применяется только один – насос с обязательным резервированием. Кроме того, в эжекционной градирне нет оросителя, а чем меньше число объектов в технической системе тем она надёжнее по определению. Эжекционная градирня безопасна для людей, поскольку к ней не надо подводить электроэнергию, она не издаёт низкочастотного шума и не имеет движущихся механизмов. Особенно эжекционные градирни востребованы в России – стране с жёстким климатом и оставляющей желать лучшего культурой эксплуатации технических объектов. |
|||
Эжекционная градирня – явление в технике сравнительно молодое, хотя теоретические разработки были ещё во времена СССР, а фирма BAC (США) выпускала эжекционные градирни серийно достаточно давно. Основные марки эжекционных градирен: ПРАГМА (СПб, сокращение от «прямоточный распылительный аппарат – градирня малогабаритная») и ЭГРА (В. Новгород, сокращение понятно – «эжекционная градирня») Наверх |
||||
Теоретически воду можно охладить до температуры воздуха по мокрому термометру. Для этого нужна бесконечно большая градирня и, соответственно, бесконечный расход воды через градирню. Фактически вода может быть охлаждена (в экономически приемлемых диапазонах цены градирни) до температуры на 3-5 градусов выше. Для средней полосы России температура мокрого термометра составляет летом 20оС, то есть говорить об охлаждении воды до 20оС экономически не целесообразно. Если надо действительно получить летом воду с низкой температурой, то имеет смысл применить холодильную машину. Но при этом надо учесть, что цена холодмашины на порядок больше цены градирни и холодмашина большой мощности обычно должна сама охлаждаться той же градирней. Говорить о низкой температуре воды в «сухой» градирне не приходится – там пределом охлаждения является температура воздуха по сухому термометру и если на улице 35оС – ниже этого никак. Наверх |
||||
Градирня снимает не градусы, а тепловую мощность, обеспечивает теплосъём. Тепловая мощность не зависит от градирни – тепло выделяет охлаждаемое оборудование (печь, компрессор, холодмашина, ректификационная колонна и пр.). Любое тепло, за исключением каких-то экстремальных случаев – когда мощность и температура очень велики, градирня снимет. Но – чем больше тепла поступит на градирню, тем выше будет температура охлаждённой воды. Что такое в данном случае тепло? Грубо – это произведение расхода воды на перепад её температуры. При этом это произведение равно для градирни и для охлаждаемого оборудования. Большинство систем оборотного охлаждения воды построены по двухконтурной схеме: мы можем прокачивать через градирню как столько же воды, как через оборудование, так и больше (летом) и меньше (зимой). Пример. Надо охладить печь. По паспорту на печь температура на входе печи должна быть не выше 30оС, а перепад температуры может достигать 40оС, расход – 200 м3/ч. Имеем тепловую мощность 40х200=8000. Решено применить малогабаритную (умещающуюся целиком в еврофуру) градирню. Для прикидочного расчёта градирни можно считать (в данном случае – с большим запасом надёжности), что градирня снимет не менее 5оС при номинальном расходе через неё и стандартных метеоусловиях лета. Делим: 8000/5=1600 м3/ч, т.е. через градирню (градирни) надо качать в 8 раз больше воды, чем через печь. Любая компактная градирня вне зависимости от типа охлаждает примерно одинаково, но вентиляторные градирни боятся высокой температуры воды – пластики оросителя не работают долго. Вывод: применяем эжекционную градирню ПРАГМА. Далее – вопрос технико-экономического обоснования (ТЭО) на основе более точного расчёта градирни и параметров, заложенных в инвестиционный проект.Понятно, что цифры приведены условно, но принцип – понятен. При реальном расчёте градирни учитывается тот факт, что теплосъём градирни увеличивается при повышении температуры охлаждаемой воды и понижении температуры и |
Вопрос поставлен правильно. Не дешевле, а именно выгоднее, поскольку дешёвое не бывает выгодным: мы не такие богатые люди, чтобы покупать дешёвые вещи. «Дешёвая» градирня никак не вписывается в понятие «надёжная» по вполне ясным причинам: качество материалов, применяемые технологии производства, профессионализм проектировщика, сварщика и монтажника. Ключевое понятие – «стоимость владения», причём речь идёт отнюдь не только о цене приобретения градирни. Здесь надо учесть следующее: Каков планируемый срок эксплуатации этой градирни? Если это – 3-5 лет, то вполне достаточно и вентиляторной градирни с корпусом из чёрной стали. Если её не красить каждый год, то такая градирня столько и прослужит (в том, конечно, случае, если раньше не сломается вентилятор и не обрушится от обмерзания ороситель). Если надо 25 лет – однозначно эжекционная градирня, выполненная полностью из нержавейки. Такая градирня полностью окупается за1-2 года, а потом начинает давать прибыль. Исходный пункт – срок окупаемости инвестпроекта. Какова цена простоя основного производства? Градирня как вспомогательное оборудование обязана быть надёжнее основного оборудования. А чем меньше элементов включено в техническую систему, тем она надёжнее. В этом плане вентилятор и ороситель, пластиковые форсунки – объективное зло, хотя бы потому, что их надо постоянно покупать (как аналог – вспомните цену на расходные материалы для цветных лазерных принтеров и «бритвенных систем»). Каковы требования по промбезопасности? И не только «пром». Если градирня установлена рядом с обитаемыми помещениями (на крыше торгового центра, к примеру), если Ростехнадзор делает проверки на возможность возгорания от искры, а охрана труда заботится о тружениках – тогда ПРАГМА без вопросов. Вы же не хотите, в самом деле, чтобы градирня кого-то убила (а такие случаи есть)?.. Наверх |
|||
влажности воздуха. Расчёт градирни производится итерационным процессом, для чего используется компьютерная программа. Наверх |
||||
| Эксплуатация градирен зимой – вопрос особо острый. Если «упустить» момент начала образования льда, то градирня и её элементы могут разрушиться по причине распирающего действия ледяной массы. Обычно это происходит в следующих случаях: | ||||
|
||||
| В типовой инструкции по эксплуатации компактной вентиляторной градирни перечисляются способы борьбы с обледенением, в том числе – отключение части используемых градирен, перекрытие сечения вентилятора щитами, автоматика с частотным регулированием вентиляторов. | ||||
| Отключение вентиляторной градирни – это целая процедура: сначала перекрывается вода, потом отключаются вентиляторы, затем рекомендованы продувка коллектора с форсунками сжатым воздухом, демонтаж вентиляторов и электродвигателей, перекрытие верхнего среза градирни щитами - в случае нагнетательного вентилятора. | ||||
| Нагнетательный вентилятор засасывает внутрь градирни часть влажного воздуха, выходящего из градирни. Кроме того, нагнетательный вентилятор создаёт в градирне некоторое избыточное давление воздуха, что повышает опасность просачивания воды сквозь негерметичные стенки градирни и её замерзание. | ||||
| В случае вытяжного вентилятора сам вентилятор постоянно находится в потоке влажного воздуха, поэтому он должен иметь высокую степень защиты от влажности и его нельзя зимой произвольно останавливать и запускать. Может быть применена смазка лопастей и обечаек составом, снижающим адгезию наледи к поверхности окрашенного металла; может быть применён обогрев обечайки вентилятора частью поступающей на градирню воды или электрообогрев. Всё это – достаточно сложно и нетехнологично, требует повышенного внимания обслуживающего персонала. | ||||
| Эжекционная градирня ПРАГМА надёжно застрахована от всех этих неприятностей в силу своей конструкции и принципа действия: при снижении температуры воздуха и, соответственно, температуры охлаждённой воды ниже 8-10оС мы уменьшаем расход воды на градирню, что приводит к уменьшению расхода через градирню холодного воздуха и, одновременно, увеличивает температуру входящей воды. | ||||
| При этом мы получаем увеличение среднего размера капель разбрызгиваемой воды, то есть уменьшается площадь контакта воды и воздуха. Таким образом вода охлаждается не так глубоко. В том случае, когда капли воды замерзают – а они замерзают на входе воздуха, т.к. по длине (высоте) градирни температура воздуха растёт – образовавшийся лёд частично загораживает собой вход воздуху и расход воздуха уменьшается. | Получается, что эжекционная градирня ПРАГМА обладает (в дополнение к автоматическому регулированию) ещё и саморегулированием по параметру обмерзания. | |||
 |
На фотографии изображена работа эжекционных градирен ПРАГМА зимой без участия регулирования расхода. Мы видим, что образуются тонкие конические «зонтики» из льда. Какая польза в этих зонтиках? Они перекрывают часть прохода для воздуха, создают дополнительное аэродинамическое сопротивление. Поэтому расход холодного зимнего воздуха через градирню уменьшается и обмерзание градирни останавливается. Таким образом, мы получаем саморегулирование эжекционной градирни при работе зимой: обмерзание ведёт к оттаиванию. Масса льда при этом остаётся минимальной и обледенение теоретически не способно причинить существенный вред конструкциям градирни, поскольку тепловая нагрузка всё равно присутствует. |
| Для сравнения: работа вентилятора существенно менее чувствительна к аэродинамическому сопротивлению градирни, вследствие чего градирня с работающим вентилятором может замёрзнуть с образованием больших масс льда. Этот лёд приводит к разрушению полимерного оросителя, а фрагменты оросителя забивают теплообменное оборудование и насосы. В нашей практике был случай, когда на вентиляторной градирне рухнувший лёд утащил с собой в водосборный бассейн лист гофрированного оросителя из ПВХ, который засосало в трубу и намотало на рабочее колесо насоса. Это привело к долговременной остановке производства. Наверх |
||||
Основной шум от вентиляторной градирни происходит из двух источников: ВНИМАНИЕ: Шум от эжекционной градирни ПРАГМА – только «шум дождя», который никак не влияет на здоровье человека. В этом плане градирня ПРАГМА безопасна для людей и её можно устанавливать в непосредственной близости не только от производственных, но и от жилых помещений. Кроме того, к градирне ПРАГМА нет необходимости подводить электроэнергию и в ней нет движущихся механизмов, что делает её абсолютно безопасной для человека. Наверх |
Вопрос правильный. Дело в том, что Россия имеет два отличия от большей части остального мира: Например, западные вентиляторные градирни часто изготовлены из полимерных материалов такого состава и такой толщины, что они механически не выдерживают даже частичного обмерзания. Например, ороситель для вентиляторных и башенных градирен обычно в России производят из плёнки ПВХ толщиной 0,5 мм, а в итальянской градирне он может быть 0,1 мм. Мы в своей практике видели множество импортных вентиляторных градирен, которые полностью вышли из строя вследствие неправильной эксплуатации. Западные вентиляторные градирни в российских условиях потребуют постоянного надзора со стороны персонала, продублированного системами автоматики. ВНИМАНИЕ: Основной спрос на эжекционные градирни наблюдается со стороны предприятий, расположенных в Сибири, а также заводов, требующих повышенной надёжности. Эжекционная градирня ПРАГМА рассчитана именно на отечественные условия применения. Наверх |
|||
| В системах оборотного водоснабжения частотное регулирование применяется для электроприводов насосов и вентиляторов градирен. Частотное регулирование позволяет получать от двигателя номинальный крутящий момент от нуля до паспортного максимума. При использовании градирен ПРАГМА можно с успехом применять частотное регулирование насоса. Это позволяет не только достичь энергосбережения в среднем около 20-50%, но и регулировать холодопроизводительность градирни ПРАГМА, что полезно при смене погодных условий. Кроме того, если стоит задача точного удержания температуры охлаждённой воды в определённом узком диапазоне, то частотный регулятор в сочетании с соответствующими приборами КИПиА становится практически незаменим. Расход воды, качаемой насосом в системе оборотного водоснабжения, прямо пропорционален частоте вращения рабочего колеса насоса. Напор, развиваемый насосом, пропорционален квадрату частоты, а потребляемая мощность – кубу. Поэтому имеет прямой смысл регулировать частоту вращения насоса: уменьшение скорости вращения вдвое снижает энергопотребление в восемь раз. Для этой цели используют специальные устройства – частотные регуляторы, состоящие из следующих элементов: выпрямитель, фильтр, инвертор. Частотный регулятор позволяет не только обеспечить заданные параметры скорости вращения насоса, но и плавный пуск и останов насоса, минимальный пусковой ток. Это увеличивает срок эксплуатации насосного агрегата, снижает требования механической прочности его компонентов и совершенству конструкции. Особенно актуально это становится при нестабильности электросети. Современные системы автоматики имеют удобный интерфейс – вплоть до пульта дистанционного управления, как у телевизора. Частотный регулятор можно внедрить в существующую систему без существенного нарушения хода рабочих процессов и обеспечить возможность изменения заданной скорости вращения в будущем. Частотный регулятор насоса окупается за 1-2,5 года. При этом экономия зависит от мощности электродвигателя и интенсивности его эксплуатации. Вместе с тем частотные регуляторы – отнюдь не дёшевы. В фирменном исполнении их цена примерно равна цене насосных агрегатов. Для насосов большой производительности (порядка десятков тысяч м3/ч) частотный регулятор – это масштабное сооружение - почти трансформаторная будка. Надо тщательно следить, чтобы при выходе из строя электронных компонентов система оставалась работоспособной в расчёте на отечественный способ эксплуатации – нажатием одной кнопки. В противном случае, поскольку для ремонта электронных приборов требуется специалист, возможны большие убытки из-за простоя охлаждаемого градирней оборудования. Наверх |
||||
На самом деле, градирня представляет собой один из элементов системы оборотного охлаждения воды, поэтому говорить о её надёжности следует по отношению ко всей системе. Ранее системы оборотного водоснабжения считались вспомогательным оборудованием. Известно, что надёжность вспомогательного оборудования должна быть выше надёжности основного оборудования. Ведь любая система не надёжнее, чем надёжность её самого слабого звена. Поэтому, в любом случае, чем меньше элементов в системе, тем она надёжнее. Это относится как ко всей системе оборотного охлаждения воды в целом, так и непосредственно к градирне. ВНИМАНИЕ: В эжекционной градирне ПРАГМА число элементов сведено к абсолютному минимуму. У нас нет «самых слабых звеньев»: вентилятора и оросителя, эксплуатация которых особенно затруднена в отечественных климатических условиях. А насос, посредством которого осуществляется подача и воды, и воздуха – всегда зарезервирован согласно СНиПу. Сама градирня ПРАГМА не требует обязательного резервирования, так же как и резервирования запчастей к ней. Мы применяем при производстве сварных швов исключительно ручную аргонно-дуговую сварку (никаких полуавтоматов), мы в обязательном порядке проверяем градирни ПРАГМА на течь посредством заливки её водой, делаем форсунки из латуни, а корпус – из стали. Как говорится: самая лучшая пластмасса – это нержавейка. Наверх |
Воду надо чистить вне зависимости от типа применяемой градирни, поскольку от чистоты воды зависит не только работоспособность градирни и её элементов, но и сам процесс охлаждения. Например, содержание в оборотной воде песка и ржавчины способствует быстрому износу пластиковых оросителей и форсунок, содержание нефтепродуктов приводит к постепенному растворению этих элементов. Соли жёсткости (в основном – соли кальция и магния) приводят к зарастанию оросителей, что ведёт к увеличению аэродинамического сопротивления вентиляторной или башенной градирни и уменьшению расхода охлаждающего воздуха. Нарастание на оросителях соли приводит к необходимости частой смены оросителя или увеличению мощности несущих конструкций, применении реагентной очистки воды. ВНИМАНИЕ: все эти проблемы, характерные для вентиляторных и башенных градирен, перестают сказываться, если применить эжекционную градирню ПРАГМА, поскольку у нас нет оросителя (он же – насадка), а форсунки выполнены из металла. Для эжекционной градирни более существенна очистка от механических примесей размером более 5 мм. Для этих целей мы рекомендуем применять гравитационно-инерционный грязевик (ГИГ) производства ООО «ВАЛЁР» (СПб). Отличительной особенностью этого устройства является отсутствие фильтрующих сеток, которые необходимо регулярно чистить, а также очень небольшое гидравлическое сопротивление, что полезно для эжекции и энергосбережения. Однако, грязевик эффективно улавливает только механические включения, удельный вес которых существенно отличен от удельного веса воды (песок, ржавчина, в том числе мелкие фракции, жиры в крупных фракциях). Такие вещи как листья и тополиный пух, часто мешающие работе градирен, мы рекомендуем улавливать сетчатыми фильтрами. При этом сетчатый фильтр может быть встроенным в трубопровод, а необходимость его очистки определяется по показаниям манометров до и после него. |
|||
|
Удобно применить сетчатое ведро на сливе с градирни – и видно грязь, и чистится легко. Надёжно от листьев и пуха спасает вырубка лиственных деревьев вблизи градирни.
Наверх |
||||
