Каркас градирни – общий, незаменимый элемент любой вентиляторной или башенной градирни.

В отличие от зданий и эстакад, металлокаркас градирни постоянно находится под воздействием агрессивной водо-воздушной смеси и динамических нагрузок от вибрации вентиляторов. Поэтому от качества проектирования и обоснованности технических решений зависит срок службы всей установки. А от долговечности и надежности защитного покрытия зависит работоспособность градирни.

Градирни серии Вента имеют каркас из металлоконструкций полной заводской готовности, устанавливаемый на заранее подготовленный по заданным нагрузкам бассейн. Есть несколько вариантов исполнения, различающихся способом передачи нагрузок от технологических элементов на фундамент, а так же способов монтажа.

Все применяемые нашей компанией конструкции каркаса градирни смоделированы в специальных средствах проектирования. Объемная математическая модель рассчитана на прочность и устойчивость с учетом всех нагрузок: собственного веса, ветровой и снеговой нагрузки, веса воды в системе, а так же динамической нагрузки от лопастей вентилятора. При расчете смоделированы критические ситуации, и каркас проверен на отрыв лопастей, рост вибрации и т.д.

После монтажа приемка градирни в эксплуатацию осуществляется на основе ГОСТ Р ЕН 14705-2011 «Теплообменники. Методы измерения и оценки тепловых характеристик испарительных градирен», а так же РД 34.22.402-94 «Типовая инструкция по приемке и эксплуатации башенных градирен».

 

ВИДЫ КАРКАСА ГРАДИРНИ ВЕНТА

Первый вариант исполнения, которая часто используется – каркас в виде пространственной конструкции из вертикальных внешних колонн и горизонтальных ригелей, усиленных связями. Площадки оросителя и водоуловителя, подвески водораспределения выполняются из толстостенного металлопроката. Все нагрузки передаются на колонны по периметру и перераспределяются на опоры фундамента.

Для облегчения конструкции и повышения надежности электродвигатель вентилятора градирни имеет собственную стойку, которая передает все динамические нагрузки от этого узла на фундамент. Такое решение уменьшает вибрацию и увеличивает срок службы.

Второй вариант, используемый реже – конструкция из однотипных металлических рамок заводской готовности, собираемых в пространственную модель при помощи болтов на месте строительства. В этом варианте нагрузки от элементов градирни передаются по цепочке от рамки к рамке и далее на многочисленные опорные элементы. Похожей конструкцией обладают европейские градирни с каркасом из FRP стеклопластика. Но, к сожалению, в России нет утвержденных методик расчета и проектирования FRP конструкций, в силу чего строительство градирен из стеклопластика идет на страх и риск завода – заказчика. При поломке предъявить претензии или доказать ошибочность расчета будет невозможно.

МОНТАЖ КАРКАСА ГРАДИРНИ ВЕНТА

Каркас вентиляторной градирни Вента может быть собран на сварке или при помощи болтовых соединений. Однозначно сказать какой из вариантов лучше с точки зрения монтажа или эксплуатации нельзя. В первом случае монтаж ведется дольше, но обслуживание легче. Во втором случае можно собрать градирню быстрее, но при обслуживании раз в несколько лет придется протягивать все соединения для восстановления прежней прочности конструкции, т.к. ветровые, снеговые и вибрационные нагрузки на градирню высоки.

Все проекты градирен для удобства эксплуатации предусматривают лестницы и площадки обслуживания диффузоров, двигателей, оросителя. Эти элементы тоже могут быть изготовлены из металла или стеклопластика.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ КАРКАСА ГРАДИРНИ

Элементы каркаса градирни изготавливаются на производственном участке нашей компании в заводских условиях, с последующей защитой от воздействия агрессивных сред с помощью нанесения защитного слоя.

Для защиты конструкций применяются различные методы:

  • горячее цинкование;
  • холодное оцинкование российскими и импортными спецсоставами;
  • окраска различными красками, преимущественно эпоксидными;
  • нанесение грунта с последующей окраской на монтаже/

Два последних способа были популярны в начале 2000-х, но сейчас используются редко ввиду дороговизны для заказчика и меньшей универсальности.

Холодное оцинкование заключается в создании защитной цинковой пленки без погружения конструкций в расплав. Для этого поверхности элементов каркаса подготавливаются с помощью пескоструйной или дробеструйной обработки в специальной камере до достижения металлического блеска класса Sa2.5. После пескоструйной обработки металлоконструкции проходят промежуточный пост ОТК, обеспыливающую и обезжиривающую обработку.

Далее наносятся несколько слоев цинконаполненного состава, содержащего 98% цинка. Возможно использование импортных, например бельгийского Дюропокс ДТМ 70 или датского Hempadur mastic - двухкомпонентных грунт-эмалейи на основе эпоксидной смолы с УФ-фильтрами и наполнителем из фосфата цинка. Или российских аналогов – Eppex, Цинол, Цинакол.

С точки зрения срока службы и соотношения цена – качество оптимальным вариантом будет выбор в пользу российских составов. Они удовлетворяют 3-4 группе красок по СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии» и обеспечивают при соблюдении правил эксплуатации срок службы покрытия до 25 лет.

После нанесения на поверхность в течение 1-2 недель происходит диффузия цинка в структуру металла и создание оксидной пленки на поверхности. Образовавшаяся зона предотвращает появление коррозии в случае повреждения поверхности.

При горячем оцинковании собранные в специальных кондукторах и сваренные в цеху конструкции направляются на один из заводов, специализирующихся на производстве работ с расплавленным цинком. Поскольку конструкции градирни имеют весьма большие размеры, то не каждое предприятие имеет ванну для погружения элементов соответствующего размера. Все это накладывает ограничения, в силу чего провести горячее оцинкование можно не более чем на десятке предприятий в России. Соответственно стоимость тонны каркаса вырастает на 15-20%.

Сама защита подготовленных конструкций производится следующим образом. Перед нанесением покрытия все конструкции в обязательном порядке проходят травление и промывку в отдельных ваннах с химсоставами. После чего направляются во вторую ванну с расплавленным цинком, куда погружаются на несколько минут. Жидкий цинк проникает во все полости и покрывает поверхность защитной пленкой. По мере остывания цинк из расплава проникает в металл, аналогичным с холодным цинкованием образом образуя долговечное покрытие.

Горячеоцинкованный каркас градирни можно собирать только при помощи высокопрочных болтовых соединений, т.к. сварка нарушит цинковый слой и очаг коррозии будет распространяться по металлу под слоем цинка.

С точки зрения эксплуатации горячее оцинкование немного сложнее обслуживать, т.к. при повреждении слоя из цинковой пленки место повреждения необходимо зачистить и восстановить. Для устранения дефекта используются составы холодного оцинкования, т.к. нанести горячий чинк без специализированного процесса в подготовленном цеху нельзя.

Срок службы горячеоцинкованного каркаса так же составляет 25 лет. В отдельных случаях при соблюдении правил эксплуатации и профилактических мероприятиях его можно увеличить до 40 лет.

Наша компания предлагает дополнительную слугу по окраске каркаса градирни в корпоративные цвета завода по предоставленной колористической схеме. Финишный слой эмали может подбирается по системе RAL. Но, при нанесении краски поверх слоя цинка, увеличиваются расходы.

ПРЕИМУЩЕСТВА ОЦИНКОВАННЫХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ

  1. Большой срок службы
  2. Устойчивость к атмосферному воздействию
  3. Устойчивость к воздействию оборотной воды
  4. Высокая адгезия металла и защита покрытия
  5. Большой межсервисный интервал
 
Мы поможем подобрать вам
градирню, очистные сооружения и КНС

Металлические градирни

Наверное самым распространенным материалом при строительстве градирен, на сегодняшний день, является металл. Современный каркас градирни изготавливается как правило из металла. На заре своего становления градирня строилась из деревянного каркаса. Впрочем, на некоторых заводах можно еще найти градирни из дерева. Относительная недолговечность и дороговизна древесины привели к применению в качестве несущего материала металл. Подавляющее большинство конструкций градирни, от блочной миниградирни до башенных градирен высотой с семнадцатиэтажный дом, представляют собой пространственную металлическую конструкцию, покрытую различной обшивкой.

Градирни, строящиеся по новым технологиям, могут изготавливаться из стеклопластика, однако в России нет нормативной базы для расчета несущей способности такого каркаса. Это и является основной причиной, по которой отечественные производители градирен еще не перешли на этот материал, а используют металлопрокат при их строительстве.

В отличие от FRP (стеклопластика) при  проектировании, с помощью специальных программ, рассчитываются необходимые профили несущего каркаса с учетом всех динамических и статических нагрузок передаваемых от внешних воздействий (снег, ветер вентилятор и т.п.).

Как мы знаем, основным недостатком металла является его низкая коррозионная стойкость. В случае с градирней, металлокаркас постоянно подвержен воздействию паровоздушной смеси. Долговечность каркаса градирни будет напрямую зависеть не только от качества самого металла, но и от его обработки и внешнего покрытия. В качестве защитного слоя металла чаще всего применяют различные покрытия на основе полимеров. Чуть реже так называемое «холодное оцинкование» с применением цинкнаполненных составов.  Самым надежным и долговечным методом защиты металла является «горячее» цинкование. По этой технологии подготовленные металлические элементы опускают на короткое время в ванну с горячим цинком, после чего и происходит реакция с формированием надежного покрытия на поверхности металла. При использовании такой технологии монтаж самого каркаса возможен только на болтовых соединениях. В отличие от «горячего» цинкования другие методы защиты дают возможность проводить сварочные работы непосредственно на объекта строительства с последующей обработкой и защитой сварочных швов.

Средний срок службы каркаса защищенного горячим цинком составляет 25 -30 лет. Современные же цинкнаполненные составы вплотную приблизились к горячему цинку по своим характеристикам и свойствам.

Не смотря на бурное развитие новых технологий и материалов, металл еще долго будет решать основную роль при строительстве градирен.

Градирни стеклопластиковые

Градирни служат для охлаждения оборотной воды и во время своей работы все их детали контактируют либо с самой жидкостью, либо с паровоздушной смесью. Такое воздействие оказывает серьезное негативное влияние на срок эксплуатации оборудования. С развитием технологий для увеличения срока службы охлаждающей установки стали меняться материалы, из которых изготавливаются технологические элементы. На смену деревянным и асбестоцементным оросителям и водоуловителям пришли аналоги из полимерных материалов – ПНД, полипропилена. Рабочие колеса, диффузоры стали изготавливать из
стеклопластика. Аналогичные материалы применяется для производства обшивки градирни, систем водораспределения, форсунок. Основной плюс композитных материалов – устойчивость к коррозии.
А как обстоят дела с каркасом градирни? Здесь ситуация несколько сложнее. Несущие конструкции должны быть долговечными и прочными – вся нагрузка от установленных технологических элементов, веса оборотной воды, динамического воздействия вентилятора, снега, ветра приходится на них. При этом они находятся в постоянном контакте с охлаждаемой водой. Изначально каркас изготавливался из дерева, пропитанного антисептиками. Затем градирни приняли новые технологии – железобетонные и стальные конструкции. Это значительно продлило срок их службы. Сейчас, аналогично рабочим колесам, корпусам вентиляторов, ВРС, начали изготавливать несущие конструкции из стеклопластика. FRP - армированный волокнами стеклопластик - используется для изготовления композитных профилей. Он обладает высокой коррозионной, химической, электрохимической и биологической стойкостью. Кроме того, при использовании современных смол, его физико- механические характеристики так же высоки. Наибольшей прочностью и жесткостью обладают стеклопластики, содержащие ориентированно расположенные непрерывные волокна. При этом вес изделий в несколько раз ниже аналогичных стальных.
Стеклопластиковые градирни пришли к нам с запада, где композитные технологии получили широкое распространение в различных отраслях. Такие фирмы, как SPIG или GEA, начали развивать это направление довольно давно. Однако в России они не получили столь широкого распространения. На это есть несколько важных причин.
Во-первых, в России нет утвержденных методик расчета прочностных характеристик стеклопластиков. Таким образом, проверить, насколько предлагаемые конструкции
соответствуют нагрузкам в наших регионах, не представляется возможным. При этом условия эксплуатации градирен в России значительно отличаются от европейских – это и серьезные отрицательные температуры, и дополнительное воздействие от снега и льда. Во-вторых, стоимость изделий. Качественные стеклопластиковые комплектующие дороже аналогичных стальных. Учитывая, что цена зачастую является ключевым фактором на тендерах, это значительно снижает распространение пластиковых градирен в нашей стране. В-третьих, особенности физико-механических свойств. FRP профиля обладают хорошей прочностью при растяжении, имеют высокий предел прочности при изгибе, но низкий модуль упругости. Из-за последнего профили прогибаются под весом воды и других элементов. Кроме того, соединение стеклопластика возможно только при помощи болтов. При сборке важно соблюдать момент затяжки, иначе можно просто сломать профиль. При постоянной динамической нагрузке от вентилятора градирни болтовые соединения со временем начинают ослабевать – требуется их повторная протяжка. Учитывая дефицит рабочего персонала на заводах и минимальные сроки остановочных ремонтов - это может стать существенной проблемой.
Таким образом, стеклопластиковые градирни являются интересным, перспективным продуктом. Однако, на сегодняшний день недостаточная научная база и сложные условия эксплуатации сильно ограничивают их использование в России.
 
 

Градирни железобетонные

Во время великой застройки в Советском Союзе, градирни на предприятиях предпочитали строить из железобетона. Это касалось не только башенных, но и СК-400, СК-1200 и самых популярных на данный момент – вентиляторных.

В начале разберем градирни железобетонные башенные, СК-400 и СК-1200.

В данных вентиляторных установках из бетона изготавливалось не только основание, а так же и вся верхняя часть градирни.

Казалось бы, такое изготовление водоохлаждающих установок более затратное, относительно металлических каркасов.  Однако, все недостатки касаемые стоимости строительства в тот период,  перекрывали долговечностью материала. Это позволяло меньше уделять вниманию обслуживанию каркаса градирни, а соответственно и технологических остановочных ремонтов было меньше, а в Советское время, в эпоху развития промышленности это был пожалуй главный критерий.

Градирни бетонные вентиляторные изготавливали по тем же принципам. Отличительной особенностью является тот фактор, что в вентиляторных охлаждающих установках применяли обшивку, а вот основной каркас градирни и все несущие узлы были из бетона.

Градирни деревянные

На заре своего развития градирни строились из наиболее доступного и дешевого на тот
момент материала – древесины. Каркас градирни изготавливался из толстого бруса, который был скреплен раскосами и
связями.
Обшивка башни была выполнена из досок, как и ороситель. Последний представлял собой сколоченные в блоки щиты, расположенные внутри градирни вертикально или с небольшим отклонением от вертикали. Такой ороситель относится к пленочному типу.
Все конструкции изготавливались, как правило, из хвойных пород дерева, обработанных антисептиком, или модифицированной древесины, срок службы которой в несколько раз дольше натуральной.
Деревянные градирни строились и в России, и за рубежом. В нашей стране наибольшее
распространение получили типовые установки с каркасом из дерева размером 4х4 метра.
Деревянные же оросители применялись на любых типах градирен.
Среди иностранных производителей наиболее известна французская компания Hamon.
Продолжительное время градирни этой фирмы изготавливались из дерева.
С развитием технологий производства и обработки металла деревянные несущие конструкции сошли на нет. Дольше всех продержались оросители из дерева, однако и они сегодня практически не используются.
Производство оборудования из древесины возможно и сейчас, однако оно будет очень трудоемко и дорого. Древесина слабоустойчива к химическому и биологическому воздействию.
Чтобы нивелировать эти недостатки, её необходимо обрабатывать соответствующими составами.
Это слишком невыгодно экономически – градирня получается дороже, чем из металла с антикоррозионной обработкой. То же касается и технологических элементов – оросителей и водоуловителей – изготовить полимерные конструкции проще, быстрее, дешевле.