Реконструкция, модернизация и ремонт градирни. Что нужно знать, начиная работы

Почему возникает потребность в ремонте градирен?

Долговечность материалов

На многих предприятиях России до сих пор работают вентиляторные градирни и башни, построенные еще в советские времена, более 25 лет назад. Вечных материалов не существует, а в то время еще не было освоено массовое применение долговечных полимеров и стеклопластиков. Большинство установок того периода были укомплектованы деревянным оросителем и каплеотбойником, шиферной обшивкой и железобетонным каркасом. Даже при ежегодном обслуживании и профилактике эти материалы выработали свой ресурс 10-15 лет назад.

расчет градирни

расчет градирни

Это хорошо видно на примере башен. Стоимость ремонта или модернизации для них велика, поэтому в эксплуатации еще находится немало единиц. Для вентиляторных градирен ситуация проще – большинство из них уже были реконструированы и оснащены современными комплектующими. Однако не стоит забывать, что для таких установок, модернизированных 10-15 лет назад, хотя и применялись полимеры, но это были первые, опытные партии, и срок их эксплуатации тоже подошел к концу.

Вообще, стоит отметить, что градирня – это сложное техническое сооружение, требующее периодического обслуживания. Действие влаги, растворенных веществ, агрессивной кавитации водо-воздушной смеси и перепадов температур негативно сказывается на состоянии и долговечности материалов, из которых она изготовлена.

Обшива градирни

За годы эксплуатации большая часть оборудования, изначально установленного на градирне, подвергалась воздействиям и пришла в негодность. Даже мелкие поломки могут привести к падению охлаждающей способности и нарушению производственного цикла. Самое неприятное, что все эти последствия, как правило, проявляются в летнее время, при максимальной нагрузке на производство и грозят убытками.

Так как же этого избежать?

Можно провести ремонт градирни, заменив вышедшие из строя узлы и детали. Но это решение не устраняет главного – износа каркаса.

Можно выполнить реконструкцию градирни – заменить на ней все, что вызывает опасения, включая элементы каркаса.

А можно, если позволяет бюджет, осуществить модернизацию градирни, фактически демонтировав старую и построив новую, современную. Если размер модернизируемой единицы небольшой, то замена ее на аналогичную новую установку не требует слишком больших затрат. В таком случае лучше поменять оборудование полностью, что гарантирует дальнейшую его эксплуатацию на протяжении многих лет.

 

Однако, размеры градирни могут быть довольно большими. В таком случае замена даже отдельных элементов требует значительных финансовых вливаний. Поэтому в первую очередь следует  определиться, какие узлы и агрегаты можно эксплуатировать, а какие уже окончательно вышли из строя и требуют замены. Наибольшую сложность в оценке представляет несущий каркас градирни. Ведь от его состояния зависит, можно ли вообще эксплуатировать сооружение. Поэтому для ремонта следует привлекать специализированные компании, имеющие соответствующие разрешения.

По результатам экспертизы будет ясно, можно ли провести модернизацию существующей вентиляторной градирни или необходима поставка новой.

Для установки с площадью орошения более 16 м2, затраты на новое строительство могут значительно превысить стоимость проведения реконструкции. Поэтому мы, при такой возможности, предлагаем использовать существующие конструкции. Ведь работа градирни зависит в первую очередь от примененного на ней оборудования, а его можно заменить на любой типовой установке на современные эффективные комплектующие.

В случае, если экспертиза безопасности строительных конструкций все же покажет, что дальнейшая их эксплуатация невозможна, то остается единственный выход - установка новой градирни. Зачастую, при новом строительстве все таки можно использовать существующий водосборный бассейн. Это так же позволит частично сэкономить средства заказчика.

Цена строительства новой градирни, конечно, выше стоимости проведения реконструкции. Однако, в результате вы получаете абсолютно новый объект, который в итоге прослужит значительно дольше реконструированного сооружения.

В любом случае, какой бы вариант Вы не выбрали, следует тщательно подходить к поиску подрядчика. Это должна быть компания, обладающая значительным опытом в данной сфере, способная выполнить весь комплекс работ - от проектирования до изготовления оборудования и его монтажа.

Эксплуатация градирен

Казалось бы – очевидный вывод! Но давайте немного шире взглянем на причины выхода из строя оборудования. Мы еще не упоминали сам процесс эксплуатации. Какой бы качественный материал не был, при его халатном и попустительском использовании ожидать долговечности не приходится.

У каждой градирни есть потребность в плановых осмотрах и ремонтах. Зачастую ими пренебрегают. И происходит это не из-за низкой квалификации персонала (хотя бывает и такое)!

Большой проблемой стала – оптимизация. Это слово последние пять лет прочно вошло в заводскую жизнь – оптимизируется всё: издержки, оборудование, люди. Иногда хорошая идея о повышении конкурентоспособности продукции ведет и к перекосам. На пять – шесть имеющихся в работе градирен остается два – три человека обслуживающего персонал. Выполнить осмотр или плановую замену деталей они просто не успевают.

Основные проблемы, приводящие к ремонту градирен

Что происходит, если за градирней не следить?

Постепенно она перестает охлаждать воду в необходимом количестве и с требуемым перепадом температур. Происходит это по нескольким причинам.

  1. Старение и усталость металла каркаса градирни.

При этом процессе возможны самые негативные последствия: частичное или полное разрушение конструкций. Менее серьезным последствием будет провисание площадок оросителя и водоуловителя, площадок двигателя, приводящее к отклонениям от нормативных значений. При плохом состоянии каркаса, когда процесс уже сильно запущен,  часто единственным выходом остается полная замена всей водоохлаждающей установки.

  1. Разрушение бетона чаши и каркаса, под воздействием знакопеременных температур.

При появлении трещин, сколов и отслаиваний бетона, его несущая способность уменьшается. Если говорить об железобетонных элементах каркаса градирни, то его эксплуатация становится опасной. А у железобетонных чаш появляются течи. Вода постоянно уходит из цикла и требуется ее восполнение, что ведет к значительным денежным потерям.

расчет градирни

расчет градирни

  1. Забивание оросителя или обрастание водорослями и солями жесткости

Ороситель, особенно в башенных градирнях, поставляемый в начале 2000х, чаще всего изготавливался из ПНД – полиэтилена низкого давления (плотности). Этот материал при воздействии ультрафиолета и морозов разрушается. Отдельные элементы блоков оросителя отламываются, попадают в бассейн и засоряют насосы и теплообменное оборудование.

Кроме того, ПНД подвержен обрастанию из-за своей шероховатой структуры.  Отложения кальция и биология достаточно быстро закрепляются, забивая каналы. Уменьшение полезной площади теплообмена значительно: до -30% за первый и второй годы работы.

расчет градирни

расчет градирни

  1. Забивание и падение эффективности водораспределения

Падение давления и уменьшение факелов связано с забиванием водораспределительной системы. Это происходит в металлических трубах из-за осадков, оставляемых на поверхности трубы при  прохождении воды в ВРС с малой скоростью  (0,8-1 м/с). Всё это ведёт к неравномерности распыления воды на поверхность оросителя и уменьшению охлаждающей способности.

расчет градирни

расчет градирни

  1. Падение производительности вентилятора градирни

Происходит уменьшение потока воздуха, нагнетаемого вентилятором из-за изменения угла атаки лопастей рабочих колес или появления подсосов воздуха. Корень этой проблемы в ослаблении креплений или болтовых соединений ступицы рабочего колеса осевого вентилятора или диффузора.

В первом случае, при ослабевании затяжки прижимной скобы, под действием потока воздуха лопасть поворачивается и меняется угол атаки. Последствия могут быть разными: от ухудшения охлаждения до дисбаланса и полного разрушения рабочего колеса.

Во втором случае происходит ослабление крепления секторов диффузора, появляются полости, в которые поступает воздух, сильно уменьшая производительность вентустановки.

  1. Изменение КПД электродвигателя градирни

В процессе старения характеристики электродвигателя могут меняться. Со временем он начинает терять мощность, что приводит к уменьшению потока воздуха, подаваемого в градирню

    расчет градирни

    расчет градирни

  1. Уменьшение сечения воздуховходных окон, снижение КПД градирни

Основная причина: неверно сконструированный тамбур или жалюзи, установленные после запуска самой градирни. При этом уменьшается полезная площадь поверхности, через которую проходит воздух, что приводит к росту скорости входа потока воздуха в оросительный слой. Появляется турбулентность, уменьшается время контакта сред, изменяется массовое соотношение вода-воздух, что негативно сказывается на охлаждающей способности градирни. Те же последствия имеет неверный выбор высоты окна, при проектировании.

  1. Разрушение обшивки градирни или ветровых перегородок

При сквозной коррозии или выпадении листов обшивки в градирню подсасывается воздух помимо оросительного слоя, что ведет к недоохлаждению воды. При разрушении ветровых перегородок влага, после оросителя выдувается в атмосферу, появляется потребность в дополнительной подпитке и финансовых затратах.

расчет градирни

расчет градирни

Что стоит помнить, приступая к ремонту градирни?

Описанные выше проблемы могут встречаться вместе или по-отдельности. Для каждой из них есть свой способ решения. Но, прежде чем описать их, оговоримся: есть еще ряд факторов, влияющих на конечный результат.

Первый из них – количество средств на ремонт или реконструкцию, заложенное в бюджете.

Хороший бюджет – это реалистичный план на ближайший год, выраженный в количественных показателях и характеризующий финансовое состояние предприятия.

В том числе в бюджет закладываются работы по реконструкции и модернизации технологического оборудования. И зачастую на проведении этих работ предприятие пытается сэкономить, но как показывает практика, это не позволяет достичь ожидаемого экономического эффекта.

Обшива градирни

В частности экономия средств на модернизации либо реконструкции градирни может сказаться на всем технологическом процессе предприятия. Так некачественно или не до конца проведенные работы повлекут за собой неизбежность их повторения, а значит приведут к затрате новых средств, сверх бюджета. Градирня является важной частью технологической линии и её остановки на ремонт повлекут остановку всего технологического процесса. И вот здесь экономические потери достигают больших объемов. Проблему лучше предупредить, чем с ней бороться!

Второй фактор – кто и как проводит ремонт градирни. В современных реалиях подрядчик выбирается через тендер или конкурс, а критерием выбора будет цена. При таком подходе всегда есть риск выбрать дешевую, но не опытную фирму. Стоит задуматься, если финальная цена претендента сопоставима с ценой оборудования для реконструкции градирни. Поскольку работы по ремонту градирни трудоемкие, то скорее всего на материалах подрядчик сэкономит. Через несколько лет такая экономия превратится в необходимость повторного ремонта с выделением средств сильно больших сэкономленных.

расчет градирни

Способы модернизации градирен

Как модернизировать ороситель градирни

Как правило при ремонте градирен максимального эффекта можно достичь путем увеличения полезной поверхности охлаждения, минимизации гидродинамического сопротивления и увеличения равномерности орошения, а так же улучшением подачи воздуха.

Что даст замена наиболее важного элемента– оросительного устройства?

Для эффективного охлаждения воды ороситель должен обеспечивать необходимый теплосъём, а для экономии электроэнергии он должен иметь минимально возможное аэродинамическое сопротивление. Конструкции оросителя необходимо обеспечивать достаточную жесткость и удобность в монтаже, исключать забивание блока взвешенными веществами (жирами, смолами, нефтепродуктами), изготавливаться из современных долговечных материалов. При выполнении всех этих требований оросительное устройство даёт максимально возможное охлаждение воды.

расчет градирни

расчет градирни

расчет градирни

Таким образом, если имеющийся ороситель не удовлетворяет описанным требованиям, то его замена кардинально улучшит работу градирни. Стоит учитывать при проведении работ, что блоки оросителя необходимо укладывать плотно, без зазоров, строго следуя схеме производителя.

Как модернизировать водораспределение градирни

При изготовлении водораспределительной системы  чаще всего используют металл, что обусловлено дешевизной и легкостью его монтажа. Однако, внутренняя поверхность металлических труб подвержена коррозии, поэтому при прохождении воды в ВРС с малой скоростью (0,8-1 м/с) происходит осаждение взвеси в распределительных участках коллекторов, что приводит к их забиванию. Как следствие, это ведёт к неравномерности распыла воды по поверхности оросителя и уменьшению охлаждающей способности градирни.

расчет градирни

расчет градирни

Более чем в три раза увеличить срок службы водораспределительной системы по сравнению с металлической позволит применение стеклопластиковой ВРС. Реконструкция водораспределительной системы градирни, с использованием стеклопластиковых труб и оптимальным распределением орошающих сопел, с учётом реальной гидродинамической нагрузки, приведет к более интенсивному охлаждению воды, за счёт большей равномерности орошения.

Равномерность скорости движения воды в ВРС можно получить несколькими способами.

  • Первый: изменить расстояния между соплами при заданном напоре, что увеличит количество точек истечения жидкости и расход, повысит перекрываемость факелов
  • Второй: уменьшить диаметр поперечного сечения трубы по ходу движения воды, что даст равномерность скорости по всей длине ВРС
  • Третий: сделать закольцованную ВРС, имеющую более равномерное давление во всех участках

Комплексное решение этой проблемы – телескопическая система водораспределения  с коллекторами переменного сечения, оснащенная соплами, подобранными по результатам гидравлических расчетов и моделирования. Особенно актуально это решение на башенных градирнях градирнях типа СК-400 и СК-1200. Изготовление такой системы позволит при правильном расположении сопел избежать зарастания труб. Дополнительно в торцевых участках можно сделать промывочные сопла большого сечения или съемные фланцы.

Другим аспектом может быть применение композитных материалов с более гладкими внутренними поверхностями, например ВРС из стеклопластика.

расчет градирни

расчет градирни

Трубы из стеклопластика обладают гладкой внутренней поверхностью и высокой коррозионной стойкостью. На них не происходит концентрации химических и биологических отложений. При этом они имеют высокие гидравлические характеристики, что снижает затраты на перемещение воды, а также исключает необходимость очистки системы.

При использовании стеклопластиковой ВРС потери напора в трубопроводах будут минимальны, а равномерность распределения воды по поверхности оросителя постоянной.

Как ремонтировать обшивку градирни

Современная стеклопластиковая обшивка для градирни, например ЛСП, появилась сравнительно недавно: около 10 лет назад. Ее применение ограничивалось высокой ценой и небольшим предложением, т.к. выпуск освоили всего 2-3 фирмы. Большинство же градирен были обшиты профлистом, шифером или ПВХ обшивкой ЭПЛ – 200.

Профлист и шифер имеют невысокий срок службы в агрессивной среде. А ЭПЛ – 200 изготовлена из ПВХ, имеющего высокий коэффициент температурного расширения, из-за чего под действием солнечного света возможно выгибание листов и их поломка. Поэтому через 5 – 7 лет возникает потребность в ремонте обшивки градирни.

Для проведения ремонта градирня полностью расшивается, из нее выгружается полимерная насадка: ороситель и водоуловитель. Далее, в зависимости от ветрового и снегового район, в котором расположено предприятие, проводится расчет несущей способности ригелей под обшиву. При необходимости устанавливаются дополнительные ригеля. В среднем обшивка крепится через метр в каждом из направлений. Крепление осуществляется на заклепки, болты или саморезы.

расчет градирни

После установки ригелей градирня обшивается новым материалом. Мы рекомендуем стеклопластик или ПВХ, усиленный слоем АБС – пластика. Последние 1 – 2 листа обшивки в каждой секции остаются открытыми. В этот проем загружается ороситель и водоуловитель. После укладки технологических элементов градирня закрывается полностью.

Как реконструировать вентиляторную установку градирни

Основной проблемой при эксплуатации вентилятора градирни является старение материалов корпуса и рабочих колес.

Для корпусов вентиляторов проблема старения менее острая, т.к. разрушающее воздействие не велико.  Чаще всего ремонт диффузора градирни производится по причине его повреждения предметами из-вне. Наиболее частая проблема, приводящая к реконструкции вентиляторной установки – неверный монтаж корпуса вентилятора с появлением эллипсоидности. При такой сборке появляются точки в которых рабочее колесо задевает диффузор. В этих местах и происходит разрушение элементов вентилятора градирни.

В теплую погоду ремонт диффузора допускается проводить на месте с применением ремкомплекта из смолы и ровингов. Если же на улице холодно или повреждение сильное, то работы должны производиться в цеху. При проведении восстановления на поврежденный участок накладывается заплатка с усилением, после чего вентилятор градирни может прослужить еще несколько лет.

расчет градирни

расчет градирни

Для рабочих колес под воздействием переменной нагрузки в местах крепления возможно ослабление затяжки болтов или разрушение краев отверстий лопасти. Если смолы и составы, из которых она изготовлена дешевые и их толщина маленькая, то лопасть может оторваться совсем, повредив другие элементы градирни. Так же некоторые производители для удешевления выполняют хвостовой элемент из стеклопластика, не устанавливая закладную в месте расширения лопасти у корня, где нагрузка максимальная. Такой подход чреват появлением трещин и расслоения материала.

Ремонт лопастей проводится только в оборудованном цеху, на специальной матрице. Зачастую отремонтировать рабочее колесо не представляется возможным и его просто приходится заменять.

Для реконструкции поврежденный участок зачищается и усиливается вкладышем, после чего заделывается смолами и стеклотканью. Когда заплатка затвердеет колесо обязательно проходит балансировку. Если этот этап ремонта вентиляторной установки пропустить, то появляется дисбаланс и еще более серьезные повреждения.

расчет градирни

расчет градирни

Поскольку тяжелое колесо вентилятора градирни вращается с большой скоростью (до 3 оборотов в секунду), то ремонт этого элемента должен быть выполнен с точностью и знанием процесса. Только профессионал сможет реконструировать первоначальное состояние рабочего колеса. В противном случае, можно получить еще большую проблему.

Как установить жалюзи при модернизации градирни

Многие предприятия сталкиваются с проблемой обледенения при эксплуатации градирен в зимнее время. Обледенение существенно усложняет работу обслуживающему персоналу и зачастую приводит к обрушениям и повреждениям элементов.

расчет градирни

расчет градирни

Чтобы избежать проблем с эксплуатацией в зимнее время большинство заводов проводят установку воздухорегулирующих жалюзи при проведении реконструкции или модернизации градирен. Это эффективное решение, которое позволяет не только легко регулировать поток воздуха поступающего в вентиляторную градирню, но и быстро законсервировать ее на зимнее время.

Установка жалюзи заключается в монтаже несущего металлокаркаса по периметру воздуховходных окон или в организации тамбура, отнесенного от плоскости стенки на некоторое расстояние.

расчет градирни

Жалюзи изготавливаются с ламелями из профилированного металлического листа или из ЛСП. Исполнение допускается с горизонтальным или вертикальным расположением створок.

При модернизации градирни применение жалюзи обосновано и экономит средства предприятия при последующей эксплуатации, окупаясь 5-6 лет.

Автор: ООО "НПО "Агростройсервис"
Дата публикации: 24.01.2017
Заказать обратный звонок

Введите свои контактные данные и наши менеджеры вам перезвонят!
Мы работаем в будни с 8.00 до 17.00.

Заказать оборудование

Укажите свои контактные данные и предмет запроса, и наши специалисты свяжутся с Вами в ближайшее время!

Отправить сообщение

Укажите свои контактные данные и предмет запроса, и наши специалисты свяжутся с Вами в ближайшее время.