☰ Меню
+7 (831) 334-75-40 +7 (800) 222-45-62
Звонок по России бесплатно
Нижегородская область, г. Дзержинск, ул. Гайдара, 75 acs@acs-nnov.ru

Использование воздухорегулирующих устройств на испарительных градирнях

Для чего нужны жалюзи на градирне?

Воздухорегулирующее устройство (жалюзи градирни) представляет собой легкоуправляемую модульную конструкцию, позволяющую регулировать подачу воздуха в градирню в зависимости от изменения тепловых, гидравлических нагрузок и метеофакторов.

Вентиляторная градирня Вента

Такое устройство создает эжектирующий эффект и увеличивает расход воздуха в градирне, тем самым улучшая её охлаждающий эффект.

Жалюзи градирни исключают сквозной продув подоросительного пространства и максимально снижают боковой вынос воды, выравнивают скорости входящего в градирню воздуха по площади входного окна.

Чаще всего воздухорегулирующие устройства имеют механический привод, но при желании могут быть укомплектованы автоматическим дистанционным управлением.

Помимо указанных выше плюсов, жалюзи обеспечивают равномерность подачи воздуха по всей площади орошения градирни. При пониженных тепловых и гидравлических нагрузках они позволяют уменьшать расход воздуха до заданных объемов, а герметичность конструкции в закрытом положении позволяет даже полностью исключить поступление воздуха в градирню.

Воздухорегулирующие жалюзи

Подобрать вентиляторную градирню

Ответьте на 5 вопросов и получите ТКП вентиляторной градирни для вашего производства и гарантированную скидку

Заполнить форму

Конструкция жалюзи

Воздухорегулирующее устройство, как правило, выполняется из секций с поворотными створками шириной от 0,5 до 2,5м и высотой, равной высоте воздуховходного окна. Такая конструкция специально разработана для башенных и вентиляторных градирен "мокрого" типа.

Жалюзи могут быть горизонтального или вертикального типа. Это определяется расположением ламелей в раме.

Чаще используются горизонтальные створки, т.к. эффективность их выше. Вертикальные применяются в основном на башенных градирнях с большой высотой окон.

Тамбур из секций с поворотными створками позволяет:

  • Исключить ледообразование на опорных несущих конструкциях градирни и технологических элементах. Это предотвращает их разрушение при низких тепловых, гидравлических нагрузках и температуре наружного воздуха
  • Улучшить аэродинамические характеристики воздушных потоков, входящих в градирню
  • Оперативно управлять расходом воздуха в градирне, в зависимости от метеорологических условий и теплового режима работы. Независимость отдельных створок позволяет регулировать расход воздуха и направление его движения в большом диапазоне
  • Обеспечить, при необходимости, эффективную консервацию градирни

Жалюзи градирни

Для улучшения эффекта противообледенения воздухорегулирующие устройства дополняются кольцевым трубопроводом, проложенным в его основании с внутренней стороны и электрообогревом воздушного пространства входного окна градирни и устья башни. Трубопровод имеет сливы в чашу градирни в середине каждой грани.

Работа противообледенительного устройства заключается в управлении объемом и направлением подачи воздуха, которое выполняется как закрытием верхних створок жалюзи (как правило, на треть от высоты воздуховходного окна), так и частичным или полным закрытием створок.

При этом в основании воздухорегулирующего устройства происходит подогрев воздуха поверхностью кольцевого трубопровода, снижающим температурную разницу между охлажденной водой и наружным воздухом. Объем воды, подаваемый на обогрев, рассчитывается в объеме не более 20% от общего расхода на градирне. Наличие водонаправляющего козырька нижней кромки обшивки также благоприятно сказывается на снижении образования льда.

Кроме того, для достижения наибольшего эффекта антиобледенения рекомендуется перераспределить охлаждаемую воду на периферийную часть градирни. При этом плотность орошения должна составлять не менее 10 м32.час.

Ответьте на 3 вопроса и получите бесплатную консультацию инженера-технолога по градирням

Наш инженер-технолог ответит на все интересующие вас вопросы, приведет примеры из отрасли, а также соберет исходные данные для подбора оборудования и выставления ТКП

Пройти тест

Теоретические аспекты воздухорегулирующих устройств в градирнях

Физические характеристики атмосферного воздуха обеспечивают испарительный процесс охлаждения в градирнях, и от возможности их максимального использования во многом зависит охлаждающая эффективность градирен.

Одним из основных условий выполнения эффективности и реализации расчетных проектных решений, принимаемых в градирнях, является организация подачи и распределения воздуха по площади орошения. Важный показатель эффективности градирен — количество поступающего воздуха и его распределение по площади орошения. В расчетах это определяется величиной относительного расхода воздуха. При всех прочих равных условиях чем выше этот показатель, тем эффективнее работает градирня.

Относительный расход воздуха λ = V воздуха / V воды (отношение объема поступающего воздуха к объему охлаждаемой воды) служит критерием динамики двухфазного потока «вода-воздух» и одновременно является удельным расходом, отнесенным к квадратному метру площади орошения градирни. Для башенных градирен его величина определяется по уравнению Бермана Л.Д.

уравнение Бермана

где q — плотность орошения, м32ч

γ1 —удельная масса воздуха, входящего в градирню, кг/м3

γ2 — удельная масса воздуха, выходящего из градирни, кг/м3

ξ — общий коэффициент сопротивления градирни

Нб — высота башни над тепло-массообменным устройством (ТМУ), м

FВ/Fор = 1 — отношение площади живого сечения тепло-массообменного устройства к площади орошения градирни

Площадь живого сечения представляет площадь орошения, не занятую элементами тепло-массообменного устройства, и принимается равной одному, так как скорость воздуха определяется относительно полной площади орошения градирни и является величиной постоянной для всей площади орошения.

В природе атмосферный воздух имеет характеристики, которые необходимо учитывать при конструировании и расчетах градирен, в оценке их охлаждающей способности: непостоянные величины направления и скорости движения, импульсивности, турбулентности, неравномерности скорости движения по высоте над поверхностью земли. Приведенные физические характеристики оказывают существенное влияние на охлаждающую эффективность градирен, для которых важен еще один фактор — разные скоростные напоры с наветренной и подветренной сторон.

Равномерность поступления и распределения воздуха в градирню зависит от:

  • направления и силы ветра
  • распределения его скоростей
  • конструкции воздуховходных окон в их основании

Башенные градирни

Проекты, как правило, выполнены по расчетам при установившемся внутреннем ламинарном движении воздуха по площади и высоте градирни. Как следует из приведенной выше формулы, направление и сила, распределение скоростей атмосферного ветра и его воздействие на охлаждающую способность градирен в расчетах не учитываются. Очевидно, что для решения этой задачи и максимального приближения к условиям, определяемым формулой Бермана Л.Д., должно быть предусмотрено устройство, обеспечивающее регулирование поступления атмосферного воздуха, сглаживающее его негативное воздействие на работу градирни, с учетом широкого диапазона изменения температур от отрицательных до положительных значений.

Большая часть башен градирен, построенных и эксплуатируемых в оборотных системах охлаждения электростанций и промышленных предприятий, выполнены по типовым проектам. Воздух в градирни поступает через незакрытые проемы в нижней их части, которые называются воздуховходными окнами. При этом в створе воздуховходных окон либо отсутствуют воздухорегулирующие устройства, либо установлены поворотные или съемные щиты, совместно с воздухонаправляющим козырьком образующие противообледенительный тамбур, основная функция которых — борьба с обледенением оснований градирен. Как правило, поворотные щиты выполняются в горизонтальном или вертикальном положениях.

Представленные конструкции, как показывает опыт эксплуатации, обладают рядом конструктивных и технологических недостатков. Конструкции достаточно громоздки, имеют большую массу в зависимости от материала, из которого изготовлены. Такая конструкция неудобна в эксплуатации. Возникают частые поломки, изменение проектного положения опорной конструкции, обрыв щитов, поломка обшивочного материала и др. В процессе эксплуатации щиты находятся в двух положениях: открытом или закрытом.

В открытом положении щиты установлены горизонтально относительно поверхности земли, образуя воздушные проемы между ними более одного метра. В результате ветрового воздействия воздух поступает в градирни неравномерно, с образованием турбулентных потоков, сквозных продувов и выносов, что приводит к преждевременному разрушению, нарушению устойчивой работы градирен и их охлаждающей эффективности. По этим признакам отличия от градирен без поворотных щитов практически отсутствуют.

Башенные градирни

Очевидно, что поворотные щиты не решают задач обеспечения равномерности поступления воздуха в градирню по всему ее периметру и противообледенения. Какие-либо усовершенствования в таких конструкциях, например установка подшипников для облегчения поворота, лишены смысла, так как сама конструкция не соответствует реальным внешним условиям и расчетным условиям градирен.

В закрытом положении между щитами образуются воздушные зазоры до 150-200 мм, через которые холодный воздух поступает, в первую очередь, в зоны примыкания ТМУ к оболочке башни, где образуются ледяные наросты и обмерзание конструкций.

Такими конструкциями (как вертикальными, так и горизонтальными) невозможно регулировать объемы поступления воздуха в градирню, направление движения и распределение внутри градирни. Следует подчеркнуть, что необходимо добиться выполнения расчетных условий градирен ламинарности и равномерности поступления воздуха в градирню в реальных атмосферных условиях. В этой связи необходимо обратить внимание на часто встречающиеся предложения установки аэродинамических завихрителей в виде щитов, устанавливаемых вертикально по касательной к образующей башни под определенным углом, величина которого выбирается авторами идеи. Аэродинамический завихритель создает в нижней части градирни вихревые течения подобно тем, которые формируются в вихревых атмосферных образованиях типа смерчей, тропических циклонов, ураганов, что существенно ухудшает работу градирни, увеличивает вынос воды, а при отрицательных температурах вызывает обледенение конструкции.

Жалюзи на вентиляторной градирне Вента

Известно, что неуправляемая турбулентность в любой части градирни нарушает аэродинамическую тягу и ухудшает ее охлаждающую эффективность. И смерчи, и ураганы не решают задачи охлаждения воды, а имеют совсем другую направленность и совсем не соответствуют расчетным условиям градирен. Существует другая крайность в виде вертикальных поворотных панелей, вращающихся вокруг своей оси, принцип работы которых, по утверждению авторов устройства — полуавтоматический, основанный на использовании энергии ветра.

По условиям работы градирни (скорости и давления возникающих воздушных потоков) створки не могут в безветренную погоду открываться тягой градирни и присутствием эксцентриситета, а возникающий ветер и его составляющая с наветренной стороны действуют в одном направлении с тягой градирни и усиливают неравномерность и турбулентность поступающего воздуха, что отрицательно сказывается на охлаждающей эффективности градирен. Поскольку конструкция поворотных панелей массивна, то усилия тяги воздуха в градирне конечно же не хватит, чтобы вращать створки. При этом тяговое усилие возникает при свободном поступлении воздуха внутрь градирни, процесс которого исключают установленные панели. В данной конструкции самоуправляемость в зависимости от ветра не может быть реализована.

Очевидно, что данная конструкция неработоспособна и не отвечает расчетным условиям работы градирни своим сопротивлением и практически исключает поступление воздуха в градирню. Кроме этого, следует отметить некоторые принципиальные конструктивные недоработки:

  • поворотные механизмы, подшипники, втулки подвержены воздействию пыли, привносимой в градирню тем же атмосферным воздухом, водой, снегом, льдом, что в разной степени определяет возможности механического вращения при открытии или закрытии щитов
  • открытие щитов с наветренной стороны и их закрытие с подветренной в зависимости от давления ветра невозможно из-за названных выше условий и из-за отсутствия зависимости открытия и закрытия от силы давления воздуха и тяги градирни

Секционные жалюзийные створки на градирнях

На многих градирнях электростанций, металлургических и нефтехимических заводов применяется конструкция воздухорегулирующего устройства из секционных жалюзийных створок. Разработке конструкции предшествовали десятилетия научных исследований, натурных испытаний градирен, обследований в различных климатических и метеорологических условиях и режимах эксплуатации, опыт аэродинамических исследований в других областях промышленности.

Конструкция имеет целевое назначение для обеспечения расчетных условий подачи воздуха в башенных и вентиляторных градирнях испарительного типа.

Воздухорегулирующее устройство представляет собой нетиповую легкоуправляемую модульную конструкцию, позволяющую регулировать подачу воздуха в градирню в зависимости от изменения нагрузок и метеофакторов. Устройство исключает недостатки описанных выше решений и полностью соответствует функционированию градирен в различных климатических условиях. Основные принципы управления потоком воздуха заимствованы из аэродинамики самолетного крыла.

Воздухорегулирующее устройство градирни

За счет стратификации воздушных масс воздухорегулирующее устройство создает эжектирующий эффект, упорядочивает и увеличивает расход воздуха в градирне, тем самым улучшая ее охлаждающий эффект. Пульсационное и разнонаправленное воздействие атмосферного воздуха нивелируется конструкцией жалюзийных створок, стратифицирующих воздушные массы и направляющих воздух в градирню под определенным и требуемым углом внутрь градирни. Воздух поступает в градирню по траектории, создаваемой углом установки жалюзийных створок, что имеет важное значение как в летний период эксплуатации, так и в зимний.

Устройство исключает сквозной продув градирни в ее основании и боковой вынос воды, выравнивает скорости входящего в градирню воздуха по площади входного окна.

Управление осуществляется в ручном и автоматическом режиме с выводом контролируемых параметров на блочный щит управления. Конструкция имеет соответствующее программное обеспечение, функциональные показатели работы зависят от температуры охлажденной воды.

Установленные жалюзи

В отличие от других конструкций, жалюзи обеспечивают равномерность подачи воздуха по всей площади орошения градирни. При пониженных тепловых и гидравлических нагрузках устройство позволяет уменьшать расход воздуха, направляемого в градирню, исключая контакт воздуха с водой и конструкциями в периферийной части — основных местах образования наледей.

Воздухорегулирующее устройство выполняется из секций с поворотными створками шириной 0,5- 2,5 м и высотой, равной высоте воздуховходного окна.

Закрытые створки жалюзи

Воздухорегулирующее устройство из секций с поворотными створками позволяет:

  • исключить ледообразование на опорных несущих конструкциях градирни, тепло-массообменном устройстве (оросителе) и его разрушение при низких тепловых, гидравлических нагрузках и отрицательных значениях температуры наружного воздуха;
  • улучшить аэродинамические характеристики движения воздушных потоков в градирню;
  • маневренно управлять расходом воздуха в градирню в зависимости от метеорологических условий и теплового режима работы градирни. Маневренность управления обеспечивается автономностью секций створок;
  • обеспечить при необходимости эффективную консервацию градирни.

Работа противообледенительного устройства заключается в управлении объемом и направлением подачи воздуха, которое выполняется частичным или полным закрытием створок жалюзи.

Воздухорегулирующее устройство с поворотными створками жалюзийного типа конструкции ООО «НПО «Агростройсервис» успешно эксплуатируется на градирнях промышленных предприятий России. Перечень объектов вы можете увидеть здесь.

Для заказа жалюзи обращайтесь по телефонам 8-800-222-45-62, 8-8313-34-75-40 или пишите на почту acs@acs-nnov.ru

Автор: ООО "НПО "Агростройсервис”. Дата публикации 17.08.2018

Заполните онлайн опросные листы Перейти в раздел

Вы можете отправить заявку в свободной форме

Очистные сооружения

Заполнить. Скачать