Принцип работы градирни

В современной промышленности вопрос ресурсосбережения стоит острее, чем когда-либо. Особенно это касается водопользования. Многие технологические процессы в металлургии, химической промышленности, энергетике и пищевом производстве генерируют огромное количество тепла, которое необходимо отводить. Проще всего было бы сбрасывать нагретую воду в реку или пруд, но экологические нормы и экономическая целесообразность давно диктуют другие правила игры. Так на сцену выходят системы оборотного водоснабжения, сердцем которых является охладительная установка — градирня.

Если говорить просто, градирня — это устройство, которое забирает тепло у воды, прошедшей через технологическое оборудование, и рассеивает его в атмосферу. Однако за этой простотой скрывается сложный физический процесс парообразования и тепломассообмена. Рассмотрим подробно принцип работы самого востребованного типа оборудования на предприятиях — вентиляторных испарительных градирен, которые чаще всего применяются на крупных производственных объектах.

Зачем нужна градирня на производстве

Без эффективного теплоотвода технологическое оборудование перегревается, выходит из строя и останавливает производство. Прямоточное водоснабжение — забор воды из водоёма и сброс нагретой обратно — давно ограничено экологическим законодательством. Система оборотного водоснабжения с градирней позволяет использовать один и тот же объём теплоносителя многократно, восполняя лишь неизбежные потери на испарение.

Как работает водораспределительная система

Работа вентиляторной градирни начинается с того, что нагретая вода из технологического цикла поступает по трубопроводам на водораспределительную систему. Горячий теплоноситель через распределительные коллекторы попадает в разбрызгивающие форсунки или сопла, расположенные над оросителем. Задача этих форсунок — равномерно по всей площади башни охлаждения разбить поток жидкости на мельчайшие капли, увеличив тем самым площадь соприкосновения теплоносителя с воздухом.

Физика охлаждения: почему испаряется 1–2% воды

Капли нагретой жидкости падают вниз навстречу потоку холодного атмосферного воздуха, который нагнетается вентилятором снизу вверх и поступает в установку через боковые воздухозаборные окна. Здесь вступают в действие законы физики. Часть воды — примерно 1–2% от общего объёма — при соприкосновении с сухим воздухом переходит в парообразное состояние. Молекулы воздуха забирают энергию у жидкости, в результате чего теплоноситель резко теряет температуру. Таким образом, снижение температуры происходит преимущественно за счёт фазового перехода — испарения.

Водоуловители: защита от потерь воды и реагентов

Вместе с паром через вентилятор градирни может уноситься мелкодисперсная взвесь воды, что чревато перерасходом теплоносителя и потерей химических реагентов. Для улавливания этих капель применяются водоуловители, которые осаждают их обратно, пропуская наружу только чистый пар и нагретый влажный воздух.

Роль оросителя в повышении эффективности охлаждения

Особая роль при теплоотводе отводится оросителю. В современных моделях применяют плёночные или более эффективные капельно-плёночные оросители. Их задача — максимально увеличить время контакта фаз (жидкость/газ). Вместо прямого падения вода то растекается по стенкам ячеек блоков оросителя, образуя тончайшую плёнку, то каплями разбивается о нижние ярусы сеток насадки, постоянно перемешиваясь и тем самым повышая результативность теплоотвода.

Водосборный поддон и возврат теплоносителя в систему

После прохождения через ороситель охлаждённая вода собирается в нижней части башни охлаждения — в водосборном поддоне или чаше, откуда самотёком или с помощью насосов подаётся обратно в систему для охлаждения технологического оборудования.

Восполнение потерь и система продувки

На производственных предприятиях этот процесс идёт круглосуточно. Важно понимать, что при испарении теплоноситель теряет не только температуру, но и определённый объём воды. Поэтому в оборотную систему автоматически или вручную добавляется свежая вода для компенсации потерь. Кроме того, поскольку часть жидкости испаряется, в контуре постепенно растёт концентрация солей и примесей. Для борьбы с этим предусмотрена система продувки, которая периодически сбрасывает часть концентрированного теплоносителя в канализацию.

Как правильно подобрать вентиляторную градирню

Выбор испарительной градирни не терпит шаблонных решений. Инженерный расчёт требует учёта десятка параметров: количество отводимого тепла, характеристики наружного воздуха, химический состав воды и даже ветровая и снеговая нагрузка на конструкцию. Ошибка в расчёте приводит либо к перегреву производства, либо к неоправданному удорожанию проекта.

Подобрать энергоэффективные и надёжные вентиляторные градирни для любых задач — от малых цехов до крупных ТЭЦ — помогут квалифицированные специалисты НПО «Агростройсервис».

Для консультации и запроса коммерческого предложения свяжитесь с нами:

Телефоны:
+7 (831) 334-75-40
+7 (800) 222-45-62

E-mail: acs@acs-nnov.ru