Что такое градирни? Как работают, где применяют. Виды и типы

Определение 

Градирня  — это теплообменное устройство, используемое в системах оборотного водоснабжения. Основная её функция — охлаждение технической воды, которая используется для отвода тепла от промышленного оборудования. Это позволяет защитить оборудование от перегрева, продлить срок его службы и поддерживать стабильные условия для технологических процессов.

Принцип работы градирни основан на испарении воды — процессе, который, согласно законам физики, приводит к её охлаждению. Впервые градирню в современном понимании построили в Нидерландах в 1918 году. До этого существовали разные формы таких сооружений, но не было единого стандарта.

При подборе градирни учитываются разные факторы, а именно:

• расположение градирни на площадке
• погодные условия
• технические расчеты
• уровень снижения температуры
• химический состав и расход воды

История появления градирни

История появления термина «градирня» ведет к немецкому слову «gradieren», что означает «сгущать солевой раствор». Это связано с тем, что первоначально градирни служили для добычи соли методом выпаривания.

Соляная градирня

Соляная градирня в Германии — действующий туристический объект.

До сих пор существует градирня в небольшом городке в Германии, которой более 200 лет. Сейчас это сооружение запускается редко, и оно выступает только в качестве туристического объекта.

Первая градирня современной гиперболоидной формы была построена в 1918 году в голландском городе Херлен. Конструктором был Фредерик ван Итерсон – профессор машиностроения и директор голландских государственных шахт. Предыдущие постройки были круглые, овальные, прямоугольные.

В России большой вклад в развитие теории и практики градирнестроения внесли отечественные ученые: Фарворский Б.С., Ямпольский Т.С., Берман Л.Д., Аверкиев А.Г., Арефьев Ю.И., Пономаренко В.С. и другие. 

Назначение градирни

Назначение градирни менялось с годами. Если изначально она использовалась для выпаривания воды из соляного раствора, то на современных предприятиях градирня используется для охлаждения технической воды. Промышленные предприятия потребляют воду в огромном количестве, она используется в технологическом процессе и для охлаждения оборудования. В ходе этого использования вода нагревается, после чего охлаждается на градирне и может использоваться снова. Это называется водооборотным циклом.

Современные экологические требования, а также действующие расценки на потребление и сброс воды вынуждают промышленные предприятия использовать техническую воду повторно. К сожалению, пока еще остаются потребители, которые сбрасывают воду после однократного использования, но благодаря повсеместному внедрению водооборотных циклов и строительству градирен, их становится меньше с каждым днем.

Но не только в промышленности используются градирни. Где еще — мы рассказываем в нашей статье по ссылке Градирни. История появления и интересные факты

Схема оборотного водоснабжения предприятия

Современные промышленные предприятия потребляют огромное количество воды, которая используется как в технологических процессах, так и для охлаждения. После нагрева вода направляется на градирню, где охлаждается и возвращается в цикл. Такой подход называется оборотным водоснабжением.

Экологические нормы и высокие затраты на воду и её сброс вынуждают предприятия использовать оборотную воду повторно. Градирни позволяют сократить расходы, повысить эффективность и снизить воздействие на окружающую среду.

Классификация градирен

Градирни делятся на два основных типа:

1. Сухие градирни. Они используют закрытый контур охлаждения, где тепло передаётся через радиаторы без контакта воды с воздухом.
Плюсы: отсутствие испарения, защита от загрязнений, возможность охлаждать жидкости высокой температуры.
Минусы: низкая эффективность, высокая стоимость, сложность обслуживания.

2. Испарительные (мокрые) градирни. У них основной принцип действия заключен в испарении воды при контакте с воздухом.
Плюсы: высокая эффективность, низкая стоимость, простота конструкции.
Минусы: потери воды, риск загрязнения, необходимость контроля за качеством воды.

Типы испарительных градирен

Если говорить о градирнях в общих чертах, то данные охлаждающие установки распределяются на 4 остновных типа.

1. Башенные градирни. Применяются на ТЭЦ, АЭС и крупных промышленных объектах.

• Основной плюс — высокая производительность.
• Недостаток — большие габариты и высокие энергозатраты.

2. Секционные вентиляторные градирни. Наиболее популярный тип для промышленности.

• Компактные, модульные, легко адаптируются к изменению нагрузки.
• Могут работать автономно или в составе комплекса.
• Просты в обслуживании и ремонте.

3. Малогабаритные градирни. Подойдут для небольших предприятий.

• Легко транспортируются, не требуют бассейна.
• Ограничения: низкая глубина охлаждения, риск обмерзания.

4. Гибридные градирни. Сочетают сухой и испарительный принципы.

• Плюсы: снижение потерь воды, возможность работы без парового факела.
• Минусы: высокая стоимость, сложность эксплуатации.

Далее рассмотрим более подробно каждый тип градирни. 

Вентиляторные градирни

Вентиляторная градирня — самый распространенный и наиболее эффективный вид для предприятий различных отраслей промышленности.

Секционные (блочные) вентиляторные градирни представляют собой независимые секции, которые монтируются в единую охлаждающую установку.

Параметры градирен серии «Вента»

Каждая отдельная секция — это прямоугольный железобетонный, металлический или, реже, стеклопластиковый каркас. Наверху этой конструкции расположена вентиляторная группа, а внутри — набор технологических элементов. Весь каркас градирни, за исключением воздуховходных окон, закрыт обшивкой.

Интерактивная схема градирни

Наведите на изображение для просмотра описания

Благодаря большой вариативности размеров секций можно легко подобрать градирню, наиболее полно отвечающую потребностям технологического процесса, а возможность автономной работы посекционно позволяет легко подстраиваться под изменение объема охлаждаемой воды и сезонные колебания нагрузки.

Вследствие того, что секционные вентиляторные градирни намного компактнее башенных и отдельно стоящих СК-400 и СК-1200, их легче разместить на территории предприятия, проще обслуживать и ремонтировать. Из-за своей универсальности именно они в настоящее время наиболее эффективны для заводов.

Сухие градирни

Представляют собой теплообменные сооружения, в которых теплопередающей поверхностью служат радиаторы, для отвода нагретого воздуха они оборудуются вентиляторами.

Передача тепла от нагретой жидкости, протекающей внутри трубок радиатора, к атмосферному воздуху осуществляется без непосредственного контакта с ним, через большую площадь поверхности ребер трубок радиатора. Отсутствие прямого контакта ограничивает охлаждение процессом теплопередачи, массообмен (испарение) отсутствует. Этот факт уменьшает эффективность работы.

Однако сухие градирни применяются в случаях, когда в силу технологических особенностей производства необходим закрытый контур оборотной воды, когда нет возможности восполнения потерь от испарения или когда температура оборотной воды настолько высока, что её охлаждение на градирнях испарительного типа невозможно.

К плюсам этого оборудования относятся:

• отсутствие потерь объема охлаждаемой жидкости
• в охлаждающую жидкость не попадают различные загрязнения
• практически отсутствует коррозия несущих конструкций
• возможность охлаждения жидкости высокой температуры

У них есть существенные недостатки, зачастую перекрывающие все плюсы:

• при одинаковой производительности, стоимость сухой градирни будет в 3-5 раз выше стоимости испарительной
• большие размеры
• невысокая эффективность охлаждения
• дорогостоящие комплектующие
• возможность замерзания жидкости в трубках радиатора и его повреждение
• сложность увеличения производительности

Испарительные (мокрые) градирни

В основе их работы лежит передача тепла от жидкости атмосферному воздуху при поверхностном испарении и непосредственном контакте сред.

Существуют различные виды испарительных градирен, но в основе всех лежит охлаждение воды при её испарении.

Ниже мы рассмотрим основные типы и область их применения.

Всего существует 4 основных вида испарительных градирен:

• башенные
• отдельно стоящие вентиляторные
• секционные вентиляторные
• малогабаритные

Все остальные виды градирен являются разновидностями указанных типов.

Башенные градирни

Это самая габаритная разновидность, которая служит для охлаждения больших объемов воды с небольшим перепадом температур.

Они часто используются на ТЭЦ и АЭС, реже - на крупных промышленных предприятиях, где важнее общая тепловая мощность, а не глубина охлаждения. Подробнее о башенных градирнях

Башенная градирня представляет собой конструкцию, в которой естественная тяга воздуха создается за счет разности давлений внизу и вверху башни.

В этом виде градирни присутствуют все классические технологические элементы: ороситель, водораспределение с форсунками, водоуловитель, жалюзи.

Башенные градирни могут отличаться друг от друга формой, размерами, отдельными технологическими решениями, но в основе лежит один и тот же принцип работы.

Горячая вода из водораспределительной системы при помощи сопел разбрызгивается по всей площади орошения. Вода, попавшая на оросительное устройство, образует на его поверхности тонкую пленку или дробится на очень мелкие капли. На всей получившейся поверхности происходит процесс испарения, за счет чего и понижается температура оставшейся оборотной воды. А благодаря тяге, создаваемой за счет перепада высот, насыщенная теплыми парами капельно-воздушная смесь отводится из градирни.

Похожим образом работают и вентиляторные градирни. Основным отличием является лишь то, что тяга в градине создается искусственным образом за счет работы вентилятора.

Градирни типа СК-400 или СК-1200

Отдельно стоящие градирни представляют собой железобетонный или металлический каркас цилиндрической формы высотой более 10 метров, с диаметром основания 24 метра для СК-400 и 36 метров для СК-1200.

В верхней части сооружения располагается мощный вентилятор, помещенный в специальный корпус — диффузор. Именно вентиляторная установка и создает необходимую тягу внутри градирни. Остальные технологические элементы повторяют «начинку» башенной градирни. Процессы, протекающие в СК-400, также аналогичны.

Градирни СК-400 и СК-1200 получили широкое распространение в Советском Союзе на химических и нефтехимических предприятиях. Их основными достоинствами являются высокая производительность, устойчивость к обмерзанию, возможность регулирования тяги за счет изменения режима работы вентилятора и удобство проведения работ по обслуживанию и ремонту.

Подробнее о СК-400 и СК-1200

Однако есть и минусы такой конструкции: дорогостоящая вентиляторная группа, сложность её конструкции и большие затраты электроэнергии для обеспечения работы вентилятора.

Большинство этих недостатков устранено в конструкции секционных вентиляторных градирен.

Малогабаритные градирни

Еще один тип, который следует выделить отдельно, — малогабаритные градирни. Они схожи с обычными секционными, но отличаются типом вентилятора. Вентилятор выполняется нагнетательным и устанавливается снизу.

Малогабаритные градирни решают задачу охлаждения воды на предприятиях с небольшим оборотным циклом. Все их достоинства и недостатки обусловлены их конструкцией.

Благодаря компактным размерам они поставляются собранными и готовыми к работе, легко переносятся с места на место и не требуют специального бассейна.

Однако из-за своих размеров они не могут обеспечить глубокое охлаждение оборотной воды (как правило, не более 5-7 °С), а увеличение объема оборотного цикла требует поставки новых единиц, т. к. изменить конфигурацию и количество технологических элементов существующей градирни невозможно.

Основная проблема «малогабариток» — обмерзание в холодное время года, появляющееся из-за нижнего расположения вентилятора и попадания капель воды на него.

Гибридные градирни

Гибридные градирни – это сложные технические сооружения, которые совмещают в себе процессы, присущие испарительной и сухой градирне. Тяга воздуха может создаваться вытяжной башней, вентилятором или совместно башней и несколькими вентиляторами, размещенными по периметру башни в ее нижней части.

Технологические и технико-экономические показатели гибридной градирни лучше в сравнении с сухими, но уступают испарительным.
Они имеют меньше дорогостоящего теплообменного оборудования, и охлаждающая способность их в меньшей мере зависит от изменения температуры воздуха. К достоинствам гибридной градирни можно отнести заметное снижение безвозвратных потерь воды в сравнении с испарительными градирнями и возможность работы без видимого парового факела.

По охлаждающей способности они превосходят сухие, но уступают испарительным градирням.

Гибридные градирни более сложны при проектировании и строительстве, требуют повышенного внимания и обслужива­ния при эксплуатации не только самой градирни, но и системы водооборота в целом. При недостаточно качественной оборот­ной воде на стенках внутри труб радиаторов образуются солевые отложения, а оребрения труб загрязняются пылью входящего воздуха, что приводит к резкому возрастанию теплового сопро­тивления.

Все это вызывает нарушение расчетных режимов работы сухой и испарительной частей, а также аварийные ситуации в зимнее время.

В нашей стране они не получили распрост­ранения из-за повышенных требований при эксплуатации и большей стоимости в сравнении с обычными испарительными градирнями.

Каждый из описанных типов решает конкретные задачи по охлаждению водооборотного цикла предприятия. Правильный выбор градирни позволяет достичь поставленных целей с наименьшими затратами, а в будущем избежать сложностей при их эксплуатации.

Конструкция вентиляторной градирни

Основные элементы градирни

Блоки оросителя

Блоки оросителя, или просто ороситель, является главным элементом градирни, определяющим её охлаждающую способность.

Его задачей является обеспечение максимальной площади поверхностности охлаждения воды при её контакте с потоком встречного воздуха.

Подробнее об оросителе

Оросители подразделяются на пленочные, капельно-пленочные, комбинированные и брызгальные.

Комбинированные и брызгальные типы не получили должного распространения, поэтому их подробное рассмотрение не имеет смысла.

Ороситель должен обладать следующими свойствами:

• обеспечивать высокую охлаждающую способность
• иметь надежную и долговечную структуру
• обладать повышенной химической стойкостью
• обеспечивать равномерность при заполнении внутреннего объема градирни
• обладать высокой смачиваемостью и малым весом
• быть устойчивым к деформации
• сохранять свои свойства при температуре от -50°C  до +60°C градусов

Оросители могут иметь разную форму и изготавливаться из различных материалов.

В настоящее время сырьем для изготовления оросителя служат различные полимерные материалы, например: полипропилен, полиэтилен, поливинилхлорид и т.д.

Самым распространенным типом, обеспечивающим высокий охлаждающий эффект, является плёночный, но у него есть значительный недостаток: забивание зазоров между отдельными элементами в блоке взвешенными веществами и примесями, присутствующими в охлаждаемой воде.

Задачей оросителя пленочного типа является задержка на своей поверхности тонкой водяной пленки, что обеспечивает большую площадь орошения для эффективного тепломассообмена.

ЧП на градирне и чудесное спасение — смотрите наш ролик!

Для наиболее продуктивной работы пленочного оросителя в его конструкцию вносят различные изменения, а именно:

• использование материалов пористой структуры
• увеличение шероховатости поверхности
• применение гофрированных материалов
• создание сложной формы поверхности тепломассообмена на единицу площади

Одним из видов такого оросителя является трубчатый тип. Он представляет из себя группу полимерных трубок, спаянных между собой. Такой блок, как и аналог из гофролистов, требует равномерного распределения воды по поверхности, так как возможность перераспределения воды возникает только в пространстве между трубками и листами. При этом трубы занимают до 50%  объема, что снижает его эффективность. Для того, чтобы избежать сквозного протекания воды без дробления, блоки оросителя изготавливают малой высоты с применением разрывов между блоками для перемешивания воды.

При повышенной концентрации различных веществ в воде необходимо применять капельно-пленочные оросители, так как они более устойчивы к забиванию.

Сетчатая структура таких блоков находит все большее применение в различных типах градирен в связи с оптимальным сочетанием расхода материала и увеличением охлаждающего эффекта.

Благодаря сетчатой структуре происходят разрывы по ходу движения воды и воздуха, что приводит к чередованию капельных и пленочных режимов работы. За счёт этого перераспределения и дополнительной турбулизации взаимодействующих потоков резко повышается тепло- и массообмен, то есть охлаждающая способность оросителя увеличивается примерно на 70% по сравнению с листами и гофротрубами. Такая структура значительно снижает коэффициент аэродинамического сопротивления, что положительно сказывается на экономии электроэнергии.

Капельно-пленочный ороситель градирни

Ороситель капельно-пленочного типа бывает различной формы и конструкции. Наиболее распространены блоки, состоящие из:

• сетчатых призм
• сетчатых рулонов
• сетчатых решёток

Особенности и преимущества БНС 5.5.5 подробно представлены в видео:

Водоуловитель

Во время работы градирни в атмосферу выбрасывается насыщенный водяными парами и каплями воды воздух, вследствие чего происходит капельный унос оборотной воды. В зимний период времени это может привести к обледенению окружающих зданий, строений и т.п. Для устранения данной проблемы в градирнях применяют такой элемент, как водоуловитель.

Подробнее о водоуловителе градирни

Водоуловитель для градирни максимально снижает капельный унос при минимальном аэродинамическом сопротивлении. Водоуловитель представляет из себя конструкцию волнообразной формы. Он служит для конденсации влаги и осаждения на своей поверхности летящих вверх капелек воды в воздушном потоке, а также равномерного распределения воздуха на выходе из градирни.

Водоуловители изготавливают в основном из различных полимеров, что обуславливает сравнительно небольшой вес и надежную конструкцию. Их способность улавливать капли зависит от размеров самих капель и скорости потока воздуха в градирне. Из этого следует, что в разных типах градирен могут использоваться различные по форме водоуловители. Эффективность каплеулавливания в вентиляторных градирнях максимальна при скорости движения воздуха 2-3 м/с, в башенных – 0,7-1,5 м/с, в малогабаритных – 4 м/с.

Водоуловители бывают различной формы:

• полуволна
• ячеистые
• решётчатые
• сотовые

У ячеистого каплеотбойника рабочие элементы имеют в вертикальном сечении вид полуволны, а по длине блока имеют впадины и вершины.

Сотовый водоуловитель представляет собой монолитный блок с каналами из стеклоткани. Такое название он получил потому, что вид сверху напоминает соты. Способность водоулавливания у него достаточно высокая, однако, аэродинамическое сопротивление в 2-3 раза выше, чем у «полуволны».

Аэродинамическое сопротивление водоуловителей может существенно разниться в зависимости от их формы. Наиболее оптимальной и распространённой конструкцией водоуловителя на сегодняшний день считается полуволна. Такая форма обеспечивает эффективное улавливание капель до 99,98%, при этом отпадает необходимость в использовании многоярусных каплеуловителей с большим аэродинамическим сопротивлением.

При расстановке блоков каплеотбойников на площадке градирни необходимо исключить сквозные щели между блоками и стенками градирни. Это делается для того, чтобы воздушный поток в этих местах с повышенной скоростью не выносил с собой влагу.

Водораспределительная система

Водораспределительная система градирни предназначена для равномерного распределения охлаждаемой воды по площади поверхности оросителя. Она не должна мешать свободному прохождению воздушных масс в градирне.

Водораспределительное устройство градирни можно разделить на 3 группы:

• разбрызгивающее
• без разбрызгивания
• подвижное

В настоящее время основной системой распределения воды является разбрызгивающее напорное водораспределительное устройство.

Напорная разбрызгивающая водораспределительная система представляет собой конструкцию, состоящую из системы трубопроводов с присоединенными к ним водоразбрызгивающими соплами. Для изготовления данной системы могут применяться как стальные трубопроводы, так и трубопроводы из композитных материалов (например, стеклопластик или полиэтилен низкого давления). В качестве водоразбрызгивающих устройств, в основном, применяются пластмассовые сопла (или форсунки) различных видов и конструкций. При нахождении в оборотной воде агрессивных веществ, взвеси, могут применяться сопла из нержавеющей стали.

Форсунки водораспределительной системы должны создавать оптимальные размеры капель 2-3 мм при распыле оборотной воды и попадании их на поверхность оросителя.

Подробнее о соплах

Для достижения равномерности распределения воды сопла устанавливают на расстоянии, определяемом расчётом, исходя из характеристик сопла и изменением диаметра поперечного сечения трубы по ходу движения воды.

Основные требования, предъявляемые к соплам:

• обеспечение факела с радиусом 1,5-2 м
• отсутствие забивания взвешенными веществами

Сопла делятся на:

• центробежные
• струйно-винтовые
• ударные

При установке на трубопровод водораспределительной системы сопла могут монтироваться направлением факела как вверх, так и вниз. Это зависит от конструкции градирни и формы самого сопла. Скорость движения воды в коллекторах должна быть 1,5-2 м/с, в распределительных системах не более 1,5 м/с. При скорости потока 0,8-1 м/с происходит осаждение взвеси, что приводит к засорению труб и форсунок.

Вентиляторные установки

Вентиляторные градирни в зависимости от площади орошения комплектуются вытяжными и нагнетательными вентиляторными установками. При малой площади орошения (до 16 м²) могут применяться нагнетательные вентиляторы, однако, их КПД на 15-20% ниже, чем у вытяжных.

Вентиляторная установка градирни предназначена для создания достаточного воздушного потока и состоит из:

• диффузора (корпуса вентилятора)
• рабочего колеса

Подробнее о вентиляторной установке.

В современных условиях диффузор изготавливается из композитных материалов с размещенными внутри ребрами жесткости и состоит из нескольких секторов. Диффузор служит для снижения потери давления, возникающего при большой скорости воздушных потоков на выходе из градирни, направления воздушного потока, увеличения производительности вентиляторной установки.

Рабочее колесо предназначено для создания постоянного потока воздуха в градирне и состоит из лопастей и ступицы. Лопасти рабочего колеса изготавливают, как правило, из стеклопластика или металла. Ступица служит для крепления лопастей и насадки рабочего колеса на вал электропривода.

Диаметры рабочих колес в вентиляторных градирнях могут быть от 2,5 м до 20 м.

Как мы монтируем рабочие колеса градирни — ролик с анимированным персонажем. Смотрите!

Установка градирни

При установке градирни на территории предприятия необходимо учитывать расположение других зданий, помещений и установок.

Во-первых, градирне необходим постоянный свободный приток воздуха, поэтому следует исключить её установку вплотную к зданиям и обеспечить свободную циркуляцию воздуха в районе воздухозаборных окон.

Также необходимо учитывать близость расположения градирни к потребителям оборотной воды. Опираясь на грамотное технико-экономическое обоснование, можно принять решение о расположении градирен на отдельной производственной площадке либо максимально близко к цехам, потребляющим охлажденную воду.

В-третьих, установка градирни требует учета направления господствующих ветров, т.к. туманообразование и капельный унос вызывает обмерзание рядом стоящих зданий.

Также нельзя забывать, что градирня – это источник шума, который может достигать 90 дБ. Поэтому при ее установке необходимо учитывать норму допуска характеристик постоянного шума для данных зданий и территорий и применять необходимые меры по шумоглушению.

Основные элементы градирни

Альтернатива градирне

В качестве альтернативы используются пруды-охладители и брызгальные бассейны. Первые — это естественные водные хранилища гигантских размеров. У Магнитогорского металлургического комбината он тянется через весь город.

Охлаждение происходит за счет соприкосновения капель воды с воздухом и идет интенсивнее при наличии ветра, достигая 5-7° перепада. Но при этом вырастает капельный унос.

Большая проблема в обслуживании этих сооружений — это цветение воды. Для исключения сильного прогрева на солнце глубину делают более 1,5 метров.

Преимущества брызгальных бассейнов:

• стоимость строительства в 2-3 раза ниже стоимости градирни
• просты в эксплуатации
• долговечны

Недостатки:

• низкий температурный перепад
• низкий охлаждающий эффект с подветренной стороны
• площадь бассейна значительно превышает площадь градирни
• появление туманов, что в зимнее время приводит к обледенению близлежащих строений

Градирни в зимнее время

• Возможность перераспределения объема воды между секциями для увеличения плотности орошения. Важно помнить – чем выше плотность орошения, тем ниже вероятность обмерзания
• Реверс рабочего колеса вентилятора меняет направление потока воздуха в градирне, вместо поступления холодного воздуха снизу, в градирню подается теплый воздух сверху, тем самым отогревается ороситель и водозаборные окна
• Установка зимней водораспределительной системы (ВРС) ниже уровня оросителя – вода стекает напрямую в бассейн, минуя попадание на ороситель. Для охлаждения в морозную погоду этого достаточно, но при этом обмерзание оросителя исключается
• Установка жалюзи на воздухозаборные окна, с их помощью можно ограничивать поток холодного воздуха, поступающий в градирню

Достоинства и недостатки разных видов градирен

Как уже было сказано, существуют три вида: сухие, мокрые и комбинированные (гибридные) градирни. Любой из этих видов имеет значительные конструктивные отличия, которые подробно описаны выше, а также данные виды градирен обладают определенными достоинствами и недостатками.

Например, в сухих градирнях охлаждающая жидкость циркулирует по закрытому контуру, и преимуществами такой системы охлаждения являются:

• отсутствие потерь объема охлаждаемой жидкости за счёт исключения процесса испарения
• в специально подготовленной охлаждающей жидкости не образуются соли жёсткости и не попадают различные загрязнения от внешней и производственной среды
• практически отсутствует коррозия несущих конструкций, которые не имеют прямого контакта с охлаждающей жидкостью
• возможность охлаждения жидкости с высокой температурой за счёт термостойких радиаторов, которые изготовлены, как правило, из металлов с большой теплопроводностью

Учитывая тот факт, что в сухих градирнях охлаждаемая жидкость не имеет непосредственного контакта с воздухом, т.е. в процессе охлаждения отсутствует массообмен, возникает сложность в увеличении производительности.

Здесь вода проходит внутри трубок радиаторов, через стенки которых происходит только передача ее тепла воздуху. Следовательно, повышение охлаждающей способности сухой градирни требует повышения воздухообмена за счёт увеличения площади достаточно дорогих радиаторов с большим количеством мощного вентиляторного оборудования.

К примеру, для понижения температуры воды с 40 до 30 °C при температуре воздуха 25 °C на 1 м³ охлаждаемой воды в испарительных градирнях должно быть подведено около 1000 м³ воздуха, а в сухих градирнях, в которых воздух только нагревается, но не увлажняется,— около 5000 м³ воздуха.

К тому же, использование закрытых контуров охлаждения жидкости при отрицательных температурах окружающего воздуха не исключает замерзание жидкости в трубках радиатора, а в летний период радиаторные блоки подвержены засорению пылью.

Учитывая высокотехнологичное производство комплектующих для сухих градирен, стоимость и обслуживание таких градирен увеличивается в 3-5 раз по сравнению с вентиляторными градирнями.

Мокрые (или испарительные) градирни на сегодняшний день имеют наибольшее применение. В таких градирнях процесс охлаждения осуществляется за счёт испарения воды — массообмена, а также за счёт теплообмена между горячей водой и холодным атмосферным воздухом.

Нагретая вода разбрызгивается на специальную оросительную насадку (оросительный слой), через которую противотоком проходит охлаждающий атмосферный воздух.

В башенных градирнях воздух поступает естественным путём, за счёт перепада давлений на разной высоте - по принципу тяги в трубе.

Такие градирни применяются, как правило, для охлаждения очень большого количества воды – до 30 000 м³/час, и не требуют больших энергозатрат, но сложны в эксплуатации.

Нельзя забывать, что один из самых важных показателей градирни – это их охлаждающая способность. В башенных градирнях невозможно охладить воду до температуры, близкой к температуре влажного термометра в жаркий период года, и глубина охлаждения в таких градирнях составляет 8-10 °С. Кроме того, в переходные климатические периоды возникают проблемы с регулировкой процесса охлаждения.

Следует добавить, что сооружение башенной градирни имеет сложную конструкцию, которая требует больших расходов на строительство с применением дорогостоящей подъёмной техники и дополнительного оборудования.

Вентиляторные градирни открытого типа на сегодняшний день являются наиболее распространённым и выгодным решением в области охлаждения оборотной воды и оправдывают своё применение во всех отраслях промышленности.

Главным преимуществом такой градирни является охлаждающая способность. Перепад по оборотной воде может достигать 30 °С. Такой показатель достигается за счёт применения вентиляторных установок, которые создают мощный поток воздуха в оросительном пространстве против потока охлаждаемой воды, и тем самым осуществляется увеличенный тепломассообмен.

Для охлаждения большого объёма воды вентиляторные градирни устанавливают блоками, в каждом из которых имеется несколько секций. Такая компоновка градирен позволяет осуществить охлаждение сразу для нескольких контуров оборотной системы воды.

Конструктивные особенности вентиляторной градирни, по сравнению с башенными, намного проще и дешевле. Они представляют собой сооружения из металлических конструкций, которые подетально изготавливаются на заготовительном участке производителя, доставляются до заказчика и монтируются на заранее подготовленные фундаменты в водосборном бассейне.

Технологические элементы градирни, такие как корпус вентилятора, рабочее колесо, обшивка внешних стен и ветровых перегородок, водоуловитель, водораспределительная система на сегодняшний день представлены в большом спектре, и в комплексе от одного производителя эти комплектующие создают оптимальное решение охлаждения оборотной воды предприятий.

Автоматизация энергопотребителей вентиляторной градирни позволяет с максимальной точностью регулировать процесс охлаждения по заданным параметрам оборотной воды и эффективно использовать энергоресурсы как в летний, так и в зимний периоды, что увеличивает срок их службы.

Применение высокотехнологичных материалов в изготовлении эффективных технологических элементов вентиляторных градирен позволяет обеспечивать охлаждение оборотной воды на предприятиях всех отраслей с большим межремонтным интервалом. Следует добавить, что материалы, из которых они производятся, имеют стойкость к агрессивным средам, биологическим отложениям и имеют высокие прочностные характеристики.

Преимущества и недостатки различных типов градирен

Итак, мы надеемся, что из этой статьи Вы получили много интересной и полезной информации про градирни. А если перед вами стоит задача подобрать градирню для производства, то без раздумий звоните нам! Тел: 8(8313) 34-75-40, бесплатный телефон по России 8-800-222-45-62