Градирня – это промышленная установка, предназначенная для охлаждения оборотной воды, используемой для отведения тепла от технологического оборудования в системах оборотного водоснабжения.
На сегодня градирни - наиболее эффективные охлаждающие устройства в промышленности.
Градирни применяют на промышленных предприятиях, атомных электростанциях и ТЭЦ для отвода тепла от технологического оборудования и увеличения выработки продукции.
Для подбора градирни инженеры-теплотехники учитывают много факторов, которые служат исходными данными для теплогидравлических расчетов.
Среди них:
По результатам расчета выбирается тот или иной тип градирни. Подробнее о тепловых, гидравлических и аэродинамических расчетах читайте в статье "Расчет градирни".
Ответьте на 6 вопросов и получите ТКП вентиляторной градирни для вашего производства и гарантированную скидку
Заполнить формуРабота любой промышленной градирни основана на охлаждении некоторого объема жидкости атмосферным воздухом. Именно отсутствие иного, нежели воздух, хладагента и отличает градирню от кондиционера, холодильника или чиллера.
Современная теплотехника выделяет два основых типа градирен по принципу действия:
Испарительная градирня открытого типа работает так: разбрызгивает горячую воду и смешивает ее с более холодным наружным воздухом. При этом часть воды превращается в пар и вместе с нагревшимся наружным воздухом выбрасывается в атмосферу, оставшаяся же вода охлаждается.
При этом наблюдается эмпирическая зависимость: 1% испарившейся жидкости охлаждают остальные 99% на 5,7 С. В среднем открытые градирни испаряют около 2% поступающей воды.
По способу подачи воздуха градирни испарительного типа бывают:
Сухая градирня, или как ее еще называют драйкулер, охлаждает воду подобно радиатору автомобиля: вода под давлением течет в медном теплообменнике, который обдувается мощным потоком воздуха. В градирнях закрытого типа охлаждение происходит только за счет теплопередачи.
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 тестОхлаждение воды в вентиляторной градирне в зависимости от её типа происходит за счет передачи тепла воздуху и за счёт испарения.
Устройство и принцип работы вентиляторной градирни достаточно прост. Нагретая вода подаётся на водораспределительное устройство, которое представляет из себя систему трубопроводов с разбрызгивающими соплами. Вода, проходя под давлением или самотёком, разбивается на мелкие капли размером 2-3 мм, и распределяется по всему объёму градирни, далее попадает на оросительное устройство, имеющее большую развитую поверхность. При прохождении воды через ороситель происходит перераспределение и перемешивание (турболизация) потоков, в результате чего увеличивается охлаждающий эффект.
Одновременно, навстречу движению воды, через воздухозаборные окна подаётся поток воздуха. После чего, нагретая паровоздушная смесь выбрасывается в атмосферу. Прокачка воздуха, в зависимости от типа градирни, обеспечивается с помощью естественной тяги в башенных градирня или вентилятора в вентиляторных градирнях. Вентиляторы могут располагаться как в нижней части градирни (нагнетательные вентиляторы) или сверху (отсасывающие вентиляторы).
Далее охлаждённая вода собирается и накапливается в водосборной ёмкости и подаётся на оборудование. Водосборная емкость в зависимости от размера градирни может представлять из себя бетонный бассейн, являющийся одновременно фундаментом градирни, так и сравнительно небольшой поддон. Таково общее устройство градирни независимо от её типа.
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
| гибкость конструкции | требуется обученный персонал для обслуживания |
| отсутствие обмерзания | необходимы дополнительные меры зимой |
| энергоэффективность | |
| легкость ремонта | |
| наличие большого ассортимента запасных частей |
Благодаря различным видам оросительных блоков и широкой гамме осевых вентиляторов такие градирни могут быть подобраны в большем диапазоне нагрузок по воде и обеспечивать глубокое охлаждение воды с перепадом до 30 °
Кроме того, есть возможность установки воздухорегулирующих жалюзи и реверса двигателя. Это позволит прекрасно эксплуатировать градирню в зимние морозы.
По типу оросителя различают следующие типы вентиляторных градирен:
Градирня, независимо от её типа, состоит из нескольких элементов: каркас, водосборная ёмкость, водораспределительная система, система прокачки воздуха, охлаждающее (оросительное) устройство. При соотношении 1 м3 воды к 600 м3 воздуха и более начинается эффективное охлаждение. Воздух поступает в градирню через специальные окна, расположенные снизу металлического каркаса. Их размер должен быть достаточен для прохода огромного объема воздуха.
Встреча воды, разбрызгиваемой соплами, и воздуха происходит на поверхности блоков оросителя. Их основная функция - сделать поверхность и время соприкосновения максимальными. Чтобы вентилятор не выдувал много воды, используют специальный водоуловитель.
Наведите на изображение для просмотра описания
Наиболее эффективные капельно-пленочные вентиляторные градирни. Они совмещают свойства капельных и пленочных оросителей и лучше всего охлаждают воду.
Для малых расходов оборотной воды вентиляторы градирни поставляются на предприятия в готовом виде, по этому признаку их называют малогабаритными или блочными миниградирнями.
Этот тип градирен характеризуется невысокими перепадами температур на входе и выходе, при этом и электропотребление сравнительно не высоко.
| Тип градирни | Размер секции, м | Номинальная гидравлическая нагрузка на одну секцию, м3/ч | Мощность привода вентилятора градирни, кВт | Характерные отрасли применения |
|---|---|---|---|---|
| Вента-250 | 4х4 | 100-300 | 9-22 | Пищевая промышленность, литейные цеха,металлургия,фармацевтические предприятия, заводы РТИ, электроники |
| Вента-500 | 6,5х6,5 | 300-500 | 30-45 | Коксохимические производства, металлургические производства, химические заводы |
| Вента-800 | 8х8 | 500-1000 | 30-55 | Металлургические заводы, шинные, нефтехимические, сахарные и спиртовые заводы |
| Вента-1000 | 10х10 | 600-1400 | 75-90 | Нефтехимические заводы, химическая промышленность, заводы минеральных удобрений |
| Вента-2000 | 12х12 | 900-2000 | 75-132 | Металлургические заводы, нефтеперерабатывающие заводы, машиностроение, крупная химия, ТЭЦ |
| Вента-3000 | 12х16, 16х12 | 1200-3000 | 75-160 | ТЭЦ, металлургические заводы, химические заводы, нефтепереработка, атомные станции |
| Тип | Вентиляторные градирни | Башенные градирни | Поперечноточные градирни | Эжекционные градирня | Сухие градирни |
|---|---|---|---|---|---|
| Преимущества | гибкость конструкции | нет затрат электроэнергии при эксплуатации | занимают меньше места, так как могут быть спланированы «в высоту» | Способность охладить воду с высоких температур | закрытый контур, отсутствие попадания примесей в воду |
| отсутствие обмерзания | предназначены для больших расходов воды | требуют меньшего давления в системе водораспределения | не требуется обслуживать вентилятор | возможность работы на кипящей воде | |
| энергоэффективность |
|
| отсутствие механических подвижных частей | возможность работы на этиленгликоле | |
| легкость ремонта |
|
|
| отсутствие капельного уноса | |
| наличие большого ассортимента запасных частей |
|
|
|
| |
| Недостатки | требуется обученный персонал для обслуживания | малая глубина охлаждения | на 30% менее эффективный ороситель | большие энергозатраты на создание повышенного давления воды | низкая эффективность охлаждения |
| необходимы дополнительные меры зимой | дорогое строительство | большая стоимость | высокий капельный унос | дорогая конструкция и материалы | |
| возможность загрязнения оборотной воды | сложное строительство и ремонт | обмерзают зимой | сложность эксплуатации зимой | требовательность к обслуживанию и чистке теплообменника | |
|
| требуют специальных мероприятий для зимнего периода | сложность с ремонтом, так как в России не производят запчастей |
|
|
Они делятся на 2 большие группы: башенные и вентиляторные. Разница в том, как создаются потоки воздуха: естественным или принудительным способом.
Конструктивно в обоих типах горячая вода по водораспределению через сопла разбрызгивается вниз на ороситель. Она проходит через блоки оросителя, растекается на их поверхности и смешивается с уличным воздухом. Затем остывает и стекает в бассейн для сбора жидкости.
Башенная градирня представляет собой железобетонную или металлическую трубу конической формы, внутри которой находится система подачи воды, ороситель и резервуар. Поток наружного воздуха через входные отверстия в нижней части трубы поднимается вверх через ороситель за счет создания естественной тяги в трубе.
Этот вид промышленных градирен обеспечивает большую тепловую мощность за счет гигантского количества воды, охлаждаемого с небольшим температурным перепадом (5-10 0С)
В основном башни – это градирни ТЭЦ или АЭС.
В зависимости от того, из чего изготавливают каркас, башенные градирни бывают железнобетонными или каркасно-общивными. У первых корпус монолитный, а у вторых - из сборных металлоконструкций, обшитых пластиком, алюминиевыми или металлическими гофрированными листами.
Кроме того, у железнобетонных градирен необходимо регулярно поддерживать и восстанавливать специальными составами гидроизоляцию, а у обшивных стыки листов герметизировать с помощью специальных лент. Также стоит отметить, что ввиду отсутствия принудительной тяги и возможность развернуть поток воздуха, эксплуатация этих градирен требует дополнительных приспособлений и мероприятий. Например, тамбур и жалюзи.
К достоинствам башенных градирен можно отнести отсутствие потребления электроэнергии, но гигантские капитальные затраты на строительство и большая занимаемая площадь – большие минусы при выборе этих градирен.
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
| нет затрат электроэнергии при эксплуатации | малая глубина охлаждения |
| предназначены для больших расходов воды | дорогое строительство |
| сложное строительство и ремонт | |
| требуют специальных мероприятий для зимнего периода |
В поперечноточной градирне вода из коллектора подается в специальный бак - лоточный распределитель. Оттуда уже без давления, самотеком она стекает вниз по узкому слою специальной конструкции, содержащей в себе водоуловитель и жалюзи.
Теплообмен и испарения (обмен масс) происходит за счет большого количества воздуха, подаваемого вентилятором.
В таких градирнях воздух движется в слое оросителя горизонтально перпендикулярно падающей сверху вниз воде. Отсюда название: поперечноточная градирня. Вход воздуха может быть с одной или двух сторон, соответственно получится одно- или двухпоточная система.
Особенности поперечноточных градирен:
Так как в нижней части оросителя образовывается слабо орошаемая зона, то весь слой оросителя целесообразно делать наклонным, чтобы сместить нижний ярус к центру и уменьшить обмерзание.
Экономически применение таких градирен оправданно при условии круглогодично теплого климата.
Тогда экономия места за счет возможности увеличивать высоту градирни и отсутствие давления в верхней точке водораспределительной системы окупают прочие недостатки. В последнее время такие градирни активно продвигаются на российском рынке под соусом новизны и энергоэффективности. Однако в наших реалиях применение поперечноточных градирен в крупных водооборотных циклах – ошибка.
Еще о поперечноточных градирнях читайте в статье Модернизация поперечноточных вентиляторных градирен и книге В.С Пономаренко Градирни промышленных и энергетических предприятий стр. 234-237.
Тепловой расчет аналогичен теплогидравлическому расчету классической вентиляторной градирни, только коэффициент тепломассобмена на 20% меньше. Это значит, что при одинаковых условиях поперечноточные грдирни охлаждают хуже противоточных, из-за менее эффективного использования поверхности оросителя.
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
| занимают меньше места, так как могут быть спланированы "в высоту" | на 30% менее эффективный ороситель |
| требуют меньшего давления в системе водораспределения | высокая стоимость |
| обмерзают зимой | |
| сложность с ремонтом, так как в России не производят запчастей |
Гибридные градирни – это технически сложные сооружения, в которых совмещены два разных процесса охлаждения. Первый, который используется в сухих градирнях, и второй процесс, который используется в испарительных градирнях.
Принцип действия гибридной градирни заключается в том, что теплоноситель поступает в теплообменники, охлаждается при помощи потоков воздуха и воды, подаваемой сверху форсунками. При низкой температуре внешнего воздуха применяется только сухое охлаждение(теплопередача). При повышении температуры включается дополнительное орошение. Жидкости на орошение подается ровно столько, сколько испаряется. Контроль за всеми параметрами градирни осуществляется при помощи автоматической системы управления. Для привода рабочих колес вентиляторов применяются электрические двигатели, оснащаемые частотным преобразователем для экономии электроэнергии. Конструкции гибридных градирен применяется там, где используется чистая вода, которая не вызывает коррозию металла.
Гибридные градирни превосходят сухие, но уступают испарительным в охлаждающей способности и технико-экономических показателях. Они имеют меньше дорогостоящего теплообменного оборудования и охлаждающая способность их в меньшей мере зависит от изменения температуры воздуха.
К достоинствам можно отнести низкие потери воды в сравнении с испарительными градирнями, а так же возможность работы без видимого парового факела.
В России гибридные градирни не получили широкого распространения из-за высоких требований при эксплуатации и значительной стоимости в сравнении с обычными испарительными градирнями.
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
| снижение потерь воды | сложность в проектировании и строительстве |
| возможность работать без парового факела | большая частота и качество обслуживания |
| стабильная мощность охдаждения | зависимость от качества оборотной воды |
| высокий уровень защиты от обмерзания при эксплуатации зимой | большие затраты на энергию |
| минимальный расход воды за счет сочетания преимуществ сухого и мокрого охлаждения | высокая стоимость по сравнению с испарительными градирнями |
Промышленные водяные градирни - к ним можно отнести открытые, или мокрые - обеспечивают охлаждение за счет непосредственного контакта воздуха и воды.
В зависимости от способа перемешивания различают следующие виды испарительных (мокрых) градирен:
Брызгальные градирни, или брызгальные бассейны отличаются от эжекторных давлением, под которым происходит процесс разбрызгивания.
В эжекционных градирнях разбрызгивание воды специальными форсунками происходит при давлении 0,3-0,4 МПа. Получившийся мелкодисперсный факел с частицами размером 0,2 мм движется с большой скоростью, порядка 16-20 м/с. За счет такого движения поток капель интенсивно увлекает (эжектирует) за собой атмосферный воздух, при этом перемешиваясь.
Эжекционная градирня представляет собой корпус из стали, в котором размещен высоконапорный трубопровод с соплами (эжекторами) специальной конструкции. При распылении воды под давлением через эжектор происходит подсос наружного воздуха в зону рязрежения. Воздух перемешивается с водой и охлаждает её.
Основными плюсами этого типа является полное отсутствие ограничения в температуре охлаждаемой воды. В оросительных системах обычно более +60 0. Вода не охлаждается, так как полимер, из которого изготовлен ороситель, становится пластичным и может разрушаться. Но есть ряд минусов, которые накладывают сильные ограничения на распространение данного типа градирен.
Во-первых, это необходимость создать давление в эжекторе. Отсутствие вентилятора градирни с лихвой компенсируется повышенной мощностью насосов. Как пример, для сравнительного объема охлаждающей воды мощность вентиляторной установки составляет 75 кВт, а мощность насоса при эжекции уже 160 кВт. Кроме этого, уменьшается срок эксплуатации трубопроводов системы.
Во-вторых, зимой невозможна циркуляция, так как мелкая водяная взвесь будет моментально замерзать. Требуется организовать байпасирование воды.
В-третьих, капельный унос у таких градирен выше в 1,5-2 раза, а применение водоуловителя создает дополнительное сопротивление и ухудшает охлаждение воды.
Применение эжекционных градирен выгодно при температуре воды более 60 0С и/или малом расходе воды.
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
| могут работать на горячей воде с t ≥ 60 0С | большие энергозатраты на создание повышенного давления воды |
| не требуется обслуживать вентилятор | большой капельный унос |
| отсутствие механических подвижных частей | сложность эксплуатации зимой |
Радиаторная (сухая) градирня изобретена венгерскими инженерами Геллером и Фарго и изначально использовалась для охлаждения конденсаторов электростанций. Она представляет собой корпус с размещенным внутри теплообменником (радиатором), по которому циркулирует охлаждающая жидкость и одним, или несколькими вентиляторами, обдувающими радиатор потоком наружного воздуха.
Радиатор из оребренных, чаще всего медных или алюминиевых трубок, обуславливает то, насколько хорошо сухие градирни будут охлаждать воду.
Применение качественного радиатора из меди, с тонкими каналами делает стоимость сухой градирни очень большой. Уменьшая стоимость решения, приходится жертвовать и эффективностью. Оптимальный диаметр трубок - 15 мм, а толщина рассеивающих ребер 0,3 мм.
Сухие градирни имеет смысл использовать, когда технология требует изоляции контура циркуляции от внешней среды, или при отсутствии возможности организовать подпитку в необходимых количествах. Тогда использование контура сухой градирни со смесью этиленгликоля является практически единственным решением. Еще выбор в пользу сухой градирни целесообразен при температуре теплоносителя, или оборотной воды на грани кипения. Например, в оборотных циклах АЭС или НПЗ.
В остальных случаях более дешевым и оправданным будет применение вентиляторной промышленной градирни, так как расход воздуха вентилятора открытой градирни в 5 раз меньше, чем у закрытой. Мощность вентилятора пропорционально меньше у открытых градирен.
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
| закрытый контур, отсутствие попадания примесей в воду | низкая эффективность охлаждения |
| возможность работы на кипящей воде | дорогая конструкция и материалы |
| возможность работы на этиленгликоле | требовательность к обслуживанию и чистке теплообменника |
| отсутствие капельного уноса |
Принцип работы градирни основан на передаче тепла воды прокачиваемому через нее атмосферному воздуху. Для того чтобы увеличить эффективность теплопередачи, охлаждаемую воду разбрызгивают через форсунки. Чем более мелкодисперсный факел образуют сопла, тем выше площадь соприкосновения воды и прокачиваемого воздуха, и как следствие – лучшая теплопередача и охлаждение. Затем вода протекает через ороситель, обладающий сложной структурой и большой площадью поверхности. Его задача – увеличить эффективность испарения и охлаждения за счет увеличения времени прохождения через него воды, большой площади испарения, перемешивания и турбулизации потоков.
Нагретая вода подается вовнутрь градирни через водораспределительную систему и разбрызгивается соплами. Воздушный поток, создаваемый вентилятором, поступает через воздуховходные окна градирни в подоросительное пространство. В оросительном слое ниспадающая вода и поднимающийся воздух встречаются. Здесь-то и происходит процесс тепломассообмена. При охлаждении часть воды безвозвратно испаряется (1-2% от общего объема). Блок насадки сетчатый БНС 5.5.5 – это эффективный, легкий, прочный ороситель, изготовленный из первичного полипропилена.
Вода в градирне не только испаряется, но и в качестве взвеси выносится воздушным потоком через вентиляторную установку. Для предотвращения капельного уноса используют каплеуловитель «Полуволна». Высокий коэффициент улавливания (99,99%) данного каплеуловителя значительно экономит бюджет предприятия на подпитке свежей воды.
На окна мокрой градирни устанавливают жалюзи. Для чего же они нужны? Летом они позволяют регулировать подачу и «причесывать» поток воздуха, превращая турбулентный поток в ламинарный. Зимой жалюзи выполняют роль «закрытых дверей» и значительно уменьшают поступление холодного воздуха внутрь градирни, тем самым уменьшают обледенение элементов градирни.
Для более эффективной работы градирни используют автоматику. Она полностью регулирует работу вентиляторной установки. Годовая экономия на работе электродвигателя вентиляторной установки с частотным преобразователем может достигать 60%.
Основным преимуществом градирен Вента является то, что 80% комплектующих всегда есть на складе. Это позволяет быстро и качественно собрать, заменить, или просто отремонтировать конструкцию вентиляторной градирни. Наши специалисты помогут провести пусконаладочные и шефмонтажные работы и вывести оборудование на нужный режим.
Область применения градирен широка. Они применяются в системах оборотного водоснабжения на ТЭЦ, АЭС, а также для охлаждения конденсаторов, холодильных установок, при кондиционировании воздуха, при химической очистке веществ. Градирни получили широкое применение в энергетической, авиационной, судостроительной, химической отрасли, на предприятиях металлургии, машиностроения, пищевого производства, в ВПК и иных сферах деятельности человека.
Принцип работы драйкулера, или градирни «сухого» (закрытого) типа заключается в понижении температуры. Жидкость проходит внутри замкнутого контура теплообменника и обдувается уличным воздухом. Такой же принцип используется в системе охлаждения двигателя автомобиля, когда охлаждающая жидкость проходит через радиатор, обдуваемый вентилятором. При этом непосредственный контакт жидкости с подаваемым воздухом отсутствует.
Испарительные градирни отлично себя зарекомендовали еще с советских времен. На тот момент было спроектировано несколько типовых проектов для применения в промышленности той эпохи.
Стоимость строительства и использование дорогостоящего оборудования при реконструкции и проведении ремонта типовой испарительной градирни зачастую имело ничтожно малую финансовую рентабельность. Данное обстоятельство требовало глобальных изменений и на сегодняшний день испарительная градирня в промышленности это:
Производительность технологического оборудования таких отраслей как энергетика, цветная и чёрная металлургия, предприятий химической и нефтехимической промышленности напрямую зависит от температуры охлаждающего водооборотного цикла.
Сегодня производители, имеющие большой опыт в строительстве и проектирование вентиляторных испарительных градирен, используют только проверенные и качественные комплектующие, что гарантирует полноценное охлаждение дорогостоящего оборудования, увеличивая качество и количество выпускаемой продукции.
Современные испарительные градирни от производителя сегодня гарантированно обеспечивают необходимый перепад температур охлаждения воды. Поэтому они так популярны на предприятиях различных отраслей.
Наша компания известна на рынке с 1992 года. За долгие годы мы накопили богатый опыт в сфере проектирования, строительства, монтаже и пусконаладочных работ градирен. География поставок охватывает всю территорию Российской Федерации, а также мы отправляем нашу продукцию в Казахстан, Беларусь, Узбекистан, Армению, Грузию, Сербию. Доверие иностранных государств к нашей продукции говорит о высоком качестве и надежности наших градирен.
В штате нашей компании есть собственный проектно-конструкторский отдел. Сотрудники постоянно повышают квалификацию, а все расчеты производятся с помощью лицензированного программного обеспечения.
Производственные мощности предприятия позволяют производить продукцию полным циклом. Наше предприятие – крупнейшее на территории РФ. Только здесь изготавливаются рабочие колеса РК-180 и РК-200. Наличие собственного склада обеспечивает поддержание складского остатка продукции, что гарантирует быструю отгрузку товара клиенту точно в срок.
Строительство градирни - сложный и многоэтапный процесс. Мы выполняем его полностью - от момента подачи заявки до ввода объекта в эксплуатацию.
Для того, чтобы после строительства градирня работала с нужными параметрами, а ее технические характеристики не ухудшались, раз в полгода необходимо осуществлять плановое обслуживание. Профессиональный подход подразумевает чистку систем подачи воды и оросителя, контроль вентилятора по углам атаки рабочих колес, сопротивлению изоляции двигателя, герметичности стенок диффузора.
Если применена редукторная схема, то добавляется контроль смазки редуктора и люфта приводного вала.
НПО "Агростройсервис" осуществляет гарантийное и послегарантийное обслуживание. Для того, чтобы после строительства градирня работала с нужными параметрами, а ее технические характеристики не ухудшались, раз в полгода необходимо осуществлять плановое обслуживание. Профессиональный подход подразумевает чистку систем подачи воды и оросителя, контроль вентилятора по углам атаки рабочих колес, сопротивления изоляции двигателя, герметичности стенок диффузора. Если применена редуктораня схема, то добавляется контролль смазки редуктора и люфта приводного вала.
Специалисты нашей компании готовы выехать к вам на объект для обследования текущего состояния градирни и комплектующих, выдать рекомендации по улучшению работы оборудования, отрегулировать неполадки. Также ждем вас в гости на наше производство, готовы показать процесс изготовления оборудования. У нас на предприятии действует двойной контроль качества – на входе сырья и на выходе готовой продукции.
Вы можете ознакомиться с референс-листом и каталогом вентиляторных градирен.
Для оперативного решения ваших задач пишите нам на acs@acs-nnov.ru, звоните по номеру (8313) 34-75-40 и бесплатному номеру на территории РФ 8-800-222-45-62. Готовы помочь в короткие сроки за разумные деньги!
Вы можете отправить заявку в свободной форме
Каталог продукции
Заказать звонок
Написать нам
Заказать расчет вентиляторной градирни
