Очистка, промывка и защита градирни — три важных пункта для обеспечения устойчивой работы оборудования на протяжении многих лет. Чем качественнее и регулярнее осуществляются эти действия, тем больше средств ваша компания экономит на ремонте и повторном вводе в эксплуатацию.
Определение градирни и виды
Градирня — это инженерное сооружение, изначально предназначенное для охлаждения большого количества воды. В промышленности и гражданском строительстве используются для охлаждения теплообменников, конденсаторов холодильных устройств, кондиционеров.
Градирни классифицируются по способу охлаждения и по типу оросительного устройства. По способу охлаждения они подразделяются на:
- башенные
- вентиляторные
- открытые
- эжекционные
Башенные градирни используются на промышленных предприятиях и электростанциях (ТЭЦ). Охлаждение в таких градирнях осуществляется за счет тяги, создаваемой конструктивным исполнением высокой башни.
Вентиляторные градирни проектируются и выпускаются для различных задач и разных масштабов производства. Охлаждение в подобных сооружениях происходит за счет циркуляции воздуха, создаваемой вентилятором, который может располагаться как вверху, так и внизу конструкции градирни.
Открытые градирни конструктивно выполнены таким образом, чтобы использовать естественное влияние ветров и создавать конвекционный поток в оросителе.
В эжекционных градирнях охлаждаемая вода попадает на распылительные эжекционные форсунки, в результате водно-воздушная смесь, проходящая через форсунки, за счет процессов теплообмена охлаждает воду, далее вода сепарируется на специальных уловителях, сливается в водосборник и уходит для обеспечения нужд производства.
Важная составляющая технологических промышленных процессов — охлаждение оборотной воды до нужной температуры. Такие требования могут быть обусловлены технологией производства, эксплуатационными характеристиками используемого оборудования или требованиями предприятия. Если необходимо охлаждать значительные объемы воды, применяются градирни.
При эксплуатации этого оборудования неизбежно засорение поверхности оросителя, сопел форсунок и распределяющих воду трубопроводов. Они покрываются налетом, обрастают водным камнем, поражаются коррозией. Всё это приводит к снижению до 40–60 % качества и эффективности процессов охлаждения при одновременном повышении энергопотребления. Устранить проблему позволяет своевременное техническое обслуживание, суть которого — очистка градирен от загрязнений.
Основные группы загрязнений градирни
- Первая группа — твердые частицы, включающие песок, осколки камня, глину, имеющие достаточно крупные размеры и тяжелый вес, чтобы осесть на дно и забить распылительные форсунки
- Вторая группа — взвеси неосаждаемые и нерастворенные. Это перья, мелкие насекомые, пух тополей. Опасность они могут представлять для запорной арматуры, трубопроводов и теплообменников
- Третья группа — накипь и накопленные продукты коррозии, повышающие жесткость воды
- Четвертая группа — водоросли, бактерии и микроорганизмы, среди которых могут оказаться патогенные
Что нужно обрабатывать в градирне?
- Взвешенные вещества — вода для подпитки содержит твердые вещества, которые не растворяются, такие как песок, глина, органические соединения и побочные продукты коррозии. Кроме того, открытые градирни подвергаются воздействию окружающей среды и поэтому накапливают загрязняющие вещества из воздуха. Эти твердые вещества оседают в бассейне, трубах и другом оборудовании, препятствуя процессу теплообмена, а иногда вызывая закупорку.
- Кальций и магний (нерастворимые соли) — нерастворимые минералы являются основной причиной образования накипи (накопления минералов) в системе. Накопление минералов на поверхностях теплообмена снижает эффективность отвода тепла и может уменьшить поперечное сечение потока в трубах. Следствием накопления минералов является потеря энергии и неэффективный процесс охлаждения. Например, 1-миллиметровый слой минерального накопления приводит к 3%-й трате энергии.
- Другие минералы — эти минералы/соли в воде распадаются на отрицательные ионы (хлориды, бикарбонаты, сульфаты и др.) и положительные ионы (в основном щелочные металлы). Они повышают уровень проводимости и коррозии. Процесс коррозии, в свою очередь, создаёт дополнительные отложения и может повредить компоненты системы.
- Микроорганизмы – система охлаждения обеспечивает благоприятные условия для развития микроорганизмов, таких как водоросли, бактерии, плесень и грибок, что снижает эффективность отвода тепла и может уменьшить поперечное сечение потока в трубах.
Методы очистки загрязнений
- гидродинамический метод – размывка отложений высоким давлением воды
- механический метод – абразивно струйная очистка поверхностей
- ручной метод – с помощью ручных инструментов, в основном уборка крупного строительного мусора
- вакуумный метод – откачка жидких отложений и размытых отложений вакуумной спецтехникой
- очистка от прочих загрязнений с помощью острого пара/применение химических растворов
Как контролировать солесодержание в градирне?
Солесодержание — это общее количество растворенных в оборотной воде солей. Нормативными документами определяется, какое солесодержание допустимо для воды различного назначения: дистиллированной, питьевой, питательной воды паровых котлов и т. д.
А как этот параметр влияет на работу градирен?
Чем выше концентрация различных солей в оборотной воде, тем больше их откладывается на поверхностях трубопроводов, форсунках, оросительном устройстве. Отложения в трубах снижают их пропускную способность и препятствуют свободному протоку воды и равномерному орошению.
Но главная проблема — в забивании отложениями солей оросительного устройства. Чем сильнее забит ороситель, чем сильнее уменьшается его рабочая поверхность, тем менее эффективна становится его работа. Особенно сильно это сказывается на пленочных оросителях со сплошными каналами — закупоривание канала выводит его из работы полностью, т. к. вода не может перераспределяться внутри блока. Менее чувствительны к этому капельно-пленочные оросителя сетчатого типа, например, БНС 5.5.5.
Так как мокрые градирни работают за счет испарения части воды, то концентрация солей со временем работы повышается. Самый простой способ снизить концентрацию солей — продувка. Часть объема оборотной воды с высоким солесодержанием сбрасывается в канализацию, а в цикл добавляется свежая вода. Таким образом снижается общая концентрация соли в объеме водооборотного цикла. Это можно делать в автоматическом режиме в случае использования АСУ. По датчикам отслеживается предельная концентрация солей, а контроллер в случае превышения заданного значения организует сброс и подпитку посредством управления электрозадвижками и насосами.
Помимо этого есть другие, более сложные способы обессоливания, например, обратный осмос. Вода с растворенными в ней солями проходит через полупроницаемые мембраны, на которых задерживается большинство веществ. Конкретный способ снижения концентрации солей выбирается в зависимости от состава оборотной и подпиточной воды, а также требований основного оборудования, охлаждение которого осуществляется при помощи оборотной воды.