Тепловая мощность градирни
Тепловая мощность градирни – это количество тепловой энергии, которое произведено или потреблено в единицу времени. Обычно она измеряется в кал/ч (калория/час) или в Вт (Ватт/час).
Калория – единица измерения теплоты.
Ватт – это единица измерения мощности, теплового потока и др. величин.
Взаимодействие калории и Ватта можно увидеть в формуле, с помощью которой и определяется тепловая мощность: Q = Cpw* Vw*ρw*(Tw2-Tw1).
- Где: Q - количество тепла, выделяемого на оборудовании (1ккал/час=1,163 Вт);
- Cpw - удельная теплоемкость воды при средней температуре, ккал/кг*град (кДж/кг);
- Vw - расход жидкости (м3/час); ρw - удельный вес (плотность) воды (кг/м3); Tw1 – температура жидкости на выходе из градирни;
- Tw2 – температура жидкости на входе из градирни.
- Упрощенно это формула выглядит как Q=Vw*∆T*1,163
Применив данную формулу можно рассчитать тепловую мощность градирни зная расход жидкости на установке, входящую и выходящую температуру воды из градирни. Например, на градирню подаётся 100 м3/ч воды, температура жидкостит на входе 40 0С, а на выходе 30 0С. Соответственно Q=100 м3/час * (400С - 300С) * 1,163 = 1163 кВт. В данном случае это показание и есть тепловая мощность градирни.
Удельная тепловая нагрузка градирни - величина, отражающая количество отводимого на градирне тепла на единицу площади за единицу времени. Если сказать проще, то это значение, сколько тепла отбирается из оборотной воды в час (или другую единицу времени) с каждого квадратного метра площади градирни. Для различных типов градирен допускается различная тепловая нагрузка. Так, на вентиляторных градирнях это значение выше, чем на башенных, а на испарительных прудах - совсем небольшое.
Глубина охлаждения
Близкой к температурному режиму работы градирни является еще одна характеристика - глубина охлаждения. Эта величина равна разности между температурой, до которой требуется охладить воду на градирне, и температурой воздуха по мокрому термометру t2-t.
Теоретически на градирне можно достичь глубину охлаждения, близкую к 0. На практике же эта величина составляет от 4 0С и больше.
Чем меньше значение глубины охлаждения, тем большие затраты требуются для её обеспечения. Принимать значение t2-t следует меньше 4 0С только в случаях, когда требования технологического процесса крайне жесткие. При этом стоимость достижения таких параметров сильно возрастает.
График глубина охлаждения

Например, согласно книге «Градирни промышленных и энергетических предприятий» Пономаренко В.С., Арефьев Ю.И. при снижении значения t2-t с 10 0С до 5 0С на башенных градирнях приводит к необходимости уменьшения плотности орошения в 2-2,2 раза. Это ведет к увеличению размеров градирни и значительному росту её стоимости.
Теоретически оптимальными условиями работы для испарительных градирен считается соотношение, когда t2-t » Dt, т.е. глубина охлаждения равна температурному перепаду.
Кроме основных характеристик работы градирни, описанных выше, есть еще один параметр, который так же важен при эксплуатации оборудования - это количество воды для восполнения потерь с капельным уносом и испарением. Данная величина относится скорее к экономическим показателям и напрямую не влияет на работу градирни.
Расход подпиточной воды
Расход воды на градирне складывается из трех основных величин – количества испарившейся воды, капельного уноса и количества воды, расходуемой на продувку Gд = Gи +Gк+Gп.
Основные потери воды идут, конечно, за счет испарения.
Определить эту величину можно по формуле:
Gи = | Gв*Сж*(t1-t2) |
(i2 – i1)*(x2-x1)-Cжt2 |
где Gв – расход воды, Сж – удельная теплоемкость воды, t1,t2 – температура воды на входе и выходе из градирни, i1, i2 – удельные энтальпии воздуха привходе в градирню и выходе из неё.
При проектировании пользуются упрощенной формулой с некоторыми допущениями:
где r - удельная теплота парообразования.
Теоретически при средних температурах летом испарение составляет 1,1 - 2% от общего количества оборотной воды. Зимой этот показатель уменьшается в 2 - 3 раза, до 0,3 – 1%.
Потери на капельный унос в градирнях Gк зависят от типа водоуловителя и составляет в среднем 0,1 - 0,2% от общего расхода воды. Для максимального снижения этого параметра на градирнях используется водоуловитель. Наибольшее применение нашел каплеотбойник типа «полуволна». Он обеспечивает эффективность каплеулавливания до 99,99%.
Потери воды на унос ветром через воздуховходные окна Gок при средней скорости ветра 3 м/с составляет 0,02 - 0,05% от объема оборотной воды.
Общие потери воды из-за капельного уноса составляют в среднем 1,5 – 2,5%.
Величина испаряющейся воды и капельного уноса не поддаются регулировке при фиксированном расходе воды.
Единственный параметр, на который можно повлиять, чтобы снизить потери оборотной воды – это расход на продувку Gп. Он зависит от концентрации солей в системе и может быть уменьшен при помощи водоподготовки.
Сколько весит градирня
Вес градирни зависит от её размеров и конструктивных особенностей. Так, на одной и той же градирне могут быть использованы различные материалы обшивки, трубопроводов и т.п. Все это сказывается на весовых характеристиках установки. Например, градирня Вента-100, выполненная из стеклопластика весит 1800 кг, а из металла - уже порядка 2 700 кг. Кроме того следует различать вес сухой градирни, когда она не работает, и "мокрой", находящейся в работе. Во втором случае к весу самого изделия следует добавить массу воды в бассейне, трубопроводах, оросителе.
Учитывая все вышесказанное, можно сделать вывод, что подбор испарительной градирни является очень непростым делом. Нужно учитывать целый ряд параметров, чтобы не ошибиться в своем выборе. Применяя слишком завышенные критерии к отбору оборудования, вы рискуете получить очень дорогое предложение и нереальный срок окупаемости. Заложив недостаточные условия - получить установку, которая не будет обеспечивать необходимые параметры работы всего цикла.
Наиболее универсальными и эффективными в настоящий момент являются секционные вентиляторные градирни. Благодаря большому разнообразию габаритов секций, можно подобрать установку с оптимальными техническими характеристиками и размерами. Наличие же современных средств автоматизации работы оборудования позволяет значительно снизить эксплуатационные затраты и облегчить работу обслуживающего персонала.
Выбирая градирню, следует в первую очередь внимательно и ответственно подойти к подготовке технического задания, а затем, принимая во внимание все параметры, описанные выше, оценить предложения поставщиков. Только так Вы сможете получить желаемый результат, который не разочарует в дальнейшем.