Фотографии строительства градирни ПГУ

Фотографии других объектов ПГУ:

Градирня

Градирня - сооружение для охлаждения воды атмосферным воздухом. Применяется главным образом в системах циркуляционного (оборотного) водоснабжения тепловых электростанций и промышленных предприятий для понижения температуры воды, отводящей тепло от теплообменных аппаратов, компрессоров, тепловых конденсаторов и т.п. Охлаждение происходит в основном за счёт испарения части воды под действием потока воздуха (испарение 1% воды понижает её температуру примерно на 6°C). Воздушный поток создаётся вентилятором либо образуется вследствие естественной тяги, возникающей в высокой башне. Охлаждаемая вода разбрызгивается в потоке воздуха и под действием силы тяжести стекает в резервуар охлаждённой.

Градирня (нем. gradieren — сгущать соляной раствор; первоначально градирни служили для добычи соли выпариванием) — устройство для охлаждения большого количества воды направленным потоком атмосферного воздуха. Иногда градирни называют также охладительными башнями (англ. cooling tower).

В настоящее время градирни в основном применяются в системах оборотного водоснабжения для охлаждения теплообменных аппаратов (как правило, на тепловых электростанциях, ТЭЦ, АЭС). В гражданском строительстве градирни используются при кондиционировании воздуха, например, для охлаждения конденсаторов холодильных установок, охлаждения аварийных электрогенераторов. В промышленности градирни используются для охлаждения холодильных машин, машин-формовщиков пластмасс, при химической очистке веществ.

Процесс охлаждения происходит за счёт испарения части воды при стекании её тонкой плёнкой или каплями по специальному оросителю, вдоль которого в противоположном движению воды направлении подаётся поток воздуха (вентиляторные градирни). В случае с эжекционными градирнями охлаждение происходит за счёт создаваемой среды, приближенной к условиям вакуума специальными форсунками (обеспечивающими площадь тепломассообмена, каждая — 450 м² на 1 м³ прокачиваемой жидкости, представляющие собой принцип двойного действия, охлаждая распыляемую жидкость не только снаружи, но и внутри) и особенностями конструкции. При испарении 1% воды, температура оставшейся массы понижается на 5,48°C, а в случае с описанным эжекционным принципом охлаждения температура оставшейся массы понижается на 7,23°C.

Как правило, градирни используют там, где нет возможности использовать для охлаждения большие водоёмы (озёра, моря).

Простой и дешёвой альтернативой градирням являются брызгальные бассейны, где вода охлаждается простым разбрызгиванием.

Характеристики градирен

Основной параметр градирни — величина плотности орошения — удельная величина расхода воды на 1 м² площади орошения.

Основные конструктивные параметры градирен определяются технико-экономическим расчётом в зависимости от объёма и температуры охлаждаемой воды и параметров атмосферы (температуры, влажности и т. д.) в месте установки.

Использование градирен в зимнее время, особенно в суровых климатических условиях, может быть опасно из-за вероятности обмерзания градирни. Происходит это чаще всего в том месте, где происходит соприкосновение морозного воздуха с небольшим количеством теплой воды. Для предотвращения обмерзания градирни и, соответственно, выхода её из строя следует обеспечивать равномерное распределение охлаждаемой воды по поверхности оросителя и следить за одинаковой плотностью орошения на отдельных участках градирни (только для градирен с оросителем). Нагнетательные вентиляторы тоже часто подвергаются обледенению из-за неправильного использования градирни (для вентиляторных градирен). При использовании эжекционных градирен большая часть этих трудностей исчезает, потому что нет ни вентилятора, ни оросителя.

Классификация градирен

В зависимости от типа оросителя, градирни бывают:

плёночные;
капельные;
брызгальные;
сухие.

По способу подачи воздуха:

вентиляторные (тяга создаётся вентилятором);
башенные (тяга создаётся при помощи высокой вытяжной башни);
открытые (атмосферные), использующие силу ветра и естественную конвекцию при движении воздуха через ороситель.
эжекционные, использующие естественный захват воздуха при распылении воды в специальных каналах.

По направлению течения сред (охлаждаемой воды и воздуха):

с противотоком (наибольший температурный перепад, наибольшее аэродинамическое сопротивление);
с перекрестным током (меньшее аэродинамическое сопротивление, меньше капельного уноса);
с смешанным током (конструкция градирни содержит и противоток и перекрестный ток).

Вентиляторные градирни до последнего времени были наиболее эффективны с технической точки зрения, так как обеспечивали более глубокое и качественное охлаждение воды, выдерживая большие удельные тепловые нагрузки (однако требуют затрат электрической энергии для привода вентиляторов). Эжекционные градирни выдерживают наибольшие гидравлические нагрузки и способны охлаждать воду с большим перепадом и с очень высоких температур (до 90°С). Это обусловлено как отсутствием оросителя, так и большой суммарной площадью поверхности мелкодисперсных капель и высокими скоростями водо-воздушных потоков. Затраты электроэнергии на эксплуатацию систем оборотного водоснабжения с эжекционной градирней при грамотной организации схемы водоснабжения и автоматики не превышают затрат на типовые вентиляторные установки.

Башенная градирня – это одно из наиболее эффективных устройств для охлаждения воды в системах оборотного водоснабжения промышленных предприятий. В башенных градирнях тяга воздуха, охлаждающего циркулирующую воду, создается за счет высокой вытяжной башни. Вытяжные башни служат для создания естественной тяги благодаря разности удельных весов воздуха, поступающего в градирню, и нагретого воздуха, выходящего из градирни. Водосборный резервуар находится под оросителем. Вода подается в водораспределительное устройство по размещаемым в центре градирни стоякам. Благодаря высокой башне одна часть испарений возвращается в цикл, а другая – уносится ветром. Поэтому вокруг не образуется сырости, тумана и обледенений в зимнее время, хотя возможно появление льда вокруг оросительных устройств.

Башенная градирня имеет более низкую стоимость по сравнению с градирнями открытого типа и брызгальными бассейнами, но обходится дороже вентиляторных градирен. Зато эксплуатационные расходы башенных градирен ниже, чем у других типов охладителей, в том числе, вентиляторных. В данном случае применяются менее жесткие требования к качеству воды, ней может находится больше растворимых и механических примесей.

Башенная градирня используется на крупных промышленных предприятиях. Площадь сечения башни должна занимать не менее 30—40% площади оросителя. Башни градирен средней и малой производительности могут иметь форму усеченного конуса, быть цилиндрическими или в виде усеченной многогранной пирамиды. Башенные градирни обычно выполняются в виде оболочек гиперболической формы, которая оптимальна по условиям внутренней аэродинамики и устойчивости.

Существуют каркасно-обшивные и железобетонные монолитные башенные градирни. В первом случае каркас выполняется из стальных элементов, а обшивка — из деревянных, асбестоцементных или коррозионно-устойчивых алюминиевых щитов. Тонкостенные оболочки железобетонных башен сооружаются с применением переставной или скользящей опалубки и заливаются бетоном морозостойких марок.

Сухой воздух в Сухих башенных градирнях обеспечивает долговечную надежную работу несущих конструкций градирни и ее обшивки.

Принцип работы градирни

Вентиляторная градирня – это устройство, предназначенное для дисперсии в атмосферном воздухе потока тепла, полученного охлаждающей водой в охладительных устройствах. В градирне происходит непосредственный контакт охлаждаемой воды с атмосферным воздухом.

Теплая вода доплывает в главный коллектор водораспределителя. Далее происходит дистрибуция через трубную систему к форсункам. Форсунки распыляют струи воды на ороситель, создавая пленку воды с большой развитой поверхностью контакта. Вода, отрывающаяся от нижних краев элементов стока оросителя, опадает в форме дождя в резервуар, находящийся под градирней, откуда нагнетается обратно в охлаждаемые устройства.

Процесс охлаждения воды проходит, в главной мере, за счет испарения протекающей струей воздуха небольшой части струи охлаждаемой воды (транспорт массы), с использованием теплоты фазового перехода (теплоты испарения), получаемой от водной струи, а также - в меньшей мере – за счет конвективного теплообмена между водой и воздухом (транспорт тепла).

Противоточное течение воздуха в градирни, вызвано вытяжным действием осевого вентилятора, производительность которого подобрана к требуемым параметрам охлаждения. Вентилятор установлен внутри корпуса, на перекрытии отсека градирни. Воздух втягивается внутрь отсека через входные окна, оснащенные в жалюзи входа воздуха, которые предохраняют от втягивания твердых тел из окружения, например листьев, а также от разбрызгивания охлаждаемой воды вне градирни. Втянутый воздух протекает далее через зону дождя под оросителем, через оросительное заполнение, зону разбрызгивания воды над оросителем, а далее происходит уловление капель каплеуловителем, который сводит к минимуму потерю воды из-за возношения капель. Подогретый и увлажненный воздух протекает через вентилятор, после чего через верхний разрез корпуса вентилятора выдувается наружу, в окружение.

Степень охлаждения воды в мокрой градирни зависит от температуры термометра влажного воздуха, втягиваемого снаружи, объема воздуха (производительности вентилятора) и технических решений самой градирни. Градирни проектируются для получения ожидаемого эффекта охлаждения в наиболее неблагоприятных условиях (высокая температура и влажность воздуха) и учетом необходимости изъятия максимального количества тепла из воды. Под такие условия подбирается также мощность вентилятора. При понижении температуры окружения, или количества тепла, которое следует отводить, установленная мощность становится лишней. Для понижения эксплуатационных расходов, а также для улучшения безопасности эксплуатации, в приводах вентилятора могут быть установлены двухскоростные двигатели (устанавливаемые по отдельному заказу). Обороты вентиляторов, а следовательно и расход электроэнергии, устанавливается в таких случаях в зависимости от температуры охлажденной воды.

Для обеспечения стабильной и безопасной работы системы охлаждения, следует позаботиться о сохранении соответствующих свойств охлаждающей воды, так как из-за постоянного испарения, растет концентрация химических и механических засорений в охладительном цикле. Соответствующая очистка воды, продувка и пополнение охладительной системы, являются одними из главных параметров, влияющих на долговечность частей градирни и других устройств, связанных с охладительным циклом.

Фотографии строительства градирни