Технологическая схема градирни. Аварийная ситуация на ростовской аэс скрывается от прессы

Еще раз вспомните работу психрометра, описанную в предыдущей главе, так как градирня - это своего рода гигантский психрометр.
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ГРАДИРНИ

В верхней части градирни размещают устройство, которое называется распылительной насадкой. Оно представляет собой набор трубок с отверстиями в нижней части, в которые с большим напором подается теплая вода. Эта вода истекает из отверстий в трубках, разбрызгивается и струится вниз. На своем пути струи воды встречаются с мощным восходящим потоком сухого воздуха, подаваемого внутрь корпуса градирни с помощью вентилятора. Таким образом вода и воздух двигаются в противоположных направлениях.
Сухой воздух поглощает водяные пары, приводя к интенсивному испарению струящейся вниз воды, а следовательно, и к ее сильному охлаждению. Чем выше градирня, тем дольше вода будет контактировать с воздухом и тем сильнее будет охлаждаться. Для того, чтобы улучшить теплообмен, внутри градирни устанавливается устройство, называемое оросителем, которое представляет собой, как правило, сотовую конструкцию с развитой поверхностью орошения (см. рис. 73.1). Распыляемая в
верхней части градирни вода попадает на орошаемую поверхность, ее падение замедляется, время и площадь контакта с воздухом возрастают, в результате чего существенно повышается степень охлаждения струящейся воды.
Для восполнения того количества воды, которое в виде водяного пара уносится с воздухом, в градирне предусматривают подпитку водяного контура водой. Для этого в нижней части градирни устанавливают приемный бак для воды, оборудованный поплавковым клапаном. Этот клапан поддерживает постоянный уровень воды в баке, следовательно, градирня потребляет воду из водопроводной сети. Однако, насколько велико это потребление? Уровень потребления воды в градирне ничтожно мал по сравнению с конденсатором водяного охлаждения, охлаждаемым проточной водой. Например, чтобы сбросить тепло порядка 100 кВт нужно около 4,5 м3/час проточной воды для конденсатора водяного охлаждения и только 0,15 м3/час для градирни. То есть градирня потребляет воды в 30 раз меньше, чем конденсатор водяного охлаждения, охлаждаемый проточной водой. Таким образом, экономия воды составляет 95%".
Примечание: не путайте огромный расход воды, циркулирующей в контуре охлаждения градирни, с ничтожно малым расходом воды через поплавковый клапан системы подпитки: расход воды, циркулирующей в контуре охлажденя примерно в 50 раз больше того количества воды, которое испаряется!

Одним из основных параметров, определяющих эффективность градирни, является температура воздуха по влажному термометру, то есть в данном случае это 21°С. Даже в идеальной градирне невозможно охладить воду до температуры ниже, чем температура наружного воздуха по влажному термометру.
Если температура наружного воздуха по влажному термометру равна 21°С, невозможно охладить воду ниже 21°С.
Однако строить слишком высокие градирни очень дорого. На практике большинство градирен имеют так называемую высоту зоны охлаждения*, эквивалентную 6...7 К. Понятие "Высота зоны охлаждения" является определяющим для оценки совершенства градирни. Оно показывает, насколько температура охлаждаемой воды на выходе из градирни приближается к температуре наружного воздуха по влажному термометру, и одновременно демонстрирует, что на практике температура охлаждаемой воды никогда не будет равна температуре наружного воздуха по влажному термометру.
В нашем примере (см. рис. 73.2) высота зоны охлаждения принимается эквивалентной 6 К. В этом случае температура воды на выходе из градирни будет равна температуре наружного воздуха по влажному термометру (21°С) плюс высота зоны охлаждения (6 К), то есть 21°С + 6 К = 27°С (а это совсем неплохо, если принять во внимание, что температура наружного воздуха по сухому термометру равна 34°С!).

РАБОЧИЕ ПАРАМЕТРЫ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ С ГРАДИРНЕЙ
На рис. 73.3 показаны средние типовые значения рабочих параметров холодильной установки, оснащенной градирней с принудительной циркуляцией воздуха при температуре по влажному термометру Th = 21°С и по сухому термометру 34°С.

* Высота зоны охлаждения - характеристика градирен с принудительной циркуляцией воздуха, определяемая как разность между средним значением температуры охлаждаемой воды на выходе из градирни и температурой наружного воздуха по влажному термометру (см., например, Новый международный словарь по холодильной науке и технике. Издательство МИХ.: Париж - 1995 г.). В отечественной литературе используется редко, (прим. ред.).

При Th = 21°С температура воды на выходе из градирни равна: 21°С + 6 К (приблизительно), что дает значение в 27°С.
При температуре воды на входе в конденсатор 27°С температура конденсации будет около 40°С (имея в виду, что температурный напор для конденсатора водяного охлаждения находится в диапазоне от 12 до 15 К), то есть величина ВД будет вполне приемлемой, несмотря на то, что температура наружного воздуха по сухому термометру составляет 34°С!
В этом случае конденсатор с воздушным охлаждением дал бы нам температуру конденсации около 50°С, а сухая градирня - порядка 60°С (см. раздел 70.1).

Для нормальной работы градирен с принудительной циркуляцией воздуха обязательно требуется наличие вентилятора. Вентилятор обеспечивает требуемый расход воздуха, который позволяет воде, струящейся по орошаемой поверхности, испаряться (и, следовательно, охлаждаться).
Если вентилятор не работает, теплая вода, поступающая в градирню, перестает контактировать с необходимым для ее интенсивного испарения и охлаждения количеством воздуха, охлаждение воды ухудшается и производительность градирни резко понижается.
С другой стороны, если температура наружного воздуха по влажному термометру становится очень
низкой, вода начнет очень сильно охлаждаться и производительность градирни сильно возрастет. Однако, при низкой температуре воды на входе в конденсатор температура конденсации, а следовательно, и ВД могут упасть до недопустимо малых величин (см. раздел 33).
Поэтому для управления работой вентилятора необходимо включить в состав градирни реле температуры, которое должно работать следующим образом:
Вода на выходе из градирни слишком холодная? Реле выключает вентилятор, производительность градирни падает и температура воды начинает расти.
Вода слишком теплая? Реле включает вентилятор, производительность градирни растет и температура воды падает.
1) Где должен быть установлен термобаллон реле?
В точке А (см. рис. 73.4): на входе воды в градирню?
В точке В: на выходе воздуха из градирни?
В точке С: на выходе воды из градирни?
В точке D: чтобы измерить наружную температуру?
2) При какой температуре реле должно останавливать вентилятор?
Решение на следующей странице...

Вариант А. При остановке насоса, подающего воду из градирни в конденсатор, часть воды из трубы поз. 1 на рис. 73.5 перетекает в бак (проходя через остановленный насос) в соответствии с законом сообщающихся сосудов и труба, по которой вода подается в градирню, опорожняется. Уровень воды в баке и в трубе устанавливается в соответствии с поз. 2. Излишек воды сливается через патрубок поз. 3.
Начиная с этого момента температура, измеряемая термобаллоном, будет соответствовать температуре окружающего воздуха. Представим себе ситуацию, когда остановлен и насос и компрессор. В трубе поз.1 воды нет и, если наружная температура высокая или труба 1 нагревается солнцем, контакт реле будет замкнут и вентилятор будет работать, хотя ни насос, ни холодильная машина не работают.

Иначе говоря, в этом случае вентилятор работает в условиях, когда орошение градирни отсутствует. Мало того, что это приводит к бесполезному потреблению электроэнергии, вдобавок это сопровождается еще и увеличением расхода воздуха через вентилятор, поскольку нет сопротивления воздушному потоку от падающей воды.

В результате, с ростом расхода воздуха очень быстро начинает расти ток, потребляемый двигателем вентилятора (см. раздел 20.5), и в конце концов может сработать защита вентилятора по току и отключить его!

Кстати, именно поэтому контактор вентилятора (VT) подключается к цепи питания последовательно с контактом подачи питания на насос градирни НГ (см. рис. 73.6).
Рис. 73.6.

Варианты В и D (см. рис. 73.7).

Градирня предназначена для охлаждения воды: следовательно, при ее работе нужно измерять температуру воды, а не воздуха.
Действительно, в вариантах В и D термобаллон реле будет измерять либо температуру окружающего воздуха на входе в градирню, либо температуру воздуха на выходе из нее. Однако некоторые установки должны работать и в межсезонье, и даже зимой, зачастую при наружной температуре ниже 15°С.

Если термобаллон реле будет находиться под действием очень низкой температуры, вентиля-.тор не сможет включиться никогда, даже если компрессор работает: в результате оборотная вода не будет должным образом охлаждаться и компрессор наверняка отключится защитой по ВД!

Вариант С (см. рис. 73.8). Термобаллон реле действительно контролирует "эффективность работы градирни". Если температура воды в баке высокая, вентилятор включается. Если эта температура падает, вентилятор отключается.
Примечание. Устанавливая термобаллон реле вентилятора на трубопровод, выходящий из градирни, казалось бы следует опасаться так называемого "циклирования" работы вентилятора. Действительно, когда температура воды на выходе из градирни падает, например, ниже 27°С, вентилятор должен отключаться. Но при этом в верхнюю часть градирни продолжает поступать вода с температурой 32°С. Она, не охлаждаясь, сливается в бак, вода в баке нагревается и вентилятор вновь должен включаться.
На самом деле количество воды в баке существенно больше того количества теплой воды, которая поступает сверху. Поэтому градирня обладает большой тепловой инерционностью, что позволяет избежать режима "циклирования" вентилятора. Вместе с тем, дифференциал реле не должен быть меньше 2...3 К. На сегодня большинство градирен оснащены вентиляторами с двухскоростными двигателями {см. раздел 65), которые управляются двухступенчатыми реле, что позволяет полностью исключить режим "циклирования".
Какой должна быть настройка реле-регулятора?
Представим себе, что в летнее время мы настроили реле на отключение вентилятора при температуре воды на выходе из градирни 20°С. Априори эта величина представляется разумной, не правда ли?
Давайте немного поразмышляем: чтобы получить на выходе из градирни воду с температурой 20°С (и остановить вентилятор), нужно иметь воздух с температурой по влажному термометру ниже 20°С - 6 К (высота зоны охлаждения) = 14°С!
Никогда не следует настраивать реле на отключение вентилятора при температуре ниже, чем среднее значение температуры наружного воздуха по влажному термометру в том месте, где стоит градирня, плюс температурный эквивалент высоты зоны охлаждения (6...7 К).
Например, если градирня установлена в городе, где согласно метеорологическим таблицам среднее значение температуры воздуха по влажному термометру составляет 20°С, то вентилятор должен останавливаться, когда температура воды на выходе из градирни понижается примерно до 26°С (20°С + 6 К = 26°С). Включаться вентилятор должен при повышении температуры воды до 28...29°С (см. рис. 73.9).
С другой стороны, было бы нежелательно слишком сильно охлаждать воду: температура конденсации начнет падать и низкое значение ВД на большинстве установок не позволит обеспечить нормальный перепад давления на ТРВ.

ПРОБЛЕМА ВЫПАДЕНИЯ СОЛЕЙ

Когда вы часто кипятите воду в одной и той же кастрюле, через какое-то время вы замечаете, что на ее дне изнутри появляется белесый налет.
Вода, которую вы кипятите - это питьевая вода. Как и любая водопроводная вода, она содержит растворенные минеральные соли.
При кипячении водяной пар (который является газом) поглощается окружающим воздухом (который тоже является газом), а минеральные соли, будучи твердыми соединениями, остаются на дне кастрюли (см. рис. 73.10).
По мере выкипания воды концентрация солей увеличивается и с течением времени они превращают-
ся в твердую накипь, прочно связанную с дном посуды, в которой кипятилась вода. В связи с этим, время от времени посуду надо очищать от накипи, иначе вода в ней будет нагреваться очень долго, поскольку накипь является хорошим теплоизолятором и препятствует передаче тепла от источника нагрева к воде.

К сожалению, с этой же проблемой мы будем сталкиваться и в контуре оборотной воды градирни. Мы уже поняли, что охлаждение воды, проходящей через градирню, происходит за счет ее частичного выпаривания. Но если часть воды в градирне переходит в пар, значит концентрация содержащихся в ней минеральных солей в оставшейся части воды увеличивается!
В примере на рис. 73.11 подпитка контура оборотной воды происходит за счет обычной водопроводной воды с жесткостью 10CF (см. раздел 68), что вполне приемлемо.
Однако следует твердо усвоить, что соли, попавшие в контур вместе с этой водой, никогда не смогут покинуть контур, если не предусмотреть их удаление, то есть периодический частичный слив циркулирующей в контуре воды.
Даже при малой начальной жесткости воды подпитки с течением времени, в процессе работы градирни, жесткость воды начинает возрастать и, в некоторых случаях, может превысить 200CF!

Вода с такой жесткостью неминуемо приведет к выходу из строя большинства элементов контура (насос, конденсатор, трубы, сама градирня), так как при повышении концентрации часть солей выпадает из раствора в виде твердых частиц, воздействующих на элементы контура как абразивный порошок. При такой жесткости в трубах конденсатора и градирни очень быстро образуется накипь. Если контур будет работать непрерывно, то меньше, чем через 2 месяца накипь может полностью перекрыть проходные сечения труб.
Таким образом, следует постоянно сливать часть воды из контура, чтобы удалять соли. Эту операцию (удаление солей) рекомендуется выполнять в то время, когда работает насос градирни, как показано на рис. 73.12.

Расход воды, сливаемой при выполнении операции по удалению солей (обессоливание) определяется жесткостью подпиточной воды.
Для того, чтобы поддерживать жесткость воды в контуре на допустимом уровне (максимум 40°р), рекомендуется обеспечить следующие значения расхода воды через магистраль обессоливания:
Если жесткость подпиточной воды равна 10°р, расход через магистраль обессоливания должен быть равен однократному расходу воды на испарение в градирне.
Если жесткость подпиточной воды равна 20°р, то расход через магистраль обессоливания должен быть равен двухкратному расходу воды на испарение в градирне.
Если жесткость подпиточной воды равна 30°р, расход через магистраль обессоливания должен быть равен четырехкратному расходу воды на испарение в градирне.
Приведем пример. При холодопроизводительности установки 100 кВт в градирне испаряется от 180 до 200 литров воды в час. Если жесткость подпиточной воды равна 10°F, расход в магистрали обессоливания должен составлять около 200 л/ч. При жесткости подпиточной воды 30°F, расход в магистрали обессоливания будет равен 4 х 200 л/ч = 800 л/ч.

Упражнение
Установка с холодопроизводительностью 50 кВт использует для работы градирни подпиточ-ную воду с жесткостью 15°F. Определите расход воды через магистраль обессоливания.

Решение
При холодопроизводительности установки 100 кВт испаряется около 200 литров воды в час, тогда при холодопроизводительности 50 кВт будет испаряться 100 литров воды в час. Если жесткость подпиточной воды 10°F, расход в магистрали обессоливания равен однократному расходу воды на испарение. При жесткости 20°F расход в магистрали обессоливания равен двукратному расходу воды на испарение. Мы имеем подпиточную воду с жесткостью 15°F, значит расход воды в магистрали обессоливания должен быть равен полуторакратному
расходу воды на испарение, то есть 150 литров в час.
Для обессоливания воды в контуре градирни существует несколько технических решений. Самое простое показано на рис. 73.12: трубопровод подачи воды в градирню имеет сливную трубу, соединяющую этот трубопровод с канализацией. На сливной трубе установлен ручной вентиль. При такой схеме обессоливание происходит только тогда, когда работает насос, то есть только тогда, когда есть подача воды в градирню (как правило, насос работает только тогда, когда работает компрессор). Когда насос останавливается, труба, подающая воду в градирню, опорожняется, и слив воды через магистраль обессоливания автоматически прекращается.

Другое решение предполагает использование электроклапана (поз. 1 на рис. 73.13), установленного на магистрали обессоли-вания, которая врезана в трубу на выходе из градирни. Кроме того, на этой магистрали устанавливают два ручных вентиля. Вентиль поз. 2 позволяет отсечь электроклапан от выхода из градирни для его обслуживания, ремонта и, при необходимости, замены. Вентиль поз. 3 обеспечивает регулировку расхода воды на обессоливай ие.
Внимание! Рукоятку? вентиля поз. 3 после его настройки, как правило, снимают, чтобы никто не смог случайно или умышленно изменить его настройку. Поэтому, если вы обнаружши, что вентиль поз. 3 без рукоятки или маховичка, не трогайте его, если вы не убеждены, что нужно изменить настройку.
В этой схеме электроклапан должен быть открыт только тогда, когда работает насос градирни (поз. 4), а еще лучше, когда работает вентилятор (поз. 5).
Тогда обессоливание будет осуществляться только при работающей системе в целом, то есть если идет процесс выпаривания воды в градирне. Однако в этом решении есть один недостаток: если электроклапан закупоривается или заедает, обессоливание прекращается. И наоборот, если после снятия напряжения клапан не закрывается или имеет негерметичность, существенно возрастает потебление воды.

УДАЛЕНИЕ НАКИПИ В КОНДЕНСАТОРАХ ВОДЯНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ
Любая природная вода содержит множество минеральных солей: кальций, магний, натрий, а также кремний. Под действием температуры соли кальция и магния выпадают из раствора и откладываются на стенках трубопроводов в виде минеральной корки, так называемой накипи. Эта накипь ухудшает теплообмен, уменьшает площадь проходного сечения трубопроводов, а иногда и полностью его перекрывает: в контурах охлаждения конденсаторов оборотной водой это приводит к многочисленным неисправностям и, прежде всего, к недопустимому росту ВД.
Для очистки трубопроводов от накипи наибольшее применение получил метод, основанный на использовании раствора соляной кислоты с концентрацией примерно 10% (1 литр концентрированной соляной кислоты на 10 литров воды). Кроме того, чистящие растворы, которые имеются в продаже, содержат, как правило, еще и добавки, подавляющие коррозию (вещества - ингибиторы коррозии). Это химические соединения, которые добавляются к раствору соляной кислоты, чтобы свести к минимуму коррозию медных труб при очистке конденсаторов.
Для каждого металла нужно применять свой чистящий раствор со специальным ингибитором. Так, например, очиститель, используемый для меди, не годится для сталей, в том числе и нержавеющих, цинка и т. д. Поэтому ни в коем случае нельзя проводить очистку от накипи контура оборотной воды градирни, просто заливая очиститель в бак градирни и прокачивая его по контуру. При такой операции вы рискуете нанести непоправимый вред оборудованию градирни (стенки трубопроводов могут оказаться изъеденными коррозией вплоть до появления множества мелких отверстий в них).

Операция по очистке конденсатора требует строгого соблюдения рекомендаций производителя чистящего вещества!

Каким же образом чистить конденсатор? Если процедура очистки была предусмотрена при проектировании установки, то осуществить ее относительно просто (см. рис. 73.14).

Конденсатор отсекают от водяного контура охлаждения двумя ручными вентилями, затем сливают из него воду.
После этого с помощью специального насоса закачивают в водяной контур конденсатора чистящий раствор, организуя его движение в контуре по принципу противотока, то есть в направлении, противоположном движению воды при работе конденсатора. Раствор сливают в ту же емкость, откуда его закачивают в конденсатор.
ВНИМАНИЕ! Чистящие растворы выделяют кислотные пары.
Следовательно, при выполнении операции по очистке необходимо строго соблюдать рекомендации производителя чистящего средства и, в частности, обязательно надеть защитные перчатки и очки, чтобы защитить себя от возможных ожогов при попадании кислоты на кожу и в глаза. Если вы готовите чистящий раствор сами, то помните: нужно лить кислоту в воду, а не наоборот, - брызги чистой кислоты очень опасны.
Кислота, вступая в химическую реакцию с накипью, приводит к образованию обильной пены. Поэтому во время очистки следите за тем, чтобы емкость для слива очистителя не переполнялась!
ПРИМЕЧАНИЕ. Использование теплой воды позволяет сократить время, необходимое для удаления накипи. Для подогрева чистящего раствора допускается на какое-то небольшое время запускать компрессор, однако помните: при этом ни в коем случае нельзя отключать предохранительное реле ВД!
Как определить, что накипь удалена полностью? Во время очистки в емкости для слива чистящего раствора появляется обильная пена. Допустим, что, например, через час после начала очистки пена исчезает. Это может объясняться двумя причинами: либо накипь полностью удалена, либо в чистящем растворе закончилась кислота, поскольку накипь постепенно нейтрализует кислоту.
Тогда следует освежить чистящий раствор, добавив туда немного кислоты, и вновь понаблюдать, образуется ли пена. Если образуется, значит накипь еще не удалена.
ВНИМАНИЕ! Чистящий раствор, содержащий кислоту, циркулирует не только в трубах, покрытых накипью. Более того, ему легче всего проходить по чистым трубам, так как их проходное сечение больше: следовательно, кислота может воздействовать и на чистые трубы. По этой причине необходимо внимательно следить за процессом очистки и обязательно использовать чистящие растворы, содержащие ингибиторы коррозии для медных труб.
Когда конденсатор будет полностью очищен, операцию по удалению накипи прекращают. Однако чистящий раствор, остающийся в сливной емкости, может при этом содержать какое-то количество кислоты. Поэтому категорически запрещается сливать этот раствор в канализацию. Необходимо его нейтрализовать, добавляя к нему специальный нейтрализатор (крепкий раствор щелочи).

Перед тем, как подключать контур конденсатора к холодильной системе после его очистки от накипи, рекомендуется прокачать через него нейтрализованный раствор чистящего средства, а затем промыть его чистой водой.
Замечание 1. Градирни, как правило, изготавливаются из оцинкованной стали с антикоррозионным покрытием. Для очистки от накипи таких гардирен используются специальные чистящие растворы, рекомендованные изготовителями. Можно также использовать механическую очистку. Она проводится специальными щетками после снятия распылительных форсунок. Затем берут пластиковую колотушку и, аккуратно постукивая по трубам и листам, отбивают накипь с их поверхности.
Замечание 2. В некоторых регионах может иметь место еще одна проблема. Дело в том, что в градирне формируется теплая и очень влажная среда, в которой могут размножаться водоросли: автору часто приходилось видеть мусорные ведра, до краев заполненные водорослями, которые приходилось выгребать из градирен в процессе их технического обслуживания!

Не следует забывать и о такой проблеме, связанной с работой градирен, как так называемая "болезнь легионеров"*. В свое время эта проблема широко освещалась в средствах массовой информации и вызвала большой общественный резонанс. Градирни являются потенциальным источником этой болезни, поэтому в ряде стран и регионов существуют нормативные документы, предписывающие профилактические меры по ее предотвращению и, в первую очередь, проведение периодических лабораторных анализов воды на предмет выявления возбудителей "болезни легионеров".
Замечание 3. В случае замены насоса градирни или реконструкции ее гидравлического контура, не допускается в гидравлический контур открытой градирни устанавливать герметичные насосы, которые используются в контурах ледяной воды или системах отопления (см. рис. 73.15).

В герметичных насосах приводной двигатель находится в перекачиваемой жидкости. Ротор такого двигателя очень быстро покроется накипью, тем более, что двигатель в процессе работы нагревается. Через несколько месяцев работы двигатель может заклинить и он выйдет из строя.
Вот почему в контурах водоснабжения открытой градирни используются только сальниковые насосы с уплотнениями по валу (сальниковая набивка или щелевые механические уплотнения), приводные двигатели которых не подвергаются воздействию перекачиваемой среды (см. раздел 90 "Немного о конструкции насосов ").
* Болезнь легионеров (легионнелез) была впервые описана в 1976 г. в Филадельфии (США) и названа так из-за того, что собравшиеся в одном из отелей американские ветераны войны (легионеры) внезапно заболели пневмонией (из 240 заболевших 36 человек умерли). Оказалось, что в системе кондиционирования отеля живут особые микроорганизмы (их назвали легионеллами), вызвающие пневмонию. Оптимальная температура их размножения от 20 до 50СС. Размножаются они во влажной и теплой среде (кондиционеры, увлажнители воздуха, бассейны, аква-парки и т. д.) (прим. ред.).

АВАРИЙНАЯ СИТУАЦИЯ НА РОСТОВСКОЙ АЭС СКРЫВАЕТСЯ ОТ ПРЕССЫ Олег Пахолков рассказал об аварийной ситуации на третьем энергоблоке Ростовской атомной станции

Депутат Государственной Думы Олег Пахолков: Добрый день! В мою депутатскую приемную поступило письмо, от человека, пожелавшего сохранить инкогнито. Этого человека я очень хорошо знаю, он компетентный специалист и надежный источник. От него поступило письмо с просьбой немедленно опубликовать информацию о цели визита Сергея Кириенко на Ростовскую АЭС. Я зачитаю это письмо: «По поводу визита Кириенко! 3-й блок на планово-предупредительном ремонте! Вскрылась проблема, градирня неисправна и чтоб ее починить надо более полугода и несколько сотен миллионов рублей (деньги, конечно, не бюджетные будут – градирня на гарантии), но воду она не способна охлаждать, как следует! Но… вот в чем дело! Градирня обрушилась частично изнутри, возможно, из-за того, что осуществлена замена изделий с металлических, как в немецком проекте, на стеклопластик. И еще, возможно, контрафактный, поставленный из Латвии! Так вот! Ситуацию на АЭС скрывают от прессы. Если градирню не запустить, то ущерб экономике РФ колоссальный – миллиарды! Они хотят согласовать, запустить без внутренних изделий – обоснование меня «убивает»: «сейчас же не будет жарко, зима скоро». Градирня 4-го блока такая же. Предпосылки этого были – температура градирни с момента пуска была всегда выше проектной – вода закоксовалась и обрушила конструкции!». https://www.youtube.com/watch?v=eUxrdV2TNQY

Я обращаюсь к руководству Минатома и руководству Ростовской АЭС! Немедленно выведите этот вопрос из информационной блокады. Мы, жители Волгодонска и прилегающих территорий, имеем право знать, что происходит с третьим энергоблоком. Будете ли вы его запускать сейчас или ремонтировать по ходу. Косвенно это подтверждает то, что сегодня отменили все отпуска на Ростовской АЭС. И все, кто могут ремонтировать градирню, отозваны из отпусков и в ежедневном режиме находятся на атомной станции. Какое вы примете решение? Пустите ее с недостаточной системой охлаждения и будете ремонтировать ее по ходу. Или все-таки остановите на пол-года энергоблок? Я понимаю сложность принятия этого решения. Я понимаю, что в зимний период стране нужно очень много электричества и таким решением мы можем подставить энергосистему страны. В любом случае, мы обязаны знать, что у вас там происходит! Со своей стороны я хочу успокоить население. Никакой опасности крупной аварии на Ростовской АЭС, которая может повлечь экологическую катастрофу – нет! Потому что, во-первых, третий энергоблок сегодня «заглушен». Во-вторых, система современного атомного реактора, которая есть на третьем энергоблоке, имеет все системы защиты и опять же он может быть просто заглушен. Сегодня основная проблема – экономическая. Кто будет восстанавливать градирню. Это проблема Российской Федерации, потому что престиж атомной энергетики стоит под очень большим вопросом. Как мы будем строить атомные станции на экспорт, если в собственной стране построить не можем? Это проблема, как будут охлаждать 4-й энергоблок. Сможет ли организация, которая выдала гарантию за эту градирню, отремонтировать ее за собственный счет? Кто погасит убытки, если блок придется останавливать на пол года? Пока все проблемы, слава Богу, не находятся в области экологии, угрозы жизни и здоровью населению не представляют. Пока все вопросы лежат в области экономики. И как я понимаю, сегодняшний визит Кириенко связан прежде всего с совещанием, на котором должно быть принято решение по этому вопросу. Либо блок пускают и ремонтируют по ходу, либо они все-таки будут останавливать этот блок. Подробнее.

Для правильного подбора градирни, определения необходимой площади орошения, высоты слоя оросительного устройства, мощности привода вентилятора нужно провести тепло-гидравлический расчет на основании данных, указанных в техническом задании Заказчика.

Эта процедура проводится как для вентиляторных, так и для башенных градирен.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

• объем воды, поступающий на градирню (гидравлическая нагрузка);
• температура воды на входе и выходе из градирни;
• перепад температуры, которого необходимо добиться;
• климатические параметры региона размещения оборудования.

Тепловой расчет градирни - это сложная математическая задача, сводящаяся к решению системы дифференциальных уравнений. По перечисленным выше начальным данным вычисляется целый ряд промежуточных величин, которые позволяют определить искомые параметры.

В результате расчета определяются:

• количество и размер секций, необходимая площадь орошения градирни;
• высота слоя оросителя;
• мощность вентилятора (для градирен с искусственной тягой).

Для определения первоначальных данных можно воспользоваться формулой тепловой мощности градирни: Q=G*C*Dt, (где G - это гидравлическая нагрузка, С - удельная теплоёмкость воды, Dt - температурный перепад оборотной воды внутри градирни). Из данного уравнения можно увидеть, что только две переменных G и Dt будут влиять на работу охлаждающей установки. Зная, что С - это константа, а переменная Dt меняется в очень ограниченном диапазоне (как правило перепад температуры на градирне изменяется в пределах от 5 до 15-20 0 С), легко понять, что повышать теплосъём градирни можно только за счет увеличения объёма жидкости G.

Зная количество тепла, которое необходимо отводить на градирне, можно определить примерный расход и нужный перепад температуры воды. А уже на основании этих данных выполнить теплогидравлический расчет для верного выбора градирни.

Подробнее о технических характеристиках градирни и переменных - в статье "Технические характеристики градирни" .

КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ

При расчете важно верно учесть климатические параметры окружающего воздуха.

Последние данные можно найти в СП 131.13330.2012 «Строительная климатология» актуализированная версия СНиП23-01-99 от 2012 года.

Для расчета градирни в теплый период года можно использовать температуру воздуха по сухому термометру с обеспеченностью 0,95 или 0,98. Разница в значениях заключается в количестве дней, когда в регионе теоретически возможно превышение указанной температуры.

Выбор показателя обеспеченности зависит от предприятия, на котором строится градирня. Всего выделяют три группы потребителей, по уровню требований к температуре охлажденной воды.

Если незначительное превышение температуры охлажденной воды (на 1-2 0 С) вызывает временное снижение экономичности технологического процесса, то таких потребителей относят к III категории. Для таких предприятий расчет производится с обеспеченностью 0,95.

Если увеличение температуры оборотной воды вызывает временное нарушение процесса работы отдельных агрегатов, то потребителя относят ко II категории водопотребления. Расчет градирен проводится так же с обеспеченностью климатических параметров 0,95.

К I категории относят предприятия, где повышение температуры воды на выходе с градирни вызывает нарушение всего технологического цикла и, как следствие, влечет значительные убытки. Для предприятий первой категории в расчете применяются климатические параметры с обеспеченностью 0,98.

Таким образом, выбор данных, которые используются при расчете градирен, зависит от особенностей техпроцесса предприятия-заказчика и целесообразности вложения дополнительных средств в оборудование.

Большинство предприятий относятся ко II и III категориям водопотребителей, т.к. незначительное увеличение температуры воды на несколько дней в году не представляет серьезной проблемы для производства. В таком случае вложение дополнительных средств для обеспечения охлаждения воды круглогодично нецелесообразно. Потери прибыли при увеличении температуры оборотной воды меньше, чем затраты на улучшение градирни.

Если особых требований к схеме градирни в техническом задании не указывается, то тепло-гидравлический расчет проводится с обеспеченностью климатических параметров 0,95. Т.е. незначительное отклонение параметров работы будет для градирни не более, чем 5 дней в году в самый жаркий период.

Такой подход позволяет снизить затраты Заказчика на оборудование для охлаждения воды, не закладывать дополнительные средства для необоснованной страховки.

Если Вам необходимо выбрать тип и размер градирни, то наши специалисты готовы выполнить все необходимые расчеты с учетом любых требований Заказчика.

ЧТО ТАКОЕ ГРАДИРНЯ. ДЛЯ ЧЕГО ОНА ПРЕДНАЗНАЧЕНА?

Градирня - это теплообменный аппарат, применяемый в системах оборотного водоснабжения. Они служат для охлаждения оборотной воды, используемой для отведения тепла от промышленного технологического оборудования.

Тем самым градирни защищают установки и агрегаты от перегрева и разрушения под действием высоких температур, а также обеспечивают стабильные условия для протекания реакций или производства продукции.

Водооборотные системы с градирнями широко применяются в металлургии, энергетике, в машиностроительной, авиационной и химической отраслях, на предприятиях ВПК.

Само слово gradieren, означающее выпаривание, прекрасно описывает принцип действия: вода испаряется, и по законам физики остывает.

Первую градирню, привычной нам формы, построили в Нидерландах в 1918 году. До этого какого-то определенного вида не было.

История появления и другие интересные факты

В развитии теории и практики градирестроения значительный вклад внесли отечественные ученые - Фарворский Б.С., Ямпольский Т.С., Берман Л.Д., Аверкиев А.Г., Арефьев Ю.И., Пономаренко В.С. и другие.

Совершенствование конструкции градирен связано со стремлением максимально увеличить площадь теплообмена, как за счет площади градирни и объема оросителя, так и за счет усложнения конструкции и повышения эффективности блоков. Этот процесс идет уже много лет и дальнейшего роста площади теплообмена с использованием оросителя не предвидится вследствие достижения теоретического предела поверхности оросительного устройства.

Существуют и другие типы и виды градирен со своими плюсами и минусами.

КЛАССИФИКАЦИЯ ГРАДИРЕН

Учитывая специфику технологических процессов различных производств, были разработаны два основных типа - это так называемые сухие и испарительные (мокрые) градирни.

Основным отличием сухих градирен от мокрых является закрытый контур, по которому циркулирует охлаждающая жидкость. При чем в качестве охлаждающей жидкости может быть использована не только вода.

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.

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 раза 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.

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.

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 0 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 попаданияя 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 созда-ваться 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 мень-шей мере зависит от изменения температуры воздуха. К до-стоинствам гибридной градирни можно отнести заметное сни-жение безвозвратных потерь воды в сравнении с испарительны-ми градирнями и возможность работы без видимого парового факела.

По охлаждающей способности они превос-ходят сухие, но уступают испарительным градирням.

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

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

В нашей стране они не получили распрост-ранения 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.

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 0 С до +60 0 С 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.

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.

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

• сетчатых призм
• сетчатых рулонов
• сетчатых решёток

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.

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
• ячеистый
• решётчатый
• сотовый

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.

Требования, предъявляемые к водоуловителям:

• высокоэффективное улавливание капель до 99,9%
• низкое аэродинамическое сопротивление
• малый удельный вес
• химическая стойкость к примесям в оборотной воде
• исключение обрастания биологически активными веществами

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.

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

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.

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

ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ ТОГО ИЛИ ИНОГО ВИДА ГРАДИРНИ

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° С при температуре воздуха 25° С 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 - массобмена, а так же 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.

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!