Что такое градирня и где она используется: принцип работы

В сфере промышленности многие устройства нуждаются в постоянном охлаждении. Справиться с такой задачей может только специализированное оборудование под названием «градирня». О том, что она собой представляет, каков механизм ее действия и каких видов градирни бывают, мы сегодня и поговорим.

Градирня для охлаждения воды — что это такое?

Градирня – это сложная инженерная конструкция, предназначенная для охлаждения большого количества жидкости с помощью направленных воздушных потоков. Применяются градирни в системах оборотного водоснабжения и способствуют эффективному снижению температуры воды на 10-15 градусов.

Где используются: область применения?

Область применения градирен крайне широка. Такие сооружения необходимы везде, где в большом количестве используется техническая вода, в том числе для обеспечения нужного микроклимата и реализации технологических процессов. При этом у каждого типа градирен своя специфика.

Башенные градирни отличаются дороговизной, поэтому позволить их себе чаще всего могут только ТЭЦ, ТЭС и АЭС. Для размещения башенных конструкций требуется большая площадь, но и возводить их можно в непосредственной близости от объекта.

Открытые конструкции выгодны для производств, использующих крупное холодильное оборудование и большие объемы холодной воды, а также для трансформаторных и компрессорных станций.

В то же время эжекционные установки чаще всего применяются на объектах с переменными климатическими условиями, гидравлическими и тепловыми нагрузками.

Принцип работы

Принцип работы градирни довольно прост. Процесс охлаждения в устройстве осуществляется за счет частичного испарения жидкости и осуществления теплообмена с воздухом. При этом вода в градирне стекает по оросителю в виде капель или тонкой пленки. В это же время вдоль оросителя проходят воздушные потоки.

Важно: при испарении одного процента воды температура оставшейся жидкости снижается на 6 градусов. Потеря воды при этом восполняется за счет внешних источников.

Охлаждение горячей воды, поступающей в градирню, может осуществляться:

• обратным потоком (вентиляторные конструкции);
• посредством распыления горячей воды форсунками на наполнитель с развитой площадью, по которому жидкость растекается тонкой пленкой и за счет медленного течения охлаждается (атмосферные, башенные конструкции);
• посредством распыления жидкости в специальных каналах и естественном захвате атмосферных воздушных потоков (эжекционные конструкции).

Правила размещения и условия работы

При размещении градирен на площадке необходимо руководствоваться рекомендациями СНиП 2.04.02-84 и II-89-80, учитывая при этом:

• характер застройки территории;
• направление господствующих ветров;
• туманообразование;
• вынос капель за пределы градирни, вызывающих обмерзание расположенных в непосредственной близости сооружений.

Основной задачей является достижение минимальной протяженности циркуляционных трубопроводов, соединяющих градирни с потребителями охлажденной воды.

В целях уменьшения протяженности и диаметров труб водопроводных сетей применяется децентрализация систем оборотного водоснабжения с максимально возможным приближением конструкций к цехам, потребляющим воду.

Устройство

Основными элементами конструкции градирни являются:

• Ороситель (блоки оросителя) – главный элемент градирни, определяющий ее охлаждающую способность. Основной задачей является обеспечение максимально возможной площади охлаждения воды во время ее контакта с потоком встречного воздуха.
• Водоуловитель – элемент волнообразной формы, максимально снижающий капельный унос при минимальном аэродинамическом сопротивлении. Служит для конденсации и осаждения летящих вверх капель воды в воздушном потоке, а также для равномерного распределения воздушных потоков на выходе из градирни.
• Водораспределительная система – устройство, предназначенное для равномерного распределения охлаждаемой влаги по поверхности оросителя. Выполняется в виде системы трубопроводов с подсоединенными к ним водоразбрызгивающими соплами.
• Вентиляторные установки – конструкция, предназначенная для создания достаточного воздушного потока. Выполняется в виде диффузора, электропривода и рабочего колеса.

Виды градирен

Градирня для охлаждения воды

Как уже было сказано, градирни служат для охлаждения оборотной жидкости, используемой для снижения температуры промышленных агрегатов.

С учетом специфики технологических процессов различных предприятий и производств были разработаны два основных вида конструкций – так называемые сухие и мокрые (испарительные) градирни.

Основным отличием первого типа градирен от второго является закрытый контур, по которому движется охлаждающая жидкость, в качестве которой может использоваться не только вода.

В основе работы мокрых градирен лежит передача тепла от жидкости окружающему воздуху во время поверхностного испарения и непосредственного контакта сред.

Основных видов испарительных градирен четыре:

• отдельно стоящие вентиляторные;
• башенные;
• секционные вентиляторные;
• малогабаритные.

В то же время сухие градирни представляют собой теплообменные конструкции, в которых в качестве теплопередающей поверхности выступают радиаторы. Для отвода нагретых воздушных масс радиаторы оборудуются вентиляторами.

Вентиляторная

В вентиляторных градирнях нагнетание воздушных масс осуществляется с помощью вентиляторов. Такие конструкции позволяют регулировать режим их работу за счет добавления или отключения вентиляторов.

В отличие от других типов сооружений вентиляторные градирни требуют серьезных энергозатрат, однако и характеризуются более высокой производительностью. Температурный порог вентиляторных конструкций несколько ниже остальных типов, что позволяет максимально быстро и эффективно охлаждать нужную жидкость.

Закрытого типа

Градирни закрытого типа сохраняют рабочую воду чистой и без посторонних примесей, так как она циркулирует исключительно в закрытом контуре, что создает два замкнутых цикла жидкости:

• внешний цикл – циркуляция разбрызгиваемой на теплообменник воды и встреча с воздухом снаружи;
• внутренний цикл – циркуляция охлаждаемой рабочей воды внутри теплообменника и отсутствие контакта с воздухом.

Применяются закрытые градирни как в небольших системах кондиционирования и вентиляции (например, жилых и административных зданий), так и на крупных промышленных предприятиях.

Эжекционная

Эжекционные градирни используются для нагнетания необходимого объема воздуха и разбрызгивания воды под напором, в результате чего происходит естественный захват воздушных масс, используемых для охлаждения. Отличительными особенностями эжекционной градирни являются:

• высокая эффективность;
• низкий уровень шума работы;
• низкий уровень вибрации;
• высокие энергозатраты.

Металлические и бетонные

Так называемые отдельно стоящие градирни представляют собой металлический или железобетонный каркас цилиндрической формы высотой около 10 метров и диаметром основания в 24-36 метров.

В верхней части таких сооружений размещается мощный вентилятор, расположенный в специальном корпусе-диффузоре. Именно такая вентиляторная установка и создает необходимую тягу внутри конструкции. Остальные технологические элементы повторяют конструкцию башенной градирни.

Широкое распространение отдельно стоящие градирни получили в СССР на химических и нефтехимических предприятиях. Особенностями таких конструкций являются, прежде всего, высокая производительность, возможность регулирования тяги и устойчивость к обмерзанию. Однако высокая стоимость вентиляторной группы и значительное энергопотребление относятся к слабым сторонам таких конструкций.

Башенная градирня

В башенных градирнях подача воздуха осуществляется за счет естественной тяги, генерируемой башней специальной конструкцией. Несмотря на то, что такие градирни требуют больших площадей, затраты на содержание такого сооружения гораздо ниже по сравнению с прочими типами. Охлаждение в башенных конструкциях производится довольно медленно, но стабильно.

Мини-градирни

По своей конструкции и принципу работы малогабаритные градирни схожи с секционными вентиляторными сооружениями, однако могут отличаться типом вентилятора, который выполняется нагнетателем и устанавливается в нижней части конструкции.

Используются мини-градирни на предприятиях с малым оборотным циклом.

Основной проблемой малогабаритных градирен является обмерзание в зимнее время года, появляющееся вследствие нижнего расположения вентиляторной установки и попадания на нее водяных капель.

Производители градирен в России

«Росинка»

Малогабаритные градирни «Росинка» являются продуктом научно-производственной фирмы «Техэкопром», официальный сайт которой располагается по адресу http://www.tecopro.ru.

Особенностями градирен данной марки являются:

• компактные размеры (удобство транспортировки, монтажа и обслуживания);
• расположение оросителя над водораспределителем (повышение охлаждающей способности);
• изготовление оросителя и водоуловителя из решетчатых и полиэтиленовых призм ПР-50 (повышение охлаждающей способности, снижение капельного уноса);
• размещение вентилятора в рабочем пространстве градирни (повышение охлаждающей способности, исключение обледенения вентилятора).

«Каскад»

Еще одним производителем градирен является отечественная компания «Каскад». Найти ее официальный сайт можно по ссылке http://kaskad-stroy.com/.

Создает предприятие как башенные, так и вентиляторные сооружения. При необходимости «Каскад» проектирует, выпускает и поставляет дополнительное оборудование, необходимое для функционирования основной системы. Кроме того, организация оказывает услуги по демонтажу, а также профилактическим и ремонтным работам сооружений.

«Балтимор»

Градирни «Балтимор» выпускаются одноименной компанией «Baltimore Aircoil Company», официальный сайт которой располагается по адресу http://www.baltimoreaircoil.eu.

Производит «Балтимор» градирни как открытого, так и закрытого типа.

Кроме того, у производителя есть дочерняя сервисная компания под названием «Balticare», которая предлагает широкий ассортимент продуктов и услуг для максимальной эффективности и безопасного использования градирен.

«Град Балтэнергомаш»

Градирни серии «Град» выпускаются предприятием «Балтэнергомаш». Занимается предприятие проектированием, производством и реконструкцией градирен.

Отличительной особенностью выпускаемой линейки является вентиляторный тип и малые габариты устройств.

Найти официальный сайт компании можно по адресу https://bemspb.all.biz/.

Где купить промышленные градирни в России?

В Москве

В Москве приобрести промышленные градирни можно как напрямую у производителей, так и у их представителей. Наиболее известными компаниями являются:

• ООО «ТМИМ»:
  • сайт: http://gradirni.tmim.ru/;
  • адрес: город Москва, Рублевское шоссе, дом 111;
  • телефон: +7 (495) 988-96-65.
• ГК «Ирвик»:
  • сайт: http://www.irvik.ru;
  • адрес: город Москва, Зеленый проспект, дом 20;
  • телефон: +7 (495) 721-85-48.
• ООО «Водэх»:
  • сайт: http://www.vodex.ru;
  • адрес: город Москва, Мясницкая улица, дом 15;
  • телефон: +7 (495) 544-43-96.

В Санкт-Петербурге

В Санкт-Петербурге промышленные градирни можно купить в следующих организациях:

• ГК «Эко-Строй Проект»:
  • сайт: http://www.eko-sp.com;
  • адрес: город Санкт-Петербург, улица Рижская, дом 5;
  • телефон: +7 (812) 949-74-34.

• ООО «Экотэп»:
  • сайт: http://gradirniprof.ru;
  • адрес: город Санкт-Петербург, улица Гжатская, дом 21;
  • телефон: +7 (812) 535-10-10.
• АО «НПО Тепломаш»:
  • сайт: http://www.teplomash.ru;
  • адрес: город Санкт-Петербург, шоссе Революции, дом 90;
  • телефон: 8 (800) 555-61-10.

Таким образом, градирня — это технически сложная конструкция, область применения которой распространяется на все промышленные и производственные предприятия, нуждающиеся в большом количестве охлаждающей жидкости. Необходимо отметить, что градирни не делают техническую воду ледяной, а лишь снижают ее температуру на 10-15 градусов.