8 (800) 500-23-05 info@aggreko-eurasia.ru
8 (800) 500-23-05 info@aggreko-eurasia.ru
Каждый день мы помогаем нашим заказчикам решать их задачи в области энергоснабжения, проведения нагрузочных испытаний и охлаждения
Содержание
Градирни – это ключевое оборудование во многих промышленных и энергетических процессах, предназначенное для охлаждения воды за счет естественного испарения и конвекции. Их широкое применение обусловлено различными принципами работы, особенностями устройства и конструкции, что позволяет подбирать оптимальные решения для задач в конкретных условиях.
Градирня – это специализированное промышленное оборудование, предназначенное для охлаждения воды, используемой в различных технологических процессах, в том числе в энергетике, химической, нефтехимической и металлургической промышленности.
Основная функция градирни – это эффективное охлаждение больших объемов воды. В промышленности часто используется циркуляционная вода для охлаждения оборудования, например, в конденсаторах тепловых электростанций.
После прохождения через системы охлаждения, вода нагревается, и ее температура может повыситься на 10-15 градусов Цельсия. Возврат воды в естественные водоемы с повышенной температурой недопустим из-за негативного влияния на экосистему. Поэтому используют градирни, где вода охлаждается до первоначальной температуры перед повторным использованием в технологическом цикле.
В градирне происходит процесс теплообмена между горячей водой и атмосферным воздухом. Нагретая вода подается в верхнюю часть градирни и распределяется по заполнителям, увеличивая площадь контакта воды с воздухом. Проходящий сквозь заполнители воздух отбирает часть тепла, охлаждая воду. Эффективность охлаждения зависит от разности температур воды и воздуха, влажности и скорости воздушного потока.
Существуют различные типы градирен, классифицируемые по способу организации воздушного потока (естественная тяга, механическая тяга), типу теплообмена (сухие, мокрые, гибридные) и конструктивным особенностям (башенные, панельные, сотовые).
На крупных тепловых электростанциях мощностью 500 МВт и выше обычно используются башенные градирни высотой до 200 метров и диаметром основания до 100 метров. Они способны охлаждать до 100,000 м³ воды в час. В химической промышленности применяются более компактные градирни, подходящие для охлаждения воды в условиях ограниченного пространства.
Градирни являются важным элементом в системах водного хозяйства промышленных предприятий, обеспечивая экономию водных ресурсов и предотвращение теплового загрязнения окружающей среды. Правильный выбор и эксплуатация градирен имеют ключевое значение для эффективности производственных процессов и экологической безопасности.
История этих сооружений тесно связана с развитием промышленной революции и появлением первых паровых машин. Начиная с 18-го века, когда были созданы первые паровые двигатели, возникла потребность в эффективных системах охлаждения для отвода избыточного тепла.
Первые охлаждающие сооружения были довольно примитивными. Они представляли собой просто конструкции для хранения и охлаждения воды, используемой в паровых машинах. Эти системы были пассивными и зависели от естественного охлаждения воды.
С развитием промышленности и увеличением мощности паровых машин возросла потребность в более эффективных охлаждающих системах. Это привело к разработке первых прототипов современных градирен, в которых использовался принцип испарительного охлаждения.
20-й век принес значительные инновации в области конструкции охладительных башен. Были разработаны различные типы градирен – от простых башен с естественной тягой до сложных систем с механической тягой и автоматизированным управлением. Эти изменения были обусловлены ростом электроэнергетики и потребностью в больших масштабах охлаждения для тепловых и атомных электростанций.
Особое внимание в истории градирен уделялось материалам и конструкции. Использование бетона, стали и пластиков позволило строить более высокие и прочные башни. Появление сотовых и пленочных заполнителей улучшило эффективность теплообмена и снизило потери воды.
В последние десятилетия внимание уделяется не только эффективности охлаждения, но и экологическим аспектам. Развитие технологий привело к созданию градирен, которые минимизируют потребление воды и энергии, а также снижают уровень шума и визуальное воздействие на окружающую среду.
Сухие градирни, также известные как аппараты воздушного охлаждения, представляют собой современный тип охлаждающих систем, широко используемых в различных областях промышленности, особенно в условиях ограниченных водных ресурсов.
Сухие градирни работают на принципе воздушного охлаждения. В этих системах горячая вода из промышленного процесса циркулирует через закрытый контур, проходя через теплообменники. Теплообменники представляют собой специально разработанные радиаторы, через которые пропускается воздух, обычно с помощью вентиляторов. Этот воздух забирает тепло от воды, охлаждая ее, при этом вода и воздух не смешиваются.
Теплообменные аппараты в сухих градирнях часто изготавливаются из металлов с высокой теплопроводностью, таких как алюминий или медь, что обеспечивает эффективный отвод тепла. Конструкция радиаторов оптимизирована для максимального увеличения площади поверхности контакта между воздухом и теплоносителем.
Основное преимущество сухих градирен заключается в отсутствии потребности в большом количестве воды, что делает их идеальным выбором для регионов с ограниченными водными ресурсами или для предприятий, стремящихся сократить потребление воды. Кроме того, поскольку вода в системе не соприкасается с воздухом, значительно снижается риск загрязнения и коррозии.
Эффективность сухих градирен зависит от температуры окружающего воздуха: чем ниже температура воздуха, тем выше эффективность охлаждения. Это может быть ограничивающим фактором в жарких климатических условиях. С точки зрения эксплуатационных затрат, сухие градирни требуют меньше обслуживания по сравнению с мокрыми градирнями, хотя их начальные капитальные затраты могут быть выше.
Мокрые (испарительные) градирни — это крупные сооружения или модульные аппараты для охлаждения воды, используемые в различных промышленных процессах. Они работают на принципе прямого контакта воды с воздухом, что обеспечивает эффективное охлаждение.
В мокрых градирнях вода распыляется в верхней части башни и стекает вниз через слои наполнителя, увеличивая площадь контакта с воздухом. Проходящий через градирню воздух, либо естественным путем, либо с помощью вентиляторов, увлекает часть воды в виде пара. Этот процесс испарения забирает тепло из оставшейся воды, тем самым охлаждая её.
Мокрые градирни могут иметь различную конструкцию, включая башенные и модульные формы. Важными компонентами являются:
Преимущества и применение
Мокрые градирни закрытого типа — это высокоэффективные системы охлаждения, используемые в промышленности для снижения температуры жидкостей, в частности воды, в замкнутом цикле. Они отличаются от открытых градирен тем, что в процессе охлаждения жидкость не контактирует напрямую с атмосферным воздухом, что обеспечивает ряд преимуществ.
В этих градирнях охлаждающая жидкость циркулирует внутри замкнутой системы труб или каналов. Вода проходит через теплообменник, где она отдает тепло вторичной воде, которая затем распыляется в охлаждающей башне. Воздух, проходя через башню, испаряет часть вторичной воды, эффективно удаляя тепло из системы.
Конструктивно мокрые градирни закрытого типа состоят из одной или нескольких охлаждающих башен с внутренними теплообменниками. Материалы, используемые для их изготовления, обычно включают коррозионно-стойкие сплавы, такие как нержавеющая сталь или специальные пластики, которые могут выдерживать постоянный контакт с водой и обеспечивать долговечность конструкции.
Основное преимущество мокрых градирен закрытого типа заключается в предотвращении загрязнения охлаждающей жидкости, так как она не соприкасается с окружающим воздухом. Это особенно важно в условиях, где качество воды критично, например, в пищевой промышленности или в фармацевтике. Также это уменьшает потери воды на испарение, что экономически выгодно и экологически устойчиво.
Мокрые градирни закрытого типа находят широкое применение в тех промышленных сферах, где необходимо поддерживать строгий контроль качества охлаждающей жидкости. Кроме того, они идеально подходят для использования в регионах с ограниченными водными ресурсами или строгими экологическими нормами.
Эффективность мокрых градирен закрытого типа зависит от многих факторов, включая конструкцию теплообменника, климатические условия окружающей среды, в особенности относительную влажность воздуха, и характеристики используемой жидкости. Современные системы могут быть оснащены автоматизированными контрольными системами для оптимизации работы и снижения энергопотребления.
Блочно-модульная градирня ACTS представляет собой состоящую из двух частей автономную градирню, которая может быть использована в составе блока градирен.
Блочно-модульные градирни Аггреко подходят для использования в большинстве климатических условий. В их состав входят высокопроизводительные каплеуловители обеспечивающие минимальный уровень каплеуноса и потерь воды. Наиболее эффективное применение обеспечивается, если требуется высокий расход воды при температуре подачи охлаждаемой жидкости свыше 25°C. В связи с требованиями ОТ, ПБ и ООС, определение характеристик и монтаж градирен требуют особого внимания. Следует учитывать, что в некоторых случаях можно успешно организовать охлаждение жидкостей применяя драй-кулеры и другое подобное оборудование.
Быстрый монтаж и ввод в эксплуатацию:
Проекты компании Аггреко в области промышленного охлаждения отличаются разнообразием и технической изощренностью. Вот краткий обзор трёх ключевых проектов:
Эти проекты подчеркивают гибкость и техническую экспертизу Аггреко в обеспечении надежных и эффективных охлаждающих систем для разнообразных промышленных потребностей.
Градирни открытого типа являются одним из наиболее распространенных средств для охлаждения воды в промышленных процессах. Они работают на принципе прямого контакта охлаждающей воды с воздухом, что обеспечивает эффективный отвод тепла при небольших затратах на электроэнергию
В этих системах горячая вода подается в верхнюю часть градирни и распределяется через систему распылителей или тарелок. Вода стекает вниз, образуя тонкую пленку или капли, максимально увеличивая площадь контакта с воздухом. Проходя через воду, воздух забирает часть тепла, охлаждая ее. В процессе также происходит частичное испарение воды, что дополнительно способствует охлаждению.
Типичная конструкция включает в себя:
Преимущества:
Недостатки:
Открытые градирни широко используются на тепловых и атомных электростанциях, в химической промышленности, а также в системах кондиционирования и охлаждения на крупных промышленных предприятиях.
Открытые эжекционные градирни представляют собой уникальный тип охлаждающих систем, где для создания воздушного потока используются эжекторы. Эжекторы – это устройства, создающие разрежение, благодаря чему воздух засасывается в градирню.
Работа эжекционной градирни основана на принципе Вентури. Вода поступает в эжектор, где смешивается с воздухом. Это смешение увеличивает объем воздушного потока и усиливает его скорость. Повышенная скорость воздушного потока способствует более интенсивному испарению воды, что улучшает процесс охлаждения.
Эжекционные градирни чаще всего применяются в промышленных установках, где требуется эффективное охлаждение больших объемов воды. Их конструкция может варьироваться в зависимости от масштаба и специфики применения, но ключевым элементом является наличие эжекторного механизма, обеспечивающего движение воздуха.
Оросительные градирни – это тип охладительных устройств, где вода для охлаждения распыляется на специальные наполнители, создавая максимальную площадь контакта с воздухом.
В этих системах вода подается в верхнюю часть градирни и распыляется через дюзы на наполнители, такие как ПВХ-панели или сетчатые структуры. Проходя через эти наполнители, вода образует тонкую пленку, увеличивая свою поверхность для испарения. В то же время, воздух, проходящий через наполнители, увеличивает скорость испарения, что способствует более эффективному охлаждению.
Особенностью оросительных градирен является наличие большой площади испарения, что делает их особенно эффективными в охлаждении. Наполнители в этих градирнях могут быть различных форм и размеров, но их основная задача – увеличить площадь контакта воды с воздухом. Эффективность оросительных градирен может колебаться в зависимости от климатических условий, но в целом они представляют собой эффективное решение для промышленного охлаждения.
Башенные градирни представляют собой один из наиболее распространенных типов охлаждающих систем в промышленности. Как следует из названия, ключевым элементом этих градирен является высокая башня.
Принцип работы башенных градирен основан на естественной конвекции воздуха. Горячая вода распыляется в верхней части башни и, стекая вниз, охлаждается за счет контакта с воздухом, который движется вверх благодаря создаваемой внутри башни разнице температур. Этот процесс приводит к испарению части воды и эффективному отводу тепла.
Башенные градирни могут достигать в высоту несколько десятков метров. Они обычно строятся из материалов, устойчивых к коррозии и атмосферным воздействиям, таких как бетон или стеклопластик. Важной частью конструкции является наполнитель, который увеличивает площадь контакта воды с воздухом и повышает эффективность охлаждения.
Вентиляторные градирни — это современный тип охлаждающих устройств, в которых используется принудительная циркуляция воздуха для увеличения эффективности охлаждения.
В этих системах вентиляторы принудительно прогоняют воздух через градирню, что обеспечивает более эффективное испарение и охлаждение воды. Это позволяет использовать вентиляторные градирни в условиях, где естественная конвекция воздуха недостаточно эффективна, например, в закрытых или ограниченных пространствах.
Вентиляторные градирни могут быть различных размеров и конфигураций, включая вертикальные и горизонтальные модели. Они часто используются в промышленных и коммерческих зданиях для охлаждения воды, используемой в системах кондиционирования и различных технологических процессах. Благодаря вентиляторам, такие градирни могут быть более компактными по сравнению с башенными, что делает их подходящими для использования в ограниченном пространстве.
Перекрестноточные и противоточные градирни — это два основных типа градирен, различающихся по принципу взаимодействия воздушных и водных потоков.
Выбор между перекрестноточными и противоточными градирнями зависит от конкретных требований к эффективности охлаждения, доступного пространства, а также от экономических и эксплуатационных соображений.
Чаша градирни – это ключевой элемент конструкции охлаждающей башни, играющий важную роль в процессе теплообмена. Форма чаши градирни влияет на распределение воздушных потоков, скорость испарения и, соответственно, общую эффективность системы охлаждения. Рассмотрим основные типы чаш градирен и их характеристики.
Круглые чаши часто используются в башенных градирнях с естественной тягой. Благодаря своей форме, они обеспечивают равномерное распределение воздушных потоков внутри башни, что способствует более эффективному охлаждению. Круглая форма также минимизирует сопротивление воздуха и улучшает аэродинамические характеристики башни.
Квадратные или прямоугольные чаши чаще встречаются в конструкциях градирен с принудительной или индуцированной тягой. Эти формы позволяют более гибко адаптировать градирни к ограниченным пространственным условиям. Квадратные или прямоугольные чаши могут обеспечить более удобное размещение теплообменников и вентиляционных систем.
В некоторых случаях могут использоваться чаши нестандартных форм, например, овальные или многоугольные. Такие формы выбираются для специфических промышленных приложений, где требуется особый подход к распределению потоков воздуха или когда необходимо адаптироваться к уникальным архитектурным или экологическим условиям.
Форма чаши градирни напрямую влияет на эффективность охлаждения. Например, круглые чаши лучше подходят для создания естественной тяги и обеспечения равномерного распределения воздуха, в то время как прямоугольные чаши могут быть более подходящими для систем с принудительной вентиляцией. Выбор оптимальной формы чаши зависит от множества факторов, включая климатические условия, доступное пространство, требуемую мощность охлаждения и специфические требования к проекту.
Выбор подходящего типа градирни — ключевой момент в обеспечении эффективного охлаждения в промышленных процессах. Рассмотрим основные критерии, которые необходимо учитывать при выборе градирни.