Системы водораспределения в градирнях

Водораспределительные системы в градирнях чаще устраивают из полиэтиленовых труб. Применение полиэтилена для изготовления труб имеет преимущества:

• гладкость полиэтиленовых труб на 30% выше, чем стальных, благодаря чему про­исходит снижение потерь давления в трубах;
• высокая коррозийная и химическая стойкость, трубы не боятся контактов с агрес­сивными средами. Диапазон температур окружающей среды может колебаться от -45 до +40 градусов Цельсия.

В трубах не образуется продуктов коррозии, отложений.

Трубы имеют меньший вес (в 5-7 раз легче стальных), что облегчает монтажные работы, особенно в стесненных условиях. Перемонтаж требует гораздо меньше затрат технических и трудовых. Это также снижает транспортные расходы и расходы на грузоподъемную технику при монтаже, что в конечном счете дает экономический эффект.

Срок службы превышает 50 лет.

Стеклопластиковые трубы обладают всеми преимуществами полиэтиленовых труб при этом они обладают прочностью, соизмеримой со стальными трубами. Они нечувствительны к гидроударам. А простые и надежные способы соединения обеспечиваю полную готовность к монтажу в состоянии поставки. Эти трубы выдерживают кратковременные повышения температурных режимов (до -120 градусов Цельсия), обладают высокой морозостойкостью (при промерзании трубопровода, после оттаивания трубы сохраняют работоспособность в прежних параметрах).

Используются также и системы водораспределения из стальных трубопроводов со специальным антикоррозийным покрытием. Покрытие представляет собой мастику, ко­торая подбирается в зависимости от химического состава воды системы водооборотного цикла.

Для разбрызгивания воды в жидкостных охладителях, в том числе градирнях раз­личных типов, используются сопла различных конструкций. Уровень охлаждения воды в градирнях во многом определяется степенью ее диспергирования и равномерностью распределения по оросителю. Зубчатая конструкция конусоидальной части сопла позво­ляет получать факел, дающий равномерную плотность орошения.

Преимущества предлагаемого сопла перед известными (тангенциальными, буты­лочными, с зубчатыми и чашечными отражателями): повышенная механическая проч­ность; развитый факел разбрызгивания при гидравлическом напоре менее 3 м вод.ст. и коэффициенте расхода 0,96; высокая степень диспергирования воды и ее равномерное распределение по сечению сопла; наличие завихрителя в центральном отверстии, пре­дотращающего в пусковые моменты попадание прямой струи воды непосредственно на водоуловитель градирни.

Пропуск потока воды через сопло по прямому каналу без поворотов и пульсации потока исключают засорение сопла примесями оборотной воды при нормальной эксплу­атации. Технические характеристики сопел представлена в таблице.

Технические характеристики сопла

Гидравлические характеристики сопла УПП

В зимнее время крайне опасно обмерзание оросителя, так как это может привести к его деформации и обрушению. Обмерзание начинается обычно при температуре наружного воздуха ниже -10 °С и происходит в местах, где подаваемый в градирню холод­ный воздух соприкасается с относительно небольшим количеством теплой воды (в ме­стах с пониженной плотностью орошения).

Поэтому в зимний период не следует допускать колебаний теплой и гидравличес­кой нагрузок, необходимо обеспечивать равномерное распределение охлаждаемой воды по площади оросителя и не следует допускать понижения плотности орошения на oтдельных участках. В связи с относительно большими скоростями входящего воздуха плотность орошения в вентиляторных градирнях в зимнее время целесообразно поддер­живать не менее 15 м³/(м²*ч), т.е. не менее 50% от номинального расхода.

Для предупреждения большого обмерзания градирен необходимо уменьшать по­ступление в градирню холодного воздуха.

Чем ниже температура входящего воздуха или меньше тепловая нагрузка на гра­дирню, тем меньше должен быть расход воздуха. Критерием для определения необхо­димого расхода воздуха может служить температура охлажденной воды. Если расход поступающего воздуха регулировать таким образом, чтобы температура охлажденной воды в градирне была не ниже +15 °С, то обледенение градирен обычно бывает невели­ко и не выходит за пределы допустимого.

В зимнее время при работе с выключенными вентиляторами для уменьшения пода­чи холодного воздуха в градирню, а также для предотвращения эффекта рециркуляции можно перекрывать входные окна вентиляторов, установив на них дросселирующие ус­тройства (брезентовые чехлы, диафрагмы, дисковые щиты и т.д.).

Для регулирования подачи воздуха в градирню наиболее целесообразно использовать многоскоростные электродвигатели или частотное регулирование электродвигателей при­вода вентилятора, что позволяет автоматизировать процесс управления градирнями в водо­оборотной системе охлаждения и существенно снизить потребление электроэнергии.

Для водооборотных систем, использующих несколько градирен, в зимнее время можно отключать часть из них, перебрасывая воду на оставленные в работе. Это помо­гает уменьшить обледенение градирен. Отключение должно быть полным и протекать и следующей последовательности: отключается вода, после чего отключаются вентиляторы. Коллектор и форсунки должны быть продуты сжатым воздухом, вентиляторы с эле­ктродвигателями демонтированы, верхний срез градирни закрыт щитами.

В зимнее время нормальная работа градирни - это непрерывный режим с незначи­тельными колебаниями тепловой нагрузки. При наличии сильных и частых колебаний нагрузки проектом должны быть предусмотрены специальные методы регулирования.

Ни в коем случае нельзя регулировать работу в зимнем режиме периодическим от­ключением нагнетающих вентиляторов, так как при отсутствии избыточного давления в градирне подаваемая вода эжектирует воздух и выталкивает его через вентиляторные ок­на. При этом воздух выносит мелкие капли воды, которые замерзают на лопастях и обе чайках вентиляторов. По этой же причине в зимний период пуск градирни должен осу­ществляться в следующей последовательности: включение вентиляторов, пуск воды.

При размещении градирен на площадке учитывают характер застройки окружающей территории, стремятся к меньшей протяженности циркуляционных трубопроводов, соединяющих потребителей охлаждающей воды с градирнями, а также учитывают направление господствующих ветров зимой и летом, туманообразование и вынос капель воды за пределы градирни, вызывающие обмерзание расположенных вблизи сооружений.

В целях уменьшения диаметром и протяженности труб водопроводных сетей при­меняют при соответствующем технико-экономическом обосновании децентрализацию систем оборотного водоснабжения с максимальным приближением градирен к цехам - потребителям воды.

При установке градирен рядами расстояние между градирнями следует выбрать равным ширине площадки обслуживания. Расстояние между рядами градирен следует выбрать в зависимости от общего количества градирен.

Наиболее целесообразно размещать градирни на крыше производственных поме­щений, когда это позволяет несущая конструкция, что способствует лучшему рассеива­нию выходящих паров воды, меньше увлажняет окружающий воздух и меньше повыша­ет его температуру.

При установке градирен на земле расстояние до зданий и сооружений следует при­нимать равным не менее 10 м.

При реконструкции и модернизации градирен выполняют:

• замену деревянного оросителя на пластмассовый;
• замену деревянного водоуловителя на пластмассовый;
• замену форсунок (новый тип раструбных форсунок);
• замену деревянной или асбоцементной обшивки на листы ЭПЛ-200.

В водораспределительной системе осуществляют перевод лотковой системы в на­порную и, как средство борьбы с засорением верхних коллекторов, установку эффек­тивных форсунок.

Форсунки должны иметь малое сопротивление, широкий проход при отсутствии и о порта потока и равномерное распределение воды по поверхности орошения.

Одним из популярных в настоящее время способов модернизации градирен является перевод с капельно-пленочного способа охлаждения на распылительный, при этом выводится из эксплуатации ороситель, один из самых ненадежных и дорогих элементов водоохладителя, что, в свою очередь, резко повышает надежность и долговечность сис­темы оборотного водоснабжения, значительно сокращает затраты на модернизацию и, следовательно, уменьшает срок окупаемости (в 2-3 раза).

С этой целью используется широкая гамма оросителей, способных распыливать во­ду на капли заданного размера, при этом давление жидкости на входе составляет 3-6 м вод. ст. (0,03-0,06 МПа), они имеют достаточно большие проходные сечения, что ис­ключает их засорение механическими примесями, не требовательны к химическому со­ставу оборотной воды, имеют стабильные гидродинамические параметры.

Перевод брызгального бассейна на распылительный режим охлаждения позволяет снизить вынос капельной влаги за его территорию, так как высота факелов воды снижа­ется в 2-2,5 раза, повышается стабильность работы бассейна, особенно при ветре, при­чем в противоположность брызгальному чем сильнее ветер, тем эффективнее охлажде­ние. Фактически достигнутые перепады температур нагретой и охлажденной воды в распылительном бассейне составляют 9-11 °С, что превышает показатели отечествен­ных и зарубежных аналогов.

Вернуться к списку