Автор: Гришаев Н. А.
Источник: Federal energy management program
Гришаев Н. А. Вентиляторные градирни В данной статье описывается эффективность использования вентиляторных градирен в энергетической отрасли, а также подробно выделяются и рассматриваются основные принципы работы градирни
Федеральные законы и нормативные акты требуют Федеральные агентства сокращать использование воды и повысить эффективность водопользования. Градирни могут быть значительным источником водопользования на федеральных объектах. Для реализации потенциальной экономии важно для Федерального агентства понимать ключевые компоненты градирен и как для повышения эффективности воды в системе и как часть комплексного подхода к управлению водными ресурсами. Градирни являются неотъемлемой частью многих систем охлаждения, обеспечивающие комфорт или охладительный процесс в широком спектре применения . Они являются точкой в системе, где тепло рассеивается в атмосферу через испарительный процесс, и распространены во многих промышленностях.
Структура градирен сильно различается по размеру и дизайну, но все их функции обеспечивают то же самое. С технической точки зрения, градирни разработаны и спроектированы с учетом указанной нагрузки охлаждения, выраженной в холодильных тоннах. Градирни используются для отвода тепла через естественный процесс испарения. Теплая рециркулированная вода направляется в градирню, где часть воды испаряется в воздух, проходящий через башню. По мере испарения воды, воздух поглощает тепло, что снижает температуру оставшейся воды.
Градирни можно разделить на две части различных категорий: разрыв цепи (прямой контакт) и замкнутая цепь (непрямой) системы. Технологический процесс заключается в следующем: нагретая оборотная вода по подводящим трубопроводам подается на распределительную систему каждой секции и разбрызгивается форсунками равномерно по всей поверхности оросителя. Через входные окна вентилятор всасывает атмосферный воздух, который поднимается вверх и охлаждает воду, стекающую по гофрированной поверхности листов оросителя. Затем охлажденная вода стекает в резервуар, а теплый воздух через диффузор выводится в атмосферу. Поднимающийся воздух уносит с собой мелкие капли влаги. Для того чтобы снизить потери оборотной воды, в верхней части градирни устанавливается каплеуловитель. Поскольку испарительные потери воды практически не содержащие растворенных твердых веществ, вода оставшаяся в градирне концентрируется с растворенными твердыми веществами, которые могут привести к расширению масштабов и коррозионного условия. Для борьбы с этими проблемами, воду с высоким общерастворяемым содержанием твердого вещества необходимо слить из система с помощью продувки. Механические проекты башни имеют воздух проходящий через структуру с помощью вентилятора. Поток воздуха может быть выдвинут через вентиляторы, расположенные у основания башни (называют принудительной тягой), или тянут через вентиляторы, расположенные в верхней части башни (именуемые вытяжной тягой). Индуцированных проектов башни, как правило, больше, чем с принудительной тягой.
Максимальная температура нагрева в первом корпусе и самая низкая температура кипения в последнем корпусе образуют общую разность температур, которая распределяется по всем корпусам аппарата. Соответственно, разность температур в каждом корпусе уменьшается с увеличением числа корпусов. По этой причине греющие поверхности каждого корпуса требуется увеличить, чтобы обеспечивать требуемую производительность по выпаренной влаге при меньшей разности температур (Δt).
В первом приближении можно считать, что площадь поверхностей теплообмена во всех корпусах растет пропорционально числу корпусов. Следовательно, капитальная стоимость установки значительно увеличивается, а дополнительная экономия энергии уменьшается.
В аппарате с термической компрессией вторичного пара пар из камеры кипения сжимается за счет энергии свежего пара до давления, превышающего давление в нагревательной камере. Соответственно давлению повышается и температура насыщенного пара, что позволяет использовать его в качестве греющего.
Для сжатия вторичного пара в этом случае применяются паровые эжекторы. Они работают по принципу струйного насоса. В них нет движущихся частей, что исключает механический износ. Это обеспечивает максимальную техническую надежность.
Для работы термической компрессии вторичного пара требуется, так называемый, движущий пар, т. е. определенное количество свежего пара. Это количество пара оказывается избыточным и его приходится направлять в следующий корпус или в конденсатор. Энергия избыточного пара приблизительно равна общей энергии движущего пара.
Вентиляторные градирни являются центральным и важнейшим звеном технологической цепи отвода тепла в водооборотных системах предприятий, так как путём испарения и теплообмена с атмосферным воздухом они позволяют снизить температуру воды до требуемых значений. так как Вентиляторные градирни применяются практически во всех отраслях промышленности, так как являются самым дешёвым и экологичным способом отвода низкопотенциальной тепловой энергии от промышленных аппаратов Внедрение систем оборотного водоснабжения позволяет резко снизить количество сточной воды, сбрасываемой и уменьшить потребности в свежей воде, дает большой экономический и экологический эффект.