Градирні - види, переваги, недоліки, принцип роботи

Великі, як правило круглі вежі великого діаметра, з яких виходить пар, бачили багато, але мало хто точно знає, що цей об'єкт - не що інше, як градирня. Розташовуються такі гігантські споруди поблизу великих промислових підприємств і електростанцій. І це не випадковість.

Слово «градирня» (нім. Gradieren) німецького походження. Його дослівний переклад означає «згущувати соляний розчин». Первісне призначення цієї конструкції - випарювання води з розчину солі при її промисловому виробництві. Сьогодні цей вислів має більш широке розуміння і має на увазі пристрій, що охолоджує воду за допомогою повітряного потоку.

види градирень

У цих пристроях охолоджуване речовина контактує з проходять через нього потоком повітря. Це і є знайомі всім вежі з валяються з них паром. Максимально ефективні при наявності великої кількості води або енергоносія. Відмінною особливістю є сильне обмерзання взимку через високу концентрацію водяної пари.

Застосовуються для відводу в атмосферу тепла з охолоджувальної рідини, без прямого контакту з охолоджувачем. Інша назва - драйкулери (від англ. Dry cooler). Це звичайний теплообмінник, через який проходить теплоносій. Він охолоджується повітряним потоком, завдяки якому температура теплоносія зменшується. Як пристрій, що створює штучну конвекцію, використовується вентилятор.

Власне, обидва типи градирень відрізняються тільки способом проходження повітря через охлаждаемую рідина: штучна або природна конвекція.

Область застосування сухих градирень

Постійне збільшення вартості електроенергії ставить перед необхідністю використовувати енергозберігаюче обладнання або застосовувати альтернативні джерела енергії. Однією з основних сфер, в яких вони набули широкого поширення, стали і господарські і промислові системи охолодження, яких існує декілька типів. Одним з них є драйкулери.

Драйкулери можуть функціонувати самостійного і в якості периферійного обладнання з холодильними агрегатами. Вони застосовуються:

У виробництвах, що вимагають великої кількості хладоносителя;
У промисловості - для охолодження технологічного обладнання: ливарних і холодильних машин, термопластавтоматів, при хімічному очищенню речовин і ін .;
У цивільному будівництві: для охолодження аварійних електрогенераторів, холодильних установок, а також в системах кондиціонування повітря;
У системах оборотного постачання водою - для охолодження теплообмінників теплових та атомних електростанцій;
У супермаркетах, магазинах, харчової та молочної промисловості.

Популярність застосування сухих градирень зростає. З їх допомогою дуже точно можна досягти практично будь-яких параметрів теплоносія і отримати економію простору і електроенергії.

переваги драйкулери

Використання драйкулери, в якому охлаждаемая рідина знаходиться в закритому контурі, має безліч переваг перед випарними градирнями:

Тривалий термін служби насосів і трубопроводу. Це досягається за рахунок ізоляції охолоджувальної рідини від несприятливого впливу атмосфери. У закритій ємності хладоноситель практично не забруднюється;
Простота монтажу, експлуатації та сервісного обслуговування;
Чи не відбувається випаровування енергоносія, в силу того, що він циркулює по замкнутому контуру;
Можливість використання практично будь-якого типу антифризу;
Нові блоки легко впроваджуються в функціонуючу систему охолодження;
Чи не відбувається підвищення вологості повітря і забруднення навколишнього середовища хімічними сполуками, що має велике значення для збереження екології в місцевості, де побудовані драйкулери;
Короткий термін окупності;
Цей спосіб утилізації тепла досить дешевий.

недоліки

Одним з основних недоліків систем охолодження dry cooler є пряма залежність їх продуктивності від температури потоку вуличного повітря. Ефективність охолодження падає в літній період пікових температур. У холодну пору року, коли ефективність охолодження надмірна і вентилятори не працюють, потрібно регулювання кількості охолоджувальної рідини.
Крім того, у спекотні дні вони не в змозі охолодити воду до таких температур, які забезпечують випарні охолоджувачі. Неможливо отримати температуру охолоджувальної рідини на виході з пристрою менше, ніж температура навколишнього середовища без використання спеціальних зрошувальних систем;
Сухі градирні витрачають набагато більше електроенергії, ніж випарні. Їх використання виправдане у випадках, коли вода дуже дорога або її подача в випарні охолоджувачі неможлива;

Принцип роботи

Принцип роботи драйкулери полягає в обдувке теплообмінника атмосферним повітрям за допомогою вентилятора. Випари теплоносія при цьому не відбувається, завдяки чому драйкулери отримав назву сухої градирні. Такий охолоджувач - один з найбільш ефективних способів утилізації надлишків тепла. Нагріта рідина надходить в теплообмінник, де охолоджується, після чого знову може використовуватися. Це особливо цінується на промислових підприємствах, де вартість води дуже висока або існує її дефіцит. Замкнутий контур сухого охолоджувача зводить її витрата до нуля, що значно економить кошти виробництва.

1. Повітряний теплообмінник з теплоносієм або калорифер

Він необхідний для теплообміну між нагрітої рідиною і атмосферним повітрям.

Ці пристрої забезпечують циркуляцію повітря через градирню, який може як нагнітатися, так і витягуватися. Його кількість безпосередньо залежить від температури, а також від технічного завдання для градирні. Чим вище температура навколишнього середовища, тим більше його знадобиться для охолодження. Тому роботою вентиляторів необхідно управляти.

3. Регулятори обертання

Призначаються для регулятори швидкості обертання лопатей вентиляторів. Зі збільшенням швидкості, збільшується кількість повітря, для охолодження.

За допомогою цих пристроїв вимірюється температура рідкого теплоносія і навколишнього середовища. Це дозволяє контролювати рівень охолодження всієї системи.

Принцип роботи обладнання дуже простий. Вентилятор з дифузором, розміщений на корпусі градирні, нагнітає холодне вуличне повітря на теплообмінник, що складається з великої кількості труб, які є теплопередающей поверхнею. У ньому по замкнутому колу циркулює охолоджувальна рідина. За рахунок значної площі поверхні (до декількох тисяч квадратних метрів), яка стикається з охолоджувачем, відбувається швидке відведення тепла через численні ребра пристрою шляхом конвекції і теплопередачі. Як правило, для звичайних сухих градирень застосовуються осьові вентилятори, а для вирішення специфічних завдань - відцентрові.