Эксплуатация градирен в зимнее время

Особенно интенсивно происходит обмерзание входа окон градирен. Образующиеся в период низких минусовых температур наружного воздуха наледи во входных окна стесняют их проходное сечение, затрудняют, а иногда и прекращают проникновение воздуха в пределы градирен. В ряй случаев наледи распространяются внутрь градирен, что приводит к поломкам, а иногда и к обрушению оросителя.

При льдообразовании в проточной части градирни сокращается поверхность контакта охлаждаемой воды с воздухом, уменьшается расход воздуха и в результате ухудшается охладительный эффект этих сооружений. В вентиляторных градирнях уменьшение расхода воздуха, прокачиваемого через градирню, приводит к сдвигу «рабочей точки» на характер стике вентилятора влево, а следовательно, к использованию этого оборудования при низких значениях КПД. Кроме того, наледи в оросителе, а также во входных окнах, могла быть причиной крайне неравномерной эпюры скоростей движения воздуха перед вентилятором, что может повлечь за собой повышенный износ и даже поломки ступицы и лопастей вентилятора. Нередко к этому нежелательному явлению приводит и образование наледей внутри градирни в конфузоре и диффузоре при эксплуатации градирни в зимнее время с неисправным водоуловителем.

Проблема предотвращения льдообразования является общей как для вентиляторных, так и для башенных градирен и средства борьбы с этим нежелательным явлением мог быть в некоторой мере одинаковыми. В вентиляторных градирнях льдообразование может происходить интенсивнее так как температура охлажденной воды у этого типа сооружений, как правило, ниже, а скорость движения воздуха выше (относительный расход воздуха к больше), чем в башенной. Зимняя эксплуатация башенных градирен является более сложной, что связано с трудностями регулирования в них расхода воздуха (башенного эффекта) и со значительно более неравномерным распределением воздуха по горизонтальному сечению из-за большей площади в сравнении с вентиляторными градирнями. Обобщение методов предотвращения льдообразования в градирнях по опыту эксплуатации и литературным данным показывает, что эти методы сводятся в основном к следующему:

1. Перераспределение воды по площади градирни — повышение плотности орошения в центральной части оросителя за счет полного прекращения подачи воды на его периферийную часть.
2. Создание повышенной плотности орошения — «водяной завесы» на периферии оросителя с уменьшением или полным прекращением подачи воды на его центральную часть.
3. Установка против входных окон на 0,5-0,7 м над уровнем земли на расстоянии 1,5-2 м от градирни разбрызгивающих устройств, через которые подается часть (25-30%) поступающей на градирню нагретой воды.
4. Установка разбрызгивающих устройств над верхней кромкой входных окон внутри градирни.
5. Прокладка трубопровода с разбрызгивающими устройствами на уровне верхней кромки входных окон снаружи градирни при подаче в него части (25-30%) нагретой воды.
6. Установка защитного экрана входных окон на расстоянии примерно 2 м от градирни при размещении верхней кромки экрана на уровне или несколько ниже (на 0,5-1 м) верхней кромки входных окон и при установке разбрызгивающих устройств по п. 5.
7. Устройство обогревающего трубопровода по периметру входных окон и по стойкам несущего каркаса при подаче в него части нагретой воды, поступающей на градирню.
8. Расположение крайних стоек опорной конструкции оросительного устройства внутри градирни на расстоянии 1,5-2 м от вертикальной плоскости входных окон.
9. Устройство над входными окнами плотного козырька (навеса) для улавливания воды, стекающей по внутренней поверхности обшивки, и для отвода этой воды во внутрь градирни.
10. Устройство наружных тамбуров перед входными окнами градирен, навесных щитов, перекрывающих часть входных окон, поворотных щитов во входных окнах и внутреннего экрана вытяжной башни.
11. Подача всей охлаждаемой воды на часть секций градирен с полным отключением остальных, т. е. работа части секций с повышенными удельными гидравлическими нагрузками.
12. Подача всей охлаждаемой воды на все секции, но с выключенными вентиляторами.
13. Изменение режима работы вентиляторов — снижение их производительности посредством уменьшения частоты вращения электродвигателя, с помощью гидромуфт скольжения или изменения угла атаки лопастей вентилятора.
14. Реверс вентилятора — прокачка воздуха через ороситель в обратном направлении.
15. При остановке градирни — подача воды по байпасу в peзервуар градирни.

Эффективным методом ликвидации наледей во входных окнах градирен является работа вентилятора в режиме реверса при полной или половинной скорости вращения лопастей. В этом случае воздух всасывается через верх градирни и выбрасывается через входные окна. При низкой температуре атмосферного воздуха каждый вентилятор должен работать в режиме реверса в течение 15-20 мин в каждые 2-3 ч. Если вентиляторы работают в реверсивном режиме более 30 мин, льдообразование может начаться на лопастях вентилятора, ступице и водоуловителе.

При реверсе необходимо учитывать, что выбрасываемый из входных окон теплый воздух может образовывать туман в районе расположения градирен и при прекращении реверса возможно образование инея и наледей на расположенных вблизи градирни сооружениях.

Метод особенно рекомендуется для тех случаев, когда градирня работает периодически или при незначительных нагрузках в холодное время года. Он предусматривает при плотно закрытых входных окнах рециркуляцию воды в системе через водосборный бассейн., не прокачивая ее через ороситель градирни при пуске до тех пор, пока температура воды не достигнет примено 27°С. Затем байпас закрывается полностью или частично и поток воды прокачивается через градирню, как это делается при нормальной эксплуатации.

Метод оказался весьма удобным и эффективным для улучшения работы в зимний период вентиляторных градирен. Поперечно-точные градирни в большей мере подвержены обледенению, чем градирни с противоточным движением воды и воздуха. Для предупреждения обмерзания жалюзи входных окон поперечно-точных вентиляторных градирен может быть целесообразным выключение на зимний период крайних рядов насадков или сопел водораспределительного устройства и закрытие верхней части жалюзи.

Нагнетательные вентиляторы подвержены обмерзанию. Это может вызываться двумя причинами: попаданием на вентилятор водяных капель изнутри градирни, если он не отнесен на достаточное расстояние от оросителя, и рециркуляцией уходящего из градирни воздуха, содержащего мелкие капли воды (унос) и пар, который конденсируется при смешении с холодным наружным воздухом. В первом случае можно избежать обледенения лопастей вентилятора, выключив на зиму ближайшие к входным окнам сливные трубки или сопла водораспределительного устройства; во втором случае может быть применена смазка лопастей каким-либо составом, предохраняющим от обледенения. Следует указать, что неравномерное образование льда на лопастях может приводить к разбалансировке и вибрации вентилятора. В малогабаритных градирнях «Росинка» нагнетательный осевой вентилятор расположен в специальной трубе — воздуховоде, являющейся одновременно его обечайкой, что исключает обледенение лопастей.