Градирня

В холодильной машине при использовании конденсатора на водяном охлаждении через градирню отводится вся теплота, которая накапливается на охлаждаемом объекте. При плохой работе градирни температура конденсации может увеличиваться, что влечет за собой рост энергопотребления, а соответственно и материальные затраты. Технологии, которые предусматривают получение конечного продукта путем охлаждения воды (например, процесс дистилляции спирта), могут снизить стоимость получаемого продукта в 1,5-2 раза, но при этом возникает риск потери его качества. Особо это видно в летние месяцы, когда используют прохладную воду для повышения качества продукта и объемов его выхода.

Нужно твердо знать, что не каждая градирня в силах обеспечить оптимальные условия течения производственного процесса. При разработке и сборке системы необходимо понимать, что экономическая выгода работоспособной системы окажется намного выше, чем ее эксплуатационные и капитальные затраты на разработку и установку.

Экономия энергии

Если температура охлаждаемой воды выше положенного, то это зачастую связано с неправильным подбором градирни или с неисправным ее состоянием.

Особенности выбора

• компактность. Они с противотоком имеют относительно небольшие размеры по сравнению с градирнями с поперечным током воды при условии их одинаковой охлаждающей способности;
• мощность, которая требуется для привода вентилятора, выше, чем для поперечных типов на 3-5%;
• необходимая мощность для привода насосов градирни с противотоком, как правило, ниже на 15-20%., чем для моделей с поперечным током

• слишком близкое расположение системы к рядом стоящим зданиям и сооружениям. Нельзя монтировать ее у высокой стены здания;
• при расположении необходимо учитывать преобладающее направление ветра так, чтобы поток воздуха не мешал воздушной циркуляции к приемным окнам;
• необходимо учитывать взаимное расположение градирен, поскольку поток теплого воздуха может всасываться другими установками.

Выбирая место для монтажа необходимо учитывать несколько моментов:

• установку следует производить на открытой местности, чтобы ветер мог быстро уносить теплый воздух;
• выполнять установку нужно с учетом Розы Ветров данного района. Например, градирню с односторонним входом следует направлять приемным окном в ту сторону, откуда чаще всего дует ветер;
• воздух должен беспрепятственно входить и выходить из градирни.

Чем интенсивнее выходит воздух из градирни, тем меньше они подвержены рециркуляции. Однако подобные устройства не рекомендуется устанавливать между сооружениями, которые находятся на достаточно близком расстоянии друг от друга.

Необходимо также учитывать, что температура воды на выходе при противоточной схеме на 2°С меньше, чем у градирен с поперечной схемой подачи воздуха и воды. Из этого следует, что градирни с противоточной схемой более эффективны и, к тому же, потребляют меньше энергии по сравнению с поперечными токами.

Существует три основных положения, которые наиболее четко определяют эффективное охлаждение воды:

• высокоэффективный каплеотделитель и ороситель;
• наиболее рациональное распределение воды на оросителе;
• необходимый и достаточный поток воздуха

Высокоэффективный каплеотделитель и ороситель

• пожаробезопасность (материал, используемый для изготовления не должен бояться огня);
• надежность и долговечность, а также повышенная химическая стойкость;
• равномерность при заполнении внутреннего объема градирни;
• высокая смачиваемость.

• иметь небольшое аэродинамическое сопротивление;
• обладать долговечностью и химической стойкостью;
• иметь надежное отделение капельной влаги;
• отличаться пожаробезопасностью.

Рациональное распределение воды на поверхности оросителя

Необходимый и достаточный поток воздуха

Выбор для охлаждаемого объекта

Если холодильная машина оснащена кожухотрубными конденсаторами, то наиболее рационально будет произвести их замену на современные пластинчатые теплообменники. Это уменьшит разность температур между охлаждаемой водой и конденсируемым хладагентом, а также сократит расход энергии на приводах насосов, поскольку скорость подачи воды в пластинчастых устройствах оказывает меньшее влияние на коэффициент теплоотдачи, чем в кожухотрубных конденсаторах.

Если предоставляется возможность использовать для конденсации хладагента испарительные конденсаторы вместо кожухотрубных, то следует обязательно этим воспользоваться, поскольку они являются неким гибридом градирни и трубчатого конденсатора. Использование устройств данного типа позволяет дополнительно уменьшить температуру конденсации, а также повысить производительность холодильной станции в целом.

Не следует выбирать градирню для охлаждения конденсатора с тепловым потоком ниже, чем номинальный, даже если устройство не используется на полную мощность. В этом случае увеличение температуры конденсации приведет к росту мощности, потребляемой компрессором. В результате этого могут последовать штрафы за превышение потребления электроэнергии, которые быстро перекроют экономию от покупки малой производительности.

Таким образом, выбирая систему охлаждения для промышленного оборудования необходимо учитывать тот фактор, что она должна обеспечивать охлаждение воды при номинальной и максимальной нагрузке, при самых неблагоприятных погодных условиях с учетом климатических особенностей данного региона. Также стоит отметить, что тепловой поток, отводимый в окружающую среду необходимо делить между 2-3 однотипными градирнями для возможности их регулирования.

Технические особенности

Способы очистки могут проводиться при помощи как механических, так и химических средств. Обычно техническое обслуживание планируется в зависимости от степени загрязнения оборудования, но не реже раза в год. При проведении таких работ необходимо учитывать следующие правила:

• для снижения гидравлического сопротивления необходимо производить чистку сопел-форсунок и систем трубопроводов;
• для минимизации потерь воды и воздуха следует осуществлять чистку оросителя и внутренних поверхностей;
• для снижения гидравлического сопротивления и надежной фильтрации воды поступающей в градирню необходимо проводить своевременную чистку фильтров.

• произвести контроль равномерности распределения воды между соплами-форсунками по поверхности оросителя. При необходимости произвести их замену или регулировку;
• следить за целостностью оросителя и каплеотделителя. Применять ороситель и каплеотделитель разных модификаций в одном шаре градирни не рекомендуется;
• в случае повреждения обшивки нужно произвести ее восстановление, для того чтобы исключить потерю воды и обеспечить пропуск воздуха только через ороситель;
• исключить попадание теплого влажного воздуха, поступающего из градирни, на ее всасывающую сторону методом установки перегородок или более высоких камер выброса воздуха;
• обеспечить максимальную герметизацию трубопроводов, чтобы избежать потерь воды из водооборотного цикла;
• произвести контроль работы вентилятора (проверить правильность вращения, устранить сторонние вибрации и пр.).

Реконструкция

Полная реконструкция включает следующий перечень работ:

• восстановление несущих конструктивных элементов. Преимущественно их изготавливают из металлического профиля или железобетона. Подобные конструкции довольно долго сохраняют свои свойства, но требуют периодической очистки, покраски и проверки качества сварных швов;
• замена оросителя. В данной области произошел существенный прогресс, поскольку появились пластиковые оросители, которые долговечны и негорючи, а также обеспечивают высокую степень охлаждения воды. Подбирая тип оросители или регулируя его высоту, можно добиться наиболее эффективного охлаждения воды;
• восстановление деталей обшивки. Раньше для обшивки использовалась древесина или асбестоцементные листы, основным недостатком которых была сильная подверженность разрушению, в особенности, в зимний период, когда происходит намерзание льда на поверхности обшивки. Сейчас преимущественно используются пластмассовые элементы обшивки, которые обеспечивают высокую герметичность устройства и простоту монтажа;
• замену каплеотделителя. Выбирая каплеотделитель для дальнейшей замены необходимо учитывать такие особенности как аэродинамическое сопротивление и способность отделять капельную влагу на заданных скоростях;
• восстановление вентиляторов. Этот вид работ включает ревизию вентилятора, ремонт электродвигателя или его замену;
• восстановление системы подачи воды. Со временем система водопроводов может сильно разрушаться и нуждаться в частичной замене. Современные тенденции предусматривают замену металлических труб на пластиковые. При выборе сопел-форсунок необходимо учитывать следующие факторы – устройства должны хорошо разбрызгивать воду, иметь малое сопротивление и достаточно высокий расход.

Одной из важнейших частей является вентилятор, поскольку от количества вырабатываемого им воздуха зависит степень охлаждения воды. Нормальным считается следующее соотношения воздуха и воды — 0,5 кг к 1,0 кг. При этом вентилятор большую часть времени работает с большей производительностью чем нужно, но это вынужденная мера. На сегодняшний день существует масса способов, которые позволяют использовать энергию вентилятора с большей пользой, к примеру:

• произвести установку колеса вентилятора с изменяемым в процессе работы шагом;
• установить регулятор частоты вращения, при помощи которого можно будет не только менять обороты рабочего колеса вентилятора, но также и его мощность;
• использовать вентиляторы с многоскоростными электродвигателями.

В заключении стоит отметить, что правильно подобранное оборудования является залогом уменьшения эксплуатационных расходов. Одновременно с этим правильный выбор оросителя, вентилятора и непосредственно самого типа градирни дает возможность получить работоспособную систему, способную гибко реагировать на перепады тепловой нагрузки при производственных процессах.