Градирня: что это такое — сооружение для охлаждения воды в оборотных системах. Её ставят на промышленных площадках, электростанциях, в холодильных установках, на объектах с крупным теплообменным оборудованием. Задача проста: отвести тепло от нагретой воды и вернуть охлаждённую воду обратно в цикл.
Принцип работы основан на контакте воды с потоком воздуха. Часть воды испаряется, при испарении уходит тепло, а оставшийся объём охлаждается. По этой причине градирня расходует не только электроэнергию на перемещение воздуха и воды, но и подпиточную воду взамен потерь. Охлаждение зависит от температуры воздуха, его влажности, расхода воды, площади контакта и состояния внутренних элементов.
Как работает
Нагретая вода поступает в верхнюю часть градирни через распределительную систему. Дальше она разбивается на капли или растекается тонкой плёнкой по оросителю. Ороситель — внутренний блок, который увеличивает площадь соприкосновения воды с воздухом. Воздух проходит навстречу или поперёк потока воды. После теплообмена охлаждённая вода собирается в поддоне и уходит обратно в систему.
При работе часть капель уносится воздушным потоком. Для снижения потерь ставят каплеуловители. Они задерживают влагу и уменьшают выброс воды наружу. Ещё один обязательный элемент — система подпитки, которая восполняет испарившийся объём. Без неё уровень воды падает, а режим охлаждения нарушается.
Виды градирен
По способу движения воздуха градирни делят на вентиляторные и башенные. В вентиляторных воздух подаёт вентилятор. Конструкция компактнее, режим легче регулировать, но появляется расход электроэнергии на приводд. В башенных тяга создаётся за счёт разности температур и высоты сооружения. У них крупные размеры, зато нет вентилятора в основном воздушном тракте.
По направлению потоков воды и воздуха различают противоточные и перекрёстные схемы. В противоточной воздух идёт снизу вверх, вода движется сверху вниз. В перекрёстной потоки пересекаются под углом. Выбор схемы связан с компоновкой площадки, требуемой производительностью, удобством обслуживания и качеством воды.
По способу контакта воды с воздухом выделяют кабельные, плёночные и брызгальные решения. Плёночные оросители дают большую площадь теплообмена, но чувствительны к загрязнениям. Кабельные конструкции устойчивее к воде с примесями. Брызгальные варианты применяют там, где нужна простота и терпимость к тяжёлым условиям эксплуатации.
От чего зависит работа
Эффективность градирни оценивают по тому, насколько сильно она снижает температуру воды по отношению к параметрам наружного воздуха. Главный ориентир — температура влажного термометра, то есть нижний предел, к которому вода приближается при испарительном охлаждении. Чем суше воздух, тем выше потенциал охлаждения. При жаркой и влажной погоде запас по температуре уменьшается.
На результат влияют чистота оросителя, равномерность распределения воды, исправность вентиляторов, состояние форсунок и каплеуловителей. Если каналы забиты отложениями, площадь контакта падает. Если вода подаётся неравномерно, часть объёма проходит градирню без нормального охлаждения. При износе вентилятора снижается расход воздуха, а вместе с ним и теплоотдача.
Отдельная задача связана с качествомм оборотной воды. При испарении концентрация солей растёт, из-за чего образуются накипь, шлам и биологические отложения. Для борьбы с ними применяют водоподготовку, продувку части оборотной воды и регулярную очистку. Иначе теплообмен ухудшается, а трубопроводы и оборудование получают лишнюю нагрузку.
Градирня нужна там, где воду выгоднее использовать многократно, а не сбрасывать после одного цикла. Она снижает расход свежей воды, поддерживает рабочую температуру оборудования и связывает в единый контур теплообменники, насосы, трубопроводы и систему подпитки. При исправной эксплуатации её работа выглядит незаметной, но от неё напрямую зависит устойчивость всего охлаждающего контура.
