Энергосберегающие технологии в системах охлаждения с градирнями

Градирня предназначена для отвода в окружающую среду теплоты от различных производственных процессов, за счет испарения части проходящей через неё воды. Доля испаренной воды, обычно, не превышает 1% от общего объема циркулирующей.

Применение, охлажденной воды в энергетике и промышленности связано, с конденсацией отработавшего пара после расширения его в паровых двигателях, с конденсацией и охлаждением газообразного и жидкого продукта химического производства, с охлаждением оборудования в целях предохранения его от быстрого разрушения под влиянием высоких температур.

В зависимости от назначения охлажденной воды требования, предъявляемые к температуре этой воды, могут сильно различаться. Эти требования диктуются условиями производственных процессов, экономичностью и надежностью работы установок. Они определяются, как правило, технологией производства.

Теоретическим пределом охлаждения воды в испарительных градирнях является температура атмосферного воздуха по смоченному термометру, которая может быть ниже температуры по сухому термометру на несколько градусов.

Теоретическим пределом охлаждения воды в радиаторных градирнях является температура атмосферного воздуха по сухому термометру.

Общее устройство градирни: испарительная вентиляторная градирня состоит из ёмкости, системы водораспределения, оросителя, по отверстиям которого проходит охлаждаемая вода, поддона, каплеуловителя и вентилятора. В нижней части ёмкости установлены воздухозаборные жалюзи. [1]

Принцип действия градирни основан на подаче воздуха с помощью одного или нескольких вентиляторов. Лопасти движутся и втягивают теплый воздух через окна. Вода стекает по стенкам в резервуар, при этом теплые пары отводятся в атмосферу посредством диффузора. Также в атмосферу уносится водная взвесь, и чтобы не допустить существенных потерь оборотной воды, используют каплеуловитель. После прохождения полного цикла, охлаждённая вода из поддона перекачивается в систему охлаждения оборудования. Испаряемая влага улавливается каплеуловителем и также возвращается в поддон аппарата. С помощью вентиляторной градирни качественно и быстро охлаждают воду. Она может быть установлена в разных климатических и технических условиях.

Результатом плохой работы градирни или её неправильным подбором может стать рост температуры конденсации и следовательно увеличение энерго- и материальных затрат более чем в 2 раза. Обычно высокая температура охлаждающей воды связана либо с неправильным выбором градирни, либо с её плохим техническим состоянием.

Основными типами вентиляторных градирен употребляемых в современных условиях являются градирни с поперечным током воды и воздуха и градирни с противотоком. В нашей стране наибольшее распространение получили градирни с противотоком, в связи со следующими преимуществами:

а) градирни с поперечным током воды и воздуха имеют, как правило, при одинаковой охлаждающей способности большие габаритные размеры, чем градирни с противотоком;

б) мощность необходимая для привода насосов градирни с противотоком меньше, чем для градирен с поперечным током, за счет меньшей высоты подъёма жидкости и меньшего сопротивления форсунок-сопел, приблизительно на 15 - 20%;

в) мощность необходимая для привода вентилятора градирен с противотоком незначительно выше, чем для градирен с поперечным током приблизительно на 3 - 5% и при этом расход воздуха для обеспечения одинаковой степени охлаждения для противоточных градирен меньше.

При эксплуатации градирни теплый и влажный воздух, выходящий из градирни, практически не способный к охлаждению воды, вновь попадает во входные окна градирни. Это явление может очень сильно ухудшить охлаждение оборотной воды. Причиной такого явления, как правило, бывает:

а) неправильное расположение градирен относительно близлежащих зданий и сооружений;

б) неправильная ориентация градирни на местности, когда господствующий в данном районе ветер сносит поток выходящего из градирни воздуха вновь к приемным окнам;

в) неправильное взаиморасположение нескольких градирен, когда часть из них экранирует другие или создает поток теплого воздуха, который засасывается другими градирнями. [2]

При выборе места расположения градирни необходимо соблюдать ряд требований, которые учитывают все эти причины.

Технического обслуживания градирен обычно включает в себя ряд мероприятий, основными среди которых, являются работы по удалению загрязнений с основных элементов градирни. Загрязнение поверхности оросителя, засорение сопел-форсунок и водораспределяющих трубопроводов приводит к значительному снижению эффективности процессов охлаждения воды в градирне. Очистка может производится как механическими средствами, так и химической обработкой.

Для уже работающих долгое время градирен имеет смысл при техническом обслуживании провести следующие работы:

а) Обеспечить не возможность или снизить вероятность попадания теплого влажного воздуха выходящего из градирни на её всасывающую сторону, путем установки перегородок, экранов или более высоких камер выброса воздуха.

б) Проверить правильность и равномерность распределения вода соплами-форсунками по поверхности оросителя, при неравномерной раздаче изменить расположение сопел-форсунок или заменить их более эффективными.

в) При необходимости, восстановить целостность оросителя и каплеотделителя, причем применение разного типа оросителя и каплеотделителя в одном слое не рекомендуется.

г) Восстановить наружную обшивку градирни, что бы исключить потери воды и обеспечить прохождение воздуха только через ороситель.

д) Максимально герметизировать трубопроводы для снижения потерь воды из водооборотного цикла.

е) Проверить правильность работы вентилятора (отсутствие вибраций, правильность направления вращения и т.п. согласно паспорту на вентилятор).

Проведение вышеперечисленных работ позволит обеспечить существенную экономию энергетических и материальных ресурсов на эксплуатирующихся градирнях.

Вентилятор одна из важных частей градирни, т.к. от количества подаваемого в градирню воздуха зависит степень охлаждения воды. Обычно, количество воздуха и количество охлаждаемой воды соотносится 0,5 кг/1,0 кг.

Существует ряд способов, которые могут обеспечить экономию электроэнергии на привод вентилятора.

- доукомплектовать привод вентилятора градирни регулятором частоты вращения, позволяющим не только менять обороты рабочего колеса вентилятора, но и потребляемую мощность;

- установить рабочее колесо вентилятора с изменяемым в процессе работы шагом (углом атаки), что также позволит сократить потребляемую мощность;

- установить вентиляторы с много скоростными электродвигателями, которые обеспечат ступенчатое (2-3 ступени) регулирование производительности и соответственно ступенчатое изменение потребляемой мощности.[3]

Используя выше перечисленные способы можно сократить потребление электроэнергии на привод вентилятора на 60%.

Оригинал публикации (Читать работу полностью):  Энергосберегающие технологии в системах охлаждения с градирнямикомар