Открыть сервисСервис
Главная → Блог → Градирня — устройство и виды

Градирня — устройство и виды

Градирня — это инженерное сооружение, предназначенное для отвода избыточного тепла из систем промышленного охлаждения путём испарения и конвекции воды в атмосферу. Градирни применяются на тепловых и атомных электростанциях, в металлургии, нефтепереработке, химической промышленности и системах кондиционирования крупных зданий. По принципу действия градирни делятся на испарительные (открытые) и сухие (закрытые).

Принцип работы

В испарительной градирне тёплая вода из технологического процесса подаётся наверх сооружения и распыляется через форсунки или разбрызгиватели. Капли воды, падая вниз, контактируют с восходящим потоком воздуха, который нагнетается вентилятором (механическая тяга) или поднимается естественным образом за счёт разницы плотности тёплого и холодного воздуха (естественная тяга). Часть воды испаряется, забирая теплоту парообразования, остальная охлаждается конвективным теплообменом. Охлаждённая вода собирается в нижней части — водосборной камере (бассейне) — и возвращается в систему.

Ключевой характеристикой является «шаг охлаждения» — разница температур воды на входе и выходе из градирни, а также «температура смешения» — конечная температура охлаждённой воды. На эффективность влияют температура и влажность окружающего воздуха, поэтому в жаркую влажную погоду производительность градирни снижается.

Классификация

Градирни классифицируют по нескольким признакам.

По типу теплообмена:

  • Испарительные (открытые) — охлаждение происходит преимущественно за счёт испарения части воды (5–8 % от оборота). Наиболее энергоэффективны, но требуют постоянного долива воды и обработки от загрязнения.
  • Сухие (закрытые) — вода циркулирует в замкнутом контуре, тепло отводится через поверхность теплообменника (обычно батарей из оребрённых труб) воздушным потоком. Испарения нет, потерь воды почти нет, но для той же холодопроизводительности требуется сооружение большего объёма.
  • Комбинированные (мокро-сухие) — совмещают оба принципа и переключаются между ними в зависимости от погоды.

По конструкции:

  • Башенные (естественная тяга) — высокие бетонные конструкции конусообразной формы высотой от 80 до 170 м. Воздух поднимается вверх за счёт естественной конвекции. Характерны для ТЭС и ГРЭС в России и странах СНГ. Известные примеры — градирни Новочеркасской ГРЭС, Ростовской АЭС, Запорожской ТЭС.
  • Канальные (механическая тяга) — состоят из нескольких независимых каналов, каждый с собственным вентилятором. Позволяют регулировать мощность, останавливать отдельные каналы на ремонт.
  • Камерные (блочные) — компактные модульные сооружения, устанавливаемые непосредственно на кровле зданий или рядом с технологическими установками. Применяются в системах кондиционирования, на НПЗ, в лёгкой промышленности.
  • Охладители брызговые — открытые бассейны, в которых вода распыляется над поверхностью, холодильного оборудования нет. Используются в малых системах.

Конструктивные элементы

Основные элементы испарительной градирни:

  • Корпус — бетонный, деревянный (из лиственницы, пропитанной антисептиками) или из оцинкованной стали с полимерным покрытием.
  • Воздухораспределительная решётка (фальшдно) — удерживает воду и распределяет воздух.
  • Система водораспределения — трубы и форсунки для равномерного разбрызгивания воды.
  • Жалюзи (заслонки) — регулируют поток воздуха, предотвращают вынос капель за пределы градирни (каплеуловители).
  • Вентилятор — осевой, с электроприводом, для механической тяги.
  • Водосборный бассейн — с системой фильтрации и слива ила.

Применение в энергетике

На тепловых электростанциях пар конденсируется в теплообменниках — конденсаторах турбин, и отведённое тепло отводится в градирни. Отказ градирни ведёт к снижению мощности станции. На атомных электростанциях градирни используются в системах резервного и аварийного отвода тепла.

В России и СНГ преобладают башенные градирни естественной тяги, сооружавшиеся в период массового строительства ТЭС в 1950–1980-х годах. Наиболее высокие — на Новочеркасской ГРЭС (три градирни высотой около 165 м). В западных странах чаще применяют канальные и камерные градирни с механической тягой, поскольку они компактнее и лучше вписываются в ландшафт.

Экологические вопросы

Испарительные градирни потребляют значительные объёмы воды — до 3–4 % от оборота в сутки. Вода, испаряясь, оставляет соли, которые накапливаются в системе и требуют периодической продувки. Выбросы включают капли воды, содержащие соли и, при наличии биологического загрязнения, микроорганизмы (в том числе Legionella pneumophila — возбудителя легионеллёза), поэтому на градирнях применяют водоподготовку и дезинфекцию. Сухие градирни лишены этих проблем, но менее эффективны и дороже в строительстве.

Источники:

Похожие материалы

Заметили ошибку или не согласны с информацией в статье? Напишите нам support@bfometr.ru