+7(499)322-81-32
Показать меню
Скрыть меню

Эффективность

Повышение эффективности градирен

Градирня – это устройство для охлаждения большого количества воды направленным потоком атмосферного воздуха при непосредственном взаимодействии воды и воздуха.

Типы градирен, достоинства и недостатки разных типов подробно рассмотрены в разделе «Классификация и типы градирен».

Широкое использование градирен в энергетике, промышленности, в конструкции холодильных установок зданий и хранилищ привлекает постоянное внимание специалистов к повышению их эффективности.

Эффективность градирен может быт повешена за счёт:

В общем виде структура градирни башенного или вентиляторного типа может быть упрощённо представлена так, как это показано на рисунке 1.

Рисунок 1. Основные элементы градирен башенного и вентиляторного типа.

Определим основные параметры градирни, на которые может влиять конструктор для повышения её эффективности.

Температура мокрого термометра – это такая температура, которую принимает влажный воздух при достижении насыщенного состояния и сохранении постоянной энтальпии воздуха, равной начальной, т. е. это предельная температура адиабатического охлаждения.

Эта температура определяется температурой и влажностью окружающей среды, т.е. атмосферы. Влиять на неё мы не можем. Это термодинамически предельная температура охлаждённой за счёт собственного испарения воды. Изменяя конструкцию градирни, можно только приближаться к ней с теми или иными затратами энергии на приведение воздуха и воды в движение и обеспечивая их максимальное перемешивание.

Для того, чтобы градирня работа эффективнее, необходимо:

Рассмотрим, как это осуществляется на практике.

Методы повышения эффективности

Улучшение аэродинамической обстановки за счёт вихреобразующих щитов

Исследования показали, что для градирен башенного типа при их обдуве ветром в градирне образуются зоны застоя, ухудшающие тягу, в результате чего скорость потока воздуха над насадкой в её отдельных зонах падает.

В этой связи разработана система воздухорегулирующих вихреобразующих щитов, устанавливаемых перед окнами подачи воздуха в башенную градирню, препятствующих образованию застойных зон, рисунок 2.

«На градирне Минской ТЭЦ-4 высотой 82 м, площадью орошения 3200 м², производительностью по циркуляционной воде 30 000 м³/ч, гидравлической нагрузкой 25 000 т/ч, обеспечивающей работу энергоустановки мощностью 250 МВт, была установлена аэродинамическая завихрительная система. За летний сезон (4,3 месяца с мая по сентябрь) выработка электроэнергии (за счёт сэкономленного топлива 1500 тонн условного топлива) увеличилась на 5 млн кВт ч».

Данные приведены по докладу А.А. Соловьёва, Р. И. Нигматулина, Ю.Б. Малых «Повышение тепловой эффективности башенный испарительных градирен АЭС», VII Международный Форум-диалог «Атомная энергия, общество, безопасность 2012» г.

Рисунок 2. Улучшение аэродинамической обстановки за счёт установки вихреобразующих щитов.

Улучшение аэродинамической обстановки за счёт переменного сопротивления насадки (оросителя)

Расчёты и натурные эксперименты показывают, что скорость вертикального потока воздуха в радиальной плоскости градирни неодинакова, рисунок 3.

Рисунок 3. Профиль локальных скоростей из водораздающей системы башенной градирни с естественной тягой площадью орошения 1520 м2 на основе опытов. Y - безразмерное расстояние от стенки, кратное размерам секции каплеуловителя. Y = 0 соответствует стенке градирни.

График приводится по результатам работы «Канальная модель аэродинамики градирни», Александр Пушнов,

Кафедра ЮНЕСКО, «Техника экологически чистых производств», Московский государственный университет, кафедра инженерной экологии, ул. Старая Басманная, 21/4, 105066, Москва, Россия, E-mail: pushnovas@gmail.com.

Идея состоит в том, что выбор соответствующего аэродинамического сопротивления насадки и каплеуловителя как функции радиуса градирни, позволяет выровнять профиль локальной скорости потока и, соответственно, повысить эффективность градирни.

Данный метод может быть использован как для башенных градирен, так и для градирен вентиляционного типа.

При этом для градирен вентиляционного типа, особенно с боковой подачей воздуха, обеспечение равномерности потоков обеспечивается, в том числе, внутренней формой канала движения воздуха.

Выбор формы элементов для формирования насадки (оросителя), каплеуловителя и разбрызгивателей

Данному вопросу уделяется очень большое внимание.

Количество типов секций и профилей для формирования панелей, из которых собираются насадки и каплеуловители, очень велико.

В настоящее время лучшими принято считать элементы, которые позволяют получить капельно – плёночные течения воды с максимальной турбулизацией потока.

В качестве материалов для оросителя и каплеуловителя обычно используются полиэтилен низкого давления или полихлорвинил и его производные.

Дать какие-то специальные рекомендации по профилям и формам затруднительно. Лучшими являются те, которые предлагаются поставщиком, если его изделие (градирня) на практике полностью соответствует требованиям заказчика.

На рисунке 4 приведён пример элементов капельно – плёночного оросителя, на рисунке 5 – секция оросителя в сборе.

Рисунок 4. Элементы капельно – плёночного оросителя.

Рисунок 5. Секция оросителя в сборе.

Разбрызгиватели

Сказанное относительно оросителей и каплеуловителей справедливо и в отношении разбрызгивателей – над их формой ведётся постоянная работа. Основная цель – добиться получения потока мелкодисперсных капель воды.

Обилие форм и материалов очень велико. Примеры разбрызгивателей приведены на рисунке 6.

Рисунок 6. Примеры разбрызгивателей.

Как и в случае элементов оросителей, выбор разбрызгивателя лучше осуществлять совместно с производителем.

Оптимизация эжекционных градирен

По сути градирня такого типа – чисто аэродинамический аппарат.

От выбора формы камеры, типа форсунок, мощности двигателя почти полностью зависит эффективность эжекционных градирен. В силу своей конструктивной простоты параметры эжекционных градирен с большой точностью могут быть рассчитаны численными методами, разработанными в аэро- и термодинамике.

На рисунке 7 в качестве примера приведена схема односторонней эжекционной градирни Муссон-М, http://www.gradirni.biz/gradirni.html

К – зона контакта. С – зона сепарации.
1 – поддон, 2 – корпус, 3 – наклонная перегородка, 4 – водораспределительная система с форсунками типа ЦС,
5 – воздуховыводное окно, 6 – устройство принудительного вторичного дробления крупных капель (может отсутствовать), 7 – фильтр, 8 – смотровая площадка с ограждением, 9 – лестница.

Рисунок 7. Односторонняя эжекционная градирня Муссон – М.

Водоподготовка

Потеря воды за счёт испарения и капельного уноса в градирнях характеризуется величиной около 1% от номинального расхода. Восстановление объёма может дополнительно вводить в систему соли, механические и биологические загрязнения. Контакт циркулирующей воды с воздухом также может привести к растворению в ней газов, образованию кислот и щелочей, насыщению мелкодисперсными механическими взвесями.

Возможны технологические загрязнения.

Методы предотвращения различных видов загрязнений и коррозии изложены в СНиП 2.04.02-84, раздел 11. Также основные методы борьбы с коррозией рассмотрены, например, в статье известных авторов Ph. D. Bennett и P. Boffardi «Водоподготовка для систем отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и холодильных установок» в журнале АВОК № 6, 1999 г., http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=88.

Для адекватной водоподготовки должна работать лаборатория, которая оперативно анализирует состав воды и применяет корректирующие воздействия.

Вода должна иметь pH около 7. Закислённая вода (pH<6) разрушает насадку и разбрызгиватели. Механические загрязнения необходимо отфильтровывать. Наличие нефтепродуктов в оборотной воде крайне нежелательно, т.к. нефтяные плёнки снижают в насадке интенсивность процессов теплообмена, несмотря на формы и свойства элементов насадки, и засоряют разбрызгиватели.


Правила портала и отказ от ответственности
Информационный специализированный ресурс gradirni.org
Проект B2B-Studio.ru
Перейти к полной версии Перейти к мобильной версии