Шукати в цьому блозі

Вентиляторна градирня

Розглянуто принцип дії та конструкцію вентиляторних градирень. Проаналізовані показники роботи, та можливі варіанти роботи вентиляторних градирень. Також наведені можливі проблеми які можуть виникнути при експлуатації вентиляторних градирень. Наведено всі необхідні профілактичні роботи по вентиляторних градирнях.

В вентиляторних градирнях рух повітря забезпечується примусово вентилятором.

Конструкції вентиляторних градирень. Конструктивно градирні мають декілька виконань,  а саме:

Вентилятори зверху, що витягують повітря з градирні.

Вентилятори з боку, що нагнітають повітря в градирню. В таких градирнях повітря що зайшло з боку змінює напрямок руху вгору, і відповідно виходить зверху градирні.


Принцип роботи вентиляторної градирні.

Тепла оборотна вода подається насосами в форсунки чи сопла. Зазвичай форсунки не є великі, орієнтовно чотири на квадратний метр.

форсунки вентиляторних градирень
Форсунки винтиляторної градирні

Форсунки (сопла) роздрібнюють потік оборотної води на краплини, тим самим збільшують площу контакту оборотної води з повітрям. Далі вода під силою тяжіння потрапляє вниз на зрошувач.

Типи та конструкції зрошувачів детально за посиланням.

В вентиляторних градирнях зазвичай зрошувачі використовуються  крапельно-плівкового типу. В таких зрошувачах краплини ще більше роздрібнюються, та розподіляється тонким шаром по зрошувачу, (тонка плівка збільшує площу води що охолоджується). Далі охолоджена вода потрапляє в збірник під градирнею чи приямок, і далі, вже охолоджена відкачується.

Охолодження в вентиляторних градирнях відбувається за рахунок теплообміну оборотної води з повітрям та випаровуванням. Велика площа контакту оборотної води сприяє інтенсивному випаровуванню (звісно якщо дозволяє сухість повітря, детальніше за посиланням). 

Примітка. Охолодження випаровуванням полягає в «забиранні» частини тепла з рідини на випаровування. Тобто що б випарити частини води потрібно частину тепла забрати з оборотної води, за рахунок цього оборотна вода охолоджується.

Повітря надходить в нижню частину градирні через вікна на яких встановленні жалюзі, і проходить зрошувач, розподільчий пристрій з форсунками, і далі іде в краплевловлювач. Краплевловлювач потрібний для зменшення викидання мілких краплин в атмосферу, тобто зменшує втрати оборотної води. Повітря по градирні рухається примусово. Потік повітря створює осьовий вентилятор.

Примітка. Корпус вентилятора де встановлюється робоче колесо вентилятора називається дифузор.

Корпус та обшивка градирні може бути виготовлений з вуглецевої сталі, нержавіючої сталі, чи полімерних матеріалів. Звісно з роками вуглецева сталь буде піддаватися корозії що негативно вплине на довговічність корпусу. З точки зору довговічності мають переваги корпуси та обшивка з нержавіючої сталі та полімерних матеріалів. Однак, відзначимо, що полімерні матеріали є різні.. тут залежить від порядності виробника.
Зазвичай, з точку зору співвідношення вартості та довговічності використовують для несучої конструкції вуглецеву сталь з антикорозійним покриттям (наприклад горяче оцинкування). Обшивка з склопластику ПАС. Розподільча система може бути з склопластику чи нержавіючої сталі, інколи вуглецева сталь з антикорозійним покриттям. Лопаті вентилятора з поліаміду, інколи з алюмінію. Форсунки з  поліпропілену. Сепаратор та плівковий зрошувач з полімер вінілхлориду. Краплинний зрошувач з поліетилену (ПЕ).

Варіанти роботи вентиляторних градирень

Вентиляторна градирня любого типу може працювати при вимкненому вентиляторі. Це може бути корисно зимою, коли відсутня необхідність в дуже глибокому охолодженні. А літом відповідно, коли потрібно досягати якомога глибшого охолодження вентилятори працюють. Звісно корисно мати частотний перетворювач для електричного двигуна, що дозволить регулювати оберти вентилятора, і відповідно економити електроенергію.

Як зазначалось, вентиляторна градирня може працювати без вимкненого вентилятора, тобто на природній тягі. Однак така робота не є еффективною в порівнянні з атмосферними градирнями (відкриті градирні). Досягненню більшої еффективності зазвичай заважає опір по повітрю в краплевловлювачах та зрошувачах.

Примітка. Деякі підприємства знімають краплевловльовучі, та частково (чи повністю) зрошувачі на зиму. Таке рішення пояснюється бажанням зменшити опір по повітрю, а також запобіганню часткового "замерзання" краплевловлювача та зрошувача. Під замерзанням мається на увазі що вказанні деталі частково по своєму перерізу нагадують льодяник, а вода курсує своїми "норками". В цілому стан поганий, опір по повітрю значний, і доводиться зимою на всю потужність включати вентилятор.

(Природна тяга утворюється завдяки різниці питомої ваги повітря, що надходить у градирню, і нагрітого повітря, що виходить з градирні).

Показники роботи вентиляторних градирень

Щільність зрошування для вентиляторної градирні зазвичай 12,5 м3/год на м2 (в залежності від типу вентиляторної градирні та конструктивних особливостей можливий інтервал 10..16 м3/год на м2).

Наприклад для потоку оборотної води в 1000 м3/годину потрібна площа 80 м2, або як варіант чотири секції 4500х4500. 


Можливі не регламентні роботи вентиляторних градирень.

Занесення зрошувача та сепаратора. Забивання піском чи іншими середовищами (листя наприклад) зрошувача та сепаратора. В цьому разі не відбувається регламентного охолодження. У разі забруднення зрошувача зменшується активна поверхня для охолодження та збільшується гідравлічний опір по повітрю. Занесення сепаратора збільшує гідравлічний опір по повітрю. Збільшення гідравлічного опору по повітрю призводить до зменшення кількості  повітря від вентилятора. Як насідок - не до охолодження оборотної води. Звісно маючи запас по електричній потужності двигуна вентилятора можливо збільшити оберти вентилятора за рахунок інвертора (частотного перетворювача)… але запас не завжди є…, а як є то це призводить до збільшення електричного споживання двигуном.

Завжди потрібно ставити механічні фільтри на трубопроводах подачі оборотної води в градирню, за необхідності проводити очищення оборотної води хімічним способом. Завжди корисно періодично скидати частину оборотної води, з одночасним її поновленням чистою водою.

Утвореня криги. В зимовий період можливе утворення криги на вхідних жалюзях повітря, зрошувальному пристрої та на сепараторі. Найбільш дієвий спосіб не переохолоджувати воду до критично низької температури, а лише до регламентної температури на виході (потрібно мати трубопровід байпасу градирень який відкривається в автоматичному режимі чи вручну). Потрібно слідкувати щоб вхідні жалюзі повітря не обмерзли, можливо потрібно деякі зняти на зиму.

Подача води більш гарячою води ніж передбачено документацією виводить з ладу сопла та зрошувач (оборотна вода має бути на вході завжди не більше ніж передбачено паспортом на градирню). Також мають витримуватись всі інші значення, наприклад рН, тощо).


Головні профілактичні роботи по вентиляторних градирнях

Форсунки. У разі конструктивної можливості при працюючій вентиляторній градирні візуально оцінити роботу кожної форсунки, а саме кут відкриття, і чи взагалі через неї розбризкується оборотна вода. У разі не відповідного куту розбризкування оборотної води замінити її. Якщо відсутній потік оборотної води через неї, то можуть бути два варіанти. Перший – вона забилась (потрібно зняти її та прочистити). Другий – забився колектор на якому встановлена форсунка, особливо це може бути як форсунка остання в колекторі. (потрібно часткову розібрати водорозподічий колектор та прочистити його). Загалом потрібно при виведенні з роботи градирні очистити від сміття, накипу, та інших сторонніх домішок всі форсунки. Форсунка має встановлюватися вертикально вниз, це потрібно забезпечити якщо не так. У разі обриву деяких частин форсунок замінити форсунку чи відремонтувати її.

забита форсунка градирні
Пошкодженна форсунка градирні

Зазначимо що інколи форсунки прикручуються на різьбі до вихідного патрубка розподільчого колектору, і тому досить часто «відкручуються» і падають вниз. Тому потрібно також перевірити наявність всіх форсунок.

відкручена форсунка градирні
Відсутня форсунка вентиляторної градирні

Зрошувач. Зрошувачі досить часто забиваються сторонніми домішками (пісок, листя, кульки, тощо). У разі неякісної води зрошувачі заносяться гряззю яка висить як сталактити.  Слід врахувати, що при неякісній очистці води зрошувач може мати і накип. При зупинці градирні потрібно зняти і розібрати зрошувач, потім всі його частини ретельно промити.

Сепаратор. Сепаратор досить часто заноситься стороннім легким сміттям (кульки, листя). Але бувають і досить складні забруднення (пісок, накип). Тому сепаратор також потрібно зняти і розібрати. Слід врахувати що сепаратор може бути досить «ніжний», тому очистку його потрібно проводити обережно.

Жалюзі входу повітря. Жалюзі входу повітря можуть мати механічні пошкодження від персоналу підприємства, чи від обмерзання при експлуатації взимку. Їх потрібно відновити при потребі.

Вентилятор. Електродвигун. По вентилятору та електродвигуну провести всі необхідні роботи згідно рекомендацій до даного обладнання (підшипники, тощо). Також слід звернути увагу на кріплення лопатей (болт, гайки). Перевірити їх наявність, бували випадки що відкручуються, навіть були випадки що лапать «відкритилась», що призвело до «заклинування» вентилятора і подальшому руйнування конструкції градирні.


Очистка оборотної води.
Оборотну воду що використовується в колі потрібно очищати як механічно від сторонніх домішок, так і хімічно з метою «пом'якшення» за рахунок дозування хімічних реагентів. Очищена вода значно подовжує  термін служби градирні, та знижує ризики утворення накипу і корозії.

Яка має бути оборотна вода вентиляторної градирні?
В цілому вода має відповідати необхідним показникам для технічної води і мати рН на рівні 7..8., але потрібно уточнити в паспорті градирні. Для деяких матеріалів що використанні в градирні може бути допустимий інтервал рН 6..9. Мати мінімально можливий вміст смол, жирів, нафтопродуктів, тощо. Вміст зважених частинок має бути до 100 мг/л. Максимальна температура оборотної води на вході задається згідно паспорту, зазвичай до 65 градусів Цельсія. (в деяких градирнях може бути обмеження в 50 градусів Цельсія, однак є і моделі на температуру до 75 градусів Цельсія.

Яке має бути повітря вентиляторної градирні ?
Вміст пилі в повітрі має бути менше 0,01 г/м3. Збільшення вмісту пилі в повітрі призводить до занесенню зрошувача та сепаратора, а згодом і забрудненню всієї оборотної води. З цієї причини і рекомендують періодично «скидати» частину оборотної води, та поновлювати її чистою фільтрованою водою.
Повітря не має мати сторонніх домішок (листя, кульки, нитки, тощо). Наявність сторонніх домішок також призводить до занесення зрошувача та сепаратора.

Можливості вентиляторних градирень по охолодженню оборотної води

Вірно підібрані градирні в найкращих умовах охолоджують оборотну воду на 4..5 градусів Цельсія більше ніж температура навколишнього середовища. Однак зазвичай ця цифра в межах 7..12 градусів Цельсія. Це пояснюється що зазвичай виробники градирень рахують на ідеальні умови (вода ідеально чиста), і без запасу на подальше занесення зрошувача та сепаратора (мета зменшить вартість градирні). Інколи виробники градирень вказують що градирня не до охолодить воду на 2..3 градуси Цельсія менш ніж температура по мокрому термометру.


Зміст

Немає коментарів:

Дописати коментар

Підписатися на: Дописати коментарі (Atom)