СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТИПОВ ГРАДИРЕН

Аннотация. Основным направлением рационального использования вода на тепловых электрических станциях (ТЭС) является создание замкнутых систем водоснабжения, исключающих сброс отработанных вод в водоем. Достаточно отметить, что одна современная ТЭС потребляет 250-300 тыс. м3/ч воды. Основное количество вода (до 90 % от общего расхода) на тепловых электрических станциях используется для охлаждения и конденсации пара. На современных ТЭС свежая вода используется на следующие цели: восполнение потерь воды в системе оборотного водоснабжения конденсаторов паровых турбин; использование воды на нужды химводоочистки; использование воды на гидрозолоудаления при использовании в качестве топлива угля; восполнение потерь воды в системе оборотного водоснабжения газоочисток. Из изложенного следует, что создание экологически чистых систем оборотного водоснабжения тепловых электрических станций является весьма актуальной задачей.

Введение

В зависимости от вида технологического процесса оборотная вода может быть теплоносителем, циркулирующим в охлаждающей системе оборотного водоснабжения. Это система, в которой вода используется в качестве хладоагента для охлаждения оборудования или для конденсации и охлаждения газообразных и жидких продуктов в теплообменных аппаратах, где вода нагревается. После охлаждения на градирнях основная масса воды возвращается в систему; часть оборотной воды (обычно не более 5 %) теряется на испарение, капельный унос, утечки и сброс в виде продувки системы.

Градирни представляют собой специальные устройства, предназначенные охлаждения жидких теплоносителей. В мировой практике, в зависимости от конкретных условий, нашли применение следующие виды градирен:

• открытая градирня;
• вентиляторная градирня;
• башенная градирня;
• сухая градирня.

Таблица 1.

Технико-экономические и экологические показатели градирен

Работа любой градирни основана на охлаждении некоторого объема жидкости атмосферным воздухом. Именно отсутствие иного, нежели воздух, хладагента и отличает градирню от кондиционера, промышленного холодильника или чиллера.

По принципу действия выделяют два основных типа промышленных градирен:

- испарительные и сухие, их еще называют открытые или закрытые.

Вентиляторная градирня выполняется в виде корпуса с установленным вверху вентилятором. Под ним последовательно расположены: водоуловитель, система подачи воды с соплами, ороситель и резервуар. В нижней части корпуса имеются входные отверстия для поступления внутрь наружного воздуха.

Горячая вода через систему подачи воды разбрызгивается на ороситель и стекает по нему в резервуар. Наружный воздух поступает в корпус градирни через входные окна и поднимается вверх через ороситель за счет тяги, создаваемой вентилятором. Для уменьшения потерь испаряющейся воды, которая поднимается вверх вместе с подогретым воздухом, перед вентилятором установлен водоуловитель. Благодаря различным видам оросительных блоков и широкой гамме осевых вентиляторов такие градирни могут быть подобраны в большем диапазоне нагрузок по воде и обеспечивать глубокое охлаждение воды с перепадом до 30°.

Кроме того, благодаря возможности установки воздухорегулирующих жалюзи и реверсу привода, этот вид градирен прекрасно эксплуатируется в зимние морозы.

По типу оросителя различают пленочные, капельные и капельно-пленочные вентиляторные градирни. Наиболее эффективные - последние из них. Для малых расходов оборотной воды вентиляторы градирни поставляются на предприятия в готовом виде, по этому признаку их называют малогабаритными или блочными мини градирнями.

Этот тип градирен характеризуется невысокими перепадами температур на входе и выходе, при этом и электропотребление сравнительно не высоко.

Преимущества:

• гибкость конструкции;
• отсутствие обмерзания;
• энергоэффективность;
• лёгкость ремонта;
• наличие большого ассортимента запасных частей.

Недостатки:

• требуется обученный персонал для обслуживания;
• необходимы дополнительные меры зимой.

Радиаторная (сухая) градирня изобретена венгерскими инженерами Геллером и Фарго и изначально использовалась для охлаждения конденсаторов электростанций. Она представляет собой корпус с размещенным внутри теплообменником (радиатором), по которому циркулирует охлаждающая жидкость, и одним или несколькими вентиляторами, обдувающими радиатор потоком наружного воздуха.

Радиатор из оребренных, чаще всего медных или алюминиевых обуславливает то, насколько хорошо сухие градирни будут охлаждать воду. Применение качественного радиатора из меди, с тонкими каналами делает стоимость сухой градирни очень большой. Уменьшая стоимость решения, приходится жертвовать и эффективностью. Сухие градирни имеет смысл использовать, когда технология требует изоляции контура циркуляции от внешней среды. Или при отсутствии возможности организовать подпитку в необходимых количествах. Тогда использование контура сухой градирни со смесью этиленгликоля является практически единственным решением. Еще выбор в пользу сухой градирни целесообразен при температуре теплоносителя или оборотной воды на грани кипения. Например, в оборотных циклах АЭС.

В остальных случаях более дешевым и оправданным вентиляторной промышленной градирни, так как расход воздуха вентилятора открытой градирни в 5 раз меньше, чем у закрытой. Мощность вентилятора пропорционально меньше у открытых градирен.

Преимущества:

• закрытый контур, отсутствие попадания примесей в воду;
• возможность работы на кипящей воде;
• возможность работы на этиленгликоле;
• отсутствие капельного уноса.

Недостатки:

• низкая эффективность охлаждения;
• дорогая конструкция и материалы;
• требовательность к обслуживанию и чистке теплообменника.

Таблица 2.

Влияние температуры оборотной воды на работу технологического оборудования

Вывод

С учетом изложенных данных анализа и учитывая суровость климата Казахстана, самым эффективным типом является вентиляторная градирня. Они лучше противостоят суровому климату, более маневреннее, энергоэффективнее и самое главное экологически чистые.

Список литературы:

1. Градирни промышленных и энергетических предприятии / В.С. Пономаренко, Ю.И. Арефьев. – М.: Энергоаиомиздат, 1998.
2. Тепловые электрические станции / В.Я. Рыжкин. – М.: Энергоатомиздат, 1987.
3. Сухие градирни и воздушно-конденсационные установки / О.О. Мильман, П.А. Ананьев. // Теплоэнергетика. 2016.