Разделы статьи:
01| Типы и виды градирен в зависимости от температур охлаждения
02| Сухая или мокрая (испарительная) градирня?
03| Выбор среди испарительных градирен:
- Открытая или закрытая градирня? Нужен чистый контур?
Т воды на входе (до охлаждения) |
Т воды на выходе (после охлаждения) |
Вариант охлаждения рекомендуемый |
---|---|---|
Выше 66°C |
Выше ~56°C (в зависимости от региона Казахстана) |
Так как температурный напор (разница между температурой воздуха и требуемой температурой охлаждённой воды) большой, поэтому в данном случае наиболее целесообразное решение – это использование сухих градирен (драйкулеров). При таких температурных параметрах сухая градирня будет компактной, энергоэффективной. Если температура горячей воды, которую нужно охладить, выше 75°C, и если одновременно нужно низкотемпературное охлаждение на предприятии, то целесообразно рассмотреть использование АБХМ – холодильных машин, которые работают на тепловой энергии. В результате данные АБХМ и охладят горячую воду, использовав это как источник энергии для своей работы, а также дадут эффект низкотемпературного охлаждения (до 10°C, до 7°C, до 5°C и т.д.) |
Выше 50°C |
От 46 до ~55°C (в зависимости от региона Казахстана) |
Это промежуточный вариант, при котором возможно использование как испарительных градирен, так и сухих градирен. При наличии подпиточной воды на Объекте – применение испарительных градирен позволит: - уменьшить стоимость покупки градирен, так как испарительное охлаждение эффективнее и проще, чем сухое; - уменьшить электропотребление – по той же причине; - уменьшить занимаемую площадь – по той же причине. То есть, по всем экономическим параметрам, кроме потребления подпиточной – более выгодное использование испарительной градирни открытого или закрытого типа. Для определения наиболее выгодного варианта специалисты ТОО «ЭнергоПро» могут выполнить расчёт ТЭО. |
Выше 66°C |
От 23 до 45 °C |
В данном случае, когда температура воды на входе выше 65°C – такую воду нельзя направлять напрямую в открытую испарительную градирню, так как может расплавиться ороситель и каплеуловитель. Для решения данного вопроса есть следующие варианты: - последовательное охлаждение воды сначала в сухой градирне (драйкулере); - использование в открытой испарительной градирне оросителя и каплеуловителя с повышенными пределами по температуре (есть ограничение); - использование испарительной градирни закрытого типа; - использование оребренного теплообменника EnergoPro Steamblocker (устанавливается в верхней части градирни, над система водораспределения) - использование системы подмеса (к горячей воде, которая подаётся на гра - использование промежуточного теплообменника (контур 1 – охлаждение воды между потребителем и теплообменником; контур 2 – охлаждение воды между теплообменником и градирней) – в данном варианте есть ограничение по нижней температуре, до которой возможно охлаждение, в зависимости от температуры мокрого термометра. |
От 27 до 65 °C |
От 23 до 45 °C |
Единственный рабочий вариант – это испарительные градирни, так как с помощью сухих градирен нет возможности охладить. Температура воздуха в Казахстане летом достигает 35-45 °C и охладить воду, либо другие растворы до 45 °C, а тем более ниже, вплоть до 23 °C– не возможно. |
Ниже ~23°C (в зависимости от региона Казахстана) |
При таких температурах требуется использовать искусственное охлаждение – то есть не за счёт прямого использования атмосферного воздуха. Для данных температур требуется использование чиллеров. В зависимости от технических условий – это могут быть: |
Для расчёта и выбора наиболее подходящего варианта для Ваших технических условий – обращайтесь к инженерам ТОО «ЭнергоПро».
Зачастую складывается ситуация, когда температуры охлаждения позволяют применить как мокрую (испарительную) градирню, так и сухую градирню. Таблица ниже поможет выбрать тип градирни, исходя из экономических и эксплуатационных показателей:
Особенности, условия на Объекте: | Сухие градирни | Мокрые (испарительные) градирни |
---|---|---|
Наличие подпиточной воды: | Подпиточная вода не требуется | Необходима подпиточная вода, если её нет - то применение испарительных градирен невозможно |
Необходимость продувки испарительного контура: | Не требуется | Испарительный контур требует не только подпитки для восполнения испарившихся объёмов, но и подпитки для регулярного обновления контура - продувки.
Это связано с постоянным накомплением количества солей в испарительном контуре - дистилят испаряется, соли остаются.
В результате - нужно сливать часть воды, накопившей соли, и добавлять новую подпиточную воду. Для решения этой задаче в линейке оборудования ЭнергоПро предусмотрены автоматические системы контроля качества и обработки испаряемой воды: Системы контроля качества и обработки воды EnergoPro |
Электропотребление: | Повышенное электропотребление, так как охлаждение осуществляется только за счёт обдува воздуха по трубам и рёбрам (ламелям) градирни | Меньшее электропотребление, так как используется более эффективное охлаждение за счёт фазового перехода испаряемой воды - поглощение теплоты парообразования. В результате - теплообмен эффективнее, а электропотребления на работу вентиляторов требуется меньше |
Стоимость самой градирни: | По той же причине, что и в пункте выше - сухой градирне (драйкулеру) требуется повышенная поверхность теплообмена, соответственно, и стоимость градирни выше | У испарительной градирни теплообмен эффективнее, соответственно, поверхность теплообмена требуется меньше, и цена градирни также меньше. |
Загрязнение и очистка элементов градирни: | Нет орошения и испарения воды на элементах сухой градирни, соответственно, нет активного зарастания этих поверхностей. Однако, внешние факторы (осадки, пыль, пух, листва и т.д.) могут привести к зарастанию сухой градирни. Учитывая, что у сухой градирни повышенные поверхности теплообмена и малый шаг между рёбрами (ламелями) теплообменника - это приводит к частым и большим объёмам работы. | У испарительной градирни противоположная ситуация - зарастание может происходить чаще (при отсутствии системы контроля качества и обработки воды), а конструкция теплообменника имеет больший шаг между элементами (между панелями
оросителя в открытой градирне или между трубками в закрытой градирне). При наличии фильтрации и системы контроля качества и обработки воды - данная проблема отсутствует в принципе. |
Габариты: | Занимаемая площадь больше | Высота больше |
Вывод - для правильного выбора типа градирни - сухого или мокрого - необходимо учитывать разные условия, имеющиеся на Объекте, например, что для Заказчика важнее - потребление электроэнергии или потребление воды.
Для расчёта экономических показателей применения сухих и испарительных градирен, их сравнения, инженеры ТОО "ЭнергоПро" разработают ТЭО - технико-экономическое обоснование, рассчитав капитальные затраты по обоим вариантам,
ежегодные затраты на электропотребление, подпитку, эксплуатацию, рассчитают приведённые затраты за несколько лет владения оборудованием. Для заявки на ТЭО - перейдите по ссылке:
Заявка на ТЭО между сухой и испарительной градирней
Основной причиной применения закрытой градирни является необходимость сохранения чистоты охлаждаемого контура. Однако есть и другие нюансы применения открытой или закрытой градирни. Таблица ниже позволит определиться с выбором:
Особенности, условия на Объекте: | Открытые испарительные градирни | Закрытые испарительные градирни |
---|---|---|
Стоимость (при охлаждении воды на одни и те же параметры, без требования чистого контура): |
Оптимальная стоимость, охлаждение воды напрямую в градирне | Дороже в 2-3 раза, так как охлаждение осуществляется через поверхность трубчатого теплообменника закрытой градирни, вместо открытого теплообмена в оросителе открытой градирни. Сами градирни из-за этого больше, и трубчатые теплообменники дороже, чем оросители |
Стоимость (с требованием чистого контура): |
Повышенная, так как помимо открытой градирни в системе, обеспечивающей чистый контур, также должны быть: - промежуточный теплообменник; - дополнительная насосная группа; - система фильтрации; - трубопроводы |
Оптимальная стоимость, так как все необходимые элементы уже установлены на закрытой градирне, теплообменник трубчатый уже находится в градирне и установлен вместо оросителя - то есть не надо платить и за ороситель и за трубчатый теплообменник |
Зимняя эксплуатация: | Зависит от используемой серии открытой испарительной градирни. Для противоточных градирен с нижними вентиляторами нет никаких проблем при зимней эксплуатации | Так как вода в закрытых градирнях охлаждается в трубках теплообменника, поэтому крайне рекомендуется использовать незамерзающие жидкости в качестве хладоносителя вместо воды, что приводит к увеличению
модели закрытой градирни и дополнительному увеличению стоимости. Кроме того, рекомендуется выносить насос орошения с градирни в отапливаемое помещение. |
Электропотребление: | Минимальное электропотребление, так как охлаждение осуществляется при непосредственном контакте между воздухом и водой - в оросителе градирни | Повышенное электропотребление, так как охлаждение осуществляется через поверхность трубчатого теплообменника, в результате - поверхность теплообмена требуется больше, расход воздуха и электропотребление - больше |
Загрязнение и очистка: | В случае открытой градирни и промежуточного теплообменника - может потребоваться очистка всего контура между градирней и теплообменником (при отсутствии подходящей системы обработки воды), а также - очистка элементов самой градирни. | При закрытой градирне - нет загрязнения всего контура, контур остаётся чистым. Происходит загрязнение только наружных поверхностей встроенного в закрытую градирню трубчатого теплообменника, а также других элементов градирни. Но, опять же, при правильной системе фильтрации и обработки воды - данных проблем не будет в обоих вариантах: Системы контроля качества и обработки воды EnergoPro |
В зависимости от требуемых расходов (больших или малых) охлаждаемой воды – целесообразно применение различных типов градирен, чтобы Заказчик произвёл оптимальные затраты на приобретение градирен, а также получил оптимальные затраты на их эксплуатацию.
Расход охлаждаемой воды |
Тип градирен по виду сборки |
---|---|
До 1000 м3/ч |
Тип градирен – модульные. Вид сборки – заводская, поставляются на Объект в виде собранных блоков. |
От 1000 м3/ч |
Могут использоваться оба типа градирен, в зависимости от задач Заказчика. Преимущества модульных: - Поставка в готовом виде, не надо тратить дополнительные деньги и время на сборку на Объекте. То есть – будет выдержан бюджет и сроки. - Качество сборки градирен не зависит от нанятой монтажной организации. - Большое количество двигателей и вентиляторов – позволяет распределить общую нагрузку и не сильно зависеть от отключения одного из вентиляторов. - Можно установить на кровле. Преимущества строительных: - Сбалансированное количество секций и электродвигателей с точки зрения количества элементов, требующих обслуживания. - Меньшее электропотребление. - Меньшая занимаемая площадь. |
От 6000 м3/ч |
Тип градирен – строительные вентиляторные. Вид сборки – на Объекте, поставляются на Объект поэлементно. |
В зависимости от сезонности работы – важно выбрать подходящий тип испарительной градирни. Основная проблема у испарительных градирен при работе зимой – это обмерзание элементов. Есть типы градирен, которые крайне не рекомендуется использовать зимой, есть типы, которые допускается использовать зимой, есть типы градирен, которые идеальны для использования зимой.
Соответственно, летом, весной и осенью (в тёплый период года) могут использоваться любые из видов градирен.
Тип градирни |
Специфика, влияющая на обмерзание |
Элементы, подверженные обмерзанию |
Резюме и решения по исключению обмерзания |
---|---|---|---|
Перекрёстно-точный тип градирен |
Открытые (не закрыты корпусом) поверхности оросителя, по которым стекает вода |
Ороситель Вентиляторы |
Решений по исключению обмерзания оросителя нет. Данный тип градирен крайне не рекомендуется использовать при зимней эксплуатации. |
Противоточный тип с осевым вентиляторами сверху |
Ороситель закрыт внутри панелей корпуса градирни, поэтому не подвержен обмерзанию |
Вентиляторы Воздухозаборные окна |
Для уменьшения обмерзания вентиляторов в данном типе градирен EnergoPro используются: - частотные приводы - подогрев обечайки вентилятора - для предотвращения разрушения – реле предельной вибрации - улучшенный вариант – многовентиляторный тип с большим количеством вентиляторов малого диаметра Для уменьшения обмерзания воздухозаборных окон используются: - козырьки внутри градирни; - реверсный ход вентиляторов; - подогрев периметра воздухозаборных окон. Таким образом, круглогодичная эксплуатация данного вида градирен допускается. |
Противоточный тип градирен EnergoPro с центробежными вентиляторами снизу |
Ороситель закрыт. Вентиляторы работают на всасе воздуха, а не на выбросе пара из градирни. Воздухозаборное окно – единственное – и отдалено от стекания воды в градирне |
Нет |
Обмерзания всех элементов исключены конструкцией. Дополнительных решений не требуется. Данный вид градирни идеально подходит для круглогодичной эксплуатации. |
Градирни типа Росинка и ГРД |
Малая высота между осевым нагнетающим вентилятором и выходом пара из градирни, а также низкая напорная характеристика используемых осевых вентиляторов, малая скорость пара на выходе (большое сечение на выходе пара) при большой скорости на всасывании воздуха (малое сечение у вентиляторов). |
Обмерзание нагнетательных осевых вентиляторов |
Данный тип градирен крайне не рекомендуется использовать при зимней эксплуатации. |