Градирня с естественной тягой и Градирня с механической тягой

На многих промышленных объектах необходимо охлаждать различное оборудование, а также многие жидкости, используемые в технологических системах. Охлаждение в основном осуществляется водой. Однако по мере использования охлаждающей воды она поглощает тепло и теряет эффективность охлаждения. Воду необходимо сохранять прохладной.

Сброс горячей воды в пруды или бассейны может нанести вред окружающей среде. Замена сбрасываемой воды также обходится дорого. Более эффективный способ — охладить горячую воду и использовать ее повторно.

Наиболее часто используемым для этого оборудованием является градирня. Градирни являются частью системы охлаждающей воды на коммерческом или промышленном объекте.

В теплообменнике тепло от технологической жидкости передается охлаждающей воде. После поглощения тепла от технологической жидкости вода течет из теплообменника в верхнюю часть градирни. Затем вода падает через башню и подвергается воздействию воздуха, который, в свою очередь, охлаждает воду. Охлажденная вода собирается внизу башни и перекачивается обратно через систему для повторного использования. Градирни охлаждают воду, подвергая ее воздействию воздуха, в результате чего часть воды испаряется. Испарение — это процесс, при котором тепло, содержащееся в воде, заставляет часть воды превращаться в пар. Когда вода превращается в пар, тепло отводится, в результате чего вода охлаждается. В градирне тепло, содержащееся в воде, удаляется из башни в виде пара по мере испарения воды.

Проводимость и конвекция играют важную роль в градирне. В башне вода напрямую контактирует с воздухом. Когда это происходит, часть тепла из воды передается воздуху непосредственно за счет проводимости и конвекции.

Какие типы клапанов градирни существуют?

Все градирни в основном работают по одним и тем же принципам, однако их конструкции можно разделить на два типа – башни с естественной тягой и башни с механической тягой (градирни с искусственной тягой).

Что такое градирня с естественной тягой?

Градирня с естественной тягой представляет собой теплообменник открытого типа с прямым контактом, в котором горячая вода из системы или конденсатора охлаждается при прямом контакте со свежим воздухом. Градирни используют принцип испарения воды против потока воздуха. Из форсунок распыляется горячая вода для увеличения площади поверхности теплопередачи. Температура и влажность воздуха повышаются после прямого контакта теплопередачи между горячей водой и свежим воздухом. Теплый и влажный воздух, будучи менее плотным, поступает наверх башни, а холодная вода собирается внизу башни. Свежий воздух подается снизу градирни за счет разницы плотностей горячего воздуха внутри трубы и атмосферного воздуха снаружи градирни.

Принцип работы градирни с естественной тягой

Поток воздуха в системах градирен с естественной тягой создается за счет эффекта дымохода фактической конструкции градирни, в котором используется естественная разница давлений. Теплый и влажный воздух имеет меньшую плотность, поэтому он поднимается из градирни в атмосферу и втягивает более плотный свежий воздух. Разница между теплым воздухом внутри башни и более прохладным воздухом снаружи создает идеальный воздушный поток. Чтобы обеспечить достаточный приток воздуха, для расчета высоты градирни используется специальная математическая формула, которая гарантирует, что она почти равна разнице плотностей. Это означает, что градирни, использующие эту систему, обычно имеют большие размеры: около 200 метров в высоту и 150 метров в ширину. В башнях также течет значительное количество воды. Сама оболочка обычно изготавливается из бетона гиперболической формы. Градирня с естественной тягой является предпочтительным выбором для прохладного и влажного климата, а также для тяжелых зимних нагрузок.

Горячая вода, нуждающаяся в охлаждении в градирне с естественной тягой, подается через ввод горячей воды. Входное отверстие соединено с форсунками, которые распыляют воду на наполнитель, что обеспечивает большую площадь поверхности для теплопередачи. В нижней части башни конструкция открыта для всасывания свежего воздуха, который затем течет вверх и обеспечивает прямой контакт теплопередачи между теплой водой и воздухом. Горячая вода выделяет тепло после прямого контакта со свежим воздухом, и часть горячей воды испаряется. Холодная вода собирается в нижней части башни.

Теплый и влажный воздух выбрасывается с вершины башни в атмосферу.

Преимущества градирен с естественной тягой

Электрический вентилятор не установлен, что позволяет экономить электроэнергию.
Отсутствие проблем с коррозией
Техническое обслуживание низкое
Рециркуляция воздуха не происходит из-за высокого выхода дымохода.

Недостатки Градирни с естественной тягой

Требуется огромный поток воды.
Для них требуется большая площадь.
Его производительность зависит от скорости и направления ветра.

Что такое градирня с механической тягой?

Градирни с принудительной тягой — это разновидность механической тяговой башни, оснащенной одним или несколькими вентиляторами. Эти вентиляторы будут расположены на вершине башни и будут нагнетать воздух вверх, противодействуя нисходящему потоку воды. Вода проходит вокруг деревянной упаковки или настила. В этих моделях самая холодная вода находится внизу, контактируя с самым сухим воздухом, поскольку поток воздуха направлен против потока воды.

Самая теплая вода находится в верхней части башни и контактирует с влажным воздухом, что приводит к невероятно эффективной передаче тепла. Наведенные башни будут иметь круглую или квадратную форму, распределяя воду через спринклерную или статическую ответвленную систему. Поступающая вода впрыскивается по всей башне с помощью распределительного коллектора. Струя направлена вниз, чтобы максимизировать контакт воды и воздуха. Этот процесс максимально усиливается за счет заливки охлаждающей воды, изготовленной из дерева, металла, ПВХ или других материалов. В целом модели с принудительной тягой предлагают наиболее эффективное решение потребностей в охлаждении в любой отрасли.

Принцип работы градирни с механической тягой

Проточная вода для кондиционирования распыляется по всей охлаждающей станции с помощью распылительной головки в градирне с принудительной тягой. Вода течет вертикально через перегородки, чтобы максимально увеличить время контакта воды с воздухом.

Заливка охлаждающей воды, состоящая из ПВХ, древесины, металла или другого элемента, максимизирует площадь контакта теплопередачи.

Через правильно сконструированные «корпусные панели» воздух попадает внутрь градирни. Огромные вентиляторы протягивают воздух через перегородку, заставляя воду остывать. Специальные устройства, известные как сепараторы сноса, используются для предотвращения попадания капель воды в выходящий поток воздуха.

Преимущества градирни с механической тягой

Низкая поглощающая способность.
Более высокий уровень шума, чем с принудительной тягой.
Привод потока влажного воздуха.
Требует мало места для установки.

В механической вытяжной башне поток воздуха создается с помощью одного или нескольких вентиляторов. Градирня с принудительной тягой использует вентиляторы наверху башни, которые создают область низкого давления. Это приводит к тому, что воздух течет по бокам башни вверх. В этой ситуации вода поступает через подводящие трубы и разливается по желобам. Форсунки направляют воду из желобов на насадку внутри башни. Насадка замедляет движение воды, когда она падает через башню, а также разбивает воду на мелкие капли. Оба эти действия обеспечивают лучшую теплопередачу. Когда вода каскадом стекает через башню через слои насадки, вентилятор втягивает воздух через набор жалюзи вокруг насадки, а затем через сепаратор. Уловитель дрейфа улавливает капли воды, которые могут быть унесены вместе с воздухом, покидающим башню. К тому времени, как вода достигает водосборника, вода становится прохладной. Затем холодная вода выводится из башни через выпускной трубопровод и возвращается в оборудование установки для повторного использования.

Другим типом градирни с механической тягой является градирня с принудительной тягой. Основное различие между башней с принудительной тягой и башней с принудительной тягой заключается в том, что принудительная тяга не создает область низкого давления, которая втягивает воздух через башню. Вместо этого вентиляторы нагнетают или проталкивают воздух через башню. Башни с принудительной тягой не имеют жалюзи по бокам, а имеют вентиляторы с экранами, направляющими поток воздуха в башню. Когда охлаждающая вода стекает вниз с вершины башни, вентиляторы нагнетают воздух через башню, и происходит процесс теплопередачи.

Есть некоторые компоненты, которые являются общими для большинства вышек. Например многие башни разделены на ячейки. Каждая ячейка содержит все компоненты одной башни, за исключением того, что они имеют общий водосборник. Чтобы лучше контролировать охлаждение, каждую ячейку башни можно включать и выводить из эксплуатации независимо. Другими распространенными компонентами являются линии продувки и подпитки. По мере испарения воды в башне концентрация примесей увеличивается и может вызвать проблемы. Для контроля концентрации примесей из водосборника периодически производится слив воды через продувочную линию. Затем эта вода заменяется чистой водой через линию подпитки. Поток через линию подпитки контролируется регулирующим клапаном, который обычно имеет поплавок, определяющий уровень в водосборнике. При изменении уровня поплавок меняет положение и посылает сигнал на регулирующий клапан, который регулирует поток воды в системе.

Клапан ZECO