Как обеспечить эффективную работу градирни?

Несколько советов, рассмотренных ниже, помогут владельцам оборудования и сервисным специалистам поддерживать градирни в рабочем состоянии и круглогодично обеспечивать эффективное охлаждение. Можно утверждать, что грамотные проектные решения по системе оборотного водоснабжения и своевременное техническое обслуживание в комплексе дают наибольшее улучшение эффективности охлаждения воды и увеличивают срок службы градирни.

Подобрать оборудование

1. Выбор типа градирни

Первым шагом в достижении эффективной работы градирни является определение пригодности выбранного охлаждающего оборудования для использования в данных условиях. Вентиляторные градирни находят своё применение в разнообразных производственных процессах и широких климатических условиях. Мокрые градирни отлично работают в условиях относительно низкой влажности, прохладного климата, а также в регионах с развитым или доступным водоснабжением. В таких условиях испарительное охлаждение является экономически более выгодным по сравнению с драйкулерами.

Градирни используются для отвода большого количества тепловой энергии, выделяющейся в производственных процессах в большинстве отраслей – металлургии, машиностроении, энергетике, на пищевых, нефтеперерабатывающих производствах и т.д. В системах кондиционирования градирня обеспечивает комфортное охлаждение вместе с чиллерами в масштабных зданиях и сооружениях таких как ТРК, спорткомплексы, отели и другие здания. Прежде всего необходимо учитывать масштаб системы водяного охлаждения. В небольших приложениях для технологического или комфортного охлаждения там, где требуется относительно небольшой теплоотвод, приемлемым решением будет аппарат воздушного охлаждения или драйкулер (сухая градирня). По мере увеличения объёма выброса теплоты, например при увеличении размеров здания или сооружения, возникает необходимость увеличивать габариты теплообменных аппаратов, поэтому оборудование с воздушным охлаждением становится слишком громоздким и потребляет слишком много электроэнергии. В большинстве задач, в которых воздушное охлаждение становится непомерно дорогостоящим, системы оборотного водоснабжения (водяного охлаждения) в сочетании с градирнями предлагают энергоэффективную альтернативу охлаждению.

Для систем с холодопроизводительностью менее 300-400 кВт часто используют драйкулеры вместо мокрых градирен, потому что градирни требуют несколько больше инвестиций и обслуживания. Однако эксплуатационные расходы и, как следствие, общая стоимость владения у градирен в итоге могут быть ниже, чем у теплообменников с воздушным охлаждением. В таких случаях градирни также могут обеспечить хорошую окупаемость по мере увеличения размера системы охлаждения. Системы оборотного водоснабжения с градирнями становятся весьма привлекательными при холодопроизводительности от 700-1000 кВт. Выбор становится очевидным в пользу мокрых градирен для крупномасштабных решений мощностью 1500кВт и выше.

2. Оптимальный размер градирни

После выбора типа градирни, пригодной для данного применения, ещё одним требуется определить оптимальный размер градирни. Градирни работают благодаря испарению воды с поверхности оросителей. В модульных или малогабаритных градирнях обычно используют оросители плёночного типа, представляющие собой гофрированные панели ПВХ.

Чем больше суммарная площадь контакта воды и воздуха, тем эффективнее процесс теплообмена в градирне. В свою очередь, площадь оросителей и эффективность теплообмена зависит от комплекса параметров: температура и влажность наружного воздуха, температура воды на входе и выходе, расход воздуха и других факторов. В некоторых случаях специалисты могут использовать фирменное программное обеспечение, которое учитывает различные параметры, чтобы предоставить клиентам несколько различных вариантов градирни.

Подобрать оборудование

Оптимальный вариант градирни в основном выбирают на основе таких факторов, как:

• Капитальные затраты на покупку градирни и СМР

• Общая электрическая мощность вентиляторов

• Сроки поставки и реализации системы оборотного водоснабжения с градирней

• Ожидаемая общая стоимость владения градирней

• Уровень шума и др.

Покупатели градирен и другого оборудования систем охлаждения могут выбрать заниженный размер градирни по причине меньшей стоимости. Для промышленных и энергетических приложений недостаток охлаждения часто влечёт риск ухудшения работы основного оборудования, если температура технологической воды превышает допустимые уровни, требуемые для технологии (потребителей холода).

3. Выбор компоновки системы охлаждения и материалов градирни

При разработке проекта системы охлаждения и выборе градирен крайне важно предусмотреть надёжную и многолетнюю работу всего комплекса оборудования. Значимыми аспектами конструкции градирни кроме вышеуказанных можно назвать материалы исполнения элементов конструкции, степень резервирования, система контроля качества воды и некоторые другие. Все эти составляющие должны работать на обеспечение максимально безотказной работы системы охлаждения воды для технологического процесса. Например, нержавеющая сталь даёт большую коррозионную стойкость и срок службы градирен, подвергающихся воздействию морского воздуха или иных агрессивных факторов. Клиенты могут выбрать для градирни и другие материалы, например оцинкованную сталь или стеклопластик (например FRP - fiber reinforced plastic) в зависимости от ограничений по массе, бюджету покупки или других требований. С другой стороны, для увеличения срока службы градирни можно применить систему водоподготовки при повышенном солесодержании оборотной воды. Благодаря поддержанию приемлемого качества воды, прежде всего солесодержания и уровня pH, можно применять материалы с меньшей коррозионной стойкостью.

При проектировании эффективных систем охлаждения необходимо предусмотреть обеспечение резерва или запаса производительности в таких приложениях, где необходимо избежать простоев. Проектировщик или заказчик оборудования может предусмотрительно выбрать как общую мощность градирни, так и отдельные элементы типа вентиляторов «с запасом» для того, чтобы справиться с возможными авариями, экстремальными параметрами наружного климата или увеличившимися нагрузками. Во многих случаях цена резервирования перевешивает стоимость простоя или повышенных затрат на срочный ремонт градирни.

4. Регулярное техническое обслуживание градирен

Своевременное периодическое техническое обслуживание градирен может значительно продлить срок службы градирни. Наиболее важным аспектом обслуживания градирни является поддержание качества воды. Кроме того, в градирнях с механическими передачами на вентилятор требуется регулярная смазка подшипников, редукторов или проверка состояния ремней для обеспечения надёжной работы и длительного срока службы.

Контроль качества воды помогает поддерживать чистоту оросителей градирни и предотвращает образование накипи в теплообменниках, что положительно влияет на эффективность теплоотвода. Независимо от того, используется ли фильтрация, химводоподготовка и другие методы очистки воды, важно, чтобы заказчики или эксплуатанты получали информацию о качестве оборотной воды и выбирали соответствующий вариант её очистки. Рекомендуется регулярно обновлять воду в системе оборотного водоснабжения. Этот метод, называемый продувкой, помогает избежать проблем, связанных с накоплением примесей в оборотной воде и изменением показателя рН. Продувка требуется по причине постепенного ухудшения качества воды в оборотном контуре, т.к. вода испаряется из системы, а концентрация механических примесей и химических веществ увеличивается.

5. Достоинства испарительных градирен

Системы охлаждения с градирнями можно назвать наиболее простыми и эффективными решениями для объектов с большими тепловыделениями. Благодаря использованию испарительного охлаждения проектируемые системы получаются относительно компактными и потребляют меньше электроэнергии по сравнению с драйкулерами или чиллерами. Градирня использует комбинацию тепломассообмена и массообмена для охлаждения технологической воды. Ошибки при выборе градирни или плохое обслуживание могут повлечь остановки производства из-за повышения температуры циркулирующей воды или повышение расходов на электроэнергию по причине увеличения продолжительности работы вентиляторов. Особое внимание должно быть сосредоточено на корректном выборе и проектировании водооборотных циклов градирен, которые требуют минимального технического обслуживания.