Водораспределительные устройства градирен

Водораспр ус-тво - технолог элемент градирни, который д обеспечивать равномерное распределение воды по оросителю с неб энергозатратами, не создавая ощутимых препятствий проходу и распределению потока воздуха.

В брызгальных и эжекторных градирнях параметры водораспр устройства - степень охлаждения воды. Диапазон размеров капель и пленок воды, создаваемых водораспределителем, должен способствовать уменьшению капельного уноса из градирни и не допускать образования водяных струй в оросителе. С этих позиций опимальный размер капель 2-3 мм в диаметре

в брызгальных градирнях конструкция и материал водораспр д б рассчитаны на пропуск воды с большим содержанием взв веществ.Водораспр устр градирен: разбрызгивающие, без разбрызгивания и подвижные.

Разбрызг подразделяются на безнапорные, - системы открытых желобов и лотков, и напорные, - из закрытых желобов или труб с соплами или разбрыз-ми, к которым вода подводится с напором

В градирнях м применяться трубчатые или лотковые системы распред воды. Нап трубчатые системы в сравнении с лотк безнап создают мен сопротив проходу воздуха, менее чувствительны к колеб расхода воды и проще в эксп-и.

за рубежом лотковые водораспред системы широко используются. Они экономичны по энергозатратам на подачу воды на градирни.

Трубчатые системы распределения- системам большого сопротивления, в которых разбрызгивающие сопла расп-ся с постоянным шагом (обычно 0,5-1 м). Равномерность распределения воды -за счет существенно большего сопротивления проходу воды в соплах. Схема трубопроводов в плане - форме поперечного сечения градирни. Гидррасчет - в определении диаметров магистр и распред труб при заданном напоре воды в начале системы, при которых обесп-тся равномерное распред расходов воды по трубам и через разбрызг сопла, при которых обеспечиваются один напоры воды перед соплами и не происходит засорение труб взв част.

Лотковые распределители - систему ж/б лотков, расположенных над оросителем, в дне которых имеются отверстия со вставленными в них фарфорили пласт патрубками - насадками. Вода, вытекающая из насадок в виде струй, падает на разбрызгивающие тарелки, дробится, образуя фонтаны брызг, достигающих поверхности оросителя. Расположение насадок должно обеспечивать равномерное распределение воды по площади оросителя.

Водоразбрызгивающие сопла. д обеспечивать развитый факел разбрызгивания воды с радиусом 1,5-2 м при 5-30 кПа и не подвергаться засорению при концентрации взв вещ-в в оборотной воде около 100— 150 мг/л в присутствии мех вкл. По принципу действия сопла разделяются на центробежные, струйновинтовые и ударные. При проектировании водораспред систем градирен сопла подбирают с учетом их пропускной способности, габаритов факелов разбрызгивания при располагаемом напоре воды и степени загрязненности оборотной воды

Оросители градирен

Оросители– конструк элемент градирни, определяющим ее охлаждающую способность. Конструкция д обеспечивать получение достаточной площади поверхности охлаждения при оптимальном аэродинам сопротивлении.

В зав-ти от характера преобладающей пов-ти охл-я оросители: пленочные, капельные (капельно-пленочные), комбинированные и брызгальные.

пленочные оросители - задержать на своей поверхности и, под воздействием силы гравитации, растянуть в тонкие пленки водные капельки, произведенные форсунками системы водораспред для очень эффект охлаждения, достигая тем самым большей площади для теплоотдачи и испарения. Деревянные оросит уст-ва пленочного типа - из прямоугольных брусков толщиной 8-13 мм и шириной до 100 мм. Из них изготавливаются щиты высотой 1,25-2,6 м и шириной до 2,5 м за счет крепления досок широкой гранью к двум-трем вертикальным рейкам с промежутками в 40-150 мм. Асбестоцементные пленочные - из стандартных плоских или волнистых листов. Асб листы в оросителе следует уст-ть преимущественно вертикально. Н-большая масса на единицу площади, , его концерогенные свойства и склонность к зарастанию поверхности листов солями карбоната кальция. Пластмассовые пленочные - конструкцию из разнонаправл пластин волнообразной формы с рифленой поверхностью, которая позволяет, улучшить тепло и массообм коэф.

Капельный ороситель состоит из большого числа деревянных реек треуголного или прямоуг сечения, расположенных горизонтальными ярусами. При падении капель воды с верхних реек на нижние образуются факелы мелких брызг, создающие большую поверхность соприкосновения с воздухом. Современные конструкции капельных оросителей выполняют из полимерных плоских решеток или штампованных сетчатых (перфорированных) элементов из полиэтилена. Д из полимер - 20 - 25 лет, а у дерев 10 – 15; компактны, просты в монтаже и легче асбестоцементных и деревянных

Капельно-пленочные оросители. -из дерева оросители состоят из двух или более частей друг над другом. конструкция кап и плен части не отличаются от обычных. -из пластмассовых сеток, сформированных в виде призм, гофролистов и др. Капельно-пленочные- лучшим эффектом охлаждения, чем капельные. можно увеличить гидравлическую нагрузку в 1 , 5 - 2 раза по сравнению с капельными оросителями.

Задача брызгательного оросителя - рассеять непрерывно падающую из форсунок системы водораспред воду на бесчисл мал капельки, с целю увел площади теплоотдачи и испар. Это орос ус-ва заполненные воздухонаправл щитами, предн-ми для улуч распределения воздушного потока. Щиты выполняются в виде спаренных блоков из досок, волнистых асбестоцементных листов или листового стеклопластика. Расстояние между щитами 0,4-0,5 м.

Водоуловители градирен

Водоуловителями оборудуются башенные и вентил градирни, имеющие повыш тягу воздуха.Предназначены для снижения выноса с охлаждающим воздухом капель влаги из градирен. Работающая градирня выбрасывает в атм воздух, насыщ водяными парами с размерами капель воды 100 - 500 мкм.

Установка водоуловителей над водораспред значительно умен вынос воды.

Потери воды на испарение при охлаждении где - коэф, учитывающий долю теплоотдачи испарением в общей теплоотдаче,

Принц раб -осаждения летящих вверх капелек воды на препятствии за счет действующих грав сил и инерционных сил, возникающих при отклонении воздушного потока для огибания этого препятствия. В кач-ве препятствия используются дерев, асбестоц или пластм дощечки, планки, лопатки, соты (каналы) разл конфигурации, располагаемые в 1 - 3 ряда, а также волокна сеток.

Водоуловитель – доп аэрод сопротивление, величина которого зависит от его конст-и, степени стеснения живого сечения, наклона лопаток и мат-ла, их формы, ряда других факторов. Установка водоуловителей влияет на формирование воздушного потока в градирне и работу вентил. При выборе водоуловителя -каждому из них присущи свои д и н. Они различаются материалом, схемой сборки блоков, механической прочностью, значением аэрод сопротив проходу воздуха, эффективностью водоулавливания.

Открытые градирни

В открытых градирнях движ воздуха обусловлено ветром и естественной конвекцией. Малоэф градирни, допускающие гидравлическую нагрузку до 4,0 м³/ч и тепловую нагрузку до 50 кВт/ч на 1 м² площади в плане.

Они по сравнению с другими типами градирен наиболее просты и близки к брызгальным бассейнам по своим кач-ым и кол-ым хар-кам. Бывают брызгальными и капельными. (капельный ороситель).

Откр брызг – неб вытянутый в плане брызгальный бассейн, огражденный со всех сторон жалюзийными решетками 3 (водоулов и препятс выносу брызг за пределы градирни).

Разбрызг сопла 2 направлены вниз и располагаются на высоте 4 - 5 м над уровнем воды в резервуаре. Резервуар 4 оборудуется переливной и грязевой линиями. Градирни имеют ширину до 4 м и длину до 20 - 30 м.

Открытые капельные - оборудуются распредв виде лотков с гидрав насадками и отражательными тарелками или сопел и оросителями кап типа из деревбрусков, что обеспечивает лучшие условия для охлаждения воды.

В практике применяются открытые градирни с разбрызгиванием воды в двух уровнях: верхний распределитель работает в зимний период, а нижний - в летний период.

Применяются открытые градирни в оборотных системах водоснабжения небольшой производительности при невысоких требованиях к температуре охлажденной воды.

Башенные градирни

Имеют вытяжную башню для создания естест тяги воздуха и м б прямоуг, круг и многоугол в плане. в виде монолж/б конструкции или каркасно-обшивной. К конструкции башни – повыш треб по условиям уст-ти, внутр аэрод, матер, которые с внутр стороны-под воздействием влажного теплого воздуха, а с наружной - воздействием морозного воздуха. Бетон для соор башни д б плотным, морозостойким. Внут пов-сть ж/б башни покрывается гидроиз.

Каркасобшивных градирен обычно выполняется из стальных элементов на сварке. Обшивка из дерев щитов, асбестоц, полим или алюмплоских или волнистых листов. Дерев конструкции пропитываются антисептиком, а асбестоцементные листы парафино-стеариновыми эмульсиями. Каркасзащищают от коррозии покраской или нанесением спец эмалевых защитных покрытий. Листовой алюминий применяется коррозионно-устойчивый.

Обшивка градирен д б плотной, искл подсос воздуха. Воздухозаборные окна градирни -между опорами башни по всему ее параметру. Сум площадь входных окон - 35 - 45% площ градирни в плане. Для ум аэрод сопрот над вх окнами монтируется воздухонаправ козырек. Окна обор поворотными щитами для изменения расхода поступающего воздуха с целью поддержания треб тем режима. Водосборный резервуар градирни обычно выполняется из ж/б с соот гидроизоляцией, оборудуется переливными и грязевыми выпусками

Вентиляторные градирни

Поконст-и вентил градирни- односекционными и многосекционными. Многосекц градирни состоят из 2 - 6 стандартных прямоуг или квадр в плане секций площадью до 200 м² каждая. Односекц градирни имеют площадь оросителя более 400 м² , применяются при б расходах (> 10 000 м3/ч) и устр-ся круг, квадр или многоуг в плане. По сп подачи воздуха - нагнетательными и отсасывающими. В нагн- вентилятор располагается до оросителя, а вотсас - после него на выходе воздуха из градирни (лопасти отсас вентил, расположенные в потоке теплого воздуха не обмерзают в зимний период, более равномерное распред воздуха по попер сечению градирни, возможно умен числа вентил и применение вентил с большим диам рабочего колеса).

Рег-ие работы вентиляторов осущ-ся изменением числа оборотов. Они имеют стальной или ж/б каркас обшитый деревом, асб листом, металлом или стеклопласт. В верх части корпуса градирни - неб вытяжная башня-дефлектор в виде конически расширяющегося насадка. Вентиляторные градирни оборудуются водоул различного типа для умен выноса капельной влаги. Вода к распред устройству трубч или лотк типа подводится боковым или центр стояком. В градирнях - брызгальные, капельные, пленочные и капельно-пленочные оросители с противоточным движ воздуха в них. Многосекц градирни малой произв-ти (до 800 м3/ч) могут располагаться на кровле этих зданий. Градирни оборудуются спецподдоном глубиной 100 - 150 мм для сбора охлажденной воды. Градирни м - вне помещений, внутри помещений-воздух необходимо выводить наружу.д б организована подпитка свежей воды из расчета 2—4 % от количества циркулирующей. Подпитку - в поддон аппарата, автоматизируя этот процесс по уровню в поддоне с помощью попл устройства. Периодически - полную замену оборотной воды на свежую для удаления накапливающихся солей

Эжеционные градирни

разбрызгивание воды осущ форсунками при давлении 0,33 - 0,4 МПа. При движении капельного потока со скоростью до 20 м/с он увлекает (эжектирует) за собой атм воздух, образуя газожидкостный факел распыла. В них нет оросителей и не требуется вентирятора. Хар-тся повышенным уносом капельной влаги - более 1,5% расхода охлаждаемой воды.

Гидравл нагрузка для вентиляторных градирен выше, чем у башенных и составляет обычно 6 - 8 м³/м²-ч. Ветиляторные градирни могут охлаждать воду до более низких температур, чем башенные градирни, не охлаждая ее до теоретического предела всего лишь на 4 - 5°С. При одинаковом эффекте охл они требуют меньшей площади по сравнению с другими охладителями.

а – с неподвиж сетками (1); б – со свободно подвеш нитями или лентами (2)

Радиаторные градирни

могут быть башенными и вентиляторными. Охлаждаемая в них вода не имеет контакта с воздухом, водоуловитель в них не устраивается, а потери на испарение и унос отсутствуют. Основным элементом градирни - система радиаторов изготовленных из стали, алюминия или медноалюминиевых сплавов скомпанованных в несколько секций, через которые проходит охлаждающий воздух.

Радиаторы представляют собой трубки с насаженными на них штампованными ребрами для создания развитой пов-ти охлаж, или специальные канальные радиаторы.

Низкая теплоемкость воздуха и низкие коэф теплоотдачи от воды к воздуху через стенку радиатора, требуют значительного кол-ва его для кач-го охлаждения. Применяется орошение наружной поверхности радиаторов водой, что повышает охлаждающий эффект и несколько снижает температуру охлажденной воды.

Н - невысокий эффект охлаждения; высокие температуры охлажденной воды (всегда выше температуры воздуха, измеренной сухим термометром); большой расход воздуха (в пять раз больше, чем в испарительных градирнях) и соответственно большие энергозатраты; большую стоимость в связи с использованием дорогостоящих цветных металлов для изготовления радиаторов.

Гибридные градирни

Гибридные градирни - это комбинир соор, в которых совмещены процессы тепломассообмена, присущие испарительным и сухим (радиаторным) градирням. Тяга воздуха может создаваться вытяжной башней, вентилятором или совместно башней и несколькими вентиляторами, размещенными по периметру башни в ее нижней части.

Технол и тех-экон показатели таких градирен выше, чем у радиаторных, но уступают испар. Безвозвратные потери воды в них значительно ниже в сравнении с испар и они м работать без видимого парового факела, что улучшает эколог условия на окружающей территории.

По охл способности гибридные градирни превосходят сухие, но уступают испар градирням. Гибридные градирни более сложны при проектировании и стр-ве, требуют повыш внимания и обслуж при эксп не только самих градирен, но и системы водооборота в целом. При недостаточно качественной оборотной воде на стенках внутри труб радиаторов образуются солевые отложения, а оребрения труб загрязняются пылью входящего воздуха, что приводит к резкому возрастанию теплового сопр. Это вызывает нарушение расч режимов работы сухой и испарчастей, а также аварийные ситуации в зимнее время

1 – вытяжная башня; 2 – охладительные дельты с жалюзи; 3 – циркуляционные водоводы сухой части; 4 – горизонтальное перекрытие; 5 – водосборный бассейн; 6 – циркуляционные водоводы испарительной части; 7 – железобетонный стояк; 8 – водораспределительная система; 9 – блоки оросителей; 10 – водоуловитель; 11 – воздухозаборные окна испарительной части; 12 – несущий опорный каркас; 13 – сухой нагретый воздух; 14 – насыщенный нагретый воздух.