Градирни

С целью рационального использования воды на промышленных предприятиях применяются автономные системы водоснабжения, которые должны обеспечивать подачу воды на производство в требуемых количествах и соответствующего качества.

В основном охлаждение оборотной воды происходит в вентиляторных и башенных градирнях, которые применяются практически во всех отраслях промышленности. Особенно велико их использование в энергетике, химических, нефтеперерабатывающих производствах. Объем воды проходящий через процесс охлаждения с использованием градирен, составляет приблизительно 130 км3 в год - это 65% всего расхода воды по всем отраслям промышленности. Следовательно, усовершенствование системы замкнутого водоборота с целью повышения ее эффективности является актуальной задачей.

Оросители градирни – основной конструктивный элемент, определяющий их охлаждающую способность. Именно ороситель обеспечивает необходимую площадь поверхности контакта воды и воздуха при минимально возможном гидродинамическом сопротивлении.

Предприятие «ТЕХВОДПОЛИМЕР» свыше 15 лет производит технологическое оборудование на полимерной основе, необходимое для строительства новых и реконструкции действующих градирен.

Хочется отметить, что и ведущие зарубежные фирмы («Бальке Дар» (BALKE DURR) - Германия, «Хамон» (HAMON) - Франция, «Марли» (MARLEY) - США, «Мунтерс» (MUNTERS) - Швеция) ведут активную разработку пластмассовых оросителей, как наиболее перспективных, превосходящих по своим основным технологическим показателям аналоги из традиционных материалов (древесина, асбест).

В настоящее время наше предприятие изготавливает 16 модификаций оросителя, две модификации водоуловителя и три вида разбрызгивающих сопел.

Оросители изготавливаются на основе сетчатой оболочки диаметром 65 и 45 мм (патент РФ 218734 по ТУ 2291-001-55836777-2005). Все изделия изготавливаются из полиэтилена низкого давления ПНД 273-79 стабилизированного углеродом. Базовыми размерами блока являются 1000x500x500 мм. также могут быть изготовлены оросители любой конфигурации по заявке заказчика.

Блоки оросителя (БО-65) и их модификации являются тепломассообмеными устройствами (ТМУ) из перфорированных модулей (ПМ).

По способу формирования тепломассообменной поверхности являются устройствами дисперсионного типа, т.к. поверхность контакта воды с воздухом формируется из капель путем их многократного дробления и слияния.

Именно от величины и структуры образующейся поверхности охлаждения воды во многом зависит охлаждающая эффективность ТМУ и градирни в целом.

Свободная поверхность воды в ТМУ типа пленочно-капельного оросителя складывается из 3-х основных частей:
- водяной пленки, образующейся на элементах при обтекании их водой;
- крупных капель, образующихся на нижних кромках элементов;
- брызг или мелких капель, образующихся при ударах падающих крупных капель о верхние плоскости нижележащих элементов.

Свободная поверхность воды ПМ складывается из 2-х основных частей:
- крупных капель, образующихся в углах пересечения нитеобразных элементов и падающих затем вниз;
- мелких капель и брызг, образующихся при ударах крупных капель о нитеобразные элементы и их пересечения.


Водяной поток, попадая внутрь ПМ многократно дробится, возрастает роль горизонтальной и наклонной составляющих скорости падения капель, что обеспечивает большую длительность контакта воды с воздухом и увеличение теплоотдачи.

Исследования показали, что в ТМУ пленочного и капельно-пленочного типа (*трубчатые оросители из ПНД и пленочные из ПВХ двойного гофрирования) до 70-80 % свободной поверхности воды приходится на водяную пленку, лишь 5%- на крупные капли и 15-20% на мелкие капли. Но по количеству отдаваемой теплоты на первом месте оказываются мелкие капли, на их долю приходится до 65-70% всего количества отдаваемой водой теплоты, тогда как на долю пленки приходится 25-30%.

Средневзвешенное значение коэффициента теплоотдачи для пленочных и капельно-пленочных оросителей равен 148,0 КДж/м2.ч.°С, а для ТМУ дисперсионного типа - 1083,2 КДж/м2.ч.°С.

Натурные испытания градирен с ТМУ из ПМ подтверждают выводы стендовых исследований и показывают реальное повышение численного значения коэффициента тепло- и массоотдачи по отношению к пленочным конструкциям.

Кроме вышесказанного, к основным преимуществам разработанной конструкции блока оросителя на основе сетчатой оболочки относятся:
- способность выдерживать больше статические и динамические нагрузки (до 1600 кг/м2);
демпфирующая способность сетчатых оболочек;
- малый коэффициент аэрогидродинамического сопротивления;
- возможность перераспределения водо-воздушного потока по всему объему оросителя;
- более продолжительный ресурс работы по сравнению с оросителями из традиционных материалов;
- возможность самоочищения от механических примесей, наледи и водяного камня.
- стойкость полимера, применяемого для изготовления оросителя, против химического воздействия.

Основным аспектом работы градирен, негативно влияющих на окружающую среду, является унос капельной влаги, сопровождающийся выбросом вредных веществ.

Для решения этой проблемы на предприятии «ТЕХВОДПОЛИМЕР» разработаны и производятся водоуловители 2-х модификаций, изготавливаемых из гофрированной трубы D=75мм (КУ-75) и сетчатой оболочки D=45мм (ВУС-45).

Конструкция КУ-75 и ВУС-45 позволяет обеспечивать возврат капельной влаги в бассейн градирни. Эксплуатация показала их высокую эффективность и позволила снизить унос воды в допустимых пределах предусмотренных СНиПом.

Особенно стоит отметить работу предприятия в области снижения горючести полимерных материалов. Сотрудничество с ООО «СпецПласт - М» г. Москва позволило добиться положительных результатов. Отработана технология и получен состав полимера, который в изделии не поддерживает самостоятельного горения и гарантирует в соответствии с международной классификацией степень негорючести V=0.

Все образцы продукции прошли испытания в Испытательном центре испытательной пожарной лаборатории МВД РБ (письмо ИЦИПП ГУ «УГПС МВД РБ ОТ 09.03.2004№3/7-45)

Благодаря уникальным свойствам сетчатой оболочки, оросительные блоки эффективно используются в качестве загрузки в биологических очистных сооружениях. Их высокая эффективность и хорошие эксплутационные качества подтверждаются лабораторными испытаниями НИИ «ВодГео» г. Москва, а также промышленным использованием блоков биологической загрузки на многих предприятиях Российской Федерации.

Продукция предприятия «ТЕХВОДПОЛИМЕР», запатентована, сертифицирована и отмечена многими дипломами региональных, федеральных и международных выставок.

Автор: Лежнев Михаил Львович, заместитель генерального директора ООО "Техводполимер", Стерлитамак

Используемая литература
1. В.С. Пономарев; Ю.И. Арефьев - «Градирни промышленных и энергетических
предприятий» (г. Москва, «Энергоатомиздат», 1998г.)
2. В.А. Калатузов - «Эффективность тепломассообменных устройств градирен из пластмассовых перфорированных модулей» (Химическая техника, №4, 2007г.)