Градирня для охлаждения

Когда говорят ?градирня для охлаждения?, многие сразу представляют себе ту самую огромную гиперболоидную башню на ТЭЦ или АЭС. Это, конечно, классика, но в промышленности, особенно в той, где мы работаем — очистка воды, воздухоочистка, газоочистка — применяются в основном вентиляторные градирни, и требования к ним совсем другие. Основная ошибка — считать, что главное это просто сбросить температуру воды. На деле, если неправильно подобрать или смонтировать, можно получить обратный эффект: повышенный расход воды, солевые отложения на теплообменниках, а в итоге — простой всей технологической линии. У нас в ООО Аньцю Кэхуа окружающая технология через это проходили, когда комплектовали первую крупную систему для очистки промстоков.

Не вода, а технологическая среда

Вот смотрите. В нашем деле, которое отражено на сайте Khhj.ru, где мы представляем комплексы для очистки сточных вод и газов, градирня для охлаждения редко работает с чистой водой. Чаще это какой-нибудь рассол, щелочной или кислотный раствор после промывки газов в скруббере. И сразу первая головная боль — материал. Обычный стеклопластик может не подойти, если в циркулирующей жидкости есть, скажем, органические растворители. Один раз ставили стандартную градирню на объекте по переработке химических отходов — через полгода корпус начал мутнеть и терять прочность. Пришлось экстренно менять на модель с корпусом из специального полипропилена.

Или вот еще момент — каплеуловитель. В стандартных проектах на него часто экономят, ставят простейшие лабиринтные. Но если охлаждается жидкость с летучими компонентами (допустим, аммиачная вода после денитрации), то эти пары будут разноситься ветром по всей площадке. Жалобы от соседних цехов обеспечены. Поэтому теперь мы всегда отдельно обсуждаем с заказчиком состав среды и настаиваем на многоступенчатых каплеуловителях, даже если это удорожает конструкцию. Это не прихоть, а необходимость, чтобы вся система очистки сточных вод и борьбы с загрязнением воздуха работала как единое целое, а не создавала новые проблемы.

Расчет тепловой нагрузки — это отдельная песня. Формулы в учебниках хороши для дистиллята. А попробуй посчитай для суспензии с твердыми частицами, где меняется плотность, вязкость, да еще и часть тепла тратится не на испарение, а на нагрев этих самых взвесей. Часто прикидываем ?на глазок?, исходя из прошлого опыта, и потом закладываем запас по площади орошения процентов в 20-25. Лучше пусть будет немного больше, чем система не будет справляться в пиковые летние дни, и температура на входе в реактор или абсорбер поползет вверх, сводя на нет всю эффективность оборудования для обессеривания.

Монтаж: где кроются главные потери

Казалось бы, собрал каркас, установил вентилятор, подвесил ороситель — и работай. Ан нет. Самый частый косяк, который вижу на чужих объектах — неправильная установка относительно преобладающих ветров и ближайших строений. Градирню поставили в ?карман? между двумя зданиями, воздух застаивается, тяга естественная нулевая, вентилятор работает на износ, а температура на выходе все равно высокая. Мы всегда требуем данные розы ветров для площадки, хотя бы за последний год. Или вот еще: выхлоп теплого влажного воздуха направлен прямо на стену цеха. Через пару лет на этой стене — грибок и коррозия. Нужно учитывать и это.

Система подвода и отвода воды. Трубы должны иметь уклон строго по проекту, иначе в каких-то секциях оросителя будет ?недолив?, а в других — перелив. Распределение воды по фронту становится неравномерным, КПД падает. Однажды налаживали систему, где монтажники, чтобы сэкономить на опорах, положили подводящую магистраль с горбом. В самой высокой точке скопился воздух, создалась пробка. Половина разбрызгивателей просто не работала. Пришлось резать и перекладывать.

И, конечно, автоматика. Часто ставят простейший контроллер, который включает и выключает вентилятор по температуре воды на выходе. Но этого мало. Хорошая практика — привязывать работу к температуре мокрого термометра (психрометрическая разность). Это дает реальную экономию энергии. А еще важно иметь возможность плавно регулировать обороты вентилятора, а не просто ?вкл/выкл?. Шум меньше, износ меньше, и точность поддержания температуры выше. Мы в своих комплектах, которые продвигаем через ООО Аньцю Кэхуа окружающая технология, стараемся закладывать такую возможность, даже если изначально заказчик хочет сэкономить. Объясняем, что это окупится за пару сезонов.

Обслуживание: то, о чем забывают при покупке

Купили, смонтировали, запустили — и забыли. Такой подход к градирне для охлаждения — прямой путь к дорогостоящему ремонту. Самое очевидное — чистка. Ороситель забивается грязью, солями жесткости, биопленкой (особенно если вода теплая и в ней есть органика). Давление в разбрызгивателях растет, а эффективность теплообмена падает. Мы рекомендуем не реже раза в квартал делать визуальный осмотр и промывку. Но кто это делает? Чаще вспоминают, когда уже все плохо.

Вентилятор и редуктор. Подшипники нужно смазывать по графику, а не тогда, когда появится посторонний шум. Ремни натяжения проверять. Один случай был показательный: на градирне, обслуживающей контур охлаждения в системе удаления пыли, оборвало ремень. Вентилятор встал, температура в рукавных фильтрах подскочила, нейлоновые рукава начали плавиться. Остановка производства на три дня. А причина — банальное ослабление натяжения и износ.

Зимняя эксплуатация. Для наших широт критично важно. Обледенение воздухозаборных решеток и оросителя — обычное дело. Если не предусмотреть систему обогрева или автоматического реверса вентилятора, лед может просто раздавить элементы конструкции. Мы обычно ставим ТЭНы малой мощности по периметру воздухозаборных окон и датчики температуры. Недешево, но дешевле, чем весной менять полградирни.

Интеграция в общий комплекс

Градирня для охлаждения — не самостоятельная единица, а элемент системы. Ее работа напрямую влияет на эффективность всего комплекса очистки сточных вод или оборудования для обессеривания и денитрации. Например, в скруббере для улавливания сернистого ангидрида температура абсорбера (обычно известкового молока или аммиачной воды) должна быть в строго определенном диапазоне. Если она выше — химическая реакция идет неполно, выбросы превышают ПДВ. Если ниже — могут выпадать кристаллогидраты и забивать форсунки.

Поэтому при проектировании мы не просто подбираем градирню по каталогу. Мы смотрим на график работы основного технологического оборудования, на пиковые тепловые нагрузки, на возможные простои. Иногда логичнее поставить две градирни меньшей мощности, работающие попеременно, чем одну большую. Это дает гибкость и резервирование.

Связь с КИПиА. Данные с датчиков температуры на выходе из градирни должны не только крутиться на своем пульте, но и интегрироваться в общую систему управления технологическим процессом. Чтобы при аварийном росте температуры автоматика могла, например, снизить нагрузку на реактор или подать сигнал на остановку линии. Такая глубокая интеграция — это уже высший пилотаж, но к нему нужно стремиться. Наша компания как раз специализируется на создании таких полных, ?умных? комплексов, о чем можно подробнее узнать на нашем ресурсе.

Мысли вслух и выводы

Глядя на свой опыт, могу сказать, что выбор и эксплуатация градирни — это всегда компромисс. Между стоимостью и надежностью, между производительностью и энергопотреблением, между ?как в проекте? и ?как получилось на месте?. Идеальных решений нет. Есть более или менее подходящие для конкретных условий.

Самое важное — не относиться к ней как к простому ?холодильнику для воды?. Это технологический аппарат, от которого зависит стабильность работы всего дорогостоящего комплекса очистных сооружений. Экономия на материалах, автоматике или проектировании здесь почти всегда выходит боком.

И последнее. Мир не стоит на месте. Появляются новые материалы для оросителей (например, с антиадгезионным покрытием), более эффективные и тихие вентиляторы, ?умные? системы управления, прогнозирующие нагрузку по погоде. За этим нужно следить. Потому что правильно подобранная и обслуживаемая градирня для охлаждения — это не статья расходов, а инструмент для обеспечения непрерывности и экономической эффективности всего производства. Именно на создание таких сбалансированных и надежных решений, где каждый элемент, включая градирни, работает на общий результат, и направлена деятельность нашей компании.