Мокрая градирня

Часто, когда говорят про мокрые градирни, представляют себе просто башню с водой и вентилятором. Мол, подал горячую воду, обрызгал, охладил — и всё. Но на практике, если так подходить, можно здорово прогореть. Особенно в наших широтах, где полгода зима, а потом вдруг +30. Сам через это проходил, когда лет десять назад ставил одну из первых систем на небольшом производстве. Тогда думал, главное — отвести тепло, а про мокрую градирню как комплексную систему с кучей нюансов не задумывался. Ошибка вышла дорогой — зимой обледенение чуть не вывело из строя всю линию. С тех пор отношусь к ним иначе.

Что на самом деле скрывается за конструкцией

Конструктивно — да, это башня с оросителем, каплеуловителем и вентилятором. Но душа системы — в её способности отдавать тепло через испарение. И вот здесь начинаются тонкости. Эффективность испарения зависит не только от температуры воды, но и от влажности воздуха, от его энтальпии. Поэтому расчёт ?по максимуму? для июля и ?по минимуму? для января — это два совершенно разных агрегата. Частая ошибка — брать усреднённые данные по климату. В итоге летом недохлаждает, зимой переохлаждает и обмерзает.

Материалы — отдельная история. Полипропилен, стеклопластик, бетон. Выбор зависит от среды. Если в оборотной воде есть следы каких-то реагентов, скажем, со станции очистки, то обычный полипропилен может со временем стать хрупким. Видел случай на химическом комбинате, где через три года оросительный блок из-за слабощелочной среды начал крошиться. Пришлось менять на более стойкий композит. Это к вопросу о том, почему просто купить ?градирню? по каталогу — мало. Нужно понимать, что в неё будет поступать.

И вентилятор тут не просто ?дует?. Осевой, радиальный? Материал лопастей? Если стоит в мокрой зоне, то антикоррозионное покрытие — must have. А ещё — уровень шума. Часто забывают, что градирня работает 24/7, и если её поставить рядом с административным корпусом, потом будут жалобы. Приходится рассчитывать акустику, иногда ставить глушители. Мелочь, а влияет на итоговую стоимость и принятие решения.

Зимняя эксплуатация — главный камень преткновения

Вот где проявляется весь опыт, хороший и плохой. Основная проблема — обледенение. Обмерзать может всё: входные жалюзи, ороситель, каплеуловитель. Лёд увеличивает нагрузку на конструкцию, снижает проход воздуха, может привести к полной остановке. Стандартное решение — изменение режима работы, отключение части вентиляторов, перераспределение потока воды. Но это если заложено в проекте.

Одна из наших ранних монтажей в Сибири показала, что теория расходится с практикой. Проектом была предусмотрена работа с отключением двух из четырёх вентиляторов в мороз. Но при -35° и высокой влажности лёд нарастал на жалюзи с такой скоростью, что механические очистители не справлялись. Пришлось в экстренном порядке монтировать систему кабельного обогрева по периметру воздухозаборных окон. Недешево, но дешевле, чем останавливать цех.

Отсюда вывод: для северных регионов мокрая градирня должна проектироваться с трёх- или четырёхкратным запасом по режимам работы. И обязательно закладывать возможность установки систем антиобледенения, даже если в момент проектировки кажется, что это лишняя трата. Потом дорабатывать в полевых условиях всегда дороже. Сейчас мы в ООО ?Аньцю Кэхуа окружающая технология? для таких случаев всегда предлагаем опциональный пакет ?зимний комплект? — это и подогрев, и усиленные материалы жалюзи.

Связка с системами очистки — неочевидная необходимость

Тут многие упускают важный момент. Градирня — не изолированный объект. Она часть большого цикла, часто — финальное звено после систем очистки воды. Если перед ней стоит, скажем, неэффективный механический фильтр, то вся взвесь пойдёт в ороситель. Сопла забьются, распределение воды нарушится, эффективность упадёт. А если вода с примесями, то на поверхности теплообмена будет нарастать биологическое обрастание или солевые отложения.

У нас был проект для пищевого производства, где использовалась вода после собственной очистки сточных вод. Клиент сэкономил на фильтрах тонкой очистки, решив, что для градирни сойдёт. Через полгода падение эффективности на 40%. Разобрали — все каналы в оросителе забиты органическим илом. Пришлось ставить дополнительную ступень фильтрации с автоматической промывкой. Теперь мы всегда уточняем параметры воды на входе и, если нужно, рекомендуем решения партнёров или наши собственные. На нашем сайте khhj.ru как раз указано, что мы работаем с полными комплектами, включая оборудование для подготовки воды — это не просто слова для каталога, это именно из такой практики.

Ещё момент — химическая обработка воды. Для борьбы с накипью и биологией часто используют реагенты. Но их дозировка должна быть точной. Передозировка может повредить материалы градирни, особенно полимерные. Недостаток — не сработает. Поэтому современные системы часто идут в паре с автоматическими станциями дозирования, которые контролируют pH, электропроводность. Это уже следующий уровень, но для ответственных производств он себя оправдывает.

Экономика и выбор: дороже — не всегда лучше

На рынке есть предложения на любой кошелёк: от простых вентиляторных градирен до гибридных и сухих систем. Часто клиент, наслушавшись продавцов, считает, что мокрая градирня — это устаревшее и неэкономичное решение из-за потерь воды на испарение и капельный унос. Но это не всегда так. Да, испарение есть, это плата за высокую эффективность охлаждения. Однако в многих случаях, особенно при необходимости сбросить большое количество тепла при относительно небольшой разнице температур, мокрая градирня будет самым компактным и дешёвым в эксплуатации решением.

Сравнивал как-то для одного объекта: сухая градирня требовала в полтора раза больше места и на 30% больше энергии на вентиляторы для того же теплоотвода. А стоимость самой конструкции была выше. Вода же на подпитку в том регионе была дёшева. Окупаемость мокрого варианта получилась около двух лет. Конечно, если вода — дефицит, или её нужно сильно готовить, то баланс смещается.

Поэтому наш подход в ООО ?Аньцю Кэхуа окружающая технология? всегда начинается с технико-экономического расчёта. Не продаём ?коробку?, а считаем полный жизненный цикл: капитальные затраты, стоимость воды, электроэнергии, обслуживания, ремонтов. Иногда выгоднее поставить чуть более дорогую, но более надёжную градирню с хорошей автоматикой, которая будет экономить воду и энергию. А иногда — наоборот, простую и ремонтопригодную, если квалификация местного персонала невысока. Универсальных рецептов нет.

Монтаж и ?подводные камни?

Казалось бы, собрал конструкцию, подключил трубы и питание — и работай. Но нет. Фундамент. Под массивную железобетонную градирню нужен серьёзный фундамент, часто с виброизоляцией. Под лёгкую стеклопластиковую — тоже, но другие требования. Ошибка в расчёте нагрузки — и через год появятся трещины, перекосы, течи.

Ещё один частый промах — неправильное расположение относительно других объектов. Градирня выбрасывает в атмосферу влажный, а иногда и тёплый воздух. Если поставить её с подветренной стороны к зданию, то в зимнее время этот пар будет оседать на фасаде, стёклах, образовывая наледь. Или, что ещё хуже, если рядом воздухозабор вентиляции того же здания, то вся влага будет затягиваться внутрь. Приходилось переделывать уже смонтированную систему из-за такой ошибки проектировщиков.

И последнее — обвязка. Запорная арматура, байпасы, сливы. Должна быть возможность отключить градирню на ремонт, не останавливая весь технологический цикл. Должны быть дренажные линии для опорожнения на зиму, если это требуется. Эти ?мелочи? на бумаге выглядят очевидными, но на стройплощадке их часто экономят или забывают. Потом эксплуатационщики проклинают всех. Поэтому мы стараемся вести авторский надзор за монтажом ключевых узлов, чтобы потом не было мучительно больно.

Взгляд вперёд: не зацикливаться на старом

Отрасль не стоит на месте. Сейчас много говорят об энергоэффективности. Для градирен это — частотно-регулируемые приводы на вентиляторах и насосах. Они позволяют плавно регулировать производительность в зависимости от тепловой нагрузки, экономя до 40% электроэнергии. Стоит дороже, но окупается. Мы постепенно внедряем такие решения в свои проекты, предлагаем как опцию.

Другое направление — гибридные системы, где мокрая градирня работает в паре с сухим теплообменником. В межсезонье или в холод работает ?сухой? режим, экономя воду. В пик жары включается ?мокрый?. Сложнее в управлении, дороже, но для регионов с большим перепадом сезонных температур — интересное решение. Пока что у нас мало опыта с ними, больше теоретические наработки и пара пилотных проектов. Нужно набрать статистику, понять реальные проблемы в эксплуатации.

В целом, несмотря на появление новых технологий, обычная мокрая градирня ещё долго будет востребована. Простота, надёжность, проверенность временем — это серьёзные аргументы. Главное — не относиться к ней как к примитивному устройству. Это сложный аппарат, требующий грамотного расчёта, качественного изготовления и вдумчивой эксплуатации. Как и любое серьёзное промышленное оборудование. И именно такой подход мы стараемся продвигать в своей работе, будь то поставка отдельной градирни или комплексный проект по очистке сточных вод и организации всего цикла водооборота.