Работа градирни

Многие думают, что работа градирни — это просто насосы гоняют воду, а вентиляторы гоняют воздух. На деле, если копнуть, тут целая система взаимосвязей, где мелочь может встать боком. Скажем, та же ООО Аньцю Кэхуа окружающая технология, которая на своем сайте https://www.khhj.ru пишет про комплексы для очистки воды и воздуха — у них подход к охлаждающим системам часто идет в связке с общими задачами по энергоэффективности и экологии объекта. Но в поле, на действующем объекте, теория из брошюры и реальная работа градирни — это иногда две большие разницы.

Основной принцип и типичные заблуждения

Вот смотришь на эту махину — башня, вентиляторы шумят. Кажется, главное — чтобы вода охлаждалась. Но ключевой параметр часто не температура на выходе сама по себе, а подход к влажному термометру. Многие заказчики требуют 'охладить до 25°C', не глядя на температуру мокрого термометра в регионе. А это предел, физический предел для испарительного охлаждения. Объясняешь, доказываешь — иногда доходит, иногда нет.

Еще один момент — материал. Для каких вод? Если в оборотной системе вода с высоким солесодержанием, обычная пленочная насадка (ороситель) засолится за сезон, эффективность упадет на треть. Видел такие случаи на промпредприятиях, где систему водоподготовки сэкономили, а потом ломали голову, почему работа градирни не дает проектной температуры. Приходилось промывать кислотой, но это уже аварийные меры, не решение.

И да, про вентиляторы. Часто ставят на дешевых редукторах или прямоприводные. Шум, вибрация, а главное — регулировка. Без плавного регулирования оборотов под реальную тепловую нагрузку — это постоянный перерасход электроэнергии. Особенно это видно на объектах с сезонным графиком. Летом работают на полную, осенью уже можно было бы сбавить, но нет механизма — вот и гоняют воздух впустую.

Связь с общими системами завода: пример из практики

Упомянутая компания ООО Аньцю Кэхуа окружающая технология правильно делает, что рассматривает градирни не как отдельный агрегат, а как часть комплекса. На одном из объектов по переработке, где стояло их оборудование для очистки стоков, была задача утилизировать сбросное тепло от технологического процесса. Теплая вода шла сначала через пластинчатый теплообменник на подогрев чего-то еще, а уже потом — в градирню на доохлаждение. Это разумно.

Но наладка такой каскадной системы — это головная боль. Балансировка расходов, чтобы не создать противодавление на основную технологическую линию. Датчики, контроллеры... Часто экономят на автоматике, ставят ручные задвижки. В итоге оператор крутит вентиль, руководствуясь 'чуйкой', а не показаниями. Работа градирни становится нестабильной, то переохлаждает, то недотягивает.

Здесь важен интеграционный подход. Если на сайте https://www.khhj.ru заявлены полные комплекты, то логично было бы предлагать и системы управления для них, которые сводят воедино данные от всех узлов. Но на практике часто приходится самим, на месте, колхозить SCADA-систему из того, что есть.

Проблемы зимней эксплуатации

Отдельная песня — зима. Обледенение. Особенно в вентиляторных градирнях. Водяные капли, уносимые воздушным потоком, намерзают на кромках воздухозаборных окон, на самих лопастях вентилятора. Бывает, лед нарастает так, что останавливает вентилятор. Бороться можно — перераспределять поток, включать антиобледенительные электротены (но это дорого по энергии), или переходить на режим 'сухой' работы, если конструкция позволяет.

Видел, как на одной ТЭЦ пытались бороться с обледенением, просто отключив часть секций. В итоге оставшиеся работали с перегрузом, скорость воздуха в них выросла, унос капель усилился, и обледенение стало еще хуже. Пришлось срочно вызывать специалистов. Это к вопросу о том, что интуитивные решения не всегда работают в сложных системах.

Вопросы эффективности и энергозатрат

Эффективность градирни — это не абстрактный КПД. Это, по сути, насколько близко она может охладить воду к температуре мокрого термометра при данных затратах энергии. Основной потребитель — вентиляторы и циркуляционные насосы. Иногда, чтобы выиграть полградуса на выходе, приходится вдвое увеличивать напор насосов (для более мелкого распыла) или обороты вентилятора. А потребление энергии при этом растет в геометрической прогрессии.

Здесь важен расчет на стадии проектирования. Но часто проектанты берут данные по 'среднестатистическому' лету, плюс запас. И получается градирня, которая 95% времени работает на 30% своей мощности. А деньги на ее постройку и, главное, на ее эксплуатацию, ушли немалые. Работа градирни должна быть гибкой. Сейчас все чаще ставят частотные преобразователи и на насосы, и на вентиляторы. Окупаемость — 2-3 сезона.

Еще один резерв — качество оросителя (насадки). Современные ПВХ-сотовые насадки имеют большую поверхность контакта при меньшем аэродинамическом сопротивлении. Замена старого деревянного бруса (да-да, такое еще встречается!) на такой сотовый ороситель может дать прирост эффективности на 10-15% при тех же энергозатратах. Но это опять же капитальные вложения, на которые идут неохотно, пока старая система совсем не развалится.

Техническое обслуживание: без этого никуда

Самая частая причина падения эффективности — загрязнение. Вода-то оборотная, в ней и пыль с завода, и продукты коррозии, и биологические обрастания (водоросли, бактерии). Ороситель забивается, вода стекает не пленкой, а струйками, контакт с воздухом ухудшается. Нужна регулярная промывка.

Но промывка — это останов. Многие производства останавливаться не любят. Тянут до последнего, пока перегрев технологического оборудования не начинает угрожать срывом выпуска продукции. Вот тогда уже бьют тревогу. Правильный подход — включить химводоочистку в контур, как часть общего комплекса, о котором говорит ООО Аньцю Кэхуа окружающая технология. Дозирование ингибиторов коррозии, альгицидов. Это постоянные затраты, но они предотвращают катастрофические простои.

Осмотр и ремонт. В башенных градирнях нужно лазить внутрь, смотреть состояние насадки, каплеуловителей, поддона. Работа не для слабонервных — темно, влажно, скользко. Часто этим пренебрегают, ограничиваются внешним осмотром. А внутри может быть локальное разрушение, которое со временем приведет к перекосу всей конструкции. Видел, как из-за разрушения нескольких ячеек оросителя поток воздуха сбился, возникла повышенная вибрация, которая за полгода расшатала крепления вентиляторной стойки. Дорогостоящий ремонт.

Выводы и субъективные наблюдения

Так что, если резюмировать. Работа градирни — это баланс. Баланс между капитальными затратами и эксплуатационными, между требуемой температурой и энергопотреблением, между пропускной способностью и качеством воды. Это не 'поставил и забыл'.

Компании, которые, как https://www.khhj.ru, предлагают комплексные решения, имеют преимущество, потому что могут проектировать систему с учетом всех этих связей. Но и от персонала на объекте многое зависит. Нужно понимать физику процесса, а не просто смотреть на показания термометра.

Лично для меня самый показательный момент — это звук работающей градирни. По равномерности гула вентилятора и шума падающей воды уже можно многое сказать о ее состоянии. Опытный мастер, пройдя мимо, скажет: 'В третьей секции подшипник начинает шуметь' или 'Вода плохо распыляется, насадка грязная'. Это та самая практика, которую не заменишь никакими инструкциями. И именно она в итоге определяет, будет ли эта махина работать годами без проблем, или станет вечной головной болью для энергетика цеха.