Градирни
Градирни - устройство для охлаждения большого количества воды направленным потоком атмосферного воздуха. Иногда градирни называют также охладительными башнями.
В настоящее время градирни в основном применяются в системах оборотного водоснабжения для охлаждения теплообменных аппаратов (как правило, на тепловых электростанциях, ТЭЦ, АЭС). В гражданском строительстве градирни используются при кондиционировании воздуха, например, для охлаждения конденсаторов холодильных установок, охлаждения аварийных электрогенераторов. В промышленности градирни используются для охлаждения холодильных машин, машин-формовщиков пластмасс, при химической очистке веществ.
Процесс охлаждения происходит за счёт испарения части воды при стекании её тонкой плёнкой или каплями по специальному оросителю, вдоль которого в противоположном движению воды направлении подаётся поток воздуха (вентиляторные градирни), а в случае с эжекционными градирнями охлаждение происходит за счёт создаваемой среды, приближенной к условиям вакуума специальными форсунками (обеспечивающими площадь тепломассообмена, каждая — 450 м² на 1 м³ прокачиваемой жидкости, представляющие собой принцип двойного действия, охлаждая распыляемую жидкость не только снаружи, но и внутри) и особенностями конструкции. При испарении 1 % воды, температура оставшейся массы понижается на 5,48 °C, а в случае с описанным эжекционным принципом охлаждения температура оставшейся массы понижается на 7,23 °C.
Как правило, градирни используют там, где нет возможности использовать для охлаждения большие водоёмы (озёра, моря). Основной параметр градирни — величина плотности орошения — удельная величина расхода воды на 1 м² площади орошения.
Основные конструктивные параметры градирен определяются технико-экономическим расчётом в зависимости от объёма и температуры охлаждаемой воды и параметров атмосферы (температуры, влажности и т. д.) в месте установки.
Использование градирен в зимнее время, особенно в суровых климатических условиях, может быть опасно из-за вероятности обмерзания градирни. Происходит это чаще всего в том месте, где происходит соприкосновение морозного воздуха с небольшим количеством теплой воды. Для предотвращения обмерзания градирни и, соответственно, выхода её из строя следует обеспечивать равномерное распределение охлаждаемой воды по поверхности оросителя и следить за одинаковой плотностью орошения на отдельных участках градирни (только для градирен с оросителем). Нагнетательные вентиляторы тоже часто подвергаются обледенению из-за неправильного использования градирни (для вентиляторных градирен). При использовании эжекционных градирен большая часть этих трудностей исчезает, потому что нет ни вентилятора, ни оросителя.
В зависимости от типа оросителя, градирни бывают:
- плёночные;
- капельные;
- брызгальные;
- сухие.
По способу подачи воздуха:
- вентиляторные (тяга создаётся вентилятором);
- башенные (тяга создаётся при помощи высокой вытяжной башни);
- открытые (атмосферные), использующие силу ветра и естественную конвекцию при движении воздуха через ороситель.
- эжекционные, использующие естественный захват воздуха при распылении воды в специальных каналах.
По направлению течения сред (охлаждаемой воды и воздуха):
- с противотоком (наибольший температурный перепад, наибольшее аэродинамическое сопротивление);
- с перекрестным током (меньшее аэродинамическое сопротивление, меньше капельного уноса);
- с смешанным током (конструкция градирни содержит и противоток и перекрестный ток).