Технологична схема на охлаждащата кула. Как да направите топлинно изчисление на охлаждаща кула. Интерактивна схема за охлаждане на кулата

Спомнете си отново работата на психрометъра, описана в предишната глава, тъй като охладителната кула е вид гигантски психрометър.
ПРИНЦИП ЗА ОХЛАЖДАНЕ

Устройство, наречено спрей накрайник, е поставено в горната част на кулата. Това е набор от тръби с дупки в долната част, в които топлата вода се подава с високо налягане. Тази вода изтича от дупките в тръбите, пръска се и тече надолу. По пътя си водни струи се срещат с мощен нагоре поток от сух въздух, подаван към тялото на охладителната кула с помощта на вентилатор. Така водата и въздухът се движат в противоположни посоки.
Сухият въздух абсорбира водната пара, което води до интензивно изпаряване на водата, която тече надолу, и следователно до силното й охлаждане. Колкото по-висока е кулата, толкова по-дълго водата ще влиза в контакт с въздуха и толкова повече ще се охлажда. За да се подобри топлопредаването, вътре в кулата е инсталирано устройство, наречено иригатор, което обикновено е структура на пчелна пита с развита поливна повърхност (виж фиг. 73.1). Впръсква се в
водата достига до напоената повърхност на горната част на кулата, спадът й се забавя, времето и площта на контакт с въздуха се увеличават, в резултат на което степента на охлаждане на течащата вода се увеличава значително.
За да се попълни количеството вода, която се пренася с въздух под формата на водна пара, водната верига се осигурява с вода в охладителната кула. За да направите това, в долната част на кулата инсталирайте приемателен резервоар за вода, оборудван с поплавков клапан. Този клапан поддържа постоянно ниво на водата в резервоара, следователно охладителната кула консумира вода от водопроводната мрежа. Колко голямо е обаче това потребление? Нивото на консумация на вода в кулата е незначително в сравнение с водно охлаждащ се кондензатор, охлаждан от течаща вода. Например, за да се отдели топлина от порядъка на 100 кВт, са необходими около 4,5 м3 / час течаща вода за водоохлаждащ кондензатор и само 0,15 м3 / час за охладителна кула. Тоест охлаждащата кула консумира 30 пъти по-малко вода от водно охлаждащ се кондензатор, охлаждан от течаща вода. Така спестяванията на вода са 95%. "
Забележка: не бъркайте огромния дебит на водата, циркулираща в охлаждащата верига на кулата, с пренебрежимия дебит на водата през поплавковия клапан на системата за допълване: дебитът на водата, циркулираща в охлаждащата верига, е около 50 пъти по-голям от количеството вода, което се изпарява!

Един от основните параметри, определящи ефективността на охлаждащата кула, е температурата на въздуха чрез мокър термометър, тоест в този случай тя е 21 ° C. Дори в идеална охлаждаща кула е невъзможно охлаждането на водата до температура по-ниска от външната температура с помощта на мокър термометър.
Ако външната температура на влажния термометър е 21 ° C, невъзможно е водата да се охлажда под 21 ° C.
Изграждането на кули обаче е твърде скъпо. На практика повечето охлаждащи кули имат така наречената височина на охладителната зона *, еквивалентна на 6 ... 7 K. Концепцията за "височина на зоната на охлаждане" е от решаващо значение за оценка на съвършенството на охладителната кула. Той показва колко температурата на охладената вода на изхода на кулата се доближава до температурата на външния въздух с помощта на мокър термометър и в същото време показва, че на практика температурата на охладената вода никога няма да бъде същата като външната температура на мокър термометър.
В нашия пример (виж фиг. 73.2) височината на зоната за охлаждане се приема за равна на 6 K. В този случай температурата на водата на изхода на кулата ще бъде равна на външната температура, използвайки мокър термометър (21 ° C) плюс височината на зоната за охлаждане (6 K), след това има 21 ° С + 6 К \u003d 27 ° С (и това изобщо не е лошо, ако вземем предвид, че външната температура от сух термометър е 34 ° С!).

ПАРАМЕТРИ ЗА ОХЛАЖДАНЕ НА ОХЛАДИТЕЛИТЕ
На фиг. 73.3 са показани средните типични стойности на работните параметри на хладилен агрегат, оборудван с охладителна кула с принудителна циркулация на въздуха при температура на мокър термометър Th \u003d 21 ° C и сух термометър 34 ° C.

* Височината на зоната за охлаждане е характеристика на охладителните кули с принудителна циркулация на въздуха, дефинирана като разликата между средната стойност на температурата на охладената вода на изхода на кулата и температурата на външния въздух чрез мокър термометър (виж например Нов международен речник за хладилна наука и технологии. Издателство MIH. : Париж - 1995). Той се използва рядко в домашната литература (прибл. Ред.).

При Th \u003d 21 ° С температурата на водата на изхода на кулата е равна на: 21 ° С + 6 К (приблизително), което дава стойност 27 ° С.
Когато температурата на водата на входа към кондензатора е 27 ° С, температурата на кондензацията ще бъде около 40 ° С (като се има предвид, че температурната глава за водно-охладения кондензатор е в диапазона от 12 до 15 К), тоест стойността на VD ще бъде напълно приемлива, въпреки факта че външната температура за сух термометър е 34 ° C!
В този случай кондензаторът с въздушно охлаждане би ни осигурил температура на кондензация около 50 ° C, а кулата за сухо охлаждане - около 60 ° C (вижте раздел 70.1).

73.1. Упражнение. ТЕМПЕРАТУРНО РЕЛЕ

За нормална работа на охладителни кули с принудителна циркулация на въздуха е необходим вентилатор. Вентилаторът осигурява необходимата скорост на въздушния поток, което позволява на водата, която тече по напоената повърхност, да се изпари (и следователно да се охлади).
Ако вентилаторът не работи, топлата вода, която влиза в кулата, престава да влиза в контакт с количеството въздух, необходимо за интензивното й изпаряване и охлаждане, охлаждането на водата се влошава и работата на кулата рязко спада.
От друга страна, ако външната температура на мокър термометър стане много
ниска, водата ще започне да се охлажда много и работата на охладителната кула ще се увеличи значително. Въпреки това, при ниска температура на водата на входа към кондензатора температурата на кондензацията и следователно VD може да спадне до неприемливо малки стойности (вж. Раздел 33).
Следователно, за да се контролира работата на вентилатора, е необходимо в охладителната кула да се включи температурно реле, което трябва да работи, както следва:
  Прекалено студена ли е водата, която напуска кулата? Релето изключва вентилатора, работата на охлаждащата кула спада и температурата на водата започва да се повишава.
  Прекалено топла ли е водата? Релето включва вентилатора, капацитетът на охладителната кула се повишава и температурата на водата пада.
1) Къде трябва да се монтира топлинната крушка на релето?
  В точка A (виж фигура 73.4): на входа на водата към охлаждащата кула?
  В точка Б: на изхода за въздух на кулата?
  В точка В: на изхода на водата от охлаждащата кула?
  В точка D: за измерване на външната температура?
2) При каква температура релето трябва да спре вентилатора?
Решение на следващата страница ...

Вариант А. При спиране на помпата, която подава вода от охладителната кула към кондензатора, част от водата от тръбата поз. 1 на фиг. 73.5 се влива в резервоара (преминаващ през спряна помпа) в съответствие със закона за съобщаване на съдове и тръбата, през която се подава вода до охладителната кула, се изпразва. Нивото на водата в резервоара и в тръбата се задава в съответствие с поз. 2. Излишната вода се изхвърля през тръбата поз. 3.
От този момент нататък температурата, измерена от термичната крушка, ще съответства на температурата на околната среда. Представете си ситуация, при която както помпата, така и компресорът са спрени. В тръбата няма вода.1 и ако външната температура е висока или тръбата 1 се нагрява от слънцето, контактът на релето ще бъде затворен и вентилаторът ще работи, въпреки че нито помпата, нито чилърът ще работят.

С други думи, в този случай вентилаторът работи в условия, когато няма напояване на кулата. Това не само води до безполезна консумация на енергия, освен това е придружено и от увеличаване на въздушния поток през вентилатора, тъй като няма съпротивление на въздушния поток от падаща вода.

В резултат на това, с увеличаване на консумацията на въздух, токът, изразходван от двигателя на вентилатора, започва да нараства много бързо (вж. Раздел 20.5) и в крайна сметка защитата на тока на вентилатора може да изключи и да го изключи!

Между другото, това е причината контакторът на вентилатора (VT) да е свързан към захранващата верига последователно с контакта за подаване на енергия към помпата за охлаждане на NG (виж фиг. 73.6).
Фиг. 73.6.

Опции B и D (виж фиг. 73.7).

Охлаждащата кула е проектирана за охлаждане на водата: следователно по време на нейната работа е необходимо да се измери температурата на водата, а не на въздуха.
В действителност, във варианти B и D, термичната крушка на релето ще измерва или температурата на околната среда на входа на кулата, или температурата на въздуха на нейния изход. Някои инсталации обаче трябва да работят както извън сезона, така и дори през зимата, често при външна температура под 15 ° C.

Ако топлинната крушка на релето е изложена на много ниска температура, вентилаторният вентил никога няма да може да се включи, дори ако компресорът работи: в резултат циркулиращата вода няма да се охлади правилно и компресорът вероятно ще бъде изключен от защитата на VD!

Вариант С (виж фиг. 73.8). Релето за термична крушка наистина контролира „работата на охлаждащата кула“. Ако температурата на водата в резервоара е висока, вентилаторът се включва. Ако тази температура падне, вентилаторът се изключва.
Забележка. Когато инсталирате термична крушка на вентилаторно реле върху тръбопровод, напускащ охладителната кула, изглежда, че човек трябва да се пази от така нареченото "циклиране" на вентилатора. В действителност, когато температурата на водата, напускаща охладителната кула, падне, например, под 27 ° C, вентилаторът трябва да се изключи. Но в същото време вода с температура 32 ° C продължава да тече в горната част на кулата. Той, без да се охлажда, се слива в резервоара, водата в резервоара се загрява и вентилаторът трябва да се включи отново.
Всъщност количеството вода в резервоара е значително по-голямо от количеството топла вода, което тече отгоре. Следователно, охлаждащата кула има голяма топлинна инерция, което избягва вентилаторния режим на "колоездене". В същото време диференциалът на релето не трябва да бъде по-малък от 2 ... 3 K. Днес повечето охладителни кули са оборудвани с вентилатори с двускоростни двигатели (виж раздел 65), които се управляват от двустепенни релета, което напълно елиминира режима на "колоездене".
Каква трябва да бъде настройката на релейния контролер?
Представете си, че през лятото настроихме релето да изключи вентилатора при температура на водата 20 ° C на изхода на кулата. Априори, тази стойност изглежда разумна, нали?
Нека помислим малко: за да получите вода с температура 20 ° C на изхода на кулата (и да спрете вентилатора), трябва да имате въздух с температура на мокър термометър под 20 ° C - 6 K (височина на зоната на охлаждане) \u003d 14 ° C!
Никога не задавайте релето да изключва вентилатора при температура, по-ниска от средната стойност на външната температура чрез мокър термометър на мястото, където се намира кулата, плюс температурния еквивалент на височината на зоната за охлаждане (6 ... 7 K).
Например, ако е инсталирана охладителна кула в град, където според метеорологичните таблици средната стойност на температурата на въздуха за мокър термометър е 20 ° С, тогава вентилаторът трябва да спре, когато температурата на водата на изхода на охладителната кула спадне до около 26 ° С (20 ° С + 6 К \u003d 26 ° С). Вентилаторът трябва да се включи, когато температурата на водата се повиши до 28 ... 29 ° C (виж фиг. 73.9).
От друга страна, би било нежелателно водата да се охлажда твърде много: температурата на конденза ще започне да спада и ниската стойност на VD в повечето инсталации няма да позволи нормален спад на налягането през разширителния клапан.

ПРОБЛЕМА ЗА ЗАГУБА НА СОЛ

Когато често кипнете вода в същия тиган, след известно време забелязвате, че от вътрешната страна на дъното му се появява белезникаво покритие.
Водата, която кипвате, е питейна вода. Както всяка чешмяна вода, тя съдържа разтворени минерални соли.
При кипене водната пара (която е газ) се абсорбира от околния въздух (който също е газ), а минералните соли, като твърди съединения, остават на дъното на съда (виж фиг. 73.10).
Тъй като водата кипи, концентрацията на соли се увеличава и с течение на времето те се превръщат
в твърда скала, здраво свързана с дъното на съдовете, в които се вари вода. В тази връзка от време на време съдовете трябва да се почистват от котлен камък, в противен случай водата в него ще се нагрява много дълго време, тъй като скалата е добър топлоизолатор и предотвратява прехвърлянето на топлина от източника на отопление във вода.

За съжаление ще срещнем същия проблем в циркулационната водна верига на охладителната кула. Вече разбрахме, че охлаждането на водата, преминаваща през охладителната кула, се дължи на частичното й изпаряване. Но ако част от водата в кулата се превърне в пара, тогава концентрацията на минерални соли, съдържащи се в нея, в останалата част от водата се увеличава!
В примера на фиг. 73.11 попълването на циркулационната водна верига се извършва поради обикновена чешмяна вода с твърдост 10CF (виж раздел 68), което е напълно приемливо.
Трябва обаче да се разбере категорично, че соли, попаднали във веригата заедно с тази вода, никога не могат да напуснат веригата, освен ако не се предвижда тяхното отстраняване, тоест периодично частично изхвърляне на водата, циркулираща в веригата.
Дори при малка първоначална твърдост на подхранващата вода във времето, по време на работа на кулата, твърдостта на водата започва да се увеличава и в някои случаи може да надвиши 200CF!

Водата с такава твърдост неизбежно ще доведе до отказ на повечето елементи на веригата (помпа, кондензатор, тръби, самата охладителна кула), тъй като с увеличаване на концентрацията част от солите се утаяват от разтвора под формата на твърди частици, действащи върху елементите на веригата като абразивен прах. С такава скованост много бързо се образува измет в тръбите на кондензатора и охлаждащата кула. Ако веригата ще работи непрекъснато, тогава за по-малко от 2 месеца скалата може напълно да блокира напречните сечения на тръбата.
По този начин част от водата трябва непрекъснато да се източва от веригата, за да се отстранят солите. Тази операция (отстраняване на сол) се препоръчва да се извърши, докато помпата работи, както е показано на фиг. 73.12.

Дебитът на водата, източена по време на операцията за отстраняване на соли (обезсоляване), се определя от твърдостта на пречистващата вода.
За да се поддържа твърдостта на водата във веригата на приемливо ниво (максимум 40 ° r), се препоръчва да се осигурят следните стойности на водния поток през линията за обезсоляване:
  Ако твърдостта на подхранващата вода е 10 ° r, дебитът през линията за обезсоляване трябва да е равен на единичния дебит на водата за изпаряване в охладителната кула.
Ако твърдостта на подхранващата вода е 20 ° r, тогава дебитът през линията за обезсоляване трябва да бъде равен на два пъти скоростта на потока на водата за изпаряване в охладителната кула.
  Ако твърдостта на подхранващата вода е 30 ° r, дебитът през линията за обезсоляване трябва да бъде равен на четири пъти по-висок от дебита на водата за изпаряване в охладителната кула.
Даваме пример. С мощност на охлаждане от 100 кВт, в кулата се изпаряват 180 до 200 литра вода на час. Ако твърдостта на подгряващата вода е 10 ° F, дебитът в линията за обезсоляване трябва да бъде около 200 l / h. С твърдост на захранващата вода от 30 ° F, дебитът в линията за обезсоляване ще бъде 4 x 200 l / h \u003d 800 l / h.

упражнение
Единица с мощност на охлаждане 50 kW използва вода за грим с твърдост 15 ° F за работа с кулата. Определете скоростта на потока през линията за обезсоляване.

решение
  С капацитет на охлаждане от 100 kW, около 200 литра вода на час се изпаряват, след това с капацитет на охлаждане от 50 kW 100 литра вода ще се изпари. Ако твърдостта на подхранващата вода е 10 ° F, дебитът в линията за обезсоляване е равен на единичен дебит на изпарителната вода. При скованост от 20 ° F скоростта на потока в линията за обезсоляване е равна на двойната скорост на потока на водата за изпаряване. Имаме подгряваща вода с твърдост 15 ° F, което означава, че дебитът на водата в линията за обезсоляване трябва да бъде един и половина пъти
  консумация на вода за изпаряване, т.е. 150 литра на час.
Има няколко технически решения за обезсоляване на водата във веригата на охладителната кула. Най-простият е показан на фиг. 73.12: водопроводната тръба към охладителната кула има дренажна тръба, свързваща тази тръба с канализацията. На дренажната тръба е монтиран ръчен клапан. При тази схема обезсоляването става само когато помпата работи, тоест само когато има подаване на вода към кулата (като правило помпата работи само когато компресорът работи). Когато помпата спре, тръбата, подаваща вода към охладителната кула, се изпразва и оттичането на водата през линията за обезсоляване автоматично се спира.

Друго решение включва използването на електроклапан (поз. 1 на фиг. 73.13), инсталиран на линията за обезсоляване, който се нарязва на тръба на изхода на кулата. В допълнение, на тази линия са инсталирани два ръчни клапана. Valve pos. 2 ви позволява да отрежете електромагнитния клапан от изхода на кулата за неговата поддръжка, ремонт и, ако е необходимо, подмяна. Valve pos. 3 осигурява регулиране на водния поток за обезсоляване.
Внимание! Дръжка? вентил поз. 3 след настройването му, като правило, те се отстраняват, така че никой не може случайно или умишлено да промени настройката му. Ето защо, ако установите, че вентилът поз. 3 без дръжка или ръчно колело, не го докосвайте, освен ако не сте убедени, че трябва да промените настройката.
В тази схема електроклапанът трябва да бъде отворен само когато помпата на кулата работи (поз. 4), а още по-добре, когато вентилаторът работи (поз. 5).
Тогава обезсоляването ще се извърши само с работещата система като цяло, тоест ако има процес на изпаряване на водата в охладителната кула. Има обаче един недостатък в това решение: ако електромагнитният клапан се запуши или залепи, обезсоляването спира. И обратно, ако след отстраняване на напрежението клапанът не се затвори или има теч, водният поток ще се увеличи значително.

ИЗКЛЮЧВАНЕ НА МАСА В КОНДЕНЦИОРИТЕ, КОИТО С ВОДА
Всяка естествена вода съдържа много минерални соли: калций, магнезий, натрий, както и силиций. Под влияние на температурата калциевите и магнезиевите соли изпадат от разтвора и се отлагат по стените на тръбопроводите под формата на минерална кора, така наречената скала. Този измет влошава топлопредаването, намалява площта на проходния участък на тръбопроводите и понякога напълно го блокира: в охлаждащите вериги на кондензаторите с циркулираща вода това води до множество неизправности и най-вече до неприемлив растеж на VD.
Най-широко използваният метод за почистване на тръбопроводи от мащаб е използването на разтвор на солна киселина с концентрация около 10% (1 литър концентрирана солна киселина на 10 литра вода). В допълнение, почистващите разтвори, които се предлагат в търговската мрежа, съдържат като правило добавки, които инхибират корозията (веществата са инхибитори на корозията). Това са химически съединения, които се добавят към разтвор на солна киселина, за да се сведе до минимум корозията на медни тръби при почистване на кондензатори.
За всеки метал трябва да използвате свой собствен почистващ разтвор със специален инхибитор. Така например, пречиствателят, използван за мед, не е подходящ за стомани, включително неръждаема, цинкова и пр. Следователно, в никакъв случай не трябва да почиствате мащаба на циркулиращата водна верига на кулата, като просто изсипете почистващия препарат в резервоара на кулата и изпомпвате го по контура. При такава операция рискувате непоправими щети на оборудването на охладителната кула (стените на тръбопроводите могат да бъдат корозирани от корозия, докато в тях се появят много малки дупки).

Операцията за почистване на кондензатора изисква стриктно спазване на препоръките на производителя на почистващия препарат!

Как да почистите кондензатора? Ако процедурата по почистване е била осигурена по време на проектирането на инсталацията, тогава тя е сравнително проста за изпълнение (вижте фиг. 73.14).

Кондензаторът се отрязва от веригата за водно охлаждане с два ръчни клапана, след което водата се оттича от него.
След това с помощта на специална помпа почистващ разтвор се изпомпва във водната верига на кондензатора, като организира движението му във веригата по принципа на противотока, тоест в посока, обратна на движението на водата по време на работа на кондензатора. Разтворът се излива в същия контейнер, от където се изпомпва в кондензатора.
ВНИМАНИЕ! Почистващите разтвори отделят киселинни изпарения.
Затова при извършване на почистваща операция е необходимо стриктно да се спазват препоръките на производителя на почистващото средство и по-специално не забравяйте да носите защитни ръкавици и очила, за да се предпазите от възможни изгаряния, ако киселина попадне върху кожата и очите. Ако сами приготвите почистващия разтвор, тогава не забравяйте: трябва да излеете киселина във вода, а не обратното - пръските от чиста киселина са много опасни.
Киселината, влизайки в химическа реакция с мащаб, води до образуването на обилна пяна. Ето защо, по време на почистването, уверете се, че контейнерът за източване на почистващия препарат не се прелива!
ЗАБЕЛЕЖКА. Използването на топла вода намалява времето, необходимо за отстраняване на котлен камък. За да загреете почистващия разтвор, е позволено пускането на компресора за известно време, обаче помнете: в този случай, при никакви обстоятелства не трябва да се изключва релето за безопасност на VD!
Как да определим, че мащабът е премахнат напълно? По време на почистването в контейнера се появява обилна пяна за източване на почистващия разтвор. Да предположим, че един час след началото на почистването пяната изчезва. Това може да се обясни с две причини: или скалата е напълно отстранена, или киселината е приключила в почистващия разтвор, тъй като скалата постепенно неутрализира киселината.
След това трябва да освежите почистващия разтвор, като добавите малко киселина там и отново наблюдавате дали се образува пяна. Ако се образува, мащабът все още не е премахнат.
ВНИМАНИЕ! Почистващият разтвор, съдържащ киселина, не циркулира само в тръби, покрити с котлен камък. Освен това за него е най-лесно да премине през чисти тръби, тъй като напречното им сечение е по-голямо: следователно киселината може да повлияе и на чистите тръби. Поради тази причина е необходимо внимателно да се следи процеса на почистване и не забравяйте да използвате почистващи разтвори, съдържащи инхибитори на корозия за медни тръби.
Когато кондензаторът е напълно чист, спирането на камъка се спира. Въпреки това почистващият разтвор, останал в резервоара за източване, може да съдържа малко киселина. Затова е строго забранено изтичането на това решение в канализацията. Необходимо е да го неутрализирате, като добавите към него специален неутрализатор (силен алкален разтвор).

Преди да свържете кондензаторната верига към хладилната система след отстраняване на камъка, се препоръчва да изпомпате през нея неутрализиран разтвор на почистващ препарат и след това да го изплакнете с чиста вода.
Забележка 1. Охлаждащите кули обикновено са изработени от поцинкована стомана с антикорозионно покритие. За почистване на скала такива завеси се използват специални разтвори за почистване, препоръчани от производителите. Можете да използвате и механично почистване. Извършва се със специални четки след отстраняване на дюзите за пръскане. След това те вземат пластмасов уред и, леко потупвайки тръби и ламарини, отбиват изметът от повърхността им.
Забележка 2. В някои региони може да възникне друг проблем. Факт е, че в кулата се образува топла и много влажна среда, в която водораслите могат да се размножават: авторът често е трябвало да вижда кошчета за боклук, пълни до ръба с водорасли, които трябваше да бъдат извадени от охладителните кули по време на поддръжката им!

Не бива да забравяме за такъв проблем, свързан с експлоатацията на охладителните кули, като така наречената „болест на легионерите“ *. По едно време този проблем беше широко отразен в медиите и предизвика голям обществен разгнев. Охлаждащите кули са потенциален източник на това заболяване, поради което в редица страни и региони има регулаторни документи, предписващи превантивни мерки за предотвратяването му и на първо място провеждане на периодични лабораторни изследвания на вода за идентифициране на причинителите на болестта на „Легионерите“.
Забележка 3. В случай на подмяна на помпата на охладителната кула или реконструкция на нейната хидравлична верига не е позволено да се монтират херметични помпи в хидравличната верига на отворената охладителна кула, които се използват в вериги за ледена вода или отоплителни системи (виж фиг. 73.15).

При запечатани помпи задвижващият мотор е в изпомпваната течност. Роторът на такъв двигател много бързо се покрива с мащаб, особено след като двигателят се загрява по време на работа. След няколко месеца работа, двигателят може да се задържи и той да се повреди.
Ето защо отворените вериги за водоснабдяване на охлаждащата кула използват само помпи за пълнене на кутии с уплътнения на вала (уплътнителна кутия или механични уплътнения с прорези), чиито задвижващи двигатели не са изложени на изпомпваната среда (вижте раздел 90 „Малко за дизайна на помпата“).
* Болестта на легионера (legionnolez) е описана за първи път през 1976 г. във Филаделфия (САЩ) и е наречена така, защото американските ветерани от войната (легионери), събрани в един от хотелите, внезапно се разболяват от пневмония (от 240 пациенти 36 са починали). Оказа се, че в климатичната система на хотела има специални микроорганизми (наричани са легионела), които причиняват пневмония. Оптималната температура за тяхното възпроизвеждане е от 20 до 50 ° C. Възпроизвеждат се във влажна и топла среда (климатици, овлажнители, басейни, водни паркове и др.) (Прибл. Ред.).

За правилния избор на охлаждащата кула, определяне на необходимата площ за напояване, височина на слоя на напоителното устройство, мощност на задвижването на вентилатора, е необходимо да се извърши топлинно-хидравлично изчисление въз основа на данните, посочени в техническата задача на клиента.

Тази процедура се извършва както за вентилаторни, така и за охлаждащи кули на кулата.

ПЪРВИЧНИ ДАННИ

• количеството вода, постъпваща в кулата (хидравличен товар);
• температура на водата на входа и изхода на кулата;
• температурна разлика, която трябва да се постигне;
• климатични параметри на района, в който се намира оборудването.

Топлинното изчисляване на охлаждащата кула е сложен математически проблем, който се свежда до решаване на система от диференциални уравнения. Въз основа на изброените първоначални данни се изчисляват редица междинни стойности, които ви позволяват да определите желаните параметри.

В резултат на изчислението се определят:

• броя и размера на секциите, необходимата площ за напояване на кулата;
• височина на разпръскващия слой;
• мощност на вентилатора (за охладителни кули с изкуствена тяга).

За да определите първоначалните данни, можете да използвате формулата на топлинния капацитет на кулата: Q \u003d G * C * Dt, (където G е хидравличното натоварване, C е специфичната топлина на водата, Dt е температурната разлика на циркулиращата вода вътре в кулата). От това уравнение се вижда, че само две променливи G и Dt ще повлияят на работата на охлаждащия блок. Знаейки, че C е константа, а променливата Dt варира в много ограничен диапазон (като правило, спадът на температурата на кулата варира от 5 до 15-20 0 C), лесно е да се разбере, че е възможно да се увеличи отделянето на топлина на кулата само чрез увеличаване на обема на течността Г.

Знаейки количеството топлина, което трябва да бъде отделено на кулата, можете да определите приблизителния дебит и желания температурен спад на водата. И вече въз основа на тези данни извършете топлинно-хидравлично изчисление за правилния избор на охладителната кула.

Прочетете повече за техническите характеристики на кулата и променливите в статията "Технически характеристики на кулата".

КЛИМАТИЧНИ ПАРАМЕТРИ

При изчисляването е важно правилно да се вземат предвид климатичните параметри на околния въздух.

Последните данни могат да бъдат намерени в SP 131.13330.2012 Строителна климатология, актуализирана версия на SNiP23-01-99 от 2012 г.

За да изчислите охлаждащата кула в топлия сезон, можете да използвате температурата на въздуха на сух термометър със сигурност 0,95 или 0,98. Разликата в стойностите е броят на дните, когато зададената температура е теоретично възможна в региона.

Изборът на индикатор за сигурност зависи от предприятието, върху което е изградена кулата. Общо три потребителски групи се разграничават според нивото на изискванията за температура на охладената вода.

Ако леко повишаване на температурата на охладената вода (с 1-2 ° C) причинява временно намаляване на ефективността на технологичния процес, тогава такива консуматори се отнасят към категория III. За такива предприятия изчислението се извършва със сигурност от 0,95.

Ако повишаването на температурата на циркулиращата вода причини временно прекъсване на работата на отделни агрегати, потребителят се класифицира като консумация на вода от категория II. Изчисляването на охладителните кули също се извършва с наличието на климатични параметри 0.95.

Категория I включва предприятия, при които повишаването на температурата на водата, напускаща кулата, причинява нарушение на целия технологичен цикъл и в резултат на това води до значителни загуби. За предприятията от първа категория изчислението използва климатични параметри със сигурност 0,98.

По този начин изборът на данни, използвани при изчисляването на охладителните кули, зависи от характеристиките на техническия процес на фирмата-клиент и целесъобразността на инвестирането на допълнителни средства в оборудване.

Повечето предприятия принадлежат към II и III категория потребители на вода, като леко повишаване на температурата на водата в продължение на няколко дни в годината не представлява сериозен проблем за производството. В този случай инвестирането на допълнителни средства за осигуряване на водно охлаждане през цялата година е непрактично. Загубата на печалба с повишаване на температурата на циркулиращата вода е по-малка от цената за подобряване на охладителната кула.

Ако в техническите спецификации не са посочени специални изисквания за дизайна на охладителната кула, то топлинното-хидравличното изчисление се извършва с климатичен параметър 0.95. Т.е. леко отклонение на работните параметри ще бъде за охладителната кула не повече от 5 дни в годината в най-горещия период.

Този подход позволява да се намалят разходите на клиента за оборудване за охлаждане на водата, а не да се залагат допълнителни средства за неоснователна застраховка.

Ако трябва да изберете типа и размера на кулата, тогава нашите експерти са готови да извършат всички необходими изчисления, като вземат предвид всички изисквания на клиента.

изпаряванепри който пренасянето на топлина от вода във въздух се осъществява главно поради изпаряване;

радиаторили сухв който топлината се предава от вода във въздух през стената на радиаторите поради топлопроводимост и конвекция;

хибридкоито използват пренос на топлина чрез изпаряване, топлопроводимост и конвекция.

Теоретичната граница на водното охлаждане в изпарителните охладителни кули е температурата на атмосферния въздух с помощта на мокър термометър, която може да бъде с няколко градуса по-ниска от температурата на сух термометър. Теоретичната граница на водното охлаждане в радиаторните охладителни кули е температурата на въздуха според сух термометър.

В комбинираните радиаторно-изпарителни охладителни кули, както и в сухите, водното охлаждане се осъществява през стените на радиаторите, напоявани отвън с вода. Топлината се пренася чрез течаща през радиаторите вода във въздуха поради топлопроводимост през стените и изпаряване на напоителната вода. Тези охлаждащи кули са по-рядко срещани от изпарителните и радиаторните поради неудобства по време на работа.

Според метода за създаване на въздушна тяга, охладителните кули са разделени на:

фенпрез който се изпомпва въздух чрез изпускателни или смукателни вентилатори;

кулав който въздушната тяга е създадена от висока изпускателна кула;

отворенили атмосференв който естествените въздушни течения се използват за въздушен поток през тях - вятър и частично естествена конвекция.

В зависимост от конструкцията на напоителното устройство и метода, чрез който се постига увеличаване на контактната повърхност на водата с въздуха, охладителните кули се разделят на филм, капене  и спрей.

Всеки от тези видове охладителни кули може да има различни дизайни на отделни елементи на напоителното устройство, да се различава по своите размери, разстоянията между тях и може да бъде направен от различни материали.

Типът на охлаждащите кули трябва да бъде избран според технологичните изчисления, като се вземе предвид консумираната в проекта консумация на вода и количеството топлина, отведена от продуктите, апаратите и оборудването, които ще се охлаждат, температурата на водата, която ще се охлажда, и изискванията за стабилност на охлаждащия ефект, метеорологичните параметри, геотехническите и хидрологичните условия на строителната площадка на кулата , условията за поставяне на охладителя на площадката на предприятието, естеството на развитието на заобикалящата територия и транспортните маршрути, химичният състав Ной и рециклирани вода и санитарни изисквания към него, технически и икономически параметри на процеса на изграждане на тези съоръжения.

3. Основните видове охладителни кули

Видът и размерите на охладителя трябва да се вземат предвид:

прогнозна консумация на вода;

прогнозната температура на охладената вода, температурната разлика на водата в системата и изискванията на процеса към стабилността на охлаждащия ефект;

по-хладен режим на работа (непрекъснат или периодичен);

изчислени метеорологични параметри;

условията за поставяне на охладителя на площадката на предприятието, естеството на благоустройството на заобикалящата територия, допустимото ниво на шума, въздействието на вятърното захващане на водни капчици от охладителите върху околната среда;

химичен състав на допълнителна и циркулираща вода и др.

Охлаждащите кули трябва да се използват в системи за рециклиране на вода, които изискват стабилно и дълбоко охлаждане на водата при високи специфични хидравлични и топлинни натоварвания.

Ако е необходимо да се намали обемът на строителните работи, да се маневрира регулирането на температурата на охладената вода, автоматиката, охладителните кули трябва да се използват за поддържане на зададената температура на охладената вода или охладен продукт.

В райони с ограничени водни ресурси, както и за предотвратяване на замърсяването на циркулиращата вода с токсични вещества и за защита на околната среда от тяхното въздействие, трябва да се обмисли използването на радиаторни (сухи) охладителни кули или смесени (сухи и вентилаторни) охладителни кули.

3.1 Вентилаторни охладителни кули

Вентилаторните охладителни кули трябва да се използват в циркулационни водоснабдителни системи, които изискват стабилно и дълбоко охлаждане на водата, при високи специфични хидравлични и топлинни натоварвания, ако е необходимо, намаляват обема на строителните работи, маневрират регулирането на температурата на охладената вода чрез автоматизация.

Технологичната схема на охлаждащата кула на вентилатора включва следните основни елементи: корпус (корпус), състоящ се от рамка, покрита с листов материал, устройство за разпределение на водата, напоително устройство, водоуловител, водосборник и вентилаторна инсталация.

По дяволите. 1. Схема на вентилационна охладителна кула с противоток

1   - дифузьор;
2   - вентилатор;
3   - воден капан;
4
5   - устройство за напояване;
6   - въздушна козирка;
7   - прозорци за вход за въздух;
8   - пространство за разпределение на въздуха;
9   - тръба за преливане;
10   - кал;
11   - водосборен басейн;
12   - екрана на вятъра;
13   - канал за изпускане на вода;
14   - входящ тръбопровод

3.2 Кула охладителни кули

Охлаждащите кули трябва да се използват в системи за рециклиране на вода, изискващи стабилно и дълбоко охлаждане на водата при високи специфични хидравлични и топлинни натоварвания.

Охлаждащите кули на кулата могат да бъдат изпарителни, радиаторни или сухи и смесени - изпарителни-сухи. Изпарителните сухи включват кули за сухо охлаждане, в които за увеличаване на дълбочината на охлаждане водата (обикновено обезсолена) се напръсква върху радиатори.

Охлаждащите кули на кулата, като правило, са проектирани от изпарителни и с обратен поток от вода и въздух.

Основните технологични елементи - водоразпределително устройство, напоително устройство, водосборен басейн, водохващащо устройство и устройство за контрол на въздуха - изпълняват същите функции в кулите на кулата, както в вентилаторна кула, и често могат да бъдат сходни по дизайн.

По дяволите. 2. Охлаждаща кула с противоток на кулата

1   - изпускателна кула;
2   - воден капан ;;
3 - водоразпределителна система;
4   - устройство за напояване;
5   - устройство за контрол на въздуха;
6   - водосборен басейн

3.3 Отворени охлаждащи кули

Отворените охладителни кули - капково и пръскащо - са предназначени главно за системи с дебит на циркулираща вода от 10 до 500 м 3 / час, обслужващи консуматори на вода II и III категории съгласно SNiP 2.04.02-84. По дяволите. Фигура 3 показва диаграма на отворена капкова кула с площ 2´4 m в план.

Охлаждащите кули се характеризират с висок охлаждащ ефект без разходи за електроенергия за подаване на въздух, простотата на строителните конструкции, условията на експлоатация и ремонт. Употребата им обаче е ограничена от възможността за поставяне на незастроен обект, силно издухан от вятъра, както и допустимостта на краткосрочно повишаване на температурата на охладената вода през спокойния период.

Схема на отворена капкова кула

1   - водоразпределителна система;
2   - устройство за напояване;
3   - щори с въздушен водач;
4   - тръба за преливане;
5   - кал;
6   - изпускателен тръбопровод

3.4 Радиаторни охладителни кули

Радиаторни кули или охладители с въздушно охлаждане (АБО), понякога наричани сухи охладители, се състоят от елементи: радиатори, изработени от оребрени медни, алуминиеви, въглеродни, неръждаеми или месингови тръби, през които тече охладена вода; аксиални вентилатори, изпомпващи атмосферен въздух през радиатори; отвори за въздух, осигуряващи плавно подаване на въздух към вентилатора и носещите конструкции.

Трябва да се използват радиаторни охладителни кули:

• ако е необходимо, да има затворена, изолирана от атмосферния въздух, циркулация на водата в циркулационната система за водоснабдяване;
• при високи температури за загряване на циркулиращата вода в топлообменни технологични устройства, които не позволяват нейното охлаждане в изпарителни охладителни кули;
• при отсъствие или сериозни затруднения при получаване на прясна вода за попълване на загубите при обратни цикли.

По дяволите. 4. Схемата на охлаждащата кула на радиатора

1   - секции от ребра тръби; 2   - вентилатор 2VG 70

За да се предотврати замръзването на водата в тръбите на радиатора и тяхното увреждане, е необходимо устройство за източване на водата от системата при аварийни ситуации през зимата или запълване на системата с ниско замръзващи течности (антифризи).

В циркулационните системи с радиаторни охладителни кули на практика няма невъзстановими загуби поради изпаряване и отстраняване.

4. Поддръжка и експлоатация на охладителните кули

Поставянето на охладители на обектите на предприятията трябва да бъде предвидено по отношение на осигуряването на свободен достъп до въздух, както и най-малката дължина на тръбопроводите и каналите. В същото време трябва да се вземат предвид посоките на зимните ветрове, за да се предотврати замръзване на сгради и конструкции (за охлаждане на кули и басейни с пръскане).

Когато охладителните кули са разположени на площадката на предприятието, трябва да се осигури безпрепятствен достъп на атмосферен въздух до тях и благоприятни условия за отстраняване на овлажнен въздух, изпускан от охладителните кули. Поради тези причини не се препоръчва да се поставя група охладителни кули, заобиколени от високи сгради или на близко разстояние от тях. Разстоянието трябва да бъде над една и половина височина на сградите. В този случай е необходимо да се вземе предвид розата на вятъра и посоката на зимните ветрове, за да се предотврати овлажняване и замръзване на сгради и конструкции в близост до охладителни кули.

За да се предотврати обледеняването на охлаждащите кули през зимата, е необходимо да се осигури възможност за увеличаване на топлинните и хидравлични товари чрез изключване на част от секциите или охладителните кули, намаляване на подаването на студен въздух към спринклера.

При условията за предотвратяване на разрушаването на конструкционни материали (бетон и дърво) температурата на водата, която влиза в охладителната кула, по правило не трябва да надвишава 60 ° C. При температура на постъпващата вода над 60 ° C трябва да се използват защитни покрития на конструкции или топлоустойчиви материали.

Според условията на надеждност, удобство и икономичност на работа се препоръчва от 2 до 12 секции или охладителни кули в един обратен цикъл на водоснабдяване. Ако според технологичните изчисления броят на секциите или охладителните кули е повече от 12 или по-малък от 2, трябва да изберете различен размер на охладителните кули.

За висококачествената работа на охладителната кула е необходимо да се извършат редица дейности, свързани с приготвянето на вода. По-специално, рециклираната вода не трябва да причинява корозия на тръбите, оборудването и топлообменниците, биологичното замърсяване, утаяването на утайките и отлаганията на сол върху повърхностите за пренос на топлина.

За да се осигурят тези изисквания, е необходимо да се осигури подходящо пречистване и пречистване на допълнителна и циркулираща вода.

4.1 Загуба на вода

За системите за рециклиране на вода трябва да се състави воден баланс, като се вземат предвид загубите, необходимите зауствания и добавянето на вода в системата, за да се компенсират загубите от нея.

Таблица 4.1.1

4.2 Предотвратяване на механични отлагания

Възможността и интензивността на образуването на механични отлагания в резервоарите на охладителните кули и в топлообменниците трябва да се определят въз основа на експлоатационния опит на системите за водоснабдяване с циркулираща вода, разположени в района, работещи върху водата на даден източник, или въз основа на данни за концентрацията, разпределението на размера на частиците (хидравличен размер) на механичното замърсяване на водата и въздух.

За предотвратяване и отстраняване на механични отлагания в топлообменниците трябва да се осигурява периодично хидроимпулсно или хидропневматично почистване по време на работа, както и частично избистряне на рециклираната вода.

Водата от повърхностните източници, използвана като добавка в системата за водоснабдяване с циркулираща вода, трябва да се изясни.

4.3 Борбата срещу цъфтящата вода и биологичното заглъхване.

За да се предотврати развитието на бактериално биологично замърсяване в топлообменниците и тръбопроводите, трябва да се използва хлориране на рециклирана вода. Дозата хлор трябва да се определя от опита на експлоатацията на водоснабдителни системи по водата на даден източник или въз основа на абсорбцията на хлор на допълнителна вода.

С висока абсорбция на хлор на вода и голяма дължина на тръбопроводите на циркулационната водоснабдителна система е разрешено дисперсно въвеждане на хлорна вода в няколко точки на системата.

За да се предотврати изпадането на водорасли в охладителни кули, пулверизатори и напоителни топлообменници, трябва да се използва периодична обработка на охлаждащата вода с разтвор на меден сулфат. Концентрацията на разтвор на меден сулфат в резервоар с разтвор трябва да се вземе 2-4%. Допълнителното третиране на водата с хлор трябва да се извърши едновременно или след третиране с разтвор на меден сулфат.

Резервоари, тави, тръбопроводи, оборудване и клапани, в контакт с разтвор на меден сулфат, трябва да се вземат от устойчиви на корозия материали.

4.4 Предотвратяване на карбонатни отлагания

Трябва да се осигури обработка на водата за предотвратяване на карбонатни отлагания при условие Shchob · Ku≥3, Shchob - алкалност на допълнителна вода, mEq / l, Ku - коефициент на концентрация (изпарение) на соли, които не се утаяват. В този случай трябва да се приемат следните методи за обработка на водата: подкисляване, рекарбонизация, фосфатиране с полифосфати и комбинирано третиране с фосфатна киселина. Използването на органофосфорни съединения е разрешено.

Трябва да се използват методи за обработка на водата за предотвратяване на карбонатни отлагания:

Подкисляване - при всякакви стойности на алкалност и обща твърдост на естествените води и коефициента на изпаряване на водата в системите;

Фосфатиране - с алкалност на допълнителна вода Schdob до 5,5 mEq / l;

Комбинирано третиране на вода с фосфатна киселина - в случаите, когато фосфатирането не пречи на карбонатните отлагания или количеството на пречистване не е икономически възможно;

Рекарбонизация с димни газове или газообразен въглероден диоксид - с алкалност на допълнителна вода до 3,5 mEq / l и коефициенти на изпаряване, които не надвишават 1,5.

4.5 Сулфатна профилактика

За да се предотвратят отлаганията на калциев сулфат, продуктът на концентрации на активни йони в рециклирана вода не трябва да надвишава продукта на разтворимост на калциев сулфат.

За да се поддържат стойностите на продукта на концентрации на активни йони в определените граници, трябва да се вземе подходящият коефициент на изпаряване на циркулиращата вода чрез промяна на стойността на продухване на системата или частично намаляване на йонната концентрация в допълнителната вода.

За борба със сулфатните отлагания в системите за рециклиране на вода е необходимо да се предприеме обработка на вода с натриев триполифосфат в доза 10 mg / l или карбоксиметил целулоза в доза 5 mg / l.

4.6 Предотвратяване на корозия

В присъствието на примеси в циркулиращата вода, които са агресивни по отношение на материалите на конструкциите на охлаждащите кули и басейните за пръскане, трябва да се осигури обработка на водата или защитни покрития на конструкциите.

За да се предотврати корозия на тръбопроводи и топлообменници, трябва да се използва обработка на вода с инхибитори, защитни покрития и електрохимична защита.

При използване на инхибитори и защитни покрития в системите за рециклиране на вода трябва да се осигури внимателно почистване на топлообменниците и тръбопроводите от отлагания и замърсявания. Като инхибитори трябва да се използват натриев триполифосфат, натриев хексаметафосфат, трикомпонентен състав (натриев хексаметафосфат или триполифосфат, цинков сулфат и калиев дихромат), натриев силикат и др. Най-ефективният тип инхибитор на корозията трябва да се определи емпирично за всеки случай.

5. Основните недостатъци на охладителните кули, опазването на околната среда

Охлаждащата система, базирана на изпарителната охладителна кула, има няколко недостатъка:

1. Лошо качество на водата, замърсяване, вследствие на контакт с прах около въздуха на охладителната кула;

2. Замърсяване на системата от соли, които постоянно се натрупват поради непрекъснатото изпаряване на водата. От всеки кубичен метър изпарена вода от чешмата в системата се натрупват най-малко 100 g. находища на сол. Това води до рязко намаляване на коефициента на топлопреминаване върху топлообменните повърхности, а оттам и на ефективността на топлопреминаването;

3. Развитие на водорасли и микроорганизми в системата, включително опасни бактерии, дължащи се на активна аерация;

4. Непрекъснато окисляване и корозия на метала;

5. Изплакване на охладителни кули през зимния сезон;

6. Липса на гъвкавост и точност на контрол на температурата;

7. Фиксирани разходи за вода и химикали за почистване;

8. Голяма загуба на налягане в системата.

По отношение на опазването на околната среда, основните вредни фактори, произвеждани от охладителните кули, са шумът и ефектите на аерозолите, излъчвани от охлаждащите кули в околната среда.

Вредните ефекти настъпват в резултат на изпускането на капки рециклирана вода в атмосферата, отлагането на капчици върху почвата и върху повърхността на околните предмети.

Капките могат да съдържат инхибитори на корозия, образуване на котлен камък и химикали за предотвратяване на биологично замърсяване, добавено към циркулиращата вода.

Освен това в капки могат да се открият патогенни микроорганизми, бактерии, вируси и гъбички. Някои микроорганизми в охладителните кули при благоприятни условия за жизнените им функции могат да се размножават.

Капки вода се разпространяват в атмосферата в зоната на охлаждащите кули и овлажняват повърхността на земята и близките структури, а през зимата причиняват обледеняване, следователно SNiP II-89-80 показва допустимите минимални разстояния от охладителните кули до най-близките структури.

Зоната на изпускане на влага върху повърхността на земята има формата на елипса с голяма ос, минаваща през центъра на кулата по посока на вятъра. Най-голямата интензивност на падащите капки върху земната повърхност в тази зона е на главната ос на елипсата на разстояние около две височини на кулата. Размерът на зоната зависи от височината на кулата, скоростта на вятъра, степента на турбулентност на въздуха в повърхностния слой, концентрацията и размера на капчиците, както и температурата и влажността на въздуха.

При наличие на газообразни примеси в атмосферния въздух, влагата, напускаща охладителните кули, може да взаимодейства с тях и да образува вредни за околната среда съединения. Например, когато влагата взаимодейства със серните оксиди, серен диоксид се окислява до сулфати, които са по-вредни за хората.

6. Референции:

1. SNiP 2.04.02-84. Водоснабдяване. Външни мрежи и съоръжения / Госстрой на СССР. М .: Стройиздат, 1985г.

2. Ръководство за проектиране на охладителни кули (към SNiP 2.04.02-84. Водоснабдяване. Външни мрежи и конструкции) / VNII VODGEO Gosstroy на СССР. М .: ЦИТП Госстрой на СССР, 1989г.

3. Пономаренко В.С., Арефьев Ю.И. Охладителни кули на промишлени и енергийни предприятия: Справочник / Под. Обществото. Ед. VS Ponomarenko. - М.: Енергоатомиздат: 1998 .-- 376 с.: Ил.

КАКВО Е ОХЛАЖДАЩА КЪЩА. ЗА КАКВО Е ТОВА?

Охлаждаща кула е топлообменник, използван в системите за рециклиране на вода. Те служат за охлаждане на циркулиращата вода, използвана за отделяне на топлина от промишлено технологично оборудване.

По този начин охладителните кули предпазват растенията и агрегатите от прегряване и унищожаване под въздействието на високи температури, а също така осигуряват стабилни условия за реакции или производство.

Водопроводните системи с охладителни кули са широко използвани в металургията, енергетиката, машиностроенето, авиацията и химическата промишленост в предприятията за отбранителна промишленост.

Самата дума gradieren, което означава изпаряване, отлично описва принципа на действие: водата се изпарява и охлажда по законите на физиката.

Първата охладена кула, позната ни, е построена в Холандия през 1918 година. Преди това нямаше определен вид.

История и други интересни факти

Руски учени - Farvorsky B.S., Yampolsky T.S., Berman L.D., Averkiev A.G., Arefyev Yu.I., Ponomarenko V.S. и други.

Подобряването на дизайна на охладителните кули е свързано с желанието за максимално увеличаване на топлопреносната зона, както поради площта на кулата и обема на спринклера, така и поради сложността на дизайна и повишаване на ефективността на агрегатите. Този процес продължава от много години и не се очаква по-нататъшно увеличаване на площта за пренос на топлина с помощта на иригатор поради постигането на теоретичната граница на повърхността на напоителното устройство.

Има и други видове и видове охладителни кули със своите плюсове и минуси.

КЛАСИФИКАЦИЯ НА ОХЛАДИТЕЛИ

Предвид спецификата на технологичните процеси в различни отрасли са разработени два основни типа - т. Нар. Сухи и изпарителни (мокри) охладителни кули.

Основната разлика между сухите и мокрите охладителни кули е затворена верига, през която циркулира охлаждащата течност. Освен това не само водата може да се използва като топлоносител.

Вентилаторни охладители

Вентилаторната кула е най-често срещаният и най-ефективен тип за предприятия от различни индустрии.

Секционните (блокови) вентилаторни кули са независими секции, които са монтирани в един охладител.

Всяка отделна секция представлява правоъгълен стоманобетон, метал или по-рядко рамка от фибростъкло. В горната част на този дизайн е група вентилатори, а вътре набор от технологични елементи. Цялата рамка на охлаждащата кула, с изключение на прозорците за вход на въздух, е покрита с корпус.

Интерактивна схема за охлаждане на кулата

Задръжте курсора на мишката върху изображението, за да видите описанието.

Поради голямото различие в размера на секциите е лесно да се избере кула, която най-пълно отговаря на нуждите на процеса, а възможността за автономна работа в секции улеснява адаптирането към промените в обема на охладената вода и сезонните колебания в натоварването.

Поради факта, че секционните вентилаторни кули за вентилатори са много по-компактни от кула и самостоятелни SK-400 и SK-1200, те се поставят по-лесно на територията на предприятието, по-лесно се поддържат и ремонтират. Поради своята гъвкавост, те в момента са най-ефективни за фабриките.

Сухи охлаждащи кули

Те са топлообменни конструкции, в които радиаторите служат като повърхност за пренос на топлина; те са оборудвани с вентилатори за отстраняване на нагрятия въздух.

Топлината се прехвърля от нагрятата течност, протичаща вътре в тръбите на радиатора, към атмосферния въздух без директен контакт с него, през голяма повърхност на краищата на радиаторните тръби. Липсата на директен контакт ограничава процеса на охлаждане чрез пренос на топлина, пренос на маса (изпаряване). Този факт намалява ефективността на работата.

Сухите охлаждащи кули обаче се използват в случаите, когато поради технологичните особености на производството е необходим затворен контур от циркулираща вода, когато няма възможност да се компенсират загубите от изпаряване или когато температурата на циркулиращата вода е толкова висока, че е невъзможно да се охлади на изпарителните охладителни кули.

Предимствата на това оборудване включват:

• няма загуба на обем на охладената течност
• различни замърсители не влизат в охлаждащата течност
• почти няма корозия на носещите конструкции
• способността да се охлажда високотемпературна течност

Те имат значителни недостатъци, често припокриват всички предимства:

• при същото изпълнение цената на кулата за сухо охлаждане ще бъде 3-5 пъти по-висока от цената на изпарението
• големи размери
• ниска ефективност на охлаждане
• скъпи компоненти
• възможността за замръзване на течност в тръбите на радиатора и неговото увреждане
• трудно увеличаване на производителността

ОЦЕНЯВАНЕ (ВОЛЕН) ОХЛАДИТЕЛИ

Основата на тяхната работа е пренасянето на топлина от течен към атмосферен въздух при повърхностно изпаряване и директен контакт на среда.

Има различни видове изпарителни охладителни кули, но основата на всичко е охлаждането на водата по време на нейното изпаряване.

По-долу разглеждаме основните видове и техния обхват.

Има 4 основни типа изпарителни охладителни кули:

• кула
• свободно стоящи фенове
• секционен вентилатор
• компактен

Всички други видове охладителни кули са разновидности на тези типове.

Охлаждащи кули на кулата

Това е най-размерен сорт, който служи за охлаждане на големи обеми вода с малка температурна разлика.

Те често се използват в ТЕЦ и атомни електроцентрали, по-рядко в големи промишлени предприятия, където общата топлинна мощност е по-важна от дълбочината на охлаждане.

Охлаждаща кула на кулата е структура, в която естествената тяга на въздуха се създава поради разликата в налягането в долната и горната част на кулата.

В този тип охладителна кула има всички класически технологични елементи: напояване, разпределение на водата с дюзи, воден капан, капаци.

Охлаждащите кули могат да се различават една от друга по форма, размер, индивидуални технологични решения, но в основата е един и същ принцип на работа.

Топлата вода от водоразпределителната система се напръсква с дюзи по цялата поливна зона. Водата, която влиза в напоителното устройство, образува тънък филм на повърхността му или се натрошава на много малки капки. Процесът на изпаряване се осъществява върху цялата получена повърхност, поради което температурата на останалата циркулираща вода намалява. И благодарение на течението, създадено поради височината на разликата, сместа от капчици и въздух, наситена с топли пари, се изхвърля от охладителната кула.

Вентилаторните охладители работят по подобен начин. Основната разлика е само в това, че тягата в градушката е създадена изкуствено поради работата на вентилатора.

Охлаждаща кула тип SK-400 или SK-1200

Отделните охладителни кули са стоманобетонна или метална рамка с цилиндрична форма с височина над 10 метра, с диаметър на основата 24 метра за SK-400 и 36 метра за SK-1200.

В горната част на сградата е мощен вентилатор, поставен в специална сграда - дифузьор. Именно вентилаторната инсталация създава необходимата сцепление във вътрешността на кулата. Останалите технологични елементи повтарят "пълненето" на охлаждащата кула на кулата. Процесите, протичащи в SK-400, също са сходни.

Охлаждащите кули SK-400 и SK-1200 бяха широко използвани в Съветския съюз в химическите и нефтохимическите предприятия. Основните им предимства са висока производителност, устойчивост на замръзване, способността да се регулира сцеплението чрез промяна на режима на работа на вентилатора и удобството на работата по поддръжката и ремонта.

Съществуват обаче и недостатъци на този дизайн - скъпа група вентилатори, сложността на дизайна му и високите разходи за енергия, за да се гарантира работата на вентилатора.

Повечето от тези недостатъци са отстранени при проектирането на секционни вентилаторни кули.

Малки по големина охладителни кули

Друг вид, който трябва да се разграничава отделно, са охладителните кули с малки размери. Те са подобни на конвенционалните секционни, но се различават по типа на вентилатора. Вентилаторът се задвижва и монтира отдолу.

Малките по размер охладителни кули решават проблема с водното охлаждане в предприятията с малък цикъл на оборота. Всичките им предимства и недостатъци се дължат на дизайна им.

Благодарение на компактните си размери, те се доставят сглобени и готови за работа, лесно се транспортират от място на място и не изискват специален басейн.

Поради техния размер, те не могат да осигурят дълбоко охлаждане на циркулиращата вода (като правило не повече от 5-7 0 C), а увеличаването на обема на циркулационния цикъл изисква снабдяването на нови единици, тъй като невъзможно е да се промени конфигурацията и броя на технологичните елементи на съществуваща охладителна кула.

Основният проблем на "малкия размер" е замръзването в студения сезон, което се появява поради по-ниското местоположение на вентилатора и падащите върху него капки вода.

Хибридни охладителни кули

Хибридните охладителни кули са сложни технически структури, които съчетават процесите, присъщи на изпарителната и сухата охладителна кула. Въздушната тяга може да бъде създадена от изпускателна кула, вентилатор или заедно с кула и няколко вентилатора, разположени около периметъра на кулата в долната й част.

Технологичните и техническите и икономическите показатели на хибридната охладителна кула са по-добри в сравнение със сухите, но по-ниски от изпарителните.

Те имат по-малко скъпо оборудване за топлообмен и тяхната способност за охлаждане е по-малко зависима от промените в температурата на въздуха. Предимствата на хибридната охладителна кула включват забележимо намаляване на невъзвръщаемите загуби на вода в сравнение с изпарителните охладителни кули и възможността за работа без видима парна горелка.

По отношение на способността за охлаждане те превъзхождат сухите, но са по-ниски от изпарителните охладителни кули.

Хибридните кули за охлаждане са по-сложни по време на проектирането и строителството; те изискват повишено внимание и поддръжка при работа не само на самата охладителна кула, но и на системата за циркулация на водата като цяло. При недостатъчно качествена циркулираща вода се образуват солни отлагания по стените във вътрешността на тръбите на радиаторите, а перките на тръбите са замърсени с прах от входящия въздух, което води до рязко повишаване на термичната устойчивост.

Всичко това причинява нарушение на изчислените режими на работа на сухите и изпарителните части, както и аварийни ситуации през зимата.

У нас те не са получили разпространение поради нарасналите изисквания за експлоатация и по-високата цена в сравнение с конвенционалните изпарителни охладителни кули.

Всеки от описаните видове решава специфични задачи за охлаждане на водния цикъл на предприятието. Правилният избор на охлаждаща кула ви позволява да постигнете целите си с най-ниска цена, а в бъдеще да избегнете трудности при тяхната работа.

ВЕНТИЛАТОРЕН ХОЛЕР ДИЗАЙН

ОСНОВНИ ЕЛЕМЕНТИ НА ОХЛАЖДЕН БАСЕЙН

Разпръскващи блокове

Разпръскващите блокове или просто спринклерът е основният елемент на охлаждащата кула, който определя нейната способност за охлаждане.

Задачата му е да осигури максималната повърхност на водното охлаждане, когато той влиза в контакт с потока на навлизащия въздух.

Напоителите се делят на филмови, капково-филмови, комбинирани и спрей.

Комбинираните и пръскащите видове не са получили правилно разпространение, следователно, подробно разглеждане на тях няма смисъл.

Разпръсквачката трябва да има следните свойства:

• осигуряват висок капацитет за охлаждане
• имат надеждна и издръжлива структура
• притежават висока химическа устойчивост
• осигурете равномерност при запълване на вътрешния обем на кулата
• висока омокряемост и ниско тегло
• да са устойчиви на деформации
• поддържат свойствата си при температури от -50 0 С до +60 0 С градуса

Напоителите могат да имат различни форми и са изработени от различни материали.

Понастоящем различни полимерни материали, например, полипропилен, полиетилен, поливинилхлорид и др.

Най-често срещаният тип, осигуряващ висок охлаждащ ефект, е филмът, но той има съществен недостатък: блокира пролуките между отделните елементи в блока с суспендирани твърди частици и примеси, присъстващи в охладената вода.

Задачата на спринклера от филмов тип е да задържи тънък воден филм върху повърхността му, което осигурява голяма зона за напояване за ефективен топлоносител и масапренос.

За най-продуктивната работа на спринклера на филма се правят различни промени в неговия дизайн, а именно:

• използването на порести структурни материали
• увеличаване на грапавостта на повърхността
• използване на гофрирани материали
• създаване на сложна форма на повърхността за пренос на топлина и маса на единица площ

Един от видовете такъв иригатор е тръбният тип. Това е група полимерни тръби, споени заедно. Такъв блок, подобно на аналога на гофрираните листове, изисква равномерно разпределение на водата по повърхността, тъй като възможността за преразпределяне на водата възниква само в пространството между тръбите и листовете. В същото време тръбите заемат до 50% от обема, което намалява неговата ефективност. За да се избегне пропускането на вода без раздробяване, спринклерните блокове са направени на малка височина, като се използват пролуки между блоковете за смесване на вода.

При повишена концентрация на различни вещества във вода е необходимо да се използват разпръсквачи с капково фолио, тъй като те са по-устойчиви на запушване.

Мрежестата структура на такива агрегати все по-често се използва в различни видове охладителни кули поради оптималната комбинация от разход на материал и повишен охлаждащ ефект.

Поради структурата на мрежата се появяват разкъсвания по време на движението на вода и въздух, което води до редуване на режимите на капене и филм на работа. Благодарение на това преразпределение и допълнителна турбулизация на взаимодействащите потоци, топлинният и масовият пренос рязко се увеличават, тоест охлаждащата способност на спринклера се увеличава с около 70% в сравнение с листовете и гофрираните тръби. Тази структура значително намалява коефициента на съпротивление, което има положителен ефект върху икономията на енергия.

Разпръсквачката тип капково филм е с различни форми и дизайн. Най-често срещаните блокове, състоящи се от:

• мрежести призми
• мрежести ролки
• телена мрежа

Воден капан

По време на работа на охлаждащата кула въздух, наситен с водни пари и водни капки, се отделя в атмосферата, в резултат на което се получава капелно задържане на циркулиращата вода. През зимата това може да доведе до обледеняване на околните сгради, конструкции и т.н. За да се елиминира този проблем в охладителните кули, се използва елемент като воден капан.

Воден капан за охладителната кула минимизира загубите на капки с минимално аеродинамично влачене. Водният капан е вълнообразна структура. Той служи за кондензиране на влага и утаяване на нагоре капчици вода във въздушния поток на повърхността му, както и за равномерно разпределение на въздуха на изхода на кулата.

Водните капани са направени предимно от различни полимери, което води до сравнително малко тегло и надежден дизайн. Способността им да улавят капчици зависи от размера на самите капчици и скоростта на въздушния поток в кулата. От това следва, че различни видове водни капани могат да се използват в различни видове охладителни кули. Ефективността на изпускане в вентилаторните кули е максимална при скорост на въздуха 2-3 m / s, в кулите на кулите - 0.7-1.5 m / s, при малки по размер - 4 m / s.

Водните капани се предлагат в различни форми:

• половин вълна
• медена пита
• купчина
• медена пита

При клетъчен елиминатор на капки работните елементи във вертикалната секция имат вид на полувълна, а по дължината на блока имат кухини и върхове.

Клетъчният воден капан е монолитен блок с канали от фибростъкло. Той получи това име, защото изгледът отгоре прилича на пчелна пита. Способността за улавяне на вода е доста висока, обаче аеродинамичното съпротивление е 2-3 пъти по-голямо от това на "полувълната".

Аеродинамичното влачене на водни капани може да варира значително в зависимост от формата им. Днес полувълната се счита за най-оптималния и широко разпространен дизайн на ловец на вода. Тази форма осигурява ефективно улавяне на капчици до 99,98%, докато не е необходимо да се използват многостепенни елиминатори на капчици с високо аеродинамично съпротивление.

Когато подреждате блоковете за отстраняване на капки на мястото на охлаждащата кула, е необходимо да се изключат през пукнатините между блоковете и стените на кулата. Това се прави, така че въздушният поток на тези места с повишена скорост да не отделя влага с него.

Изисквания за водни капани:

• високоефективно заснемане на капки до 99,9%
• ниско аеродинамично съпротивление
• ниска специфична гравитация
• химическа устойчивост на примеси в рециклирана вода
• елиминиране на замърсяването с биологично активни вещества

Водоразпределителна система

Водоразпределителната система на охладителната кула е проектирана за равномерно разпределение на охладената вода по повърхността на иригатора.

Той не трябва да пречи на свободното преминаване на въздушни маси в охлаждащата кула.

Устройството за разпределение на водата на охладителната кула може да бъде разделено на 3 групи:

• спрей
• без спрей
• подвижен

Понастоящем основната система за разпределение на водата е устройство за разпределение на водата с пръскащо налягане.

Системата за разпръскване на вода под налягане е структура, състояща се от тръбопроводна система с прикрепени дюзи за водни пръски. За производството на тази система могат да се използват както стоманени тръбопроводи, така и тръби, изработени от композитни материали (например, фибростъкло или полиетилен с ниско налягане). Като устройства за пръскане с вода се използват главно пластмасови дюзи (или дюзи) от различни видове и дизайни. Когато агресивните вещества се суспендират в циркулиращата вода, могат да се използват суспендирани дюзи от неръждаема стомана.

Дюзите на водоразпределителната система трябва да създават оптимални размери на капчиците от 2-3 мм, когато пръскате циркулиращата вода и да ги получавате върху повърхността на иригатора.

За да се постигне равномерно разпределение на водата, дюзите се инсталират на разстояние, определено чрез изчисление, въз основа на характеристиките на дюзата и промяна на диаметъра на напречното сечение на тръбата по посока на движението на водата.

Основни изисквания към дюзите:

• осигурявайки факла с радиус 1,5-2 m
• липса на запушване с суспендирани твърди вещества

Дюзите са разделени на:

• центробежен
• струен винт
• шок

Когато се монтират на тръбопровода, дюзите могат да бъдат монтирани в посока на горелката, както нагоре, така и надолу. Зависи от дизайна на охлаждащата кула и формата на самата дюза. Скоростта на движение на водата в колекторите трябва да бъде 1,5-2 m / s, в разпределителните системи не повече от 1,5 m / s. При скорост на потока от 0,8-1 m / s се получава утаяване на суспензията, което води до запушване на тръби и дюзи.

Вентилаторни единици

Вентилаторните охлаждащи кули, в зависимост от района на напояване, са оборудвани с вентилаторни и изпускателни вентилаторни блокове. С малка площ за напояване (до 16 м2) могат да се използват вентилатори под налягане, но тяхната ефективност е с 15-20% по-ниска от тази на вентилаторите за отработените газове.

Инсталацията на вентилатора на охлаждащата кула е проектирана да създава достатъчен въздушен поток и се състои от:

• дифузьор (корпус на вентилатора)
• ротор

В съвременните условия дифузьорът е изработен от композитни материали с твърди слоеве, поставени вътре и се състои от няколко сектора. Дифузьорът служи за намаляване на загубата на налягане, която възниква при висока скорост на въздушните потоци на изхода на кулата, посоката на въздушния поток, повишава производителността на вентилаторната инсталация.

Работното колело е проектирано да създава постоянен поток въздух в охлаждащата кула и се състои от лопатки и главина. Лопатките на работното колело обикновено са изработени от фибростъкло или метал. Втулката служи за закрепване на остриетата и дюзите на колелото към задвижващия вал.

Диаметърът на работните колела в охлаждащите кули на вентилаторите може да бъде от 2,5 m до 20 m.

АЛТЕРНАТИВНО НА ОХЛАЖДАНАТА кула

Като алтернатива се използват охлаждащи водоеми и басейни за пръскане.

Първите са естествени съоръжения за съхранение на вода с гигантски размери. В Магнитогорския желязо и стоманодобивен завод се простира на целия град.

Охлаждането възниква поради контакта на водните капчици с въздуха и е по-интензивно при наличие на вятър, достигайки 5-7 ° капка. Но в същото време капковото захващане расте.

Голям проблем при поддържането на тези съоръжения е водният разцвет. За да се изключи силно затопляне на слънце, дълбочината е повече от 1,5 метра.

Предимства на басейните със спрей:

• цената на строителството е 2-3 пъти по-ниска от цената на кулата
• лесна за работа
• траен

недостатъци:

• разлика в ниските температури
• нисък подветрен охлаждащ ефект
• площта на басейна значително надвишава площта на кулата
• появата на мъгла, което през зимата води до обледеняване на близките сгради

ПРЕДИМСТВА И НЕЗАБАВНОСТИ НА ТОЗИ ИЛИ ДРУГИЯ ВИД ХОЛОДА

Както вече споменахме, има три вида - сухи, мокри и комбинирани (хибридни) охладителни кули. Всеки от тези типове има значителни структурни разлики, които са описани подробно по-горе, а също и тези видове охладителни кули имат определени предимства и недостатъци.

Например в кулите за сухо охлаждане охлаждащата течност циркулира в затворена верига и предимствата на такава охладителна система са:

• няма загуба на обем на охладената течност поради изключване на процеса на изпаряване
• солите за твърдост не се образуват в специално подготвена охлаждаща течност и различни замърсители от външната и промишлената среда не се получават
• почти няма корозия на носещите конструкции, които нямат пряк контакт с охлаждащата течност
• възможност за охлаждане на течност с висока температура поради топлоустойчиви радиатори, които по правило са изработени от метали с висока топлопроводимост

Имайки предвид факта, че в кулите за сухо охлаждане охладената течност няма пряк контакт с въздуха, т.е. по време на охлаждането няма пренос на маса и има затруднение с увеличаването на производителността.

Тук водата преминава вътре в тръбите на радиатора, през стените на които само топлината се прехвърля във въздуха. Следователно, увеличаването на охлаждащата способност на сухата охладителна кула изисква увеличаване на въздушния обмен поради увеличаване на площта на доста скъпи радиатори с голям брой мощно вентилаторно оборудване.

Например, за понижаване на температурата на водата от 40 ° до 30 ° С при температура на въздуха 25 ° С на 1 м³ охладена вода, около 1000 м³ въздух трябва да се подава в изпарителни кули и в сухи охладителни кули, в които въздухът се загрява само, но не се овлажнява , - около 5000 m³ въздух.

Освен това използването на затворени кръгове за охлаждане на течността при отрицателни температури на околната среда не изключва замръзването на течността в тръбите на радиатора, а през лятото радиаторните блокове са подложени на запушване на прах.

Като се има предвид високотехнологичното производство на компоненти за сухи охладителни кули, цената и поддръжката на такива охладителни кули нараства с 3-5 пъти в сравнение с вентилаторните охладителни кули.

Мокрите (или изпарителните) охлаждащи кули са от най-голяма полза днес. В такива охлаждащи кули процесът на охлаждане се осъществява поради изпаряването на водно-масовия пренос, както и поради топлопреминаването между гореща вода и студен атмосферен въздух.

Загрятата вода се напръсква върху специална напоителна дюза (напоителен слой), през която охлаждащият атмосферен въздух преминава противоположно.

В кулите на кулите въздухът тече естествено, поради спада на налягането на различни височини - по принципа на тяга в тръбата.

Такива охладителни кули се използват като правило за охлаждане на много голямо количество вода - до 30 000 м³ / час и не изискват големи енергийни разходи, но са трудни за работа.

Не трябва да забравяме, че един от най-важните показатели на охлаждащата кула е нейната охлаждаща способност. В охладителните кули на кулата е невъзможно охлаждането на водата до температура, близка до температурата на мокър термометър в горещия сезон, а дълбочината на охлаждане в такива охладителни кули е 8-10 ° С. Освен това по време на преходните климатични периоди възникват проблеми с регулирането на процеса на охлаждане.

Трябва да се добави, че конструкцията на кулата за охлаждане на кулата има сложна структура, която изисква големи строителни разходи, като се използва скъпо оборудване за повдигане и допълнително оборудване.

Вентилаторните кули с отворен тип са най-често срещаното и печелившо решение в областта на циркулационното водно охлаждане и оправдават използването им във всички индустрии.

Основното предимство на такава охладителна кула е нейната способност за охлаждане. Разликата в циркулиращата вода може да достигне 30 ° C. Този показател се постига чрез използването на вентилаторни инсталации, които създават мощен въздушен поток в напоителното пространство срещу потока на охладена вода и по този начин се осъществява повишен топлообмен и маса.

За охлаждане на голям обем вода, вентилаторните охладители са инсталирани на блокове, всеки от които има няколко секции. Това разположение на охладителните кули позволява охлаждане наведнъж за няколко вериги на системата за циркулация на водата.

Конструктивните характеристики на вентилаторната кула за охлаждане, в сравнение с тези на кулата, са много по-прости и по-евтини. Това са конструкции, изработени от метални конструкции, които се произвеждат подробно на мястото за поръчки на производителя, доставят се на клиента и се монтират върху предварително подготвени основи в басейна на водосбора.

Днес технологичните елементи на охлаждащата кула, като корпуса на вентилатора, работното колело, облицовката на външните стени и вятърните прегради, водоотвеждането и водоразпределителната система са представени в широк диапазон и в комбинация с един производител тези компоненти създават оптималното решение за охлаждане на циркулиращата вода на предприятията.

Автоматизацията на енергийните консуматори на охлаждащата кула на вентилатора ви позволява точно да регулирате процеса на охлаждане според определените параметри на циркулиращата вода и да използвате ефективно енергийните ресурси както през летния, така и през зимния период, което увеличава техния експлоатационен живот.

Използването на високотехнологични материали при производството на ефективни технологични елементи на вентилаторни охладителни кули дава възможност за осигуряване на охлаждане на рециклирана вода в предприятия от всички индустрии с дълъг интервал на основен ремонт. Трябва да се добави, че материалите, от които са направени, имат устойчивост на агресивна среда, биологични отлагания и имат високи якостни характеристики.

Така че се надяваме, че от тази статия сте получили много интересна и полезна информация за охладителните кули. И ако сте изправени пред задачата да изберете охлаждаща кула за производство, тогава без колебание ни се обадете!

Влажни охладителни кули

затворен тип

GOHL (Германия)

Ние доставяме от Белгия и Германия отварящи се мокри охлаждащи кули
Ние доставяме затворени мокри охлаждащи кули за Германия
Ние доставяме сухи охладители на европейския производител Thermokey
Ние предлагаме квалифицирано изчисляване и подбор на всички видове охладителни кули и сухи охладители.

Охлаждащи кули  - Това са устройства за незначително охлаждане на топлата вода от околния въздух. „Незначителна“ означава, че след охлаждащата кула водата не става ледена, както в охладителя (+7 градуса и евентуално с минус). Температурата на постъпващата вода към кулата е около 40-50 градуса, след - 25-30 градуса (в най-добрия случай).
  Необходимостта от охлаждане на топла вода възниква, ако производственият процес го изисква или в случай на охлаждане на вода за охладител с воден кондензатор.

Охладителната кула има няколко варианта, но основните видове са 2:мокър отворен и затворен тип, както иизсъхне.

Мокра отворена охлаждаща кула.

Най-често мокра охлаждаща кула  свързани с кули кули, които могат да се видят до когенерацията или гигантските предприятия. Но за повечето предприятия капацитетът на кулите за охлаждане на кулите не се изисква.

Отворена охлаждаща кула или отворена охладителна кула  - принципът на неговото действие е същият като този на кула, само за разлика от първата, отворената кула за мокро охлаждане е доста транспортируема и обхватът на нейните характеристики е доста широк, защото в повечето случаи този дизайн е модул и чрез свързване на няколко модула се постига необходимата производителност.

Принципът на работа на кулата се основава на пръскане на топла вода през дюзите, от което всъщност става охлаждането му. Много често към този процес се добавя въздушен поток с помощта на аксиални вентилатори.
Куловите кули - се използват за охлаждане на големи обеми вода, няколко пъти по-големи от обема на водата в индустриалните предприятия. Това оборудване се използва главно в термични и атомни електроцентрали.

Мокра затворена охладителна кула.

Охлаждаща кула, в която основната водна верига не влиза в контакт с околната среда, но която все още използва принципа на намаляване на температурата поради изпаряване, се нарича мокра затворена охладителна кула, В основата на неговото действие е топлообменникът (като опция, сноп от тръби), разположен в корпус, който се измива от вода и се издухва от околния въздух. В резултат на такава комбинация е възможно да се получи температура на водата на изхода на кулата, приблизително равна на температурата на мокрия термометър, а също така е безопасно да се използва и през зимата, тъй като незамръзващата течност може да се използва в основната верига.

Случаи за използване на охладителната кула - в охладителни системи

Една от важните точки за най-ефективното използване на охладителните кули в система за циркулация на водата е оптималният избор на хидравлични схеми за свързване. Диаграмите на хидравличните вериги могат да варират в зависимост от броя на охладителните кули, използвани в една верига, както и от естеството на потребителя. Обхватът на регулиране на капацитета на охладителя за вода се определя от характера на потребителя. Най-простата хидравлична верига на един градиент, използвана за един сервизен обект, е показана на фиг. 1.

Фиг   Схема на хидравлична охлаждаща верига за един потребител	Фиг.2   Охлаждаща система с охладителни кули с отделни вериги за готвене и консумация

Вода от охладителни кули и   влиза в резервоара, откъдето се доставя на потребителя чрез циркулационна помпа и по-нататък.

В областта на индустриалното строителство, особено когато водният поток, който циркулира през потребителския охладител, е осезаемо по-малък от водния поток, който циркулира през охладителните кули, схемата, показана на фиг. 2.Тук връщащата се вода от потребителите се утаява в резервоари за съхранение (обемът на които се изчислява за около 5-10 минути от инсталацията). От него помпата (ите) на веригата за подготовка на работния флуид изпомпва вода към изпарителните охладителни кули. От оборудването охладената вода влиза в подобна вана. Основната отличителна черта на такава схема е хидравличната независимост на веригите за приготвяне на работна вода и консумация, осигурена от наличието на компенсационна тръба между резервоарите (може да се използва и един резервоар с преграда, осигуряваща прелив между неговите части 1). В резултат на товане е необходимо постоянно да регулирате мощността на охладителните кули в съответствие с изискванията на потребителя. Вентилаторите на охлаждащата кула могат да работят просто включване / изключване. Освен това всеки такъв наклон винаги работи при пълно натоварване и осигурява максимално възможно охлаждане на водата за дадени метеорологични условия. И двете вериги не са чувствителни към замръзване, тъй като това оборудване е напълно източено в резервоари за съхранение, инсталирани на закрито или разположени под земята.

Поставяне и работа на охладителна кула (с аксиални вентилатори)

За да се гарантира удобството и безопасността на поддръжката, кулите трябва да имат платформи, подредени в съответствие с изискванията на съответния SNiP. Преди да започнете работата на градиента на вентилатора, е необходимо да се провери хидравличната плътност на тръбопроводите, резервоарите, както и състоянието на инсталираните клапани.
  Най-добрият вариант, когато всеки охладител за вода е инсталиран на покрива отделно. Ако това не е възможно, тогава изборът на местоположението на инсталацията трябва да бъде такъв, че да не се стигне до рециркулация (фиг. 3). В този случай е необходимо да се вземат предвид възможните пориви на вятъра (подветрената страна) и най-близкото разположение на сградите, които могат да променят потока на впръскания въздух обратно във всмукателния отвор.

Фиг. 3 Влияние на вятъра и препятствията

Преди първото пускане е необходимо да се промият водните линии, за да се отстранят отпадъците и мащабите, които биха могли да се образуват там по време на процеса на заваряване, и след това визуално да се провери равномерността на работата на всички дюзи. Всички открити дефекти трябва да бъдат поправени преди работа. Периодичните проверки на графен се препоръчват да се правят поне веднъж месечно. Рутинните ремонти на охладителните кули трябва да се извършват при необходимост, но поне веднъж годишно, и да бъдат насочени, ако е възможно, към лятното часово време. Обхватът на текущите ремонти включва работа, която не изисква дългосрочно спиране на охладителната кула, например почистване и ремонт на водоразпределително устройство, тръбопроводи и дюзи, водни капани и въвеждане в ред устройства за контрол и заключване. По време на основен ремонт се извършват всички работи, които изискват продължително спиране на оборудването: елиминиране на повреди в спринклера, водоразпределителната система, ремонт или подмяна на вентилаторната инсталация и др.

Работа на зимна охладителна кула

През зимата експлоатацията може да бъде сложна поради замръзването на техните конструкции, особено това се отнася за охлаждащите кули, разположени в сурови климатични условия. Замразяването на охлаждащите кули може да доведе до аварийно състояние, което да доведе до деформация и колапс на иригатора поради допълнителни натоварвания от леда, образуван върху него. Замразяването на кулата обикновено започва при външни температури под -10 ° C и се появява на места, където студеният въздух, влизащ в кулата, влиза в контакт със сравнително малко количество топла вода. Вътрешната обледеняване е опасна, тъй като поради интензивно замъгляване, тя може да бъде открита само след разрушаване на спринклера. Следователно, през зимния период не трябва да се допускат колебания на топлинни и хидравлични товари, необходимо е да се осигури равномерно разпределение на охладената вода върху напоената зона и да не се допуска намаляване на плътността на напояването в отделни зони. Поради високите скорости на входящия въздух, плътността на напояване в охлаждащите кули на вентилатора през зимата е препоръчително да поддържат поне 10 m 3 / m 2 (най-малко 40% от пълния товар). Критерият за определяне на необходимия въздушен поток може да бъде температурата на охладената вода. Ако дебитът на входящия въздух се регулира така, че температурата на охладената вода да не е по-ниска от +12 o C ... + 15 ° C, тогава обледеняването на охладителните кули обикновено не надхвърля допустимите граници. Намаляването на потока на студен въздух в охладителната кула може да се постигне чрез изключване на вентилатора или чрез превключване на него с работа с намалена скорост. Възможно е да се изключи заледяване на охладителните кули чрез подаване на цялата вода само на част от охладителните кули с пълно спиране на останалите, понякога с намаляване на потока на циркулиращата вода. Вентилаторите за издухване са обект на замръзване. Това може да бъде причинено от две причини: водни капчици, попадащи върху вентилатора от вътрешността на оборудването, и рециркулация на въздуха, напускаща охлаждащата кула, съдържаща малки капки вода и пара, които се кондензират при смесване със студен външен въздух. В такива случаи обледеняването на лопатките на вентилатора може да се избегне по следните начини: - намалете скоростта на въртене на вентилатора, - проверете налягането пред дюзите и ги почистете, ако е необходимо, - използвайте работните колела от фибростъкло, - използвайте автономно нагряване на вентилаторните черупки с помощта на гъвкави електрически нагреватели. Трябва да се отбележи, че неравномерното образуване на лед върху лопатките може да доведе до небалансиране и вибрации на вентилатора. Ако през зимния период по някаква причина вентилаторите на охладителните кули са изключени, тогава преди да ги пуснете е необходимо да проверите състоянието на черупките за наличие на лед върху тях. Ако се намери лед, той трябва да бъде отстранен, за да се избегнат повреди на колелата на вентилатора.

Техника за избор на охлаждащата кула

Първоначално трябва да определите следните изходни данни:
Q G, kW - топлинен поток (количество топлина), който трябва да бъде отстранен в околната среда,
Tmt, ° C - температурата на мокрия термометър в най-горещото време, характерно за този регион,
Thy, ° C - температурата на водата, която трябва да се получи в края на процеса на охлаждане.

Трябва да се отбележи, че топлинният поток за въздушните компресори обикновено не надвишава електрическата мощност на задвижването на компресора; топлинният поток за хладилната машина е сумата от охлаждащата способност и електрическата мощност на задвижването на компресорния агрегат; топлинният поток за технологични инсталации, при които няма изгаряне на какъвто и да е вид гориво, обикновено не надвишава електрическата мощност на задвижванията и т.н. Температурата на влажния термометър се определя съгласно SNiP 23.01-99 "Строителна климатология" или по-рано според данните от таблица 1.

Проектни параметри на атмосферния въздух.Таблица 1.

селище	Температура на сух термометър, T, ° С	Относителна влажност  F,%	Температура на мокрия термометър, T, ° С
Архангелск	23,3	58	18
Астрахан	30,4	52	23,2
Волгоград	31	33	20
Вологда	24,5	56	18,8
Ужасното	29,8	43	21
Дудинка	22,9	59	17,9
Екатеринбург	25,8	49	18,8
Иркутск	22	63	17,6
Казан	26,8	43	18,7
Краснодар	28	55	21,6
Красноярск	24,4	55	18,6
Луганск	30,1	30	18,8
Магадан	19,5	61	15,2
Мончегорск	24,6	53	18,5
Москва	27	55	20,8
Мурманск	22	58	17
Нижни Новгород	26,8	48	19,6
Новосибирск	25,4	54	19,3
Омск	27,4	44	19,4
Петрозаводск	24,5	58	19,1
Ростов - по - Don	29,2	37	19,5
Sagvhard	23,7	57	18,3
плод на бряст	28,5	44	20,2
Санкт Петербург	26	56	20,1
Сиктивкар	25,1	49	18,3
Tobolsk	26,5	53	20
Томск	24,3	60	19,2
Тула	25,5	56	19,6
Уфа	27,6	44	19,5
Ханти - Мансийск	26,5	55	20,3
Челябинск	26	51	19,4
Чита	25	48	18
Якутск	26,3	40	17,8
Ярославъл	24,8	53	18,7

Температурата на водата, която трябва да се получи в края на процеса на охлаждане, се определя от техническите параметри на оборудването, което трябва да се охлади и като правило се посочва в информационния лист за оборудването. След определяне на необходимите параметри е възможно предварително да се избере охладителната кула, като се използват криви за охлаждане за различни стойности на tmt.
  Пример.
  Необходимо е да се изберат охладителни кули за охлаждане на компресорната станция в Петрозаводск. Станцията се състои от 3 компресора 4VM10-63 / 9 с задвижване от Me \u003d 380 kW всеки, а два компресора постоянно работят.

Решение.

Определете общия премахнат топлинен поток:

Съгласно таблицата с изчислени параметри на атмосферния въздух определяме температурата на влажния термометър:

В данните на табелката на компресора намираме температурата на входа към охладителната система на компресора, равна на температурата на изхода:
  t OUT \u003d 25 ° C
  Използвайки охлаждащите криви за температурата на влажния термометър, намираме точките на пресичане на линиите, съответстващи на отстранения общ топлопоток и температурата на изхода от градиента с охлаждащите криви. От конструкцията определяме кое оборудване ще осигури необходимия топлинен поток.

Сухо охлаждащи кули (Drykuller)

Този тип оборудване е много по-опростен в дизайна, отколкото чилър, тъй като няма хладилна верига. Водата в кулите за сухо охлаждане се охлажда в плочи топлообменници, към които няколко вентилатора насочват уличния въздух. По този начин сухите градиенти стоят извън производствените мощности. Средно термодинамичната граница на сухите охлаждащи кули е около 5 градуса. Това означава, че ако температурата на външния въздух е настроена на + 35 ° C, кулата е в състояние да охлажда вода до температура от + 40 ° C - за охлаждане на хидравлична течност или кондензатор с охладител, това е доста приемлива температура. Ако тя е по-ниска от + 10 ° С на улицата, охлаждащата кула може просто да замени чилъра (или по-скоро, временно да го замени), като доставя вода не само на топлообменника на хидравличната верига на TPA, но и охлажда формата, която изисква вода с температура от + 5 ° С до + 15 ° С. Имайки предвид факта, че охлаждането в охладителните кули се осъществява от атмосферен въздух с помощта на вентилатори, които не изискват висока мощност, в сравнение с чилърите, те могат да постигнат икономия на енергия. Очевидно не можеш да се справиш с охладителна кула през цялата година, тъй като у нас, освен зимата, идва и много топло лято - не можеш без чилър. От друга страна, наистина топлото време продължава не повече от 4-5 месеца подред. Какъв е смисълът да карате чилъра за останалите 7-8 месеца, когато температурата извън прозореца е в границите -10° С   до + 10 ° С. Но въпреки това, сухите градиенти са все още непоискано оборудване. Дори и въпреки факта, че при използване на комбинирания охладител - сух охладител е възможно да се постигне годишна икономия на енергия до 40%.

Има охладителни кули, които са пряко свързани с хидравличната верига. Те не циркулират разтвор на гликол, а директно хидравлична течност. В резултат на това посредникът под формата на междинен охлаждащ агент се елиминира от веригата, което само увеличава ефективността на охлаждане. В резултат на това хидравликата се охлажда чрез икономичен сух градиент, а чилърът обслужва само модула за формоване и инжектиране. Това ви позволява да внедрите много икономична схема за икономия на две температури. На базата на кулата за охлаждане и охлаждане обаче схемите за пестене на енергия могат да бъдат приложени в по-позната форма.
  Сухите охладители са предназначени за употреба на открито, така че трябва да се добави гликол, за да се предотврати замръзване в студения сезон.

Използването на сухи охладители има следните предимства:

Експлоатация на охладителните кули през зимното време - нашите експерти ще ви дадат препоръки.