Тепловой расчет башенной градирни выполняется в соответствии с методикой, изложенной в Пособии по проектированию градирен к СП 31.13330.2021 «СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения», совместно с расчетом силы тяги градирни (аэродинамическим расчетом).

Расчет градирен производится при заданных трех значениях скорости воздуха в полном сечении оросительного устройства. Для каждого значения скорости воздуха определяют состояние воздуха и температуру воды по соответствующим расчетным формулам.

Результаты теплотехнического расчета башенной градирни, при разных высотах оросителя представлены на графиках и в таблицах.

Результат расчета башенной градирни:

По выполненным теплотехническим и аэродинамическим расчетам охлаждающей способности градирни, из рассмотренных вариантов высотного исполнения оросителя (тепло-массообменного устройства), требованиям по обеспечению температуры охлажденной воды на выходе из градирне не более +33°С соответствуют все рассмотренные варианты высоты оросителя современной конструкции 0,9м, 1,35м, 1,8м.

Наиболее рациональным вариантом исполнения высоты оросителя при техперевооружении градирни по совокупности показателей: температура охлажденной воды, разница температур охлажденной воды и требования технического задания, степени влияния на эффективность работы паровых турбин ТЭЦ, влияния на ограничение мощности, капитальным затратам является вариант с применением оросителя из полимерных элементов решетчатой конструкции высотой 1,35 метра.

Скачать тепловой расчет башенной градирни в формате pdf >>>

Требования к современным типам оросителей, применяемым при реконструкции башенных градирен.

Тип оросителя из современных полимерных материалов, характеризующихся высокими теплотехническими и аэродинамическими показателями на современном уровне и обеспечивающий эффективное охлаждение воды при расчетных параметрах работы градирни.

Ороситель должен быть изготовлен из полиэтилена низкого давления. Применение оросителей из ПВХ не рекомендуется. Материал оросителя не должен допускать биологического обрастания. Оросительное устройство должно быть предусмотрено в виде блоков.

Характеристики конструкции оросителя башенной градирни:

— равномерное распределение потоков воды и воздуха по площади градирни;

— отсутствие видимых сквозных щелей и неплотностей между блоками оросителя и конструкциями по всей площади градирни, включая места вокруг стояков, колонн и мест примыкания к оболочке вытяжной башни;

— механическую обработку блоков (резку) для изменения их геометрических размеров при размещении их на месте во время монтажа;

— сохранение геометрических размеров и форм с учетом действия на них потока охлаждаемой воды, собственного веса и возможных отложений;

— стойкость против динамического вибрационного воздействия разбрызгиваемой воды;

— свободное передвижение обслуживающего персонала по оросителю без остаточных деформаций его элементов;

— возможность удаления органических и минеральных отложений без повреждаемости оросителя;

— возможность повторного использования при демонтажных и монтажных работах;

— стойкость против многократного знакопеременного температурного воздействия (смена плюс на минус и наоборот);

Ороситель должен соответствовать требованиям экологических, санитарно-гигиенических, противопожарных и других норм, действующих на территории РФ, и обеспечивать безопасную для жизни и здоровья людей эксплуатацию объекта.

Срок службы оросителя должен быть не менее 25 лет, на протяжении этого срока ороситель должен сохранять свои гидроаэротермические характеристики.

Применяемое водоохладительное устройство (ороситель) должно иметь подтверждение надежной работы на действующих объектах.

Фото каркасной градирни на ТЭЦ.

Производство, сборка и установка – СССР.

Градирня – башня, предназначенная для охлаждения большого количества оборотной воды промышленного предприятия, посредством естественного воздухообмена её рабочего пространства.

Гиперболическая железобетонная градирня представляет собой сооружение для охлаждения воды в оборотной системе водоснабжения.

Способ передачи тепла атмосферному воздуху осуществляется за счет испарения. Теоретическим пределом охлаждения воды в испарительных градирнях является температура атмосферного воздуха по смоченному термометру, которая может быть ниже температуры по сухому термометру на несколько градусов.

Основные элементы градирни:

1 — вытяжная башня;

2 — водосборный бассейн;

3 — железобетонный каркас оросительного устройства;

4 — оросительное устройство;

5 — ветровая перегородка;

6 — кольцевой фундамент;

7 — ЖБ стойки.

Основные характеристики градирни:

Градирня — башенная, гиперболическая, железобетонная.

Площадь орошения – 1520 м².

Высота башни – 55 м.

Диаметр основания башни – 48 м.

Диаметр устья башни – 26 м.

Высота воздуховходных окон — 3,5 м.

Система водораспределения — напорная.

Гидравлическая нагрузка на градирню – 10500 м³/час.

Режим работы оборудования — постоянный.

Температура воды на входе градирню — 27,6 °С, на выходе — 20,1 °С.

Задача автоматизации и диапазон контролируемых значений

Ключевым элементом автоматизации башенной гиперболической градирни выступает непрерывный мониторинг уровня воды в водосборном бассейне. Система должна надёжно фиксировать значения в диапазоне до 2500 мм — такой предел охватывает все штатные и переходные режимы работы градирни, включая пиковые нагрузки и колебания расхода. Точный контроль уровня позволяет поддерживать оптимальный водный баланс, предотвращать переполнение бассейна и обеспечивать стабильную работу теплообменного оборудования.

Рекомендуемое оборудование для измерения и индикации уровня

Для решения задачи измерения уровня оптимально использовать гидростатический зонд SG‑25 производства компании APLISENS (Польша). Устройство формирует стандартный выходной сигнал 4…20 мА, что обеспечивает совместимость с большинством промышленных систем сбора данных и упрощает интеграцию в существующие контуры автоматизации. Гидростатический принцип измерения гарантирует высокую точность вне зависимости от свойств воды и условий эксплуатации, а конструкция зонда рассчитана на длительную работу в агрессивной влажной среде.

В качестве устройства отображения и первичной обработки сигнала рекомендуется универсальный измерительный преобразователь аналоговых сигналов ИТП‑11 от компании «ОВЕН» (Россия). Прибор обеспечивает наглядную индикацию текущих значений уровня, а также может использоваться для передачи данных в вышестоящую систему управления или формирования аварийных сигналов при выходе параметра за установленные пределы.

Организация кабельных соединений и требования к электроснабжению

Для надёжной передачи сигнала между полевым оборудованием (зондом) и щитом индикации следует применять кабель КУПЭВнг‑LS. Его ключевые преимущества:

• экранированность — защищает измерительный сигнал от электромагнитных помех;
• пониженная пожароопасность и низкое дымовыделение (индекс нг‑LS) — соответствует требованиям к прокладке в технических помещениях и кабельных галереях;
• устойчивость к эксплуатационным нагрузкам — подходит для протяжённых трасс и сложных условий монтажа.

Электроснабжение комплекса контрольно‑измерительных приборов и автоматики (КИПиА) предусматривается по третьей категории надёжности. Такой подход экономически обоснован для вспомогательных технологических контуров и согласуется с типовыми проектными решениями для градирен, где кратковременные перерывы в электроснабжении не приводят к критическим последствиям при наличии резервных алгоритмов контроля и ручного мониторинга.

Комплексный подбор оборудования, грамотная организация кабельных линий и корректный выбор категории электроснабжения позволяют создать устойчивую и удобную в эксплуатации систему автоматизации градирни — она обеспечит достоверный контроль уровня воды и своевременную реакцию на отклонения технологических параметров.