Комплексный анализ проектирования градирен: принцип работы, ключевые моменты установки, основы выбора и методы устранения неполадок

I. Градирни: Принцип работы градирен

Сухой воздух с низкой энтальпией, гонимый вентилятором, поступает внутрь градирни через воздухозаборный экран. Между тем, молекулы воды с высокой температурой и большим парциальным давлением насыщенного пара текут в сторону воздуха с более низким давлением из-за разницы давлений. В этот момент горячая и влажная вода с высокой энтальпией равномерно распыляется в башню через систему распределения воды. Когда эти капли воды вступают в контакт с воздухом, происходят два процесса теплообмена: первый — непосредственный теплообмен между воздухом и каплями воды; Вторая причина заключается в том, что из-за разницы давлений между поверхностью водяного пара и воздухом под действием давления происходит испарение, известное как испарительная теплопередача. Этот процесс отнимет большое количество скрытой теплоты испарения, тем самым эффективно удаляя тепло из воды и достигая цели охлаждения.

II. Градирни: Рабочий процесс градирни

Принимая циркуляр , противоточная градирня , ее рабочий процесс выглядит следующим образом: Например

Горячая вода выходит из отдельного машинного отделения, подвергается воздействию водяного насоса, затем последовательно проходит через трубы, горизонтальный, изогнутый и центральный патрубки и, наконец, достигает системы распределения воды градирни. Здесь небольшие отверстия на водораспределительной трубе равномерно разбрызгивают воду на упаковочный материал. При этом сухой воздух низкой плотности под действием вентилятора поступает в башню через нижний воздухозаборный экран. При прохождении горячей воды через наполнитель образуется водяная пленка и происходит теплообмен с воздухом. Высоковлажный и ценный горячий воздух вытягивается сверху, а капли охлажденной воды падают в нижний резервуар и затем возвращаются в основной блок через выпускную трубу.

Стоит отметить, что воздух, поступающий в башню, обычно сухой и имеет низкую температуру по влажному термометру. В этот момент существует значительная разница в концентрации молекул воды и кинетическом давлении между водой и воздухом. Под действием привода вентилятора и статического давления внутри башни молекулы воды непрерывно испаряются в воздух и превращаются в молекулы водяного пара. По мере испарения воды средняя кинетическая энергия оставшихся молекул воды уменьшается, что, в свою очередь, приводит к падению температуры оборотной воды.

Процесс испарительного охлаждения не зависит от того, ниже или выше температура воздуха (т. е. температура по сухому термометру) температуры воды. Пока молекулы воды могут непрерывно испаряться в воздух, температура воды будет продолжать падать. Но учтите, что процесс испарения не протекает бесконечно. Когда воздух, контактирующий с водой, достигнет насыщения, молекулы воды больше не смогут испаряться дальше, а будут находиться в состоянии динамического равновесия. В этот момент количество молекул воды, которые испаряются, равно числу молекул, которые возвращаются из воздуха в воду, и температура воды будет оставаться стабильной. Следовательно, чем суше воздух, контактирующий с водой, тем легче будет протекать процесс испарения и тем легче будет понижаться температура воды.

III. Градирни: Классификация градирен

Градирни, незаменимое устройство в области отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, можно классифицировать по-разному. Один из основных методов классификации основан на направлении воздушного потока, который можно разделить на противоточные градирни и Градирня перекрестного типа. В то же время существуют и другие методы классификации. Например, ее можно разделить на малошумный тип в зависимости от условий контроля шума, а также на промышленный тип и тип кондиционирования воздуха в зависимости от конкретного использования и т. д. При выборе градирни необходимо всесторонне учитывать различные факторы, исходя из фактических потребностей.

IV. Градирни: Состав градирен

Внутренняя конструкция градирни столь же сложна и деликатна. В основном он состоит из ключевых компонентов, таких как корпус башни, набивка, впускное и выпускное отверстия для воздуха. Эти компоненты работают вместе, чтобы обеспечить эффективную и стабильную работу градирни. В то же время внутренние конструкции градирен разных типов и назначения также будут различаться в зависимости от конкретных требований использования.

1. Градирни: Водопроницаемая упаковка.

Водораспределительная насадка является основным компонентом градирни. Его функция состоит в том, чтобы многократно разбрызгивать горячую воду, которую необходимо охладить, на мелкие капли воды или образовывать тонкую водную пленку. Такая конструкция значительно увеличивает площадь контакта воды и воздуха и продлевает время контакта, тем самым эффективно способствуя теплообмену между водой и воздухом. Можно сказать, что водораспределительная насадка является ключевым звеном в достижении эффективного теплообмена в градирне, и здесь преимущественно происходит процесс охлаждения воды.

2. Градирни: Система распределения воды

Система водораспределения отвечает за равномерное распределение горячей воды по всей площади насадки водораспределения. Этот этап оказывает существенное влияние на эффект охлаждения: неравномерное распределение воды не только напрямую снижает эффективность охлаждения, но и приводит к выплескиванию некоторых капель охлаждающей воды из градирни.

3. Градирни: Вентиляционное оборудование.

В градиренах с механической вентиляцией вентиляторы играют решающую роль. Он отвечает за создание ожидаемого потока воздуха, тем самым обеспечивая достижение желаемого эффекта охлаждения.

4. Градирни: устройство распределения воздуха.

Благодаря оригинальной конструкции воздухозаборника, жалюзи и воздухопроводящих пластин это устройство может эффективно направлять и равномерно распределять воздух по всему поперечному сечению градирни, обеспечивая баланс охлаждающего эффекта.

5. Градирни: Вентиляционный канал.

Вентиляционные каналы играют решающую роль в градиренах. Они не только создают отличные аэродинамические условия для градирен, но и значительно снижают сопротивление вентиляции. Его основная функция заключается в эффективной отправке горячего и влажного воздуха, выходящего из градирни, на большую высоту, тем самым эффективно уменьшая обратный поток горячего и влажного воздуха. В градирнях с механической вентиляцией вентиляционные каналы обычно называют воздуховодами, тогда как в градирнях с естественной вентиляцией они одновременно выполняют двойную задачу: вентиляцию и доставку воздуха на большую высоту.

6. Градирни: Водоотделитель

Водоотделитель играет решающую роль в градирне. Он может эффективно отделять капли воды, переносимые с выбрасываемым горячим и влажным воздухом, от воздуха, тем самым уменьшая потери воды и негативное воздействие на окружающую среду.

7. Градирни: Корпус башни

Корпус градирни, как внешняя ограждающая конструкция градирни, различается по конструкции, но все они играют решающую роль. В градиренах с механической вентиляцией и градиренах с естественной вентиляцией с воздуховодами корпус градирни обычно закрытый. Это не только обеспечивает необходимую поддержку и обслуживание, но также эффективно организует воздушный поток, обеспечивая эффективность охлаждения. Для открытых градирен корпус башни спроектирован в открытом состоянии по высоте, чтобы облегчить проникновение естественного ветра и еще больше усилить эффект охлаждения внутри градирни.

8. Градирни: Сборный бассейн.

Бассейн для сбора воды расположен в нижней части градирни, и его функция заключается в сборе охлаждающей воды, капающей из водораспределительной насадки. Кроме того, накопительный резервуар также имеет определенную резервную емкость, тем самым играя роль в регулировании расхода воды.

9. Градирни: Система подачи воды.

Водозаборный патрубок отвечает за транспортировку горячей воды в водораспределительную систему, а оборудованные на нем клапаны служат для регулирования притока воды в водораспределительную систему.градирня . При этом выпускная труба направляет охлажденную воду к водопотребляющему оборудованию или циркуляционному водяному насосу. Кроме того, в отстойнике установлены дополнительные водопроводные, канализационные, переливные и вентиляционные трубы и другие сооружения, обеспечивающие стабильную работу системы. При необходимости между несколькими градирнями можно установить даже соединительные трубы для достижения более эффективного охлаждения.

10. Градирни: Прочие объекты.

Для обеспечения стабильной работы и безопасности градирни также оборудуются различные объекты, в том числе смотровые двери, смотровые лестницы, переходы, осветительное оборудование, системы электрического управления, устройства молниезащиты и т. д. В некоторых случаях специально устанавливаются испытательные компоненты для проверки и оценки работы градирен. Гибкое сочетание этих объектов позволяет градирням адаптироваться к различным средам и применениям, например, градирни открытого типа, градирни с естественной вентиляцией, вытяжные (или принудительные) противоточные градирни, перекрестноточные вытяжные градирни и т. д.