ГРАДИРНЯ

Предлагаемое техническое решение относится к контактным охладителям, в частности к градирням, и может быть использовано на предприятиях различных отраслей для охлаждения оборотной воды, а также при строительстве или модернизации градирен.
Известна брызгальная градирня, содержащая корпус с воздухо-входными окнами в нижней части, коллекторную систему с форсунками, расположенную горизонтально в верхней части корпуса, бассейн, расположенный под корпусом, вытяжное устройство, расположенный над корпусом, каплеуловитель и направляющие пластины, расположенные напротив воздухо-входных окон и установленные веерообразно друг над другом, упомянутые направляющие пластины размещены внутри корпуса, причем нижняя пластина расположена горизонтально, а верхняя - вертикально. (Патент Республики Беларусь №2674, МПК F 28 С 1/02, 1995).
Это решение обладает недостатком, а именно, направляющие установленные веерообразно пластины, закреплены жестко и их углы наклона к горизонтальной плоскости рассчитаны на усредненные параметры воздуха в конкретном регионе в летнее время (днем, в период с 12 до 15 часов).
Известна градирня, содержащая башню, расположенные в нижней части окна с поворотными щитами, в которых образованы тангенциальные воздухо-входные каналы, и водоразбрызгивающую систему, причем воздухо-входные каналы образованы однонаправленными щитами, каждый из которых установлен с возможностью фиксации вручную под углом 60-70° к касательной, проведенной к окружности основания башни через вертикальную ось поворота щита. (Патент Республики Беларусь №1293, МПК F 28 С 1/00, 1993).
Упомянутые, а также иные градирни рассчитаны на усредненные параметры воздуха в конкретном регионе в летнее время (днем, в период с 12 до 15 часов).
Задачей заявляемого технического решения является повышение производительности градирни и снижение энергозатрат, путем уменьшения циклов оборотной охлаждаемой воды.
Для решения поставленной задачи градирня содержит корпус, водосборный бассейн, нижние и верхние воздухо-входные окна в
виде проемов в боковой стенке корпуса, наклонные щиты в проемах верхних окон внутри корпуса, в проемах нижних окон установлены, с возможностью поворота вокруг оси регулируемые жалюзи, напротив проемов верхних окон смонтированы форсунки на коллекторах водораспределительной системы.
Согласно предлагаемому техническому решению градирня включает микропроцессор-преобразователь, группу датчиков и центральный компьютер, жалюзи снабжены приводными механизмами их поворота, которые через микропроцессор-преобразователь сигналов от датчиков, измеряющих и передающих переменные параметры, например, давление циркуляционной, охлаждаемой оборотной воды на входе в градирню и перед ней, регулируемую производительность, по крайней мере, одного циркуляционного насоса, фактическую температуру оборотной воды на входе в градирню, фактическую температуру оборотной воды на выходе из градирни, фактические параметры наружного охлаждающего воздуха, его температуру по сухому и влажному термометру, направление, силу и скорость ветра вокруг градирни, наличие дождя. Выходы упомянутых датчиков подключены к центральному компьютеру, который посредством пакета программ в реальном масштабе времени, регулирует оптимальный режим, при котором жалюзи выполняют поворот или всех пластин на один угол, или разных пластин на разные углы, программы компьютера учитывают и геометрические параметры конкретной градирни, например, периметр или диаметр ее основания, площадь основания, высоту градирни, высоту воздухо-входных окон, глубину чаши водосборного бассейна, периметр или диаметр чаши, и заданную гидравлическую нагрузку на градирню.
На чертеже показан общий вид градирни.
Градирня включает корпус 1, нижнее воздухо-входное окно 2, поворотные жалюзи 3, с механизмом 4 их поворота, верхнее окно5, водораздающий коллектор 6, водораспределительной системы 7 с форсунками 8.
Внизу проема верхнего окна 5 установлен нижний наклонный щит 9, а вверху - верхний щит 10.
На чертеже показан нижний уровень 11 окон 2, нижний уровень 12 окон 5 и уровень 13 зеркала воды в бассейне 14 и струи факелов 15, которые вытекают из форсунок 8.
Между нижней поверхностью щита 10 и верхней поверхностью щита 9 образуется канал 16 трапецеидального сечения и соответственно между нижней поверхностью щита 9 и зеркалом воды 13 в бассейне 14 образуется канал 17 трапецеидального сечения. Стрелками 18 на чертеже показано направление поступающего в градирню наружного охлаждающего воздуха. Щиты 9 и 10 внутри градирни могут устанавливаться не только совместно, но и раздельно: или только щиты 9, или только щиты 10.
Градирня работает следующим образом.
Охлаждаемая вода через водораспределительную систему 6 с коллекторами 7, на которой установлены форсунки 8, подается внутрь градирни. Охлаждающий воздух поступает через верхнее окно 5, а также через нижнее окно 2, минуя жалюзи 3, охлаждая оборотную воду. При этом оборотная вода из форсунок 8 в верхней части градирни, падает в бассейн 14.
На чертеже показана группа датчиков 19, микропроцессор-преобразователь 20 сигналов от датчиков (а, б, в...м) и центральный компьютер 21.
Датчики из группы 19 установленные на трубопроводах водораспределительной системы 7, измеряют температуру и расход воды поступающей в градирню. Датчики, регулируют через компьютер 21, производительность подающего воду в градирню насоса (на чертеже не показан). Градирня может быть оснащена несколькими насосами и несколькими дополнительными водораспределительными системами. Насос увеличивает или уменьшает объем поступающей в градирню через форсунки 8 охлаждаемой воды, в результате чего увеличиваются или уменьшаются объемы эжектирующегося под действием струй факелов 15, поступающего в градирню наружного воздуха.
Объемы поступающего в градирню наружного охлаждающего воздуха регулирует центральный компьютер 21, который посредством пакета программ поворачивает жалюзи 3 при помощи механизмов 4 в оптимальном режиме в реальном масштабе времени в зависимости от изменения температуры наружного воздуха на протяжении суток. Отдельные пластины, из которых состоят жалюзи 3, поворачиваются центральным компьютером 21, по программе или все пластины на один угол, или разные пластины на разные углы. Механизм
4 поворота пластин может быть пневматическим, гидравлическим, пневмогидравлическим, электромагнитным или иным.
Данные от датчиков, передающих сигналы по линиям связи в аналоговом формате поступают в микропроцессор-преобразователь 20, который преобразует их в цифровой формат и передает в центральный компьютер 21, который посредством пакета программ в реальном масштабе времени, регулирует заданную разницу температур охлаждаемой и охлажденной оборотной воды, учитывают геометрические параметры конкретной градирни, например, периметр или диаметр основания, площадь основания, высоту градирни, высоту воздухо-входных окон, глубину чаши водосборного бассейна, периметр или диаметр чаши, и заданную гидравлическую нагрузку на градирню.
Такое выполнение конструкции градирни позволяет значительно увеличить ее производительность за счет: разности температурных напоров внутри и снаружи градирни, создания разрежения в верхней части градирни факелами распыла форсунок 8.
Охлаждаемая в результате контактного взаимодействия и отсе-парированная из капельно-воздушного потока вода собирается в бассейне, а отработавший нагретый воздух отводится наружу через верхний срез корпуса градирни.
Конструкция предлагаемой градирни позволяет уменьшить количество циклов оборотной воды, снизить энергетические затраты, обеспечить высокопроизводительную работу градирен любых требуемых габаритов, с любым прямоугольным, многоугольным, круглым и др. поперечным сечением.
Источники информации
1. Патент Республики Беларусь №2674, МПК F 28 С 1/02, 1995
2. Патент Республики Беларусь №1293, МПК F 28 С 1/00, 1993