КОМБИНИРОВАННЫЙ ОРОСИТЕЛЬ ГРАДИРНИ

Полезная модель относится к энергетике и химической промышленности и может быть использована как составная часть тепломассообменного оборудования при непосредственном контакте между газом и жидкостью, в частности в промышленных градирнях для охлаждения оборотной воды.
Известен ороситель градирни в виде модуля из слоев параллельных друг другу перфорированных труб из термопластичного материала, сваренных по торцам модуля между собой в местах соприкосновения, причем концевые участки труб выполнены без перфорации, и поперечное сечение концевого участка трубы выполнено уширенным относительно поперечного сечения перфорированного участка трубы. [Патент РФ №2141616, МПК F28F 25/00, ОРОСИТЕЛЬ ГРАДИРНИ / Самойлов Г.А. и др; Заявлено 11.11.1997; Опубл. 20.11.1999 Бюл. №32].
Недостатком данного оросителя градирни является возможность свободного проскока капельного потока воды внутри перфорированных труб, что не обеспечит должного взаимодействия его с потоком воздуха. А также невозможность турбулизации капельного потока воды в объеме блока оросителя.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению (прототипом) является ороситель градирни в виде модуля из слоев полимерных ячеистых труб, в котором трубы выполнены цилиндрическими, размещенными во всех слоях параллельно друг другу и сварены по торцам модуля между собой в местах соприкосновения. Трубы в смежных слоях размещены в шахматном порядке относительно друг друга [Патент РФ №2141617, МПК F28F 25/08, / Быковец В.П. и др.; Заявлено 18.08.97; Опубликовано 20.11.99. Бюл. №32].
Основным недостатком конструкции также является возможность свободного проскока капельного потока воды без его контакта с оросителем, при установке модуля в градирне с вертикальным размещением полимерных ячеистых труб. Указанный недостаток приводит к снижению контакта воздушного потока с потоком воды непосредственно на поверхности оросителя, в результате чего снижается эффективность тепломассообменного процесса. И также к недостаткам можно отнести невозможность турбулизации капельного потока внутри блока оросителя.
Полезная модель решает задачу повышения эффективности тепло-массообменного процесса.
Указанная задача решается за счет того, что комбинированный ороситель градирни в виде модулей из слоев полимерных сетчатых оболочек, выполненных цилиндрическими, размещенных во всех вертикальных слоях параллельно друг другу и сваренных по торцам модуля между собой в местах соприкосновения, и, согласно полезной модели, ороситель составлен из трех модулей: в нижнем модуле каждая сетчатая оболочка дополнительно содержит в своем объеме лопастные завихрители, представляющие собой полимерный цилиндр, на внутренней стороне которого размещены лопатки; средний модуль в своем объеме дополнительно содержит аналогичный малый модуль из слоев полимерных сетчатых оболочек или гофрированных труб, размещенных во всех слоях параллельно друг другу, ориентированных под углом 90° к полимерным сетчатым оболочкам содержащего их модуля; в верхнем модуле в составе каждого ряда вертикально размещенных сетчатых оболочек установлены горизонтально лежащие гофрированные трубы в соотношении 1 к 2 к 1 для каждого последующего ряда вертикально размещенных сетчатых оболочек.
На фиг. представлен общий вид комбинированного оросителя градирни.
Комбинированный ороситель градирни выполнен из слоев полимерных сетчатых оболочек 1, выполненных цилиндрическими, размещенных
во всех вертикальных слоях параллельно друг другу и сваренных по торцам модуля между собой в местах соприкосновения и составлен из трех модулей: в нижнем модуле каждая сетчатая оболочка дополнительно содержит в своем объеме лопастные завихрители 4, представляющие собой полимерный цилиндр, на внутренней стороне которого размещены лопатки; средний модуль в своем объеме дополнительно содержит аналогичный малый модуль 3 из слоев полимерных сетчатых оболочек или гофрированных труб, размещенных во всех слоях параллельно друг другу, ориентированных под углом 90° к полимерным сетчатым оболочкам содержащего их модуля; в верхнем модуле в составе каждого ряда вертикально размещенных сетчатых оболочек установлены горизонтально лежащие гофрированные трубы 2 в соотношении 1 к 2 к 1 для каждого последующего ряда вертикально размещенных сетчатых оболочек.
Комбинированный ороситель градирни работает следующим образом.
Оборотная вода подается на ороситель градирни и под действием массовых сил проходит сквозь него стекая тонкой струйкой по полимерным ячеистым трубам. Гофрированные трубы препятствуют свободному проскоку капельного потока в трубном пространстве оросителя и дополнительно способствуют равномерному распределению капельного потока по всему объему оросителя. Второй слой имеет высокую рассеивающую способность, благодаря чему капли охлаждаемой воды имеют меньшие размеры и быстрее охлаждаются. Нижний слой благодаря наличию лопастных завихрителей закручивает восходящий поток воздуха в объеме оросителя, что способствует увеличению времени контакта капель воды с потоком воздуха, интенсифицируя тем самым процесс тепломассообмена.
С практической точки зрения, предложенная конструкция оросителя градирен имеет следующие преимущества:
- конструкция сетчатой оболочки способствует равномерному пленочно-капельному распределению жидкости по поверхности оросителя, а также процессу самоочищения (при условии малой адгезионной способности включений в оборотной воде к изделиям из полимера);
- эффективное охлаждение оборотной воды промышленных предприятий, обусловленное высокой поверхностью контакта фаз, позволит предотвратить сброс технической воды в природные источники и свести к минимуму подпитку водооборотной системы, что значительно улучшит экологическую ситуацию промышленных и прилегающих к ним районов;
- блок оросителя способен выдерживать большие статические нагрузки, благодаря высокой демпфирующей способности сетчатой оболочки;
- по сравнению с древесными и асбестоцементными оросителями разработанные конструкции имеют более продолжительный ресурс работы, который определяется свойствами полимерного материала, применяемого для изготовления сетчатой оболочки;
- за счет малой массы оросителя можно значительно облегчить несущие конструкции опорного каркаса под ороситель.
- конструкции данных оросителя за счет установленных вставок дополнительно турбулизируют воздушный поток в своем объеме, а, следовательно, увеличивают интенсивность тепломассообменного процесса.
- снижение энергоемкости тепломассообменного процесса, а именно, уменьшение потребляемой мощности вентилятора осуществляется за счет сравнительно низкого коэффициента аэродинамического сопротивления оросителя на основе полимерных ячеистых труб;
- долговечность.
Таким образом, применение в химической и нефтеперерабатывающей промышленности представленного оросителя градирен значительно повысит эффективность проведения тепломассообменного процесса охлаждения оборотной воды промышленных предприятий, и вместе с этим уменьшит объемы загрязнения водных ресурсов, сократит зависимость промышленных предприятий от природных источников, минимизируя подпитку водооборотной системы и позволит осуществлять тепломассообменный процесс охлаждения оборотной воды при помощи градирен с меньшими энергозатратами.