Приложение 10 к приказу Министра энергетики Республики Казахстан от 6 января 2017 года № 2

• 1

1. Настоящие Методические указания по оптимизации оборотной системы водоснабжения электростанций с градирнями (далее – Методические указания) разработаны в соответствии с подпунктом 323) пункта 15 Положения о Министерстве энергетики Республики Казахстан, утвержденного постановлением Правительства Республики Казахстан от 19 сентября 2014 года № 994.

Пункт 1 изложен в новой редакции Приказа Министра энергетики РК от 27.12.2021 г. № 411 (см. редакцию от 06.01.2017 г.) (изменение вводится в действие с 21.01.2022 г.)
Пункт 1 изложен в новой редакции Приказа Министра энергетики РК от 27.02.2025 г. № 103-н/қ (см. редакцию от 27.12.2021 г.)(изменение вводится в действие с 16.03.2024 г.)

2. Настоящие Методические указания составлены на основании опыта эксплуатации, наладки и испытаний башенных градирен единичной площадью орошения до 10 тысяча кубических метров (далее - тыс. м2 ) и направлены на повышение надежности и эффективности работы таких градирен. Приведенные в Методических указаниях технические решения по модернизации отдельных элементов башенных градирен приемлемы и для вентиляторных градирен.

3. В настоящих Методических указаниях применяются следующие основные понятия и определения:

1) оборотная система водоснабжения (циркуляционная) - система водоснабжения, при которой охлаждающая вода используется многократно;

2) оборотная вода (циркуляционная) - вода, циркулирующая в оборотной системе водоснабжения;

3) гидроохладитель - теплообменное сооружение для охлаждения циркуляционной воды;

4) градирня - гидроохладитель, в котором используется тяга воздуха для эффективного снижения температуры охлаждаемой воды;

5) башенная градирня - градирня, в которой тяга создается с помощью вытяжной башни;

6) вентиляторная градирня - градирня, в которой тяга создается с помощью вентиляторов;

7) гидравлическая нагрузка гидроохладителя (градирни) - давление воды, поступающей на охладитель.

Иные понятия и определения, используемые в настоящих Методических указаниях, применяются в соответствии с законодательством Республики Казахстан в области электроэнергетики.

4. В системах оборотного водоснабжения электростанций распространены преимущественно башенные градирни с естественной тягой охлаждающего воздуха. Вентиляторные градирни имеют незначительное распространение и используются в основном в южных районах страны.

5. Эксплуатируемая градирня в системе оборотного водоснабжения электростанции является технологическим агрегатом, от конструктивного выполнения и эксплуатационного состояния которого значительно зависят экономические показатели работы основного оборудования. При повышении температуры охлаждения воды в градирне летом на 1°С приводит к увеличению удельного расхода условного топлива на выработку электроэнергии на 1,2-2,0 г/(кВт•ч) в зависимости от типа паровой турбины и начальных параметров свежего пара. Поддержание в хорошем эксплуатационном состоянии конструкций градирен требует постоянного контроля.

6. На электростанциях эксплуатируются четыре типа башенных градирен:

1) пленочные;

2) капельные;

3) капельно-пленочные;

4) брызгальные.

Перечисленные типы градирен разделяются по признаку создания поверхности охлаждения: путем разбрызгивания воды соплами - брызгальные, оросительными устройствами - пленочные, капельные и капельно-пленочные.

7. В оросительных устройствах пленочного типа теплоотдача происходит с поверхности водяной пленки, образующейся на элементах оросителя, а в оросителях капельного типа - с поверхности капель воды.

8. Наибольшее распространение на энергопредприятиях получили градирни с пленочным оросителем, где плотность орошения достигает 10 м3 /(м2 •ч), в капельных градирнях - 3-4 м3 /(м2 •ч).

9. Брызгальные градирни применяются на отдельных электростанциях с малой конденсационной нагрузкой или в качестве дополнительного охладителя при пиковых режимах из-за их низкой эффективности.

10. Оросители градирен, блочные изготовленные из деревянных реек и брусков, или плоских асбестоцементных листов.

11. На отдельных градирнях в опытном порядке устанавливаются пластмассовые оросители различной конструкции.

12. Распределение воды по площади оросителя осуществляется с помощью самотечных лотков или напорных труб с разбрызгивающими соплами, установленными над оросителем.

13. Наиболее эффективной является напорная система водораспределения, так как при этом достигается равномерность поступления воды по площади орошения, что способствует повышению эффективности охлаждения.

14. При эксплуатации градирен наиболее уязвимой конструкцией является деревянный ороситель, требующий ввиду гниения древесины замены через 10-12 лет, а иногда и раньше, в то время как срок службы асбестоцементного оросителя превышает 30 лет.

15. Вытяжные башни градирен выполняются железобетонными или обшивными конструкциями на металлическом каркасе. В качестве обшивки применяются деревянные щиты, асбестоцементные и алюминиевые листы волнистого профиля. Срок службы указанных обшивок составляет 20-25 лет, при пропитке антисептиком деревянных обшивок процессы разрушения замедляются, и сроки службы увеличиваются в 1,5 раза.

16. Наиболее долговечными являются железобетонные вытяжные башни градирен, но их применение ограничено территорией с температурой наиболее холодной пятидневки не ниже минус 28°С. Возведение этих конструкций в переставной опалубке приводит к образованию большого количества неплотных швов, через которые проникает конденсат, разрушающий бетон при замерзании. Данное явление имеет место практически на всех градирнях, что рекомендует их ремонт каждые 5 лет с длительным отключением.

17. В значительной степени разрушению железобетонных вытяжных башен градирен способствует отсутствие либо несовершенная конструкция противообмерзающих устройств, в основном в районах с суровым климатом.

18. Оптимизация градирен выполняется в целях совершенствования их конструкции для повышения эффективности охлаждения, увеличения надежности и сроков службы.

19. При оптимизации учитываются фактические и перспективные конденсационные нагрузки обслуживаемых градирней турбоагрегатов, а также режимы их работы с учетом метеофакторов, выполняется технико-экономическое обоснование выбора схемы модернизации.

20. Опыт эксплуатации градирен показал, что в основном их оптимизация осуществляется при переводе водораспределительной системы с лотковой на трубчатую, замены оросителя в результате обрушения, износа либо частичного разрушения, замены несущего каркаса оросителя более долговечной конструкцией, а также выполнения мероприятий по предотвращению обмерзания. Перевод градирни на напорное водораспределение производится без изменения отметки подачи воды на градирни за счет установки трубопроводов водораспределения с разбрызгивающими соплами примерно на 2 метра (далее - м) ниже горизонта воды в лотках и создания статического напора, равного 1,2-1,5 м (с учетом гидравлических потерь), для оптимального разбрызгивания.

21. Автономная работа центральной и периферийной зон водораспределительной системы дает возможность регулировать их плотность орошения независимо друг от друга с учетом фактических технологических режимов.

22. На ряде градирен водораспределительная система совмещается с несущим каркасом оросителя, при этом не требуется сооружения специальных опорных устройств для оросительных блоков.

23. При оптимизации оросителя применяются наиболее совершенные конструкции асбестоцементных листов или из деревянных антисептированных деталей, что позволяет увеличить эффективность охлаждения.

24. При оптимизации капельных градирен, имеющих развитую подшатровую часть, существующая площадь орошения уменьшается, приравнивая конструктивно ороситель к противоточному типу.

25. Площадь орошения модернизированного оросителя в таких градирнях принимается равной 60% от первоначальной. Это позволяет значительно снизить затраты на ремонт и одновременно повысить их эффективность. Плотность орошения для модернизированного оросителя принимается равной 6,5-7,0 м3 /(м2 ·ч) при ширине зоны охлаждения 8-9°С и заданной по проекту удельной смачиваемой поверхности двухъярусного асбестоцементного оросителя, равной примерно 14-16 м2 /(м3 •ч).

26. При снижении конденсационной нагрузки турбин или переводе на противодавление градирни могут быть модернизированы с переводом на брызгальные.

27. Наиболее простым и надежным в эксплуатации конструктивным решением брызгальной башенной градирни является выполнение брызгального устройства с применением эвольвентных разбрызгивающих сопл. Выходные отверстия разбрызгивающих сопл в этом случае направляют под углом 45° к центру водосборного бассейна градирни. Расчетная удельная тепловая нагрузка на такую брызгальную градирню принимается на 30-35% меньше, чем для типовой пленочной градирни такой же площади на отметке установки водораспределения.

28. Учитывая повышенный вынос воды, брызгальные градирни выполняются с водоуловителем.

29. При небольшой ширине зоны охлаждения (около 4°С) и удачном конструктивном решении брызгальные градирни не требуют повышения напора циркуляционных насосов для достижения требуемого охладительного эффекта.

30. Наличие в системе оборотного водоснабжения теплоэлектроцентраль (далее - ТЭЦ) брызгальной башенной градирни согласно рисунку 1 приложения к настоящим Методическим указаниям, позволяет существенно сократить срок ввода в эксплуатацию такой градирни, избежать трудностей, возникающих зимой при вводе и освоении в эксплуатации первой турбины типов Т или ПТ, повысить гибкость технологической схемы оборотного водоснабжения при дальнейшей эксплуатации брызгальной градирни параллельно с типовыми пленочными градирнями и обеспечить устойчивость экономических показателей работы основного оборудования ТЭЦ со стороны оборотного водоснабжения. При номинальной конденсационной нагрузке в летнее время года недоохлаждение воды в брызгальной градирне достигает 5-6°С по сравнению с пленочной. При переводе градирен на брызгальные выполняется экономическое обоснование.

31. При модернизации вентиляторных градирен применяются те же основные технические решения по водораспределительным и оросительным устройствам, что и для башенных градирен. Обязательным элементом при модернизации вентиляторной градирни является устройство двухрядного жалюзийного водоуловителя над водораспределительной системой, а также замена вентиляторов 1ВГ-47 или ВГ-70 соответственно модифицированными вентиляторами 1ВГ-50 или 1ВГ-70 с тихоходным электродвигателем серии ВАСВ с безредукторными приводами.

32. Осуществление модернизации башенных и вентиляторных градирен с применением описанных выше технических решений позволяет снизить температуру охлаждающей воды в системах оборотного водоснабжения электростанций в среднем на 2,5-3,0°С за период между ремонтами и сократить расходы на их ремонты.

33. Блочная схема подачи охлаждаемой воды в высокопроизводительных башенных градирнях (один насос - одна половина оросителя) является ненадежной в эксплуатации: при выводе в ремонт или аварийном останове одного из двух насосов подачи воды на градирню происходит резкое повышение температуры охлажденной воды из-за срыва тяги. В зимнее время при аварийном останове одного из двух насосов подачи воды на градирню из-за отсутствия по проекту вертикальных секционирующих перегородок происходит интенсивное обледенение оросителя на границе между работающей и отключенной его частями и возникает опасность обрушения асбестоцементных блоков оросителя в этой зоне.

34. В настоящих Методических указаниях приведены технические решения по устранению отмеченных недостатков современных башенных градирен, а также по модернизации их конструктивных элементов.

35. Использование приведенных в настоящих Методических указаниях технических решений, наряду с внедрением новых, более эффективных по тепломассоотдаче оросителей (в том числе из полимерных материалов), будет способствовать повышению надежности и эффективности работы как эксплуатируемых, так и сооружаемых градирен.

36. Модернизация водораспределительной системы выполняется для улучшения равномерности распределения воды по площади оросителя. При модернизации, безнапорная система водораспределения заменяется напорной. Практически это заключается в демонтаже лотков и их замене трубопроводами, оборудованными разбрызгивающими соплами различной конструкции.

37. Для пленочных градирен водораспределительную систему рекомендуется выполнить из стальных или асбестоцементных труб с разбрызгивающими соплами эвольвентного либо отражательного типа с диаметром выходного отверстия от 25 до 40 миллиметров (далее - мм).

38. В настоящее время наиболее надежными в эксплуатации являются чугунные эвольвентные сопла, они могут быть рекомендованы для применения при модернизации башенных градирен любой конструкции.

39. В числе имеющихся типов пластмассовых сопл для модернизации градирен можно применить сопла с тремя держателями. Другие сопла данного типа (с двумя держателями или разъемной конструкции) оказались ненадежными в эксплуатации из-за подверженности поломке и деформации.

40. Наиболее эффективное разбрызгивание может быть достигнуто с помощью нового типа отражательного сопла - перфорированного.

41. Чашечный отражатель такого сопла крепится к патрубку тремя держателями, расположенными в плане через 120° по окружности (рисунок 2 приложения к настоящим Методическим указаниям). Выполнение чашечного отражательного сопла перфорированным значительно сокращает неорошаемую площадь в радиусе разбрызгивания воды соплом, а крепление чашечного отражателя к патрубку сопла тремя держателями повышает жесткость конструкции.

42. Сопло имеет перфорированный отражатель и выходное отверстие патрубка диаметром 28 мм. Оптимальное давление воды перед соплом 0,15 кгс/см2  (15 кПа).

43. При систематическом загрязнении оборотной системы водораспределения иловыми и другими взвешенными наносами применяются для напорного водораспределения градирен низконапорные центробежные сопла рисунок 3 приложения к настоящим Методическим указаниям.

44. В случае модернизации градирен, ввиду их неудовлетворительного состояния, рекомендуется устройство водопроводящего каркаса с самонесущей водораспределительной системой с заменой деревянного или железобетонного каркасов оросительного устройства.

45. В качестве опорных конструкций оросителя используются трубопроводы водораспределительной системы, что дает возможность отказаться от установки самостоятельных опорных конструкций.

46. Разбрызгивающие устройства располагаются над оросительными блоками.

47. Эффективность таких технических решений достигается за счет упрощения изготовления и монтажа оросительного устройства градирни, сокращения сроков его возведения, уменьшения стоимости и трудозатрат, особенно при реконструкции градирен.

48. Описанная выше конструкция наиболее приемлема при установке деревянного оросителя. В этом случае для градирни площадью орошения 1520 м2  потребуется около 60 тонн металлических трубопроводов, включая устройство водопроводящего каркаса и водораспределительной системы.

49. При установке оросителя из асбестоцементных листов нагрузка на водопроводящий каркас увеличивается в 2,0-2,5 раза и соответственно при этом возрастает расход металлических труб.

50. Антикоррозионная защита трубопроводов водопроводящего каркаса требует восстановления каждые 5-10 лет в зависимости от степени агрессивного воздействия циркуляционной воды.

51. В случае сохранения железобетонных конструкций оросительного устройства, для перевода градирни с лоткового на напорное водораспределение, выполняется бессопловое разбрызгивание воды, через разбрызгивающие насадки и распределительные щиты - перетекатели.

52. Распределение воды происходит через штуцеры со сливными насадками, имеющими скос, обращенный вниз. Штуцеры располагаются перпендикулярно распределительным щитам. Вода, попадая на щит, образует водяную пленку шириной около 1 м. Для обеспечения равномерного распределения воды по площади щита предусмотрено устройство перетекателей из досок 50x10 мм, которые прибиваются к бруску под углом 30° к горизонтальной плоскости.

53. Для фиксации насадков относительно водоотбойных щитов в последних по месту (после установки насадков) сверлятся отверстия для соединения насадка со щитом.

54. Бессопловая конструкция водораспределения проверена на испытательном стенде и показала высокую эффективность.

55. Применение перетекателей вместо сопл обеспечивает равномерное распределение воды по площади оросителя, уменьшает ее вынос.

56. При модернизации отдельных устаревших типов градирен, водораспределительная система которых выполнена из железобетонных лотков, можно используется система с переводом ее на напорную, путем установки в рабочих лотках сопловых трубок с разбрызгивающими насадками, направленными выходным отверстием вниз. Разбрызгивающий насадок представляет собой типовое отражательное пластмассовое сопло с присоединенным к нему специальным разбрызгивателем. Разбрызгиватель выполняется круглой формы с отогнутой кромкой под углом 30-40° и крепится к чашечному отражателю тремя болтами диаметром 3 мм.

57. При блочной схеме подачи охлаждаемой воды на ороситель высокопроизводительной градирни (один насос - одна половина оросителя) целесообразно выполнять перемычку между напорными водоводами такой градирни с установкой запорной арматуры для возможности подачи воды в теплое время года одним насосом на всю площадь оросителя, а также выполнять внутри градирни вертикальную секционирующую перегородку для возможности эксплуатации градирни зимой с отключенной одной половиной оросителя.

58. При модернизации применяются новые прогрессивные технические решения, улучшающие эффективность охлаждения и повыпавшие срок службы охлаждающих устройств. Высоту и тип оросителя принимается на основании технико-экономических расчетов с учетом фактической и перспективной конденсационной нагрузки обслуживаемого градирней турбоагрегата.

59. Оросители изготовляются из асбестоцементных листов, деревянных щитов и пластмассы.

60. Наиболее долговечными являются оросители, изготовленные из асбестоцементных плоских листов толщиной 6 мм, а также оросители из пластмассы.

61. Перед установкой в градирню листы собираются в блоки. Расстояние между листами принимается от 25 до 40 мм, что обосновывается расчетом.

62. Общую высоту оросителя при номинальной конденсационной нагрузке турбины принимают 2400 мм.

63. Если градирня, подлежащая модернизации, имеет железобетонный каркас, рассчитанный на нагрузку только от деревянного оросителя (который при одинаковой высоте с асбестоцементным легче в 2,5 раза), рекомендуется выполнить блочный ороситель из асбестоцементных полос шириной 300-500 мм путем нарезки из соответствующих стандартных листов толщиной 8 мм. При сборке блока полосы устанавливаются по высоте с интервалом, равным высоте полосы согласно рисунку 4 приложения к настоящим Методическим указаниям.

64. Деревянные оросительные блоки собираются с помощью оцинкованных гвоздей или металлических шпилек (безгвоздевая конструкция).

65. Из деревянных гвоздевых конструкций блоков оросителя наиболее эффективной является конструкция типа капельно-пленочная с расположением пленки в шахматном порядке (далее - КПШ), которая собирается из пленки 100x10 мм с помощью оцинкованных гвоздей диаметром 2,5x3 мм. Расстояние между пленками по высоте таких блоков принимается равным 200 мм и в ряду 48 мм согласно рисунку 5 приложения к настоящим Методическим указаниям.

66. Деревянные блоки, собранные с помощью шпилек, более надежны в эксплуатации.

67. При выборе конструкции деревянных блоков предпочтение при модернизации градирен отдается шпилечному блоку, с расположением пленки аналогично блоку типа КПШ, но при этом узлы соединений элементов более совершенны и надежны. Применение таких блоков рекомендуется при номинальной конденсационной нагрузке, обслуживаемой градирней турбины. По сравнению с типовой конструкцией при равной высоте оросителя расход пиломатериалов для шпилечного блока снижается в среднем на 25%.

68. При конденсационной нагрузке турбин (менее 50% номинальной) в наиболее жаркое время года выполняется деревянный ороситель соответствующей градирни из блоков с ромбовидным расположением рабочей пленки безгвоздевой шпилечной конструкции. Срок службы блоков этого типа равен 12-15 лет, расход пиломатериалов на его изготовление снижен на 50% по сравнению с типовой гвоздевой конструкцией. Деревянные элементы блоков пропитывают минеральным антисептиком.

69. Согласно зарубежному опыту, оптимальной является конструкция оросителя из полимерных материалов, позволяющая обеспечить большую смачиваемую поверхность охлаждаемой воды в единице объема, чем деревянные и асбестоцементные оросители, и при одинаковой высоте и прочих равных условиях позволяет снизить температуру воды на выходе из градирни.

70. В отечественной практике оросители из полимерных материалов нашли применение в основном при строительстве вентиляторных градирен. При модернизации градирен эти материалы использованы только в опытном порядке. Конструкция опытного блока состоит из сочетания гофрированных и плоских листов из вспененной наполненной полиэтиленовой композиции.

71. Гофрированные полиэтиленовые листы собираются в готовые блоки высотой 0,5 м. Общая высота оросителя 2 м.

72. Для обеспечения продольной жесткости блока применяются плоские полиэтиленовые листы.

73. Фиксация расстояния между листами оросителя осуществляется с помощью дистанционных полиэтиленовых втулок.

74. Сборка блоков осуществляется путем последовательного соединения его элементов согласно рисунку 6 приложения к настоящим Методическим указаниям, до получения нужного размера с их последующей стяжкой.

75. При разработке проектов новых и реконструкции существующих градирен выбор типа оросителя в каждом конкретном случае производится на основании технико-экономических расчетов с учетом требований технологии производства, тепловой и аэродинамической характеристик оросителя, наличия материалов для его изготовления и минимальной материалоемкости конструкции, а также качества оборотной воды.

76. Очагами обмерзания градирен, эксплуатирующихся в зимнее время, являются воздуховходные окна, периферийная зона оросителя и верхняя часть вытяжной башни.

77. Для предотвращения обмерзания воздуховходных окон башенных градирен площадью орошения до 4200 м2  рекомендуется применять комбинированное противообледенительное устройство согласно рисунку 7 приложения к настоящим Методическим указаниям. Устройство состоит из тамбура с поворотными щитами, примыкающего к обшивке оросителя градирни, и кольцевого обогревающего трубопровода, располагаемого в створе воздуховходных окон под обшивкой оросителя и оборудованного эвольвентными или щелевыми разбрызгивающими соплами. Кольцевой трубопровод подключают к напорным водоводам подачи воды на градирню. Для эффективной работы устройства рекомендуется обеспечить плотность обшивки башни в пределах высоты оросителя с тем, чтобы стекающая с обшивки вода попадала непосредственно на кольцевой обогревающий трубопровод. При отрицательной температуре атмосферного воздуха включают в работу кольцевой обогревающий трубопровод, а поворотные щиты тамбура частично закрывают до обеспечения температуры в тамбуре 5-10°С.

78. В порядке усовершенствования конструкция дополняется вертикальным воздухозаборным каналом, повышая ее эффективность.

79. При отрицательной температуре наружного воздуха и наличии воздухозаборного канала включают в работу кольцевой обогревающий трубопровод, открывают щиты вертикального канала, а поворотные щиты тамбура закрываются. В этом случае охлаждающий воздух поступает в градирню по вертикальному воздухозаборному каналу.

80. При положительной температуре наружного воздуха вертикальный канал должен быть перекрыт щитами, щиты тамбура зафиксированы в горизонтальном положении, кольцевой трубопровод отключен.

81. Конструкция противообледенительного устройства с вертикальным воздухозаборным каналом наиболее эффективная.

82. При выполнении комбинированного противообледенительного устройства тщательно уплотняют обшивку оросителя, чтобы стекающая с обшивки вода попадала непосредственно на кольцевой обогревающий трубопровод.

83. Верхние поворотные щиты тамбура в зимний период держат постоянно закрытыми, а средними и нижними щитами периодически регулировать подачу воздуха в градирню в таком количестве, чтобы избежать обледенения оросителя.

84. Наряду с применением комбинированного противообледенительного устройства осуществляют перераспределение гидравлической нагрузки на градирню по зонам оросителя; уменьшать расход воды на центральную часть оросителя и увеличивать - на периферийную. Плотность орошения в периферийной зоне градирни с противоточным оросителем рекомендуется поддерживать на уровне не менее 6 м3 /(м2 ?ч), а в центральной 4,0 - 4,5 м3 /(м2 ?ч). Температуру воды на выходе из градирни поддерживается на уровне не ниже 10°С во избежание обледенения оросителя, если схема водораспределения противоточной градирни не обеспечивает плотность орошения по всей площади оросителя не менее 6 м3 / (м2 ?ч).

85. Оптимальная плотность орошения, а также минимально допустимая температура охлажденной воды в градирне зимой устанавливается опытным путем в зависимости от климатических особенностей района расположения градирни.

86. При охлаждении зимой в градирне небольших расходов воды предусматриваются специальные решения, в частности, секционирование оросителя или надежную схему циркуляции охлаждающей воды через водосборный бассейн градирни, минуя ороситель; при этом плотно закрыть воздуховходные окна градирни.

87. Для башенных градирен площадью орошения 4200 м2  и вше применяется противообледенительное устройство в виде тепловодной завесы согласно рисунку 8 приложения к настоящим Методическим указаниям.

88. Устройство выполняется внутри вытяжной башни градирни над периферийной частью оросителя и состоит из поворотных щитов с рассекателями струйного потока воды, сплошной воздухоограничивающей стенки, трубопроводов со струенаправляющими насадками, обращенными выходными отверстиями в сторону нижней части щитов, и ограничителей поворота щитов. При работе такого устройства в зимнее время в периферийной зоне создается повышенная плотность орошения до 25-30 м3 /(м2 •ч), а поворотные щиты, устанавливаемые в горизонтальное положение, и вертикальная воздухоограничивающая стенка препятствуют проходу холодного охлаждающего воздуха через ороситель в этой зоне. В результате в периферийной зоне создается тепловодяная завеса, препятствующая обледенению оросителя. В летнее время подачу воды в кольцевые трубопроводы прекращают, щиты устанавливаются вертикально, и охлаждающий воздух свободно проходит также через периферийную зону оросителя.

89. При создании тепловодяной завесы путем прокладки по периметру оросителя только кольцевых обогревающих трубопроводов целесообразно устанавливать на них разбрызгивающие насадки. Применение разбрызгивающих насадков позволяет расширить орошаемую зону периферийной части оросителя и повысить эффективность работы устройства.

90. При создании тепловодяной завесы по периметру оросителя устанавливают водоотбойные щиты для устранения попадания воды на оболочку (обшивку) вытяжной башни в пределах высоты оросителя и предотвращения обледенения воздуховходных окон градирни. При увеличении расхода охлаждающего воздуха зимой через ороситель градирни дополнительно открывают частично или полностью нижние щиты тамбура. При положительной температуре атмосферного воздуха кольцевой трубопровод отключают от напорных водоводов, а щиты тамбура устанавливают горизонтально и фиксируют их в таком положении.

91. Обмерзание вытяжной башни градирни имеет место при ее эксплуатации в районах с температурой наиболее холодной пятидневки минус 30°С и ниже. При этом образовавшиеся в устье вытяжной башни глыбы льда при падении разрушают конструкции водораспределительного и оросительного устройств, что в весенний период требует значительного объема восстановительных работ.

92. Выполнение ремонта связано в основном с отключением градирни, что приводит к временному ограничению располагаемой мощности.

93. Для предотвращения обмерзания железобетонных оболочек и обшивных каркасных вытяжных башен градирен проводятся специальные мероприятия, заключающиеся в установке внутреннего экрана вытяжной башни с устройством естественного вентилируемого зазора между экраном и башней.

94. Экран выполняется из плоских алюминиевых листов толщиной 0,5-0,6 мм и устанавливается по всей внутренней поверхности оболочки с переменным зазором от 200 мм (внизу) до 50 мм в верхней части. В зазоре образуется естественная вентиляция с противодавлением за счет поступающего наружного воздуха и его естественного подогрева.

95. Для обеспечения газоплотности листы каждой последующей марки устанавливаются внахлест с листами предыдущей марки, а места стыков герметизируются.

Длительный опыт эксплуатации железобетонных оболочек градирен с экранной защитой в течение 8 лет показал, что указанное мероприятие надежно защищает вытяжную башню от разрушения, значительно удлиняет межремонтный период и дает возможность широкого применения железобетонных оболочек в зонах с суровыми климатическими условиями.

96. Экранная защита обшивных градирен исключает образование льда в устье вытяжной башни и ежегодного восстановления конструкций оросителя и водораспределения.

Расход алюминиевых листов на устройство экрана для градирен площадью орошения 1600 м2  составляет 10-12 тонн.

97. Водоуловители применяются для снижения потерь воды, связанных с ее уносом в атмосферу через вытяжную башню. Значение этих потерь составляет в среднем 0,5% общего расхода воды, поступающей на градирню.

98. Рекомендуется водоуловители устанавливать на вентиляторные и брызгальные градирни независимо от их конструкции и производительности, а также на башенные градирни пленочного типа площадью орошения более 2 тысяч квадратных метров.

99. Из примененных видов водоуловителей наиболее простым и доступным является типовой деревянный водоуловитель жалюзийного типа, выполненный из двух рядов антисептированных досок. Угол наклона досок принимается равным 60-70° при расстоянии между ними 60-70 мм. Высота водоуловителей - 200 мм. Учитывая, что при эксплуатации данный тип водоуловителя подвержен деформации, что приводит к выпадению водоулавливающих элементов, рекомендуется его усиление стягивающими болтами рисунок 9 приложения к настоящим Методическим указаниям.

100. Срок службы усиленного - водоуловителя 5-6 лет (типового - 3-4 года).

101. Для увеличения надежности и долговечности водоулавливающих устройств целесообразно их изготовление из полимерных материалов волнистого и гладкого профиля рисунок 10 приложения к настоящим Методическим указаниям.

Высота такого водоуловителя составляет 150-250 мм при расстоянии между листами 30-50 мм.

Водоулавливающее устройство собирается из элементов специальной формы толщиной 2 мм. При этом применяется безрамная конструкция водоуловителя, использующая самонесущий эффект элементов водоуловителя.

102. Элементы стеклопластикового водоуловителя укладываются непрерывными рядами с опиранием на существующий железобетонный каркас. Для сохранения дистанции между элементами водоуловителя применены крепящие элементы такого же профиля.

Соединение элементов осуществляется по типу «шип-паз», для чего в концевых частях рабочих элементов выполняются сквозные пазы шириной 2 мм.

103. С применением стеклопластикового водоуловителя обеспечивается наиболее эффективное перекрытие зоны водоулавливания при общем снижении аэродинамического сопротивления.

104. При отсутствии других долговечных материалов для изготовления водоуловителя используются алюминиевые листы.

Блок водоуловителя из алюминия представляет собой набор продольных полос толщиной 2 мм и высотой 130 мм с фиксированным расстоянием между ними, равным 30 мм.

105. Установка водоуловителя в градирне обеспечивает снижение потерь воды с уносом до 0,02-0,05 % общего расхода воды на градирню.

106. При выборе типа водоуловителя отдается предпочтение конструкции из полимерных материалов или алюминия, так как при равной эффективности с деревянными они значительно легче и не требуют установки тяжелых опорных конструкций.

Принцип работы брызгальной градирни.

Брызгальная градирня содержит корпус 1 с воздуховходными окнами 2 в нижней части, водораспределительную систему 3 с форсунками 4, направленными выходными отверстиями вверх, и расположенную симметрично продольной оси вытяжной башни, водосборный бассейн 5, размещенный под корпусом 1, вытяжное устройство, расположенное над корпусом 1 и выполненное в виде вентилятора 6 с конфузорной и диффузорной обечайками 7 и 8 соответственно, водоуловительное устройство 9, установленное между водораспределительной системой 3 и конфузорной обечайкой 7. На расстоянии    0,1 h от верхней границы воздуховходных окон 2 размещено каплезадерживающее устройство (далее - КЗУ) 10. Высота КЗУ по отношению к высоте воздуховходного окна составляет не менее 0,01h.

Брызгальная градирня работает следующим образом. Вентилятор 6 осуществляет подсос воздуха через воздуховходные окна 2. Попадая в область, занятую КЗУ 10, воздушный поток выравнивает свое скоростное поле и равномерно за КЗУ распределяется по всей полезной площади корпуса 1. Далее воздух направляется через водораспределительную систему 3, снабженную форсунками 4, водоуловительное устройство 9, конфузорную обечайку 7, вентилятор 6 и через диффузорную обечайку 8 выбрасывается в атмосферу.

Через водораспределительную систему 3 осуществляют подачу горячей воды, которая разбрызгивается направленными выходными отверстиями вверх форсунками 4 в поток поступающего снизу холодного воздуха. При этом происходит охлаждение воды, которая в виде капельного потока поступает на КЗУ 10. Здесь происходит дополнительное разбрызгивание воды, падение капельного потока замедляется, увеличивая, тем самым, время пребывания водного капельного потока в воздушной среде.

Отсюда основное предназначение КЗУ 10 заключается в задержке падающего в водосборный бассейн 5 капельного потока, дополнительного разбрызгивания капель, что в конечном счете увеличивает время пребывания капельного потока в потоке воздуха. Одновременно КЗУ 10 работает как дополнительное сопротивление воздуху, позволяющее выравнивать скоростное поле воздушного потока и, тем самым, повысить охлаждающую способность брызгальной градирни.

Благодаря каплезадерживающему устройству, обладающему сравнительно малым аэродинамическим сопротивлением и имеющему ограниченную высоту, эффективность работы брызгальной градирни существенно увеличивается. КЗУ может успешно применяться не только для вентиляторных градирен, но и для брызгальных градирен башенного типа.

Описание и принцип работы блока оросителя из полимерных материалов.

Блок оросителя градирни содержит пакет из вертикально установленных соединенных между собой гофрированных листов 1 из полимерного материала с параллельными вертикальными гофрами 2. В собранном пакете гофры листов 1 образуют вертикальные каналы в виде шестигранных призм, причем две грани 3 призм, выполненные вдоль поперечного сечения листов 1 оросителя, плоские, а четыре остальные грани 4 расположены под углом 45° к плоским граням 3 и на этих гранях выполнены П-образные, синусоидальные или трапециевидные равные по ширине и глубине гофры 5, поверхность которых выполнена гладкой или с насечками, расположенные перпендикулярно вертикальным гофрам листов 1 блока оросителя.

Ширина плоских граней 3 равна ширине П-образного гофра 5, а смежные гофрированные листы 1 оросителя скреплены между собой по плоским граням 3.

Параллельные вертикальные гофры снабжены верхним 6 и нижним 7 участками зигзагообразных гофр с образованием последними зигзагообразных верхнего и нижнего каналов, сообщенных с вертикальными каналами 2.

Плоские грани 3 выполнены с клипсами 8, выпуклыми поочередно в противоположные стороны по отношению к плоскости грани 3, причем клипсы 8 соседних гофрированных листов 1 при сборке их в пакет выполнены с возможностью фиксации друг относительно друга. В поперечном сечении клипсы 8 могут быть круглыми прямоугольными, квадратными или овальными.

Гофрированные листы 1 снабжены по бокам плоскими краями 9, на которых выполнены поочередно выпуклые в противоположные стороны клипсы 10, причем эти клипсы 10 боковых краев 9 соседних гофрированных листов 1 при сборке их в пакет выполнены с возможностью фиксации друг относительно друга.

Блок оросителя градирни работает следующим образом.

Охлаждающий воздух поступает из нижней части градирни за счет естественной тяги в башенных градирнях и принудительного движения в вентиляторных градирнях. Охлаждаемую воду сверху от оросителя равномерно разбрызгивают по площади, образованной блоками гофрированных листов 1 оросителя. В оросителе тепломассообмен между движущимися в противотоке каплями воды и воздуха происходит на поверхности образованных гофрами 2, 7 и 8 каналов после контакта капель воды со стенками образованных гофрами 2 каналов на волнистой поверхности пленки воды, образованной стекающими каплями воды при обтекании выступов и впадин гофров 5 листов 1, причем в результате взаимодействия с выступами и впадинами поток воздуха турбулизуется. Основная масса воздуха движется в центральной части каналов градирни, а жидкость, в результате взаимодействия с потоком воздуха и стенками каналов, осаждается на стенках каналов и движется по стенкам каналов преимущественно в виде пленки.

Данное изобретение позволяет решить задачу создания блока оросителя градирни, удобного для монтажа и транспортировки при одновременных упрощении и удешевлении монтажных и ремонтных работ в градирнях, и может быть использовано в устройствах для охлаждения воды в водооборотных системах промышленных предприятий при непосредственном контакте охлаждаемой воды и охлаждающего ее воздуха.