Технологический процесс многих предприятий предусматривает обязательное охлаждение большого количества технической жидкости. Для этого применяются градирни - крупные полые сооружения, похожие на башни. Они возводятся методом обшивки каркаса из металла или бетона асбестоцементными панелями.
Принцип работы градирни прост - вода поступает в емкость и охлаждается естественным образом. Сооружения различаются способом подачи жидкости: в капельные системы она поступает сквозь густые решетки, расположенные горизонтально. В брызгательных сооружениях жидкость подается при помощи сопел. Также вода может доставляться в емкость по вертикальным тонким листам (пленочные системы).
Как работает
градирня? Подогретая вода направляется на самый верх башни при помощи насосов. Там она разбрызгивается и стекает вниз, образуя множество водопадов. Так как градирня представляет собой башню, то, по законам физики, в ней образуется тяга воздуха. При этом она тем эффективнее, чем выше сооружение, а значит - теплопередача от воды к воздуху более существенна.
Тепло рассеивается в окружающей среде, а вода подается обратно, на производственные нужды. Для этого в нижней части сооружения предусмотрена специальная чаша, из которой жидкость движется под действием насосов. Принцип работы градирни аналогичен действию пруда-охладителя, но водоем имеет свои недостатки. Например, высокие летние температуры воздуха неблагоприятны для поддержания требуемой экосистемы пруда.
Отдельно следует сказать о сухих градирнях, в которых жидкость движется по закрытому контуру. В таких системах теплообменник, внутри которого движется жидкость, охлаждается также окружающим воздухом, но вода подается не открытым способом, а по системе трубочек.
Перед охлаждением в градирне большое количество неотработанного тепла можно подать на обеспечение хозяйственно-бытовых нужд. Например, на обогрев комнат, помещений, цехов, подогрев воды для пользования человеком. Если объемы тепла очень большие, обогреваются близлежащие города, например, поселки энергетиков.
Размеры градирен зависят от мощностей и потребностей предприятия. Например, на атомной станции градирня сооружается для каждого блока отдельно, диаметр ее может быть 150 м у основания, а высота - 200 м. Но даже градирни такого объема не способны влиять на микроклимат окружающих территорий, так как влажность воздуха повышается незначительно.
В градирнях охлаждение жидкости происходит за счет самопроизвольной теплопередачи, но процесс можно ускорить при помощи вентиляторов. Они ускоряют процесс конвекции, уменьшая время на охлаждение воды. Однако экономическая целесообразность их использования должна предварительно изучаться, так как сами по себе насосы работают от электроэнергии.
Градирни применяются на предприятиях энергетической, металлургической, химической, нефтеперерабатывающей отраслях. Охлаждение воды данным способом позволяет сократить расход свежей воды на нужды предприятия на 95%. Влияние таких сооружений на климатический фон окружающих территорий исключено.
