Wieża chłodnicza - co to jest? Rodzaje, cechy, urządzenie i zasada działania

Działanie przemysłowe elektrownie związane z różnymi procesami technologicznymi, z których niektóre wykonują instalacje termiczne i chłodzące. Zostały one zaprojektowane w celu regulacji temperatur środowiska pracy i infrastruktury komunikacyjnej w systemach CHP i NPP. Najbardziej zauważalnym i produktywnym obiektem tego typu jest wieża chłodnicza. Co to jest? W sensie ogólnym, ta struktura wieży, wewnątrz której odbywają się procesy mikroklimatyczne przetwarzania różnych środowisk za pomocą kierunku powietrza atmosferycznego. W praktyce istnieją różne rodzaje tego projektu, różniące się zarówno pod względem urządzenia technicznego, jak i funkcjonalności.

Budowa wieży chłodniczej

Najpopularniejsza formacja wieży chłodniczej, często wykonywana na podstawie z betonu zbrojonego w formie stożka. Wewnątrz znajdują się obowiązkowe bloki funkcjonalne - system zaopatrzenia w wodę, zraszacz, zbiornik oraz towarzyszące zawory i armatura. Klasyczna wieża chłodnicza, której zdjęcie przedstawiono powyżej, może służyć nie tylko wodzie jako zasobowi roboczemu bloku energetycznego, ale także cieczom technicznym z ogniwami paliwowymi. Aktywnym środowiskiem ekspozycji jest powietrze zewnętrzne, do którego wejścia są przewidziane otwory w dolnej części (podeszwie) konstrukcji. Poprzez kanały wentylacyjne masa powietrza unosi się i chłodzi docelowe płyny w zbiornikach z powodu naturalnych pchnięć.

Plusy i minusy wieży chłodniczej wieży

Wśród zalet konstrukcji wieżowych można zauważyć brak konsumentów energii elektrycznej. Oznacza to, że systemy funkcjonalne i urządzenie nie wymagają specjalnego połączenia ze źródłami zasilania i działają autonomicznie. Jest to również podkreślane przy wdrażaniu urządzenia wlotu powietrza wieży chłodniczej, którego zasada opiera się na naturalnej zamianie ciepłego powietrza na zimne powietrze. Jednak wdrożenie systemów wentylacji i chłodzenia może być inne. Jeśli mówimy o wadach wież chłodniczych, wysokie koszty budowy i niski potencjał efektu chłodzenia wyjdą na pierwszy plan. Ponadto, zimą, specjalne środki serwisowania są wymagane w celu ochrony komunikacji przed hipotermią.

Konstrukcja wieży chłodniczej z wyrzutnikiem

Główną różnicą tego rodzaju wieży chłodniczej jest zastosowanie stali w korpusie. I nie w części, ale jako główny materiał. Wewnątrz konstrukcji zainstalowany jest rurociąg wysokociśnieniowy z wyrzutnikami - rurami rozdzielczymi. Podczas działania jednostki funkcjonalnej woda jest rozpylana przez dysze wyrzutnika, a następnie doprowadzane są strumienie powietrza do strefy podciśnienia. Kontakt z zimnymi przepływami chłodzi drobno rozproszone kropelki cieczy, co powoduje wysoką skuteczność tego systemu z punktu widzenia realizacji zadania docelowego. Jednakże wydajność metalowej wieży chłodniczej z wyrzutnikami nie jest zapewniona przez naturalne procesy fizyczne, tak jak w przypadku konstrukcji wieżowych, ale przez działanie pomp. Dzięki pompowniom utrzymuje się wystarczające ciśnienie w mechanizmach natryskowych, co ostatecznie upraszcza proces chłodzenia.

Zasada działania wieży chłodniczej

Jak można zauważyć, zadanie chłodzenia docelowych mediów płynnych wykonuje się przez dmuchanie strumieniami zimnego powietrza. W tym samym czasie można wykonywać dodatkowe i pośrednie funkcje, takie jak parowanie. Za każdym razem, gdy kondensat jest uwalniany przez obwody zasilania wodą, jest uzupełniany w obszarze roboczym. Albo pojemności eżektorów są wypełnione, albo ciecz jest dostarczana do ścian powierzchni tryskacza. Ważne jest podkreślenie obecności barier filtracyjnych oddzielających kanał wodny od wieży wieży chłodniczej. Zasada działania membran czyszczących jest określona przez cel obsługiwanej cieczy - co najmniej, osiąga się gruboziarniste, duże ułamkowe opóźnienie zanieczyszczeń mechanicznych, ale w nowoczesnych systemach może występować złożona obróbka cienką wodą z elementami biochemicznej filtracji.

Co dzieje się z płynem po schłodzeniu? Zależy również od charakteru całego procesu, w którym pośrednio zaangażowana jest wieża chłodnicza. Z reguły gorąca woda jest produktem używanym do produkcji, dlatego jest odprowadzana do połączonych kanałów czyszczących lub drenażowych. Ponadto stosowany jest schemat ciągłej cyrkulacji cieczy, w którym ochłodzony czynnik powraca do głównego obszaru procesu w celu regulacji temperatury urządzeń CHP i NPP.

Funkcje wieży chłodniczej

Główne parametry operacyjne można przypisać parametrom wydajności i temperatury, z którymi konkretna stacja może w zasadzie działać. Jeśli chodzi o pierwszą wartość, duże wieże chłodnicze mogą chłodzić zasoby z prędkością około 200 m3 / h. Wysokość takich konstrukcji wynosi 150-170 m przy podstawie o średnicy około 150 m. Wartości temperatury, jak już wspomniano, są bezpośrednio zależne od zasady działania stacji. Na przykład projekty z naturalnym obiegiem powietrza pracują z ciepłą cieczą w temperaturze 30-40 ° C. W tym stanie wchodzi do zbiornika, a po schłodzeniu jego temperatura spada do 15-20 ° C. Nie tworzy lodu wodnego i kompleksu wyrzutnika. Jego zaleta jest bardziej prawdopodobna w przypadku temperatur wejściowych przekraczających 60 ° C. Stopień redukcji może osiągnąć 20 ° C. Na efektywność eżektorów wpływa również gęstość nawadniania wieży chłodniczej. Co to za wskaźnik? Określa on konkretną wartość natężenia przepływu płynu na 1 m2 nawadnianego obszaru. Optymalne wartości mieszczą się w zakresie od 6 do 12 m ³ / h.

Cechy "suchych" projektów

W takich systemach zapewnione są struktury wymiany ciepła z grzejnikami, które usuwają strumienie już ogrzanego powietrza. Ich usunięcie z platformy roboczej za pomocą specjalnych kanałów zapewnione jest przez instalacje wentylatorów. Podczas montażu takich konstrukcji inżynierowie starają się minimalizować, a nawet eliminować bezpośredni kontakt procesów chłodzenia (wydmuchiwania) z wymianą ciepła i obiegiem gorącego przepływu. Zalety "suchej" wieży chłodniczej obejmują wysoką jakość schłodzonej wody (brak zanieczyszczeń, zachowanie objętości itp.), Zdolność do pracy w wysokich temperaturach i trwałość powierzchni konstrukcyjnych. Minimalny stopień nawilżania powietrza zmniejsza ryzyko korozyjnego uszkodzenia metalowych elementów konstrukcji, dlatego też wydłuża się żywotność sprzętu.

Cechy mokrej wieży chłodniczej

Również takie stacje są nazywane parowaniem, ponieważ ich zasada działania opiera się na przenoszeniu energii cieplnej z cieczy na powietrze w wyniku bezpośredniego kontaktu mediów. Jak działa "mokra" wieża chłodnicza i co to jest pod względem urządzenia technicznego? Wewnętrzny układ jednostek funkcjonalnych zapewnia również obecność instalacji wentylatorów (oddzielnych lub przekrojowych), które usuwają pozostałe powietrze, ale główna funkcja odparowania jest wykonywana przez cewkę kondensacyjną. Jest to obwód, w którym płyn krąży pod wpływem wysokich temperatur. Przepływ wody jest zakończony przez rozpylanie przez dysze małoformatowe przy intensywnym wdmuchiwaniu przez wentylatory.

System nawadniania wież chłodniczych

Jeden z kluczowych elementów wieży chłodniczej, od której zależy wydajność chłodzenia konstrukcji. W rzeczywistości zadaniem tryskacza jest zapewnienie maksymalnego obszaru drobno rozproszonego (kroplówki) strumienia wody dla kontaktu z przepływem powietrza. Ten element infrastruktury może mieć różną wydajność strukturalną - na przykład są tu splat, film, kroplówka i inne typy urządzeń. Lekkie stopy plastiku na bazie polipropylenu i polietylenu są często wykorzystywane jako materiały do ​​produkcji. W szczególności, wieża chłodnicza zraszacza do folii wykonana jest z zaawansowanych technologicznie polimerów, zapewniających wydajne chłodzenie przy minimalnych nakładach. Ale te same urządzenia mają wiele wad, między innymi zatkanie sekcji oddzielających drobnymi zawiesinami i zanieczyszczeniami. Ponownie warto podkreślić znaczenie wstępnego filtrowania wody, nie tylko dla jakości samej cieczy.

System dystrybucji wody

Jeśli zraszacz jest bezpośrednio odpowiedzialny za rozpylanie, dystrybutory wody wykonują jednakową regulację przepływu przez dysze i dysze. Obecnie częściej stosuje się ciśnieniowe zespoły rozprowadzające wodę w oparciu o układ rurociągów i podłączone do nich wtryskiwacze. Do produkcji takiego kolektora wykorzystano materiały metalowe i kompozytowe, a także plastikowe dysze. Na etapie dystrybucji wody działanie wieży chłodniczej można uzyskać za pomocą autonomicznych palników o promieniu działania rzędu 150-200 cm. Intensywność dostaw wody do tryskacza zależy od zasady działania dyszy - może to być instalacja odśrodkowa, uderzeniowa lub strumieniowa.

System wentylacyjny

Parametry wentylatora zostaną określone przez obszar nawadniania. Standardowy system obejmuje zastosowanie układów wydechowych i wtryskowych o różnych potencjałach mocy. Na przykład, jeśli powierzchnia robocza nie przekracza 15 m2, siła ciągu wentylatora wtrysku może w pełni spełniać funkcje kanału. Konstrukcja takich jednostek jest zwykle tworzona przez dwa elementy - dyfuzor i wirnik. Materiały kompozytowe są wykorzystywane do produkcji kadłuba w celu integracji usztywnień pod kadłubem. Dyfuzor może realizować zadanie regulacji ciśnienia, które występuje przy intensywnym chłodzeniu wież chłodniczych przy wylocie w kierunku przepływu powietrza. Z kolei wirnik jest tworzony przez kombinację łopatek i piasty, a przy tym tworzy stały przepływ chłodzący. Średnica takiego koła wynosi od 2,5 m do 20 m, w zależności od skali konstrukcji.

Wniosek

Z wyjątkiem pewnych rozwiązań technicznych i konstrukcyjnych w obrębie stacji, budowa wieży chłodniczej jako obiektu przemysłowego może wydawać się zasadniczo przestarzała. Ale czy istnieje alternatywa dla takich obiektów? Problemy związane z chłodzeniem różnych cieczy technicznych w dużych ilościach są również rozwiązywane za pomocą basenów natryskowych i stawów chłodniczych. Ale nawet w tych przypadkach obserwuje się te same problemy w postaci niskiej wydajności, które są uzupełniane przez specyfikę korzystania z naturalnych środowisk pracy. W tym samym stawie regularnie kwitnie woda, co wymaga zastosowania specjalnych środków do biologicznego utrzymania obiektu.

Na tym tle wieża chłodnicza nie jest taka zła. Co to jest z punktu widzenia samych działających przedsiębiorstw? Jest to co najmniej opłacalne narzędzie technologiczne wspierające procesy pomocnicze w urządzeniach chłodniczych. Ponadto w niektórych przypadkach takie przetwarzanie cieczy technicznej jest jedynym uzasadnionym sposobem, ponieważ wydajność w zakresie regulacji temperatury mieści się w zakresie standardów odprowadzania ścieków przemysłowych.