Градирни. 
Периферийное оборудование заводов пластмасс

Градирня представляет собой сооружение для охлаждения воды в оборотных системах водоснабжения.

По способу передачи тепла атмосферному воздуху принято классифицировать градирни:

• — на радиаторные, или сухие, в которых передача тепла от воды воздуху осуществляется через стенку радиаторов за счет теплопроводности и конвекции;
• — испарительные, в которых передача тепла от воды воздуху осуществляется в основном за счет испарения;
• — смешанные, в которых используется передача тепла за счет испарения, теплопроводности и конвекции.

Теоретическим пределом охлаждения воды в радиаторных градирнях будет температура атмосферного воздуха по сухому термометру.

Теоретическим пределом охлаждения воды в испарительных градирнях является температура атмосферного воздуха по смоченному термометру, которая может быть ниже температуры по сухому термометру на несколько градусов.

В комбинированных радиаторно-испарительных градирнях, так же как и в сухих, охлаждение воды происходит через стенки радиаторов, орошаемые снаружи водой. Отдача тепла водой, протекающей через радиаторы к воздуху, осуществляется за счет теплопроводности через стенки и испарения орошающей воды.

По способу создания тяги воздуха градирни разделяются:

• — на вентиляторные, через которые воздух прокачивается нагнетательными или отсасывающими вентиляторами;
• — башенные, в которых тяга воздуха создается высокой вытяжной башней;
• — открытые, или атмосферные, в которых для протока воздуха через них используются естественные токи воздуха — ветер и отчасти естественная конвекция.

В зависимости от конструкции оросительного устройства и способа, которым достигается увеличение поверхности соприкосновения воды с воздухом, градирни подразделяются на пленочные и капельные [15].

Каждый из указанных видов градирен может иметь разнообразные конструкции отдельных элементов оросительного устройства, отличаться их размерами, расстояниями между ними и может быть выполнен из различных материалов.

Выбор типа градирен следует производить по технологическим расчетам с учетом:

• — заданных в проекте расходов воды и количества тепла, отнимаемого от продуктов, аппаратов и охлаждаемого оборудования;
• — температур охлаждаемой воды и требований к устойчивости охладительного эффекта;
• — метеорологических параметров;
• — инженерно-геологических и гидрологических условий площадки строительства градирни;
• — условий размещения охладителя на площадке предприятия;
• — химического состава добавочной и оборотной воды;
• — технико-экономических показателей строительства и эксплуатации этих сооружений.

В промышленности переработки пластмасс применяются вентиляторные, радиаторные и капельные градирни.

Вентиляторные градирни рекомендуется использовать в системах оборотного водоснабжения, требующих устойчивого и глубокого охлаждения воды, при высоких удельных гидравлических и тепловых нагрузках, при необходимости маневренного регулирования температуры охлажденной воды средствами автоматизации.

Технологическая схема вентиляторной градирни включает в себя следующие основные элементы: оболочку (корпус), состоящую из каркаса, обшитого листовым материалом, водораспределительное устройство, ороситель, водоуловитель, водосборный бассейн и вентиляторную установку (рис. 1.16).

Рис. 1.16. Схема вентиляторной противоточной градирни:

• 1 — диффузор; 2 — вентилятор; 3 — водоуловитель; 4 — водораспределительная система; 5 — оросительное устройство; 6 — воздухонаправляющий козырек;
• 7 — воздуховходные окна; 8 — воздухораспределительное пространство;
• 9 — переливной водовод; 10 — грязевой водовод; 11 — водосборный бассейн;
• 12 — ветровая перегородка; 13 — отводящий водовод; 14 — подводящий водовод

Радиаторные, или так называемые сухие градирни, состоят из следующих элементов: радиаторов из оребренных медных, алюминиевых, углеродистых, нержавеющих или латунных труб, по которым протекает охлаждаемая вода; осевых вентиляторов, прокачивающих атмосферный воздух через радиаторы; воздухоподводящих патрубков, обеспечивающих плавный подвод воздуха к вентилятору, и опорных конструкций (рис. 1.17).

Радиаторные градирни рекомендуется применять:

• — при необходимости иметь закрытый, изолированный от атмосферного воздуха контур циркуляции воды в системе оборотного водоснабжения;
• — высоких температурах нагрева оборотной воды в теплообменных технологических аппаратах, не допускающих ее охлаждения в градирнях испарительного типа;
• — отсутствии в получении свежей воды на пополнение потерь в оборотных циклах.

Рис. 1.17. Схема радиаторной градирни:

1 — секции оребренных труб; 2 — вентилятор Для предупреждения замерзания воды в трубках радиаторов и их повреждения требуется устройство емкостей для спуска воды из системы при аварийных ситуациях в зимнее время или заполнение системы низкозамерзающими жидкостями (антифризами).

В циркуляционных системах с радиаторными градирнями практически отсутствуют безвозвратные потери на испарение и вынос.

Капельные (открытые) градирни (рис. 1.18) характеризуются высоким охладительным эффектом без затраты электроэнергии на подачу воздуха, простотой конструкций, условий эксплуатации и ремонта. Однако применение их ограничивается допустимостью кратковременного повышения температуры охлаждаемой воды в период штиля.

Для систем оборотного водоснабжения должен составляться баланс воды, учитывающий потери, необходимые сбросы и добавления воды в систему для компенсации убыли из нее (табл. 1.4) [15].

Таблица 1.4

Усредненные нормативы потери воды в градирнях.

Рис. 1.18. Схема открытой капельной градирни:

• 1 — водораспределительная система; 2 — оросительное устройство; 3 — воздухонаправляющие жалюзи; 4 — переливной водовод;
• 5 — грязевой водовод; 6 — отводящий водовод