Что такое сухая градирня? DRYCOOLER

Сухая градирня или драйкулер применяется для охлаждения жидкости в водооборотных системах на различных предприятиях промышленности. Данные охлаждающие установки были изобретены инженерами из Венгрии: Геллером и Фарго. Изначально их применяли для охлаждения конденсаторов на электростанциях.

Градирня представляет собой аппарат, внутри которого установлен теплообменник. По нему циркулирует охлаждаемая жидкость. Для снижения её температуры теплообменник обдувается воздухом. Как правило, для создания воздушного потока наверху аппарата установлен один или несколько вентиляторов.

Качество охлаждения жидкости зависит от установленных трубок в теплообменнике. Как правило, применяют медные или алюминиевые оребренные трубки, но возможно применение и других металлов.

Самые эффективные трубки из меди с тонкими каналами, при этом цена градирни самая большая. При применении трубок из других сплавов, стоимость уменьшается вместе с качеством охлаждения воды.

Факторы выбора сухой градирни

• Технология производства нуждается в непрерывном охлаждении жидкостей (кроме воды могут быть иные растворы и жидкие вещества)
• Должно соблюдаться условие, согласно которому нужно охладить жидкость на 5-7 ˚С ниже температуры окружающей среды
• Производственная площадка расположена в местности, на которой нет возможности разместить испарительное оборудование
• Наличие зданий, сооружений и заграждений, мешающих быстро перенести прогретый влажный воздух
• Жесткий регламент требований к составу и чистоте охлаждаемой жидкости
• Ограничены возможности водозамещения на производстве
• Слабые энергетические мощности предприятия не имеют возможности применения иного водоохлаждающего оборудования

Виды сухих градирен

Существует три основных вида сухих градирен:

• В горизонтальном исполнении
  
• В вертикальном исполнении
  
• В V-образном исполнении
  

Сухая градирня состоит из следующих элементов:

• Водо-воздушного теплообменника
• Вентилятора
• Корпуса (в котором установлен теплообменник и вентилятор)

При горизонтальном исполнении корпус снабжается ножками. При вертикальном исполнении – устанавливаются кронштейны без ножек.

Где применяют сухие градирни?

Сухие градирни драйкулеры целесообразно применять в технологических циклах, где требуется изолировать охлаждающую жидкость от прямого воздействия окружающей среды, при невозможности осуществить подпитку охлаждаемой жидкости и при температуре жидкости близкой к температуре кипения.

Альтернативой таких градирен являются водоохлаждающие установки с открытым контуром, например, вентиляторные секционные градирни с количеством охлаждаемой жидкости более 100 м3, или малогабаритные, при небольшом количестве охлаждаемой жидкости, до 100м3.

Принцип работы сухой градирни

Основной задачей сухой градирни является обеспечение охлаждения потоков воды, используемой в технологической цепочке, на 5-7 ˚С. Этого можно добиться путем снижения температуры жидкости, подаваемой в теплообменное устройство, за счет действия воздушного потока, который забирается вентиляционной установкой из окружающей среды.

Теплообменник состоит из медных трубок с ребристым профилем, покрытым алюминием. Остывшая вода проходит мимо аппарата, подается через трубопроводы в зону технологического назначения.

Драйкулер – иное название сухой градирни. Он окружен стальными корпусом, который покрывается специальной защитной эмалью от коррозии. Трубы от повреждений защищают с помощью стальных ребер жесткости. По желанию заказчика можно усовершенствовать градирню:

• Добавить к вентиляторам регулятор, меняющий скорость их вращениям во время работы
• Добавить защитную решетку для понижения уровня шума

Чтобы увеличить термодинамический предел драйкулера, который составляет 5 градусов Цельсия, сухую градирню снабжают системой оросителей. Она применяется при высоких температурах окружающего воздуха. Сопла, которые разбрызгивают воду на трубки теплообменника, обеспечивают работу системы. Жидкость, которая испаряется, не только понижает температуру воды, но и омывает грязь с теплообменника.

Достоинства и недостатки сухих градирен

Если вы решили устанавливать на своём предприятии сухие градирни, то обратите внимание на их плюсы и минусы:

Плюсы сухой градирни драйкулера

• закрытый контур, что способствует отсутствию капельного уноса, а вместе с ним и отсутствию подпитки
• отсутствие возможности попадания примесей
• возможность работы на этиленгликоле и воде высокой температуры
• Возможность эксплуатации при отрицательных температурах
• Благодаря замкнутому контуру отсутствует необходимость очистки воды при эксплуатации (но изначально требуется подготовленная вода или другой хладагент)

Минусы сухой градирни драйкулера:

• низкая эффективность охлаждения воды (охлаждение возможно только до температуры воздуха окружающей среды)
• высокая стоимость, выше до 5 раз, по сравнению с вентиляторной градирней такой же мощности
• необходимость и неудобство в чистке теплообменника

Чтобы повысить эффективность сухих градирен при повышенных температурах воздуха устанавливают адиабатическую систему охлаждения. Принцип заключается в мелкодисперсном распылении воды через сопла на пластины теплообменника. При этом испаряется вода и понижается температура воздуха около поверхности теплообменника, таким образом, растет эффективность работы сухой градирни.

Подбор сухой градирни

Чтобы подобрать драйкулер с закрытым контуром, нужно брать расчетную температуру наружного воздуха по сухому термометру, а не по влажному, как при подборе мокрой градирни. Обычно перепад температуры на конденсаторе составляет 5 °С. Минимальный перепад между температурой теплоносителя на выходе из градирни и температурой воздуха по сухому термометру составляет 5-7°С. Данное значение можно понизить, но только за счет увеличения площади теплообменника – чтобы сохранить необходимую производительность.

В соответствии с СП 60.13330.12 (п.5.13) и СП 131.13330.2012. параметры наружного воздуха для  районов строительства принимаются как параметры Б.

Для определения температуры воды на выходе из градирни, учитываем место расположения оборудования, как по региону, так и по локальной дислокации (т.е. в тени, на солнце, на кровле), выбираем перепад температуры между теплоносителем и окружающим воздухом 6°С.

Для примера, в регионе Москва, при перепаде температуры между теплоносителем и окружающим воздухом 6°С, стандартном перепаде на конденсаторе 5°С и размещении градирни в тени, температура воды на входе/выходе градирни составит 40/35°С, при размещении на кровле - 47/42°С.