протитечійна градирня

У конструкції градирні з протитечійним режимом роботи основний принцип роботи полягає в протилежно спрямованому потоці повітряних та водних потоків — конфігурації, спеціально розробленій для оптимізації ефективності теплопередачі. На відміну від систем з паралельним потоком, де повітря та вода рухаються в одному напрямку, конструкції з протитоком сприяють більш ретельній взаємодії між двома середовищами. Зокрема, повітряний потік спочатку потрапляє у відкритий пленум (спеціальну камеру), розташований під наповнювачем вежі — основним компонентом, відповідальним за максимізацію площі контакту між повітрям і водою. Потрапивши в пленум, повітря подається вертикально вгору через заповнювальний матеріал потужними вентиляторами, встановленими у верхній частині вежі, створюючи стабільний висхідний повітряний потік. І навпаки, тепла технологічна вода (зазвичай перероблена з промислового обладнання, систем опалення, вентиляції та кондиціонування повітря або енергоблоків) перекачується у верхню секцію вежі та рівномірно розпилюється через мережу форсунок під тиском, розташованих поблизу верху. Ця розпилена вода потім каскадом стікає вниз через наповнювальний матеріал, рухаючись прямо протилежно потоку повітря, що рухається вгору, забезпечуючи тривалий контакт між двома рідинами.

Переваги протитечійної конструкції

1. Підвищена морозостійкість: Система розподілу розпиленої води, властива протитечійним вежам, є ключовим фактором їхньої кращої морозостійкості порівняно з іншими конструкціями (такими як перехреснотечійні вежі з розподілом води під дією сили тяжіння). Розпилюючи воду на дрібні краплі за допомогою форсунок під тиском, система мінімізує ризик утворення калюж та застою води — двох основних причин замерзання в градирнях під час роботи за низьких температур. Навіть у холодному кліматі безперервний рух розпилених крапель води та їх взаємодія з висхідним повітряним потоком зменшують ймовірність утворення льоду на критично важливих компонентах, таких як наповнювальні матеріали, форсунки або стінки резервуара, забезпечуючи надійну роботу протягом усього року.

2. Висока ефективність теплопередачі: Розподіл води на дрібні, однорідні краплі під час процесу розпилення значно збільшує площу поверхні води, що контактує з повітрям. Ця розширена площа контакту в поєднанні з напрямком протитечії (який підтримує постійний градієнт температури між повітрям і водою протягом усієї їхньої взаємодії) забезпечує ефективніший теплообмін. Коли теплі краплі води падають крізь наповнювач, тепло швидко передається від води до холоднішого повітря. Повітря, що рухається вгору, поглинає це тепло та виносить його з вежі, тоді як охолоджена вода збирається в басейні знизу. Така ефективна теплопередача дозволяє протитечійним вежам досягати нижчих температур води на виході, що робить їх ідеальними для застосувань, що вимагають точного контролю температури, таких як електростанції або важкі промислові процеси.

Недоліки конструкції протитечії

1. Вищі початкові та довгострокові витрати: Одним з основних недоліків протитечійних градирень є їхня типово вища вартість, як з точки зору початкового встановлення, так і довгострокового обслуговування. Ця надбавка до вартості в першу чергу зумовлена ​​спеціалізованими вимогами до насосів: система потребує насосів високого тиску для створення необхідної сили для розпилення води через встановлені зверху форсунки — більш енергоємна та дорога установка порівняно з розподільчими системами з гравітаційною подачею, що використовуються в баштах перехресного потоку. Крім того, складна мережа герметичних форсунок, трубопроводів та пов'язаних з ними систем керування збільшує початкові капітальні витрати. З часом ці компоненти високого тиску також потребують частішого технічного обслуговування (наприклад, очищення форсунок, обслуговування насоса), щоб запобігти засміченню або механічним пошкодженням, що ще більше збільшує експлуатаційні витрати.

2. Обмежена гнучкість при змінній витраті води: Протитечійні вежі стикаються зі значними труднощами під час роботи зі змінною витратою води. Характеристики розпилення (наприклад, розмір крапель, рівномірність розподілу, площа покриття) ретельно калібруються для оптимальної роботи за певної розрахункової швидкості потоку. Будь-яке відхилення від цієї швидкості — збільшення чи зменшення — може негативно вплинути на картину розпилення. Наприклад, зменшення швидкості потоку може призвести до нерівномірного розподілу води, коли деякі ділянки заповнювального середовища отримуватимуть недостатню кількість води (що призведе до зниження ефективності теплопередачі), тоді як збільшення швидкості потоку може спричинити надмірний розмір крапель або перевантаження сопла (що призведе до переносу води). Через цю відсутність гнучкості протитечійні вежі менш придатні для застосувань, де швидкість потоку води часто коливається.

3. Підвищений рівень шуму: Протитечійні градирні зазвичай шумніші під час роботи порівняно з іншими конструкціями, головним чином через більшу висоту падіння води. Після проходження через наповнювач, краплі води падають з дна наповнювача в резервуар з холодною водою, розташований біля основи вежі.