Стеклопластиковая градирня 

Ⅰ. Описание продукции

Стеклопластиковая градирня — это оборудование для охлаждения оборотной воды, основным конструкционным материалом которого является стеклопластик (FRP). Принцип её работы основан на контакте воды и воздуха: за счёт испарительного охлаждения и контактной теплопередачи отводится сбросное тепло из оборотной воды, а температура воды снижается до диапазона, при котором она может повторно использоваться в технологических системах или системах кондиционирования. Корпус градирни изготовлен из стекловолокна и синтетической смолы; он обладает такими ключевыми характеристиками, как лёгкость и высокая прочность, коррозионная стойкость и устойчивость к старению, и широко применяется для промышленного охлаждения и в гражданских системах кондиционирования.

1. Рабочий процесс стеклопластиковой градирни выглядит следующим образом:

Подача горячей воды: оборотная горячая вода насосом по трубопроводу подаётся под давлением в систему распределения воды в башне (водораспределитель) и через отверстия водораспределительных труб равномерно разбрызгивается на ороситель.

Теплообмен между воздухом и водой: сухой воздух поступает через воздухозаборное отверстие в нижней части башни и в оросителе контактирует с падающей горячей водой по противоточной (противоточная схема) или перекрёстной (поперечноточная) схеме. Ороситель распределяет воду в виде плёнки и капель, значительно увеличивая площадь контакта воды с воздухом.

Испарительное охлаждение: при испарении молекул воды отводится большое количество тепла; на испарительное охлаждение приходится около 80% общего отвода тепла, на контактную теплопередачу — около 20%.

Отвод и улавливание: влажный горячий воздух вытягивается верхним вентилятором и сбрасывается в атмосферу, охлаждённая вода стекает в водосборный бассейн и возвращается в оборот, водоуловитель улавливает капли воды, уносимые воздушным потоком; потери на капельный унос можно поддерживать на уровне 0,001–0,015% и ниже.

2. Состав конструкции:

Корпус: изготовлен из стекловолокна и синтетической смолы; поверхностный гелькоут содержит УФ-стабилизатор, цвет равномерный, устойчив к старению, расчётный срок службы достигает более 25 лет.

Ороситель: ключевой элемент теплообмена, на его долю приходится до 60–70% общего снижения температуры в градирне. Обычно применяется модифицированный ПВХ-ороситель с наклонно-трапециевидной гофрированной поверхностью или двухсторонние точечно-волнистые листы; обладает большой удельной поверхностью, высокой способностью к перераспределению воды, малым сопротивлением, диапазоном рабочих температур от -50 °C до 70 °C, пониженной горючестью и другими характеристиками.

Водораспределитель: вращающееся водораспределительное устройство, состоящее из стеклопластиковых водораспределительных труб, нейлонового водораспределителя и литого медного сердечника; автоматически вращается за счёт реактивной силы воды, отличается малыми потерями давления при распределении воды и равномерной подачей воды.

Вентилятор: применяются стеклопластиковые лопасти крыльевого профиля, низкий уровень шума, высокий КПД, регулируемый угол установки лопастей. Комплектуется специальным трёхфазным асинхронным электродвигателем для градирен и планетарным зубчатым редуктором, рассчитан на длительную работу в условиях влажной и жаркой среды.

Водоуловитель: улавливает капли воды, уносимые воздушным потоком; потери на капельный унос могут быть снижены до менее 0,01%.

Водосборный бассейн: днище башни выполняет также функцию сбора воды, оснащено устройствами ручной/автоматической подпитки, дренажа и перелива.

3. Стеклопластиковые градирни классифицируются по нескольким признакам:

На рынке наиболее распространены два типа градирен: круглая противоточная и квадратная поперечноточная. Круглая противоточная градирня имеет «бутылкообразную» конструкцию, обладает минимальным аэродинамическим сопротивлением и подходит для систем с малым и средним расходом воды; квадратная поперечноточная градирня отличается компактной конструкцией, удобна для параллельного подключения нескольких градирен и подходит для условий с большим расходом воды.

4. Основные параметры подбора:

Расход охлаждающей воды (Q): фактический расход циркуляционной воды (м³/ч); рекомендуется предусматривать запас 10–15% на случай пиковых режимов.

Температура воды на входе (t₁) и на выходе (t₂): по ним определяют температурный перепад Δt и выбирают стандартное, среднетемпературное или высокотемпературное исполнение.

Расчётная температура мокрого термометра (τ): ключевой параметр местных метеорологических условий, непосредственно влияющий на теплотехнические характеристики градирни.

Требования к уровню шума: вблизи жилых зон или в условиях повышенной чувствительности к шуму необходимо выбирать низкошумное или сверхнизкошумное исполнение.

Качество воды: мутность циркуляционной воды рекомендуется не более 50 мг/л; при наличии коррозионных сред или высокоминерализованной воды требуется специальный выбор материалов.

Условия установки: при установке на крыше рекомендуется применять стеклопластик пониженной горючести; в холодных районах необходимо предусматривать меры защиты от замерзания.

Ⅱ. Ключевые преимущества стеклопластиковых градирен

1. Превосходная коррозионная стойкость и сверхдлительный срок службы

Это ключевое преимущество стеклопластика. Металлические градирни (из углеродистой или нержавеющей стали) под постоянным воздействием солей, кислотно-щелочных примесей в циркуляционной воде, а также дождевой воды и ультрафиолета на открытом воздухе: у градирен из углеродистой стали протечки корпуса появляются уже через 2–3 года, а защитный слой оксида хрома у нержавеющих градирен легко разрушается в условиях сильных кислот и щелочей. Стеклопластик формуется из синтетической смолы и стекловолокна, сам материал обладает антикоррозионными свойствами и устойчивостью к старению, не ржавеет и не подвергается сквозной коррозии, а его механические свойства при длительной эксплуатации практически не снижаются.

2. Низкий уровень вибрации и шума при работе

Способность стеклопластика поглощать вибрации выше, чем у стальных конструкций. При проектировании вентилятор и электродвигатель устанавливаются на одной общей точно обработанной торсионной трубе, что в полной мере обеспечивает соосность при работе и дополнительно снижает вибрацию. В сочетании с лопастями крыльевого профиля из стеклопластика (низкая частота вращения, низкое динамическое давление) и звукоизолирующими экранами и звукопоглощающими решётками сверхнизкошумного исполнения уровень рабочего шума удерживается на низком уровне, что подходит для объектов, чувствительных к шуму.

3. Простота эксплуатации и обслуживания, низкие скрытые затраты

Внутренние элементы стеклопластиковой градирни изготовлены из неметаллических материалов, поэтому в период эксплуатации оборудования практически не требуется антикоррозионное обслуживание, что обеспечивает безотказную работу на весь срок службы. Металлическая градирня работает в водовоздушной среде, предъявляет высокие требования к антикоррозионной обработке и требует проведения антикоррозионного обслуживания стальных конструкций каждые два года, что ежегодно создаёт фиксированные расходы на ремонт. При несвоевременном обслуживании усиление коррозии приводит к засорению трубопроводов и повреждению корпуса, что снижает эффективность охлаждения и даже вызывает остановку оборудования.

4. Стабильная эффективность теплообмена при длительной эксплуатации

Внутренняя поверхность стеклопластиковой градирни гладкая, на ней не откладываются примеси и накипь, поэтому при длительной эксплуатации теплообменный режим остаётся стабильным, а колебания энергопотребления — небольшими. При длительной эксплуатации на внутренней поверхности металлической градирни откладываются накипь и ржавчина, шероховатость стенок труб увеличивается, гидравлическое и аэродинамическое сопротивление возрастает, эффективность теплообмена с каждым годом снижается, и оборудование вынуждено работать с более высокой мощностью для достижения прежнего эффекта охлаждения, а потребление электроэнергии постоянно растёт.

5. Коррозионная стойкость позволяет использовать практически любую воду

Стеклопластиковая градирня способна работать практически с любой водой, включая промышленную оборотную воду с высоким содержанием солей и кислотно-щелочными примесями, а также с кислотно-щелочными молекулами в воздухе прибрежных районов. Стальная градирня в зоне контакта воды и воздуха подвержена сильной коррозии, что требует постоянных затрат на антикоррозионную защиту.

6. Энергоэффективная конструкция, снижение эксплуатационных энергозатрат

Современные стеклопластиковые градирни постоянно совершенствуются в плане энергосбережения: ороситель выполнен в виде наклонно-трапециевидной гофрированной поверхности или двусторонних точечно-волнистых листов, что обеспечивает малое аэродинамическое сопротивление и хорошие теплотехнические характеристики; вентилятор оснащён крупногабаритными лопастями крыльевого профиля пустотелой конструкции с низкой частотой вращения и низким динамическим давлением, что при обеспечении необходимого расхода воздуха значительно снижает энергопотребление.