Откуда берется горячая вода? Зачем нужны градирни на тэцГрадирня ТЭЦ - что это и для чего нужна
ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ТЭЦВ XIX веке электричество плотно вошло в мировую цивилизацию и жизнь человека кардинально изменилась как в промышленной деятельности, так и на бытовом уровне.
Глобальная эпоха электричества в России началась после становления советской власти, которой надо отдать должное в развитии энергетики по стране в целом. Электрификация молодой Страны Советов являлась самой приоритетной задачей правительства рабочего пролетариата и крестьян. Страна нуждалась в подъёме промышленности и сельскохозяйственного комплекса, развить которые было невозможно без новых технологий, применяемых в капиталистических странах с использованием электричества и пара. В связи с этим вначале 1920 года была создана Госкомиссия, план которой назывался ГОЭЛРО - Государственный план электрификации России, ставший первым перспективным документом развития экономики Социалистических Республик. Электрические сети развивались такими темпами, что уже через шесть лет достигнута половина программы, а ещё через пятилетку производство электроэнергии поднялось в разы. Энергетическая промышленность Советского Союза шагнула на уровень мировых лидеров и была в первой тройке с Соединенными Штатами Америки и Германским государством. Вывести из экономического кризиса страну без развития энергетики за полтора десятка лет до уровня самых развитых держав планеты не смог бы никакой экономический стратег. Для реализация программы ГОЭЛРО необходимо было строительство дополнительных специальных станций, которые должны были производить электрическую энергию и пар. Впоследствии, такие станции получили название теплоэлектроцентраль или сокращённо – ТЭЦ. На сегодняшний день почти в каждом российском городе имеется по несколько ТЭЦ, которые обеспечивают теплом и светом наши дома и промышленные предприятия.
ДЛЯ ЧЕГО НУЖНА ТЭЦ И КАК РАБОТАЕТ?Работа ТЭЦ заключается в выработке пара и преобразовании его энергии в электрическую. Происходит это следующим образом: Газ (уголь или мазут), сгорающий в специальных камерах огромных котлов, выделяет большое количество тепла, которое передаётся специально очищенной воде, а та, в свою очередь, преобразуется в пар с высокими температурой и давлением. Обладающий огромным потенциалом, водяной пар направляется к множеству сопел, на выходе из которых, он приобретает кинетическую энергию. Такое превращение происходит при переходе газа с высоким давлением в среду с меньшим давлением. Затем пар воздействует на криволинейные лопатки ротора турбины, который вращается, совершая механическую работу.
Но это ещё не всё, на что способен нагретый в котлах пар. Поскольку на выходе из турбины он всё ещё обладает достаточно высокой энергией, то основная часть его используется для нагрева сетей, которые и создают благоприятные условия для проживания в наших квартирах. Такая работа пара является основным принципиальным циклом для выработки электричества и тепла. Чтобы такой цикл повторить снова и снова, пару необходимо постоянно обладать достаточной энергией. Поэтому его обращают в жидкость, которую направляют в нагревательные котлы. ГРАДИРНИ ТЭЦ, КАКАЯ ИХ РОЛЬ?Обращение из парообразного состояния в жидкое происходит в конденсаторных установках путём понижения давления и уменьшения температуры. Существует два основных типа таких устройств:
В настоящее время практически на всех ТЭЦ используются поверхностные конденсаторы, т.к. они обладают рядом существенных преимуществ перед смешивающими. Оборотная вода, поступающая на градирни, идет как раз для охлаждения этих аппаратов. Поверхностный конденсатор с водяным охлаждением имеет следующую общую схему:  Через горловину 4 пар после турбинной установки попадает в аппарат, где после контакта с трубками 2 конденсируется и превращается в жидкость. Конденсат скапливается внизу и из патрубка 5 откачивается для подачи в водогрейные котлы. В трубках же используется вода, которая как раз и охлаждается на градирнях. На рисунке вода подается через патрубок 1 и, пройдя по трубкам и сменив направление, возвращается в водооборотный цикл через патрубок 3. Кроме этого на конденсаторе устанавливается патрубок для удаления попавшего в аппарат воздух. Специальным насосом он отсасывается вместе с небольшим количеством не успевшего сконденсироваться пара. Таким образом, градирни на ТЭЦ служат для охлаждения конденсаторов, которые выполняют 2 главных функции:
Что же происходит, если градирни не справляются со своей задачей и не дают необходимого охлаждения? В этом случае снижается вакуум в конденсаторах, что ведет к снижению конденсации пара. Учитывая, что вода для паровых котлов должна быть подготовлена определенным образом, обессолена, не содержать других примесей, то её восполнение обходится довольно дорого. Это постоянные затраты. Кроме того, возрастают разовые затраты на ремонт турбин, требуется замена большего количества лопаток, происходит ускорение коррозии. Вот почему даже большие разовые затраты на модернизацию градирен выгоднее, чем компенсация потерь от их неэффективной работы.
Ну а на градирне происходит следующий цикл. Забрав определённое количество тепла от конденсатора, нагретая вода по водной магистрали направляется обратно в охладительную башню, но уже в водораспределительную систему. Здесь, через специальные водоразбрызгивающие сопла, обеспечивается равномерное разбрызгивание по всей поперечной площади и обильным ливнем орошается слой, состоящий из блоков оросителя. Ороситель обеспечивает основное охлаждение жидкости до оптимальной температуры путём замедления стекания, образования тонкой водяной плёнки и мелких капель, которые в свою очередь обдуваются потоком воздуха. Воздушный поток образуется за счёт конусной формы охладительного сооружения, разности температур и давлений внутри и снаружи. Иными словами – эффект вытяжной трубы. При таком процессе вода остывает и частично, в виде тёплой паровоздушной смеси, уносится в атмосферу. Основная масса её падает в водосборный бассейн и уже охлаждённая, насосами по трубопроводам, вновь подаётся в конденсаторы. При обычной нагрузке ТЭЦ, одна установка охлаждает свыше 10 000 кубических метров жидкости в час. Можно себе представить, какое её количество уносится в атмосферу. К сожалению, этот процесс неизбежен. Но прогресс не стоит на месте и найдено эффективное решение для уменьшения потерь при охлаждении – это водоуловитель. Благодаря специально разработанной конструкции, водоуловитель создаёт небольшое препятствие, в котором пар обращается в крупные капли, а те в свою очередь, под воздействием силы тяжести, падают в водосборный бассейн. Таким образом, применение водоуловителя в открытых охлаждающих установках позволяет сократить капельный унос до 0,01-0,02 % от общего объёма. ООО «НПО «Агростройсервис» обладает технологиями производства современных, высокотехнологичных и эффективных элементов градирен, которые позволяют не только повысить производственные показатели, но и значительно уменьшить воздействия неблагоприятных факторов на окружающую среду. Строительство новых вентиляторных или реконструкция существующей градирни ТЭЦ позволяют рационально использовать водные ресурсы без ущерба окружающей среде и при этом значительно снизить потребление топлива для производства тепловой и электрической энергии. Эффективное и экономное использование природных ресурсов неизбежно влечёт за собой снижение вредных выбросов в окружающую среду. Мы знаем, как сохранить природу! Мы чистим Планету! Автор: ООО "НПО "Агростройсервис" Дата публикации: 19.09.2017 Другие статьиacs-nnov.ru Градирня ТЭЦ - что это и для чего нужнаЧто такое вентиляторная градирня? Для чего она предназначена?Вентиляторная градирня – это установка, внутри которой происходит охлаждение воды, посредством соприкосновения её с атмосферным воздухом.
Данные водоохлаждающие установки начали применять в начале 20 века. Более подробнее о фактах можно прочитать в нашей статье «ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ О ГРАДИРНЯХ». Такие установки применяются практически во всех отраслях, но максимально эффективное применение они получили в энергетике, металлургии, химической, машиностроительной и пищевой промышленности. Так же набирает обороты популярность в сфере торговых центров. Здесь градирни предназначены для охлаждения кондиционеров и холодильных машин. Что же касается других отраслей промышленности, то, как правило, градирни в них практически не требуются. А если всё же необходимость в холодной воде появится, то устанавливают либо малогабаритные градирни, либо применяют холодную воду из оборотного водоснабжения или существующих пожарных резервуарах. Схема градирни вентиляторнойВентиляторные градирни разных производителей со стандартным верхним расположением рабочего колеса, конструктивно практически ни чем не отличаются. Схематично такую установку можно изобразить так: На данной схеме можно увидеть конструкцию градирни в разрезе. Каркас водоохлаждающей установки выполнен из металлоконструкций и установлен на железобетонный бассейн, внутрь которого падает охлажденная жидкость. Такая установка является одной из самых надежных, так как ж/б бассейн намного эффективнее и долговечнее в отличие от водосборного резервуара. В нижней части градирни присутствуют воздухозаборные окна, через которые холодный воздух заходит внутрь охлаждающей установки и далее проходит через оросительное устройство, установленное выше воздуховходных окон. Выше оросителя располагается водораспределительная система с разбрызгивающими форсунками. Над ВРС устанавливается водоуловитель. Его функция заключается в максимальном снижении уноса капель из градирни. На самой верхней площадке располагается вентиляторная установка, предназначенная для создания максимально эффективного потока воздуха в охлаждающей установке. Описывая схему градирни, можно увидеть, как холодный воздух проходит через оросительный слой. При этом, он забирает часть тепла от воды, которая в свою очередь была разбрызгана по средством водораспределительной системы, а в частности соплами. Далее жидкость падает на блоки оросителя и распадается на более мелкие капли, из которых и забирается часть энергии, превращаясь при этом в пар. Он поднимется выше водораспределительной системы, попадая на водоуловитель. На его ребрах нарастают капли жидкости и при достижении нужного размера падают вновь на оросительное устройство. При этом достигается минимальный капельный унос и максимально охлаждение. Оборудование градирниСхема градирни вентиляторной состоит из большого количества составляющих, в их число входит: ОросительОсновное охлаждение воды происходит внутри оросителя. Данный элемент, пожалуй, самый важный в градирне.
Существует 3 вида оросителей: капельный, пленочный и капельно-пленочный. В данное время капельный ороситель практически нигде не применяется. Причина этого в низкой охлаждающей способности. Пленочный и капельно-пленочный ороситель, имеют ряд отличий между собой. Например, охлаждающая способность, по расчетам институтов, у пленочного немного выше. Но в то же время они имеют способность к засорению каналов и охлаждение воды становится хуже, чем у сетчатого капельно-пленочного. Капельно-пленочный ороситель можно устанавливать в один слой высотой до 1,5 метров, в то время как для пленочного необходимо делать разрыв между слоями и устанавливать дополнительные водораспределительные каналы. Это сказывается на высоте самой градирни, а так же на массе металлоконструкций, что в совокупности факторов способствует увеличению затрат на производство градирни. Более подробная информация, про оросительные устройства читайте в статье «Капельно пленочный ороситель градирни». ВодоуловительУстанавливается в градирню для уменьшения капельного уноса.
Самый востребованный вид водоуловителя – это «Полуволна». Он изготавливается из первичного материала ПНД. Состоит из множества элементов, которые скрепляются между собой при помощи соединения шип-паз. Благодаря такой конструкции водоуловитель можно набрать любой длины, что позволяет закрыть самые мелкие участки градирни и максимально снизить унос жидкости из градирни. Водораспределительная системаПредназначена для распределения воды по всей орошаемой площади градирни.
Водораспределительная система состоит из труб и разбрызгивающих форсунок. Чаще всего трубы применяются из металла или стеклопластика. Преимущество труб из металла – это их стоимость. К минусам можно отнести: подвержены коррозии, большой вес, малый срок службы, при ремонте требуются огневые работы. Водораспределение из стеклопластика имеет один минус – это его высокая стоимость. К достоинствам можно отнести: малый вес, не подвержена коррозии, срок службы не менее 25 лет, при ремонте не требуются огневые работы и соответственно выгрузки оросителя, гладкая внутренняя поверхность, увеличивает скорость прохода жидкости. В последнее время заказчики чаще стали применять трубопроводы из стеклопластика, так как, все имеющиеся достоинства с лихвой покрывают её стоимость. Форсунки для водораспределительной системы применяют разного типа, в зависимости от количества воды и наличия в ней посторонних примесей. К примеру, в водооборотных циклах с примесями чаще применяют форсунки с чашечным отражателем или более дорогой аналог каскадные. При наличии водоподготовки или просто чистой воды можно устанавливать сопла раструбного типа. А на небольшие оборотные цикли применяют тангенциальные форсунки. Более полную информацию о соплах Вы сможете найти в нашей статье «Водоразбрызгивающие форсунки и сопла градирни» Вентиляторная установкаСлужит для создания эффективного и достаточного потока воздуха.
Вентиляторная установка состоит из: двигателя, рабочего колеса и диффузора. В настоящее время рабочие колеса и диффузор изготавливаются из стеклопластика. Этот материал наиболее прочный и не подвержен к воздействию агрессивных сред. Рабочее колесо создаёт мощный устойчивый поток воздуха, а диффузор ограничивает пространство вокруг него, что в совокупности даёт эффективный проток воздуха через секцию градирни. ОбшивкаОбшивка градирни предназначена для защиты металлоконструкций и внутренних комплектующих от внешнего воздействия среды. Так же она препятствует проникновению внутрь градирни пыли и другой грязи. Обшивку устанавливают как внутри, так и снаружи установки, в зависимости от конструктивной особенности. Применяют обшивку как из полимерных материалов, таких как: стеклопластик и ПВХ, так и из металлического профилированного листа, который так могут покрывать различными полимерами. Самая эффективная на данный момент является обшивка из стеклопластика. Основные её преимущества перед другими – это малый удельный вес; высокие прочностные характеристики; низкое водопоглощение, за счет своих химических и физических свойств; долговечная, срок эксплуатации более 20 лет; не подвержена коррозии, химическому воздействию различных кислот и щелочей; устойчива к высоким температурам. acs-nnov.ru Статьи — Откуда берется горячая водаПожалуй, всем известно, что огромные котлы-градирни и испускающие дым полосатые трубы, что видны с любой точки города, принадлежат ТЭЦ. Более того, многие знают, что эти махины обеспечивают наши дома светом, отоплением и горячим водоснабжением. Но что именно представляет собой процесс образования тепла и как в нем задействованы колонны градирен – вопрос довольно запутанный.
|
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
Расходные материалы
Рецепт горячей воды
тепло в доме, теория тепла, полезно знать
Синим обведена турбина, на которую в нормальном режиме эксплуатации постоянно подается пар (жирная черная линия наверху - главный паропровод) из барабана-сепаратора котла (черные кружочки слева с номером 2). Что бы эта турбина крутилась с частотой 3000 об/мин., вращала генератор, а из него по проводам медленно тёк электроток (с) к нам в розетки.
А на крыше котельного отделения электростанции установлено нужное число сбросных трубопроводов (выпаров, сдувок, выхлопов - обведено зеленым) из которых постоянно/периодически/иногда идет немного/много/струей пар. Вот в последних случаях - иногда и струей - это и работают сбросы.Раз в месяц, раз в год - как уж положено, так и сбрасывают. Есть технологический процесс, есть внезапные изменения нагрузки на турбинах (отключение ЛЭП, например), есть периодические проверки оборудования, пуски/остановы. Но не часто и не каждый день.
