Вентилятор для градирни: типы, подбор, эксплуатация

Вентилятор для градирни: устройство и назначение

Оборотное водоснабжение ТЭЦ, химических комбинатов и станций промышленного холодоснабжения замкнуто на градирню — сооружение, где горячая вода отдаёт тепло воздуху. Вентилятор градирни создаёт принудительную тягу воздуха через ороситель и каплеуловитель, ускоряя охлаждение оборотной воды испарением. Без вентилятора тягу обеспечивает только естественная разница плотностей нагретого и холодного воздуха — по такой схеме работают башенные градирни.

Вентиляторная градирня компактнее и эффективнее башенной при той же тепловой нагрузке: принудительная тяга не зависит от погоды и высоты сооружения, а сама градирня занимает меньшую площадь на территории предприятия. Плата за компактность — расход электроэнергии на привод вентилятора и дополнительное обслуживание мотор-редуктора. На практике вентиляторные градирни ставят там, где важны компактность и стабильная холодопроизводительность в любой сезон: на ТЭЦ, в химической промышленности и оборотных системах промышленного холодоснабжения.

Вентилятор в вентиляторной градирне обычно монтируют наверху, в вытяжной шахте: он тянет воздух вверх через слой оросителя, где вода стекает по каплям навстречу потоку. Вытяжная схема — основная для крупных промышленных градирен, потому что капли воды не проходят через рабочее колесо, а это снижает эрозию лопастей и продлевает ресурс вентилятора.

Каплеуловитель на выходе градирни ограничивает вынос воды потоком воздуха — у современных конструкций допустимый брызгоунос обычно не превышает 0,01–0,02 % от расхода охлаждаемой воды. Чем ниже это значение, тем меньше вентилятор гоняет по территории предприятия влажный туман и тем меньше воды теряется бесполезно. Вентилятор при этом работает не изолированно, а как часть узла «ороситель — каплеуловитель — вентилятор», и подбирать его нужно с учётом сопротивления обоих элементов, а не только по расходу воздуха.

Типы вентиляторов для градирни: осевые и центробежные

Выбор типа вентилятора для градирни зависит от компоновки сооружения, требуемого расхода воздуха и допустимого уровня шума. На промышленных объектах преобладают осевые вентиляторы большого диаметра, но у центробежных есть своя ниша.

Осевые вентиляторы для градирни строят с широкими лопастями из стеклопластика и регулируемым углом установки — это позволяет подстраивать производительность без замены рабочего колеса. Центробежные вентиляторы применяют реже: они дороже в расчёте на кубометр воздуха, но выигрывают там, где важнее компактность закрытого узла и снижение шума, а не абсолютный расход. Общий принцип выбора между этими двумя типами разобран в статье как выбрать осевой вентилятор. Каталог осевых машин для промышленных задач — в разделе осевые вентиляторы, радиальных — в разделе радиальные вентиляторы.

Как подобрать вентилятор для градирни

Подбор идёт от тепловой нагрузки градирни к типу, материалу и режиму работы вентилятора. Ниже — порядок расчёта для запроса на подбор оборудования.

• 1
  Определить тепловую нагрузку и расход воздуха

  Исходят из тепловой нагрузки градирни и отношения L/G — расхода охлаждаемой воды к расходу воздуха. Типовое значение L/G для промышленных вентиляторных градирен — 0,8–1,5. По расходу воды и целевому L/G находят требуемый суммарный расход воздуха с учётом сопротивления оросителя и каплеуловителя.

• 2
  Выбрать тип вентилятора

  Осевой вентилятор большого диаметра — для открытых промышленных градирен: большой расход воздуха при малом давлении. Центробежный — для закрытых и малошумных градирен, где нужно преодолеть повышенное сопротивление сети воздуховодов.

• 3
  Подобрать материал рабочего колеса

  При влажности воздуха до 100 %, брызгоуносе и химической обработке оборотной воды рабочее колесо делают из стеклопластика или стойкого полимера, вал и подшипники — в антикоррозийном исполнении, мотор-редуктор — влагозащищённым. Как подбирать материал под конкретный состав среды — в статье коррозионностойкий вентилятор.

• 4
  Определить диаметр и обороты по шуму

  Диаметр рабочего колеса осевого вентилятора градирни — 2–10 м. Чем больше диаметр и ниже обороты, тем меньше шум и брызгоунос капель за пределы градирни; допустимый уровень шума сверяют с нормой СН 2.2.4/2.1.8.562-96 (утратил силу 11.03.2021; действует СанПиН 1.2.3685-21).

• 5
  Предусмотреть регулирование и защиту от обледенения

  Закладывают регулирование производительности — угол лопастей, частотный преобразователь или число ступеней скорости — и реверс электродвигателя для оттайки льда на лопастях и оросителе зимой.

Эксплуатация вентиляторов градирни

Промышленная эксплуатация вентилятора градирни отличается от обычной приточно-вытяжной вентиляции тремя факторами: постоянной влажностью до 100 %, брызгоуносом капель воды и сезонным риском обледенения. Все три требуют отдельного внимания в регламенте обслуживания.

Брызгоунос со временем оставляет на лопастях рабочего колеса минеральные отложения — соли жёсткости и продукты химобработки оборотной воды. Неравномерное налипание нарушает баланс ротора, растёт вибрация и ускоряется износ подшипников. Поэтому дисбаланс рабочего колеса контролируют планово, а не только по факту вибрации, и лопасти периодически очищают — методика в статье балансировка рабочего колеса вентилятора.

Зимой на лопастях, оросителе и каплеуловителе намерзает лёд из-за постоянного контакта с влажным воздухом и каплями воды. Основной способ защиты — реверс электродвигателя: вентилятор кратковременно работает в обратную сторону или на пониженных оборотах, снижая тягу и риск нарастания льда на кромках лопастей. Регулирование производительности — углом установки лопастей, частотным преобразователем или переключением ступеней скорости — экономит электроэнергию при неполной тепловой нагрузке в холодное время года и одновременно снижает нагрузку на конструкцию при риске обледенения.

Регламент обслуживания вентилятора градирни обычно включает сезонный осмотр перед зимой и летним пиком нагрузки: проверку балансировки рабочего колеса, состояния лопастей и антикоррозийного покрытия вала, а также ревизию мотор-редуктора на влагозащищённость. Для крупных промышленных градирен ТЭЦ и химических производств такой осмотр закладывают в план планово-предупредительного ремонта наравне с обслуживанием насосов оборотного контура — авария вентилятора выводит из строя целую секцию охлаждения.

Типичные ошибки при выборе вентилятора для градирни

Часто задаваемые вопросы

Похожие статьи