Градирни, ЧАСТЬ 1: Расположение, отбора и измерение

Испарения градирни может быть эффективным способом для отклонения процесса тепла. Вот обзор некоторых ранних дизайнерские решения.

Химическое производство, переработка нефти, производство электроэнергии, а также различных других видов промышленной деятельности требуют большого количества косвенных охлаждения, как правило, либо воздуха или воды. Испарительные градирни достичь значительно ниже, чем температура воды с воздушным охлаждением или замкнутой градирен. Большинство процесс градирни рециркуляции испарений систем, в том, что они охлаждают и повторного использования нагретой воды. Небольшая часть процесса градирни когда-то с помощью систем, что сброс горячей воды в водосборных бассейнов или объекты сточных вод.

Открытый, испарительной градирни распределяет горячую воду возвращения из процесса вниз через сопла в лабиринте, как упаковка, или "заполнить". Заполнения может состоять из нескольких, в основном вертикально, смоченной поверхности, на которой тонкая пленка воды распространяется (известный как фильм заполнения), или несколько уровней плоские горизонтальные рейки, которые создают каскад из множества мелких капель с большой площадью поверхности (всплеск заполнить).

Сопла равномерно распределять воду заполнения, который рассеивает воду на мелкие капельки, увеличения площади поверхности для передачи тепла от капли воды до температуры окружающего воздуха. Часть воды испаряется, удаление дополнительных тепла в поток воды. Охлажденной воды накапливается в бассейне ниже заполнить и выход из башни через насосы.

По мере испарения воды, концентрации растворенных загрязняющих веществ в охлаждающей воды увеличивается. Небольшой поток концентрированного водяного охлаждения, известный как продувки или откачки, освобождается от ответственности в связи с утечкой, чтобы сбалансировать эти растворенных твердых веществ. Воды для продувки затем сменяется с относительно пресной воды, которая имеет более низкие концентрации растворенных примесей (макияж). Это разбавление предотвращает формирование высокой концентрации растворенных загрязняющих веществ, которые ускорили бы на теплообменных поверхностях и уменьшить тепловую эффективность. Перегородки минимизации неконтролируемых потерь воды известен как горизонтали или дрейфа, что происходит, когда поток воздуха ловушки мелких капель охлаждающей воды. Потери воды может происходить путем разбрызгивания запотевание или выхода воды из отверстие для ввода воздуха.

На рисунке 1 показано баланса массы определяется по формуле:

M = E W D L (1)

где Mis подпиточной воды, E испаряется вода, W является горизонтали или дрейфа потери, D является вода drawoffor продувки и L утечка.

Водонасыщенных выхода воздуха в верхней части башни охлаждения формы факела, которая видна при водяного пара он содержит конденсируется при соприкосновении с кулером окружающего воздуха. При определенных условиях, градирни шлейфа может представить запотевания или обледенения опасностей в каплеуловителей и в прилегающих районах.

Башня замкнутого охлаждения использует воздух или сочетание воздуха и воды для охлаждения. Технологической жидкости циркулирует по трубам и охлаждается принудительного воздух, через трубы. Некоторые башни брызг воды на внешней стороне трубы для дополнительной передачи тепла через испарение, это вода остается в градирню, циркулирующих между раковиной и форсунки.

Градирни, возможно, с естественной тягой или mechanicaldraft системы. В общих гиперболических природных градирни, плавучесть причин воздух поднимается вверх через высокие трубы башни и выхлопных газов в атмосферу. Naturaldraft градирни работают наиболее эффективно в климате с повышенной влажностью. В климате с низкой влажностью, дизайнеры могут выбирать вентилятор с помощью природных градирни для увеличения плавучести эффект.

башни механико-проект охлаждения имеют два основных исполнениях: переток, в которой воздух перемещается по горизонтали и вода течет вниз (рис. 2), и противотоком, в которой воздух и вода в противоположных направлениях (рис. 3).

Размещение

Большинство процесс градирен большой и требует строительства в этой области. Менеджеры проектов имеют больше полномочий при выборе места для новой башни, чем для замены башни, хотя Существуют некоторые ограничения. Замена башни, как правило, размещены на сайте предыдущие башни разрешить повторное использование фондов и свести к минимуму воздействие на существующую инфраструктуру, например, трубопроводов и электроснабжения.

Расположение решения может зависеть от башни дизайн: переток башня требует большего пространства вокруг прилегающих структур, чем противотоком башни из-за требований входе воздуха. Гиперболических градирен чрезвычайно велики и требуют разрешения похож на переток башен.

Башня ориентации должен соответствовать направлению господствующих ветров для оптимизации воздушного потока в башню. Расположение новой башни не должны находиться в пределах зоны дрейфа существующих башни или в районе, который позволил бы рециркуляции шлейфа прилегающих башни или других горячих выхлопных газов.

Проектировщики должны модель дрейфа зоны с целью оценки воздействия на территориях, прилегающих к градирни. Дрифт имеет особую озабоченность, поскольку промышленных градирен были определены в качестве источников легионелл Legionella - бактерия, которая может привести к легионеллеза (болезнь легионеров). Общие в природных водах, Legionella бактерий, при определенных условиях могут разрастаться в охлаждающей жидкости, и находиться в дрейфе в виде испарений и брызг градирен. Люди с ослабленной иммунной системой, уязвимых к инфекции, если они дышать воздухом, содержащим захваченных загрязненных капель воды.

Охлаждение-технический институт (CTI) выпустила руководства (<a target="_blank" href="http://www.cti.org/cgi-bin/download.pl" rel="nofollow"> www.cti. ORG / CGI-BIN / download.pl </ A>) для сокращения Legionella в холодильных систем водоснабжения, и готовит более-всеобъемлющий набор рекомендаций, который будет представлять собой новый стандарт. Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE) также готовит стандарт для сокращения Legionella в строительстве систем водоснабжения, SPC 1 88. Комитет ASHRAE стандартов не приняли окончательного решения о масштабах стандартом в отношении включения в процесс градирен. (Более подробно об Legionella и градирни, см. "Legionella: Невидимый риска", ВИС, апрель 2008, с. 6-10.)

Выбор

Выбор градирни дизайн зависит от качества подпиточной воды, загрязнение потенциал охлаждающей воды, тепловой нагрузки, сайт-специфические ограничения, предыдущие работы и надежности опыт, и стоимость. Критические дизайнерские решения, относятся природные против принудительного или механических проект, кино против всплеск заполнить, и переток против противотоком конфигурации. Критические компоненты включают вентиляторы, вентиляторы кожухи двигателей привода вентилятора, заполните, каплеуловителей, воздух жалюзи, и сопел. Выбор строительных материалов зависит от размеров башни, макияж качества воды и пригодности для эксплуатации. Большинство процесс градирен использовать сталь и прессованной пиломатериалов, из нержавеющей стали лопасти вентилятора и муфты приводного вала. Малый упаковке градирни могут использовать оцинкованные, fiberglassreinforced пластика или деталями из нержавеющей стали.

Некоторые практические правила включают в себя:

* Башни выступающей охлаждающей воды схем, которые являются уязвимыми для обработки вторжения не должны использовать фильм заполнить из-за риска загрязнения и заполнить провал.

* Такие объекты, как электростанции, которые имеют очень высокие тепловые нагрузки требуют высокой рециркуляции воды Расходы, приведенные и большие нагрузки часто охлаждения использования природных проект башни с гиперболической конкретных оболочек.

* Сайты с близлежащими препятствий или где существует опасность того, что шлейф башни или выхлопных газов сгорания может быть захваченных должны выбрать противотоком конфигурации, и может потребовать специальных конструкций воздухозаборные.

* Частотно-любитель диски увеличение капитальных затрат и обеспечить операционную гибкость для градирен с более чем 2 клетки.

В недавней работе CTI (/) содержит дополнительную информацию в отношении разработки и закупок решений для промышленных градирен.

Калибровка

Размер градирни должны соответствовать тепловая нагрузка - расходы негабаритных башни увеличивается без предоставления дополнительных измеряемых выгод. Размеры башни требует точной оценки тепловой нагрузки и атмосферных условий. Уравнений 2 и 3 два способа расчета тепловой нагрузки, Q. Инженеры используют оба уравнения, в зависимости от наличия данных.

Q = U

Q = PF

, где Q является суммарный поток тепла, Btu / ч; есть площадь поверхности теплообмена, м ^ ^ SUP 2 или м ^ SUP 2 ^; U является коэффициент теплоотдачи, Btu / ч-м ^ SUP 2 ^ - ° F или J / гм ^ SUP 2 ^; Т журнала означает разность температур между двумя потоками, ° F и K; PF это процесс, расход, б / ч или кг / ч, и SH является конкретным теплота процесса БТЕ / фунт / ° F и J / греч.

Критические размеры параметры включают в себя расход оборотной воды, возвращение (горячей) температура воды, необходимого питания (холодной) температуры воды, смоченным температуры, а иногда и относительной влажности воздуха. Градирни что использование морской или солоноватой воды должна быть примерно 5% больше, чем аналогичная система пресной воды, поскольку морской и солоноватой воды ниже теплоемкости, чем пресная вода.

Поставщики оборудования определить процесс градирен приближением температуры и расхода оборотной воды. Процесс градирни может быть оценен в БТЕ (британских тепловых единиц), либо тонн охлаждения. Обратите внимание, что коэффициент пересчета на номинальное тонн различных по перестройке процессов и комфорта (например, отопление и кондиционирование воздуха) приложений. Градирни рейтингом для удобства системы используют один-5000 Btu / тонну коэффициент пересчета для учета дополнительных мощность охлаждения, необходимые для соответствия холодильных установок, в то время как градирни, рассчитанную на использование технологических систем фактором 12.000-Btu/ton преобразования. Дизайнеры должны подтвердить основе производителя на рейтинг малых градирен.

Теплотехнические испытания

Завод персонала могу подтвердить, что новые башни отвечает спецификации тепловой производительности, требуя CTI сертификации, в котором указывается, что башня была проверена в условиях эксплуатации, и не было выполнять, как оценил производителя в этих условиях. Это обеспечивает покупателю, что башня не преднамеренно или непреднамеренно низкорослых заводом-изготовителем. CTI в настоящее время удостоверяет 24 линий градирен, все модели линии градирен предлагается на продажу конкретного производителя будет выполнять термически в соответствии с опубликованным рейтингам производителя.

Тем не менее, CTI сертификации не является достаточным для вас заверить, что башня будет выполнять удовлетворительно в Вашей ситуации. Сертификация устанавливается в относительно контролируемых условиях, и фактические условия работы могут быть разными из-за наличия соседних строений, машин или корпуса, или рециркуляции сточных вод от других башен. Опытные поставщики будут учитывать эти сайты специфические эффекты в башне дизайн, но покупатель должен получить письменное подтверждение того, что градирни поставщик гарантирует это реальная производительность.

Независимой тестирующей компанией, могут подтвердить тепловых характеристик существующей градирни. Такая проверка должна осуществляться в соответствии с приемосдаточных испытаний кодекса 105 (АТС-105) опубликован CTI, или Performance Test кодекса 23 (PTC-23) опубликована Американским обществом инженеров-механиков (ASME). CTI в настоящее время лицензии 4 фирм для проведения тепловых испытаний на эффективность градирен (боковой панели).

Проведение тепловых испытаний, производительность существующей градирни требует значительного количества препарата: основные хозяйствования, балансировка потоков, подтверждающий наличие необходимых данных и точность приборов, и других факторов для оптимизации производительности. Сам тест требует 4:58 дней для сбора данных, а затем сбор данных, анализ и интерпретация. Несмотря на усилия и затраты, эксперты рекомендуют теплового тестирования производительности для проверки выполнения гарантий для новой башни или подтверждения надлежащего завершения восстановления башни или расширении.

Следующей статье, где обсуждаются основы эксплуатации, обслуживания и мониторинга процесса градирни должен выйти в ноябрьском номере.

ЛИТЕРАТУРА

1. Вилла, JL, "Common Industrial градирня Ошибки и пропуски", документ № TP09-02, представленный в 2009 году охлаждения технологического института Конференции, Сан-Антонио, штат Техас, <A HREF = "http://www.cti.org" целевых = "_blank" относительной = "NOFOLLOW"> www.cti.org </ A>, (8-11 февраля, 2009).

Лорейн HUCHLER

Martech SYSTEMS, INC

Лорейн HUCHLER, PE, CMC, является основателем и президентом Martech системы (35 Калина суда. Лоренсевилл. N) 08648-4809, телефон: (609) 896-4457: Мобильный телефон: (609) 865-8151, факс: (760 ) 280-9823, E-почта: <a <href="mailto:huchler@martechsystems.com"> huchler@martechsystems.com />; Веб-сайт: <A HREF = "http://www.martechsystems.com" целевых = "_blank" относительной = "NOFOLLOW"> www.martechsystems.com </ A>), инженерно-консультационная фирма, что оценка и управление рисками, связанных с водой системы полезности. Ранее она работала в технической группе маркетинга BetzDearborn управления водными ресурсами для поддержки химической обработки продукции для промышленного применения воды. Она также работала в качестве инженера General Dynamics и ВМС США авиации командования. Huchter получил степень бакалавра наук в области химического машиностроения Univ. Рочестер, и лицензии профессионального инженера в Нью-Джерси и сертифицированный консультант по вопросам управления (CMC). Она является членом OfAIChE, NACE International, и Общество женщин-инженеров, где она служила 3 термины, как президент разделе Джерси Новые и был признан SWE Уважаемые Новые Engineer ..