ГЛОССАРИЙ

Это ключевой элемент механических градирен, обеспечивающий принудительное движение воздуха через внутренние объёмы установки. Наибольшее распространение в данной сфере получили осевые вентиляторы, работающие на всасывание (вытяжная схема), т.к. они сочетают высокий коэффициент полезного действия с относительно невысокими шумовыми характеристиками. В градирнях с принудительной подачей воздуха (нагнетательного типа) чаще применяются центробежные модификации, однако их энергетическая эффективность, как правило, уступает осевым аналогам. От того, какой именно вентилятор выбран, напрямую зависят два важнейших эксплуатационных параметра: общее потребление электроэнергии и реальная производительность градирни по охлаждению. В современных установках вентиляторное оборудование всё чаще комплектуется частотными преобразователями, что позволяет гибко регулировать скорость вращения рабочего колеса и автоматически адаптировать подачу воздуха под текущие тепловые нагрузки.

Это комплекс оборудования, начиная от входного патрубка, который обеспечивает подачу и равномерное распределение нагретой оборотной воды по всей поверхности оросителя. В зависимости от принципа действия различают два основных типа таких систем.

Напорный тип представляет собой сеть трубопроводов с установленными на них форсунками, через которые вода распыляется под давлением. Такое решение характерно преимущественно для противоточных градирен.

Безнапорный тип реализован в виде распределительного бассейна с перфорированным дном или специальными сливными патрубками, через которые вода стекает самотеком; данный вариант чаще всего применяется в поперечноточных установках.

Главная задача любой водораспределительной системы - обеспечить максимально равномерное орошение всей площади насадки, т.к. именно от этого напрямую зависит полнота контакта фаз и, как следствие, итоговая эффективность теплопередачи в градирне.

Это разница, определяемая как отклонение температуры охлаждённой воды (CW) на выходе из градирни от температуры по мокрому термометру на входе в установку (WB). Чем меньше численное значение этой разницы, тем выше эффективность работы градирни - однако достижение малого Approach требует увеличения габаритных размеров и удорожания оборудования. Рациональный подход к проектированию предполагает принятие максимально допустимой температуры горячей воды для подключаемых аппаратов, что позволяет снизить требования к градирне и уменьшить её стоимость. В типовых решениях глубина охлаждения обычно лежит в интервале от 2,5 до 10 °C, хотя в особых случаях с применением более высокоэффективных и дорогих конструкций возможно достижение и меньших значений.

Это самый востребованный вариант механических градирен, где осевой вентилятор размещается в верхней части конструкции и работает на всасывание, протягивая воздух через ороситель. Такая схема отличается высокой стабильностью рабочих параметров, минимальным уровнем рециркуляции отработанного воздуха, а также надежной защитой вентиляторного узла от обледенения - благодаря тому, что через него проходит уже нагретый влажный воздух. Данное решение универсально и охватывает широчайший спектр применений: от малогабаритных установок до мощных промышленных объектов. Кроме того, вытяжная схема способствует равномерному распределению воздушного потока по сечению градирни, что напрямую повышает интенсивность и общую эффективность тепломассообмена.

Это разновидность механических охладительных установок, у которой вентилятор монтируется со стороны входа воздуха и нагнетает его внутрь через всю конструкцию. Как правило, такие системы комплектуются центробежными вентиляторами, что позволяет им эффективно функционировать даже при значительном статическом давлении. Однако у этого решения есть уязвимые места: повышенная склонность к рециркуляции отработанного воздуха, а также риск обледенения самого вентилятора в холодное время года. Данный тип градирен востребован в первую очередь при внутреннем монтаже (в помещении) или в ситуациях, когда требуется подсоединение воздуховодов для организованной подачи воздуха. Среди их преимуществ - компактность габаритов, но при проектировании необходимо уделять особое внимание выбору места установки, чтобы исключить повторный засасывание уже отработанного теплого воздуха, что может существенно снизить эффективность охлаждения.

Это расчётная величина, представляющая собой разность между температурами жидкости на входе в градирню (HW) и на выходе из неё (CW). Именно обеспечение этой разницы является главной функциональной задачей любой охладительной установки, поскольку она напрямую определяется количеством тепла, которое технологическое оборудование передаёт циркулирующей воде. Чем больше значение дельты, тем большее количество тепловой энергии отводится с каждым килограммом циркулирующей воды. Обычно требования конкретного производства задают диапазон этой разницы в пределах от 5 до 25 °C, и выбор конкретного значения внутри этого диапазона должен быть экономически оправдан: увеличение дельты неизбежно влечёт за собой необходимость наращивания объёма оросительной насадки и повышения мощности вентиляторного оборудования, что отражается на капитальных и эксплуатационных затратах.

Это специальный конструктивный узел, который монтируется над вентилятором в градирнях с вытяжной схемой движения воздуха. Его основное назначение - формировать восходящий поток отработанного влажного воздуха, одновременно снижая его скорость и преобразуя часть скоростного напора в дополнительное статическое давление. Благодаря этому повышается общая эффективность вентиляторной группы и сокращается расход электроэнергии на привод. В установках с нагнетательными вентиляторами (принудительной подачей) использование диффузоров, как правило, не предусмотрено. Грамотно спроектированный диффузор способен увеличить объём пропускаемого воздуха на 5–10% без изменения мощности приводного двигателя, что делает его важным инструментом повышения производительности градирни.

Это явление, при котором тёплый влажный шлейф, выбрасываемый из одной секции градирни, попадает в зону воздухозабора соседней секции, тем самым повышая температуру всасываемого воздуха. В результате такого перегрева охлаждающая способность установки заметно снижается. Чтобы избежать этого эффекта, на этапе проектирования крайне важно согласовывать с производителем схему взаимного расположения градирен с учётом розы ветров, преобладающих на площадке, а также расстояния до соседних зданий и инженерных коммуникаций. Для сведения теплового взаимовлияния к минимуму необходимо строго выдерживать рекомендуемые изготовителем межосевые и межсекционные расстояния, величина которых напрямую определяется мощностью и конструктивным типом монтируемого оборудования.

Это тип насадки, где вода, перетекая с одного горизонтального яруса на другой, многократно дробится на мелкие капли. Такая конструкция пользуется спросом в системах с повышенным содержанием примесей и взвешенных частиц в оборотной воде, потому что она значительно меньше подвержена забиванию и заиливанию, чем плёночные аналоги. Однако за эту надёжность приходится платить некоторым снижением тепловой эффективности. Конструктивно капельные оросители собираются из рядов реек или пластин, закреплённых со смещением (в шахматном порядке) друг относительно друга. Их важное эксплуатационное преимущество - возможность работы с технической водой низкого качества.

Это часть циркуляционной воды, которая покидает градирню вместе с выходящим воздухом в форме мельчайших взвешенных капель. Данный показатель принято выражать в процентном отношении к общему расходу воды в системе. Чрезмерный уровень уноса влечёт за собой целый ряд негативных последствий: ощутимые потери воды, риск обледенения окружающих конструкций и значительное удорожание эксплуатации. Чтобы свести эту проблему к минимуму, используют высокопроизводительные каплеуловители, а также тщательно рассчитывают и регулируют скорость движения воздуха внутри установки. В большинстве стран действуют строгие природоохранные нормы, согласно которым допустимый уровень капельного уноса не должен превышать 0,02% от расхода циркулирующей воды - это необходимо для снижения техногенной нагрузки на прилегающую территорию и сохранения водных ресурсов.

Это элемент градирни, который размещается над оросителем и водораспределительным устройством. Его главная функция - задерживать мельчайшие капли влаги, которые могут увлекаться выходящим воздушным потоком. Современные модели таких устройств способны сокращать потери от капельного уноса до уровня 0,005%, что является крайне высоким показателем. Эффективная работа каплеуловителей приобретает особую важность в холодное время года, потому что предотвращает обледенение прилегающих конструкций, а также позволяет существенно снизить безвозвратные потери воды в системе. Конструктивно они выполняются в виде лабиринтных каналов особой конфигурации: проходя через них, воздух меняет направление, а влага оседает на стенках и самотеком возвращается обратно в циркуляционный контур. От того, насколько правильно подобран каплеуловитель, напрямую зависят как текущие эксплуатационные затраты, так и экологические показатели работы всей градирни.

Это наружные ограждающие панели градирни, которые формируют её корпус, за исключением зон, предназначенных для забора воздуха. Для изготовления обшивки применяются различные материалы: от оцинкованной стали и стеклопластика (FRP) до поливинилхлорида, полиэтилена и нержавеющей стали. Выбор конкретного типа материала напрямую определяет такие эксплуатационные характеристики, как устойчивость к коррозии, способность сохранять тепловой режим внутри установки и общий ресурс службы градирни. В условиях воздействия агрессивных сред или суровых климатических факторов наиболее предпочтительным вариантом зачастую является нержавеющая сталь. Кроме того, обшивка выполняет защитную функцию: она должна обеспечивать полную герметичность внутреннего пространства, предотвращая попадание мусора, листвы и насекомых внутрь технологического объёма градирни.

Это ключевой тепломассообменный элемент любой градирни, главная задача которого заключается в максимальном увеличении площади соприкосновения воды и воздушного потока. В зависимости от конструктивного исполнения оросители делятся на два основных типа: плёночные (Film fill) и капельные (Splash fill).

Плёночные представляют собой набор гофрированных панелей, по которым вода растекается тончайшим слоем. Благодаря высокой интенсивности охлаждения и незначительному аэродинамическому сопротивлению, данный вариант применяется в подавляющем большинстве современных установок - его доля на рынке достигает 90%.

Капельные оросители собираются из решётчатых конструкций, где вода дробится на множество мелких капель при падении. Их главное преимущество раскрывается в условиях работы с жёсткой или сильно загрязнённой водой - такая система гораздо устойчивее к заиливанию и засорению. Таким образом, правильный подбор типа оросителя становится определяющим фактором, который напрямую влияет как на производительность теплообмена, так и на общий эксплуатационный ресурс градирни.

это конструкция из тонких гофрированных листов, собранных в модульные блоки. Вода распределяется по их поверхности в виде непрерывной тонкой плёнки, что обеспечивает исключительно большую площадь соприкосновения с воздухом при минимальном сопротивлении потоку. Именно эта разновидность оросителей доминирует в современных градиренных установках. Для их изготовления используются термопластичные полимеры - преимущественно ПВХ или полипропилен, которые отличаются стойкостью к химически активным средам и устойчивостью к биологическому обрастанию (образованию водорослей). Благодаря способности обеспечивать высокий уровень теплосъёма в сочетании с малогабаритностью, плёночные оросители считаются оптимальным и наиболее востребованным решением для подавляющего числа промышленных систем оборотного охлаждения.

Это свежая вода, поступающая из внешнего природного источника и непрерывно вводимая в контур оборотного охлаждения для восполнения неизбежных потерь рабочей жидкости. К основным статьям таких потерь относятся: сбросы при продувке, испарение части воды при теплообмене и капельный унос, увлекаемый воздушным потоком. Корректный расчёт объёмов подпиточной воды является важнейшим этапом проектирования как самой системы водоподготовки, так и всей схемы ресурсоснабжения объекта. При этом качественные характеристики добавляемой воды играют определяющую роль в интенсивности солеотложений и развитии коррозионных процессов - именно поэтому в подавляющем большинстве случаев перед подачей в систему подпиточную воду подвергают предварительной подготовке: умягчению, механической фильтрации и дегазации, что позволяет минимизировать риски образования накипи и продлить срок службы теплообменного оборудования.

Это тип охладительного устройства, где потоки воздуха и воды движутся перпендикулярно друг другу: воздух проходит через насадку (ороситель) в горизонтальном направлении, а вода под действием гравитации равномерно стекает сверху вниз. Такая компоновка способствует одинаково эффективному теплоотводу по всей высоте оросительной системы. Охлаждение жидкости происходит за счет частичного испарения при ее непосредственном контакте с воздушным потоком, который может создаваться как естественным путем, так и принудительно (с помощью вентиляторов). К числу ключевых достоинств данной конструкции относятся: пониженное сопротивление воздушному потоку, что снижает энергозатраты, а также свободный и удобный подход к оросителю, что значительно упрощает его техническое обслуживание и оперативную замену элементов.

Это неизбежные потери циркуляционной воды, обусловленные самим принципом испарительного охлаждения. В градирнях с вентиляторной тягой их величина обычно составляет порядка 1–2% от общего расхода воды на каждые 10 °C реализуемой дельты охлаждения. Эти потери являются обязательной составляющей тепломассообменного процесса, и их объём обязательно закладывается в расчёт необходимого расхода подпиточной воды. При этом итоговый расход подпитки всегда превышает величину испарительных потерь, так как к ним добавляются сбросы на продувку контура. В случае с закрытыми (сухими) градирнями уровень потерь на испарение оказывается существенно меньшим или вовсе отсутствует, что делает такие установки предпочтительным выбором для регионов, где ощущается дефицит водных ресурсов.

Это электродвигатель, который служит источником вращательного усилия для вентилятора градирни. В подавляющем большинстве случаев применяются асинхронные двигатели с различными номиналами мощности; для повышения гибкости управления тепловой производительностью многие из них оснащаются частотными преобразователями, а в некоторых решениях используются синхронные моторы. Безотказность приводного механизма является одним из главных условий стабильной и непрерывной эксплуатации всей установки. В силу того, что работа двигателя происходит в среде с высокой влажностью и возможными колебаниями температуры, его конструкция должна обеспечивать надёжную герметизацию: стандартный уровень защиты корпуса - не ниже IP55, что гарантирует устойчивость как к водяным брызгам, так и к пылевым частицам, характерным для промышленной атмосферы.

Это принудительный сброс части оборотной воды из циркуляционного контура в дренажную систему, выполняемый с целью недопущения чрезмерного накопления растворённых солей и примесей. Если бы этот механизм отсутствовал, концентрация минеральных веществ в воде неуклонно возрастала бы, что неизбежно привело бы к образованию твёрдых отложений (накипи) на внутренних поверхностях, активизации коррозионных процессов и заметному падению эффективности теплопередачи. Величина и частота продувки обычно управляются в автоматическом режиме на основании показаний кондуктометра, который непрерывно отслеживает уровень электропроводности воды. Правильно настроенный режим продувки позволяет удерживать солевой баланс в установленных пределах, тем самым продлевая межремонтный ресурс оборудования и снижая потребность в дорогостоящих химических реагентах для водоподготовки.

Это объёмный расход воды (обычно выражаемый в м³/ч или л/с), который градирня способна эффективно охлаждать при заданных значениях температур горячей воды (HW), охлаждённой воды (CW) и наружного воздуха по мокрому термометру (WB). В отечественной инженерной практике основным измерителем служат кубические метры в час. Данный показатель является фундаментальной технической характеристикой установки, поскольку именно он определяет её типоразмер и, соответственно, стоимость. Подбор градирни по производительности должен вестись с обязательным запасом, достаточным для покрытия максимальных тепловых сбросов в пиковые периоды, с учётом сезонных и суточных колебаний температуры атмосферного воздуха, а также возможных изменений режимов работы технологического оборудования.

Это конструкция, в которой воздушный поток направлен строго навстречу водяному: вода подается сверху и самотеком проходит через оросительную насадку, а воздух движется снизу вверх. Теплоотвод осуществляется за счет испарения влаги при непосредственном контакте этих двух сред, причем движение воздуха может обеспечиваться как естественной тягой, так и принудительной вентиляцией. По сравнению с попереточноточными аналогами, данный тип отличается повышенным аэродинамическим сопротивлением, а также менее удобным доступом к оросителю, что усложняет его плановое обслуживание и ремонт. Несмотря на это, именно противоточные градирни получили преимущественное распространение в крупных промышленных секторах и на теплоэлектростанциях, где ключевым требованием является способность выдерживать высокие тепловые нагрузки и обеспечивать значительную охлаждающую мощность.

Это угловой зубчатый механизм конического типа, предназначенный для понижения частоты вращения и передачи крутящего момента от электродвигателя к вентилятору с выходом на его оптимальный рабочий режим. Данный узел применяется в паре с асинхронными двигателями и преобразует высокие обороты вала (обычно в диапазоне 1000–1500 об/мин) в пониженные, характерные для вентиляторного колеса (порядка 200–400 об/мин), что обеспечивает максимальную эффективность воздушного тракта. К редукторам предъявляются повышенные требования по надёжности и термической стойкости - они должны быть защищены от перегрева и выдерживать длительные нагрузки. В современных исполнениях эти агрегаты производятся из высокопрочных легированных материалов, а их увеличенный эксплуатационный ресурс достигается за счёт усовершенствованных систем смазывания и интенсивного отвода тепла от рабочих поверхностей.

Это нижняя резервуарная часть градирни, предназначенная для аккумуляции охлаждённой воды после прохождения ею оросительной системы. Из этой ёмкости циркуляционные насосы забирают уже остывшую воду и направляют её обратно к технологическим потребителям. В зависимости от конструктивного решения бассейн может быть выполнен из монолитного железобетона (в этом случае он зачастую одновременно служит основанием-фундаментом всей установки) либо из стали с надёжной антикоррозионной защитой. Для удешевления и ускорения монтажа нередко применяют встроенные варианты из нержавеющей стали, которые интегрируются непосредственно в несущую конструкцию градирни. Помимо сбора воды, данный резервуар выполняет буферную роль, компенсируя кратковременные колебания расхода в системе при пиковых нагрузках. В его оснащение в обязательном порядке входят устройства для удаления накапливающегося осадка и системы контроля поддерживаемого уровня воды.

Это автономный функциональный модуль, входящий в состав многоблочной градирни и представляющий собой полностью самостоятельную охладительную единицу. Каждая такая секция оснащается индивидуальным вентилятором, собственной водораспределительной системой и независимым оросительным блоком. Возможность разделения установки на несколько независимых ячеек даёт ряд важных эксплуатационных преимуществ: позволяет поэтапно выводить отдельные части градирни на плановое техническое обслуживание или ремонт, а также гибко отключать лишние объёмы при снижении требуемой тепловой нагрузки, что существенно повышает общую надёжность и адаптивность всей системы. Более того, каждая секция может быть оснащена собственным контуром автоматизации, что даёт возможность тонко настраивать режим работы каждого модуля под актуальные тепловые сбросы и погодные условия, добиваясь максимальной энергоэффективности комплекса в целом.

Это показатель теплового состояния жидкости, поступающей в градирню непосредственно после прохождения через технологическое или производственное оборудование, где она была нагрета. Данное значение служит отправной точкой для вычисления общей тепловой нагрузки и последующего выбора типоразмера охладительной установки. Чем выше эта температура, тем большее количество тепла система должна отвести в атмосферу, поэтому проектировщикам крайне важно учитывать пиковые значения HW, чтобы обеспечить запас производительности для наиболее напряжённых режимов работы. Кроме того, величина температуры горячей воды оказывает непосредственное влияние на выбор конструкционных материалов, поскольку при длительном воздействии температур выше 55 °C некоторые полимерные элементы могут терять свои физико-химические свойства и преждевременно выходить из строя.

Это значение, которое характеризует состояние жидкости на выходе из градирни после её прохождения через теплообменный тракт; именно с этой температурой вода направляется циркуляционными насосами обратно к производственным агрегатам. Данный параметр является одним из главных результирующих показателей, по которому оценивается эффективность всей системы охлаждения и пригодность воды для дальнейшего использования в технологических циклах. Естественно, чем ниже достигается CW, тем более качественным считается охлаждение, однако достижение слишком низких температур требует увеличения габаритов и стоимости оборудования, что делает экономически нецелесообразным стремление к минимальным значениям без достаточных оснований. Поэтому оптимальная величина температуры охлаждённой воды всегда определяется путём технико-экономического сопоставления, в котором учитываются как строгие требования производственного процесса, так и реальные климатические ограничения площадки размещения градирни.

Это значение, которое фиксирует термодатчик, обёрнутый влажной тканью и обдуваемый потоком воздуха. Данный показатель практически всегда оказывается ниже обычной температуры воздуха (DB) - единственным исключением является случай, когда относительная влажность достигает 100%. Именно параметр WB служит определяющим фактором для расчёта минимальной температуры, до которой можно теоретически охладить воду в испарительной градирне, и поэтому его обязательное указание является критически важным при составлении технического задания на проектирование. Ошибка в выборе расчётной температуры по мокрому термометру может привести к ошибочному подбору оборудования и, как следствие, к неспособности установки обеспечить требуемую производительность в реальных условиях. Величина WB существенно варьируется в зависимости от географического расположения объекта, поэтому её корректное определение должно производиться исключительно по актуальным климатическим справочникам и нормативам для конкретного региона.

Фактическое значение для воздуха поступающего в градирню в процессе эксплуатации. Из-за рециркуляции (когда часть парового шлейфа оседает и засасывается обратно на вход в градирню) или из-за влияния других объектов расположенных вблизи, EWB может быть выше на 0,5–1,5 °C.

Это показатель, который описывает тепловлажностное состояние воздуха на выходе из установки, где он полностью насыщен испарившейся водой. Данная величина используется для оценки фактической эффективности работы градирни, а также для расчётов параметров выбрасываемого парового шлейфа. Поскольку в процессе прохождения через оросительную систему воздух одновременно нагревается и увлажняется, значение LWB всегда оказывается выше, чем температура по мокрому термометру на входе (EWB). Величина разности между этими двумя показателями служит объективным критерием интенсивности тепломассообмена в градирне и напрямую зависит от конструктивных особенностей оросителя и выбранного режима работы вентиляторной группы.

Это общепринятый показатель теплового состояния атмосферного воздуха, который фиксируется обычным уличным термометром, размещённым в затенённом месте, и выражается в градусах Цельсия. Данная величина является базовой для расчётов теплообменных процессов в сухих градирнях, а также для оценки теплопотерь в различных контурах. Тем не менее, для систем, работающих по испарительному принципу, гораздо большее значение имеет температура по мокрому термометру. Помимо этого, показатель DB используется при определении оптимальных режимов эксплуатации гибридных установок и для расчётов потенциала использования режима свободного охлаждения (free cooling), когда внешние климатические условия позволяют частично или полностью отключать холодильные машины.

Это количество тепловой энергии, которое должно быть отведено от технологического оборудования за единицу времени. В инженерной практике её величина выражается в киловаттах (кВт), мегаваттах (МВт) или гигакалориях в час (Гкал/ч). Значение тепловой нагрузки напрямую задаётся условиями производственного процесса и служит отправной точкой для всех дальнейших расчётов элементов системы охлаждения. Точность определения этого параметра имеет решающее значение: если недооценить нагрузку, охлаждение окажется недостаточным и может нарушить работу оборудования, а завышение приведёт к избыточно дорогой и неоправданно мощной установке, увеличивающей капитальные затраты без реальной необходимости.

Это хорошо заметный воздушно-паровой поток, который поднимается над вентиляторами испарительной градирни в процессе её работы. Данное явление возникает из-за интенсивного насыщения отработанного воздуха водяными парами, и в холодное время года оно может вызывать серьёзные сопутствующие эффекты: обледенение прилегающих поверхностей и сооружений, а также ухудшение видимости в зоне размещения установки. Для снижения интенсивности шлейфа применяются различные инженерные решения, включая использование гибридных типов градирен, установку высокоэффективных каплеуловителей и тонкую настройку рабочих режимов в зависимости от внешних условий. Особое внимание к проблеме шлейфа требуется в тех случаях, когда оборудование находится вблизи жилых кварталов, автомобильных трасс или аэропортов - тогда нередко возникает необходимость внедрения специализированных систем его активного подавления.