Научно-производственная компания
ООО "Энерго-Композит"

ЭФФЕКТИВНЫЕ КАПЕЛЬНО-ПЛЕНОЧНЫЕ ОРОСИТЕЛИ ДЛЯ ГРАДИРЕН

Широкое применение в системах оборотного водоснабжения энергетических и нефтехимических производств находят градирни. Основным элементом градирен, обеспечивающим эффективность их работы, являются оросительные устройства.
Оросители по механизму своей работы разделяются в основном на пленочные, капельные и капельно-пленочные. Наиболее эффективными являются капельно-пленочные оросители решетчатого типа, которые благодаря своей объемно-решетчатой структуре обеспечивают интенсивное, мелкодисперсное дробление водяных брызг в капли и пленки и равномерное их распределение по орошаемой поверхности градирни.
Специалистами ООО «ЭНЕРГО-КОМПОЗИТ» разработан, запатентован, выпускается и широко внедряется решетчатый ороситель БЭЛ-70 на базе длинномерного, объемного элемента с решетчатой оболочкой и профилем в виде правильной 3-х лепестковой фигуры с вогнутыми во внутрь элемента сторонами. При этом, за счет вогнутости сторон при сборке элементов в блоки между соседними элементами образуются многочисленные дополнительные полости, обеспечивающие многократное дробление брызг воды. Данная конструкция элементов обладает достаточной жесткостью и обеспечивает высокую прочность собранных из них блоков.
Ороситель БЭЛ-70 прошел весь комплекс лабораторных и стендовых испытаний в головных институтах НИИВОДГЕО г. Москва и ВНИИГ им. Веденеева г. С. Петербург.

Таблица 1. Ороситель БЭЛ-70 Н=0,75м

Расход воды

Куб.м./кв.м ч

Ti

Гр. с

Т2

гр.с

Т1-Т2

Гр.с

Твозд.

Гр.С

В

влаж. возд

%

Увозд

М/с

Рвозд Относит. Расход,%

К исп.

8,9

39,8

31,2

8,6

18,6

70

1,0

0,441

0,544

8,9

39,9

28,9

11,0

18,7

70

1,5

0,671

0,669

8,9

39,8

27,1

12,7

18,6

69

2,0

0,905

0,766

7,1

39,8

29,7

10,1

18,7

70

1,0

0,556

0,647

7,1

40,0

27,4

12,6

18,7

69

1,5

0,848

0,768

7,1

39,9

25,5

14,4

18,7

68

2,0

1,143

0,897

В таблице 1 и 2 приведены результаты гидротермических испытаний оросителя БЭЛ-70 высотой 0,75 и 1,125 метра.

Таблица 2. Ороситель БЭЛ-70 Н=1,125м

Расход воды

Куб.м./кв.м ч

Ti

Гр.С

Т2

Гр.С

Т1-Т2

Гр.С

Твозд.

Гр.С

В

Влаж.возд

%

Увозд

М/с

Рвозд Относ. Расход,%

К исп.

9,3

39,5

30,1

9,4

17,9

80

1,0

0,412

0,864

9,3

39,5

27,5

12,0

17,9

80

1,5

0,628

0,973

9,3

39,5

25,6

13,9

18,0

80

2,0

0,847

1,103

6,8

39,5

28,3

ИД

18,1

79

1,0

0,571

0,895

7,1

39,7

25,7

14,0

18,2

79

1,5

0,830

1,119

6,9

39,9

23,9

16,0

18,2

79

2,0

1,155

1,239

Из приведенных данных видно, что уже при высоте 0,75 метра (2 слоя) ороситель БЭЛ-70 обеспечивает снижение температуры воды более чем на 14 град. С. При высоте оросителя 1,125 метра (3 слоя) снижение температуры воды достигает до 16 град. С.
Следует отметить, что ороситель БЭЛ-70 поставляется потребителю в виде собранных, готовых к укладке блоков. Блоки имеют поверхностные контуры жесткости и связанные с ними внутренние силовые каркасы, которые фиксируют решетчатые элементы и образуют объемные структурные каркасы. Это обуславливает высокую прочность и жесткость блоков. При проведении работ блоки БЭЛ-70 разрешается бросать, волочить, кантовать, изгибать, т.е. применять все операции монтажно-строительных работ. По уложенным в градирню блокам разрешается перемещаться обслуживающему персоналу с применением деревянных настилов. Высокая жесткость и морозостойкость блоков БЭЛ-70 позволяет проведение с ними монтажно-демонтажных работ и в зимнее время при любых отрицательных температурах.
Блоки оросителя БЭЛ-70 отличаются высокой технологичностью при укладке их в градирню. Башенная градирня площадью орошения 1520 кв. метров укладывается блоками за 5-6 дней.
Блоками оросителя БЭЛ-70 полностью заменены устаревшие асбошиферные оросители в градирнях № 2 и 3 ТЭЦ-8, № 1,2,3 и 4 ТЭЦ-16,
№ 5 ТЭЦ-22, № 2 ТЭЦ-27 филиалах ОАО «МОСЭНЕРГО», в градирнях № 1,2,3 Каширской ГРЭС филиале ОАО «ОГК-1». Частичная замена обрушенного асбошиферного оросителя проведена на 2-х градирнях ТЭЦ-20, на 2-х градирнях ТЭЦ-23 и 2-х градирнях ТЭЦ-26 филиалах ОАО «МОСЭНЕРГО». При этом полностью восстановлена охлаждающая способность указанных градирен.
Испытания градирен, оснащенных оросителем БЭЛ-70, позволило установить, что охлаждение воды в них происходит на 2-3 градуса С ниже нормативной величины и окупаемость оросителя за счет экономии условного топлива составляет всего 3,5-4 года.
Учитывая специфику оборотных вод нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств, а именно наличие значительных загрязнений, в основном в виде нефтепродуктов, специалистами ООО «ЭНЕРГО¬КОМПОЗИТ» разработан и запатентован новый эффективный решетчатый ороситель. Данный ороситель собирается на базе длинномерных, объемных винтовых элементов с решетчатой оболочкой и шагом винта 200 мм. Профиль поперечного сечения винтового, решетчатого элемента представляет собой эллипс с малым диаметром 40 мм и с большим диаметром 80 мм. Блок оросителя собирается с параллельным расположением винтовых элементов и имеет марку БЭВ-200.
Ороситель БЭВ-200 имеет ряд преимуществ перед другими решетчатыми оросителями. Винтовые составляющие решетчатых элементов с одной стороны обеспечивают изменение угла падения (угла атаки ) на элементы водяных брызг и их отражения в пределах одного шага винта от 0 до 90 градусов С, а с другой стороны, за счет решетчатой структуры, направляют поток восходящего воздуха навстречу водяным брызгам увеличивая степень их противотока и турбулизации, что приводит к эффективному охлаждению воды. В центральных зонах винтовых элементов, а также в собранных блоках между соседними винтовыми элементами образуются многочисленные полости, которые обеспечивают свободный проход воздуха, что значительно снижает аэродинамическое сопротивление оросителя.
При горизонтальном расположении винтовых, решетчатых элементов в блоках с интервалом равным шагу винта поперечное сечение элементов перпендикулярно горизонтальной плоскости и образует опорную зону, которая воспринимает вертикальные нагрузки от падающей воды и обеспечивает достаточную жесткость блоков. Изменяя шаг винтового элемента можно менять насыщенность оросителя объемной решеткой и подбирать ее оптимальную величину для каждой конкретной градирне.
При загрязнении оросителя нефтепродуктами наличие падающих водяных брызг с различным углом атаки обеспечивает их удаление (сбивание) брызгами и последующий вынос из объема оросителя. После длительной эксплуатации оросителя высокая жесткость блоков БЭВ-200 позволяет их очистку (промывку) от отложений напором воды не извлекая блоки из градирни.
Испытания оросителя БЭВ-200 проводились в головных институтах НИИВОДГЕО г. Москва и ВНИИГ им Веденеева г. С. Петербург. В таблице 3 и 4 приведены результаты гидроаэротермических испытаний оросителя БЭВ-200 высотой 0,75 и 1,125 метра при горизонтальном расположении винтовых элементов.

Таблица 3. Ороситель БЭВ-200 Н=0,75м

Расход воды

Куб.м./кв.м ч

Ti

Гр.С

Т2

Гр.С

Т1-Т2

Гр.С

Твозд.

Гр.С

В

влаж.возд.

%

Увозд.

М/с

Р возд. Относит. Расход %

К исп.

9,0

40,4

30,8

9,6

19,2

43

1,0

0,425

0,568

9,0

40,5

27,6

12,9

19,0

44

1,5

0,646

0,778

9,0

40,1

25,5

14,6

18,8

44

2,0

0,874

0,872

7,0

40,5

28,5

12,0

19,2

44

1,0

0,549

0,767

7,0

40,8

25,8

15,0

19,2

43

1,5

0,838

0,893

7,0

40,9

23,8

17,1

19,0

43

2,0

1,132

1,009

Таблица 4. Ороситель БЭВ-200 Н=1,125м

Расход воды Куб.м./кв.м ч

Ti

Гр.С

Т2

Гр.С

Т1-Т2

Гр.С

Твозд.

Гр.С

В

влаж.возд.

%

Увозд.

М/с

Р возд. Относит. Расход %

К исп.

9,1

39,8

28,7

ИД

18,9

41

1,0

0,410

1,078

9,1

40,0

25,8

14,2

18,8

40

1,5

0,626

1,084

9,1

40,0

23,3

16,7

18,4

40

2,0

0,847

1,237

7,1

40,2

26,8

13,4

18,8

41

1,0

0,529

1,148

7,1

40,5

23,7

16,8

18,6

41

1,5

0,810

1,254

7,1

40,3

21,2

19,1

18,4

40

2,0

1,098

1,427

Из приведенных данных видно, что охлаждающая способность оросителя БЭВ-200 на базе винтовых, решетчатых элементов значительно превосходит все существующие аналоги решетчатых оросителей. Уже при высоте 0,75 метра снижение воды в градирнях может превосходить 17 градусов С, а при высоте оросителя 1,125 метра снижение воды может превосходить 19 градусов С. Таким образом, горизонтальное расположение винтовых элементов в блоках значительно повышает охлаждающую способность оросителя. Это обусловлено как насыщенностью решетчатой структуры в оросителе, так и характерным диагональным направлением стекающей по винтовым граням воды. Т.е. путь стекающей воды увеличивается по сравнению с вертикальным направлением.
В случае значительного загрязнения оборотной воды нефтепродуктами нами предлагаются блоки оросителя с вертикальным расположением винтовых элементов. Наличие вертикальных, воздушных проемов в центре каждого винтового элемента с одной стороны значительно снижает аэродинамическое сопротивление оросителя, а с другой стороны способствует эвакуации образовавшихся отложений нефтепродуктов под ударом водяных брызг с различным углом атаки, которые образуются благодаря винтовой оболочке элементов.
В таблице 5 приведены результаты гидроаэротермических испытаний оросителя БЭВ-200 с вертикальным расположением винтовых элементов (БЭВ-200В).

Таблица 5. Ороситель БЭВ-200В Н=1,125м

Расход

воды

Куб.м/кв.м, ч

Ti

гр.с

Т2

Гр.с

Т1-Т2

Гр.с

Твозд.

Гр.с

В

влажн.возд

%

Увозд.

М/с

Рвозд. Относ. Расход,%

Кисп.

9,1

40,4

31,3

9,1

22,2

54

1,0

0,427

0,652

9,0

40,4

29,0

11,4

22,3

54

1,5

0,658

0,742

40,3

27,2

13,1

22,3

54

2,0

0,877

0,858

7,2

40,3

30,0

10,3

22,3

55

1,0

0,544

0,702

7,2

40,3

27,6

12,7

22,4

54

1,5

0,830

0,832

7,2

40,3

26,0

14,3

22,4

54

2,0

1,119

0,929

Из приведенных данных видно, что вертикальное расположение винтовых элементов в блоках БЭВ-200В незначительно снижает охлаждающую способность оросителя однако, наличие вертикальных, сквозных воздушных проемов приводит к эффекту его «самоочищения» от нефтепродуктов и других загрязнений. При этом следует отметить, что при горизонтальном расположении винтовых элементов аэродинамическое сопротивление оросителя колеблется в пределах 19-21 единиц, тогда как при вертикальном их расположении оно составляет всего 5-6 единиц, т.е. в 3,5 раза ниже. Вышеизложенное свидетельствует о перспективности применения оросителей с винтовыми, решетчатыми элементами в градирнях нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств.


Р.М. Бикчентаев