Градирня

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Стародубцев Александр Васильевич(72) Автор Стародубцев Александр Васильевич(73) Патентообладатель Стародубцев Александр Васильевич(57) Градирня, содержащая корпус, водосборный бассейн, воздухо-входные окна, расположенные продольно одной из вертикальных стенок корпуса в нижней его части, наклонный щит внутри корпуса, форсунки на коллекторах водораспределительной системы, в проемах окон установлены с возможностью поворота вокруг оси регулируемые жалюзи,над окнами выполнены дополнительные окна, напротив проемов которых внутри или снаружи корпуса смонтированы форсунки на коллекторах водораспределительной системы,над дополнительными окнами прикреплен внутри корпуса наклонный щит, отличающаяся тем, что градирня снабжена микропроцессором-преобразователем, группой датчиков и центральным компьютером, на пластинах жалюзи смонтированы приводные механизмы 21442005.09.30 их поворота, которые через микропроцессор-преобразователь сигналов от датчиков, измеряющих и передающих переменные параметры, например давление циркуляционной, охлаждаемой оборотной воды на входе в градирню и перед градирней, регулируемую производительность, по крайней мере, одного циркуляционного насоса, фактическую температуру оборотной воды на входе в градирню, фактическую температуру оборотной воды на выходе из градирни, фактические параметры наружного охлаждающего воздуха,его температуру по сухому и влажному термометру, направление, силу и скорость ветра вокруг градирни, наличие дождя, выходы упомянутых датчиков подключены к центральному компьютеру, который посредством пакета программ в реальном масштабе времени регулирует в оптимальном режиме поворот пластин жалюзи, или всех пластин на один угол, или разные пластины на разные углы, программы компьютера учитывают геометрические параметры конкретной градирни, например периметр или диаметр основания,площадь основания, высоту градирни, высоту воздухо-входных окон, глубину чаши водосборного бассейна, периметр или диаметр чаши, и заданную гидравлическую нагрузку на градирню.(56) 1. Патент Республики Беларусь 2674, МПК 28 С 1/02, 1995. 2. Патент Республики Беларусь 1293, МПК 28 С 1/00, 1993. Предлагаемое техническое решение относится к контактным охладителям, в частности к градирням, и может быть использовано на предприятиях различных отраслей для охлаждения оборотной воды, а также при строительстве или модернизации градирен. Известна брызгальная градирня, содержащая корпус с воздухо-входными окнами в нижней части, коллекторную систему с форсунками, расположенную горизонтально в верхней части корпуса, бассейн, расположенный под корпусом, вытяжное устройство,расположенное над корпусом, каплеуловитель и направляющие пластины, расположенные напротив воздухо-входных окон и установленные веерообразно друг над другом, упомянутые направляющие пластины размещены внутри корпуса, причем нижняя пластина расположена горизонтально, а верхняя - вертикально 1. Это решение обладает недостатком, а именно направляющие установленные веерообразно пластины закреплены жестко и их углы наклона к горизонтальной плоскости рассчитаны на усредненные параметры воздуха в конкретном регионе в летнее время (днем, в период с 12 до 15 часов). Известна градирня, содержащая башню, расположенные в нижней части окна с поворотными щитами, в которых образованы тангенциальные воздухо-входные каналы, и водоразбрызгивающую систему, причем воздухо-входные каналы образованы однонаправленными щитами, каждый из которых установлен с возможностью фиксации вручную под углом 60-70 к касательной, проведенной к окружности основания башни через вертикальную ось поворота щита 2. Упомянутые, а также иные градирни рассчитаны на усредненные параметры воздуха в конкретном регионе в летнее время (днем, в период с 12 до 15 часов). Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является повышение производительности градирни и снижение энергозатрат, путем уменьшения циклов оборотной охлаждаемой воды. Для решения поставленной задачи градирня содержит корпус, водосборный бассейн,воздухо-входные окна, расположенные продольно одной из вертикальных стенок корпуса,в нижней его части, наклонный щит внутри корпуса, форсунки на коллекторах водораспределительной системы, в проемах окон установлены, с возможностью поворота вокруг 2 21442005.09.30 оси, регулируемые жалюзи, над окнами выполнены дополнительные окна, напротив проемов которых внутри или снаружи корпуса смонтированы форсунки на коллекторах водораспределительной системы, над дополнительными окнами прикреплен внутри корпуса наклонный щит. Согласно предлагаемому техническому решению градирня включает микропроцессор-преобразователь, группу датчиков и центральный компьютер, жалюзи снабжены приводными механизмами их поворота, которые через микропроцессор-преобразователь сигналов от датчиков, измеряющих и передающих переменные параметры,например давление циркуляционной, охлаждаемой оборотной воды на входе в градирню и перед градирней, регулируемую производительность, по крайней мере, одного циркуляционного насоса, фактическую температуру оборотной воды на входе в градирню, фактическую температуру оборотной воды на выходе из градирни, фактические параметры наружного охлаждающего воздуха, его температуру по сухому и влажному термометру,направление, силу и скорость ветра вокруг градирни, наличие дождя, выходы упомянутых датчиков подключены к центральному компьютеру, который посредством пакета программ в реальном масштабе времени регулирует оптимальный режим, при котором жалюзи выполняют поворот или всех пластин на один угол, или разных пластин на разные углы, программы компьютера учитывают и геометрические параметры конкретной градирни, например периметр или диаметр ее основания, площадь основания, высоту градирни, высоту воздухо-входных окон, глубину чаши водосборного бассейна, периметр или диаметр чаши, и заданную гидравлическую нагрузку на градирню. На чертеже показан общий вид градирни. Градирня включает корпус 1, воздухо-входное окно 2, поворотные жалюзи 3, с механизмом 4 их поворота, окно 5, водораздающий коллектор 6, водораспределительной системы 7 с форсунками 8. Над окнами 2 установлен вдоль вертикальной стенки градирни наклонно к стенке корпуса 1 нижний щит 9, а над окнами 5 - верхний наклонный щит 10. На чертеже показан нижний уровень 11 окон 2, нижний уровень 12 окон 5 и уровень 13 зеркала воды в бассейне 14. На чертеже показаны струи факелов 15, которые вытекают из форсунок 8. Между нижней поверхностью щита 9 и верхней поверхностью щита 10 образуется канал 16 трапецеидального сечения, и соответственно между нижней поверхностью щита 9 и зеркалом воды в бассейне 14 образуется канал 17 трапецеидального сечения. Стрелками 18 на чертеже показано направление поступающего в градирню наружного охлаждающего воздуха. Между верхней поверхностью щита 9 и нижней поверхностью щита 10 образуется канал 16 прямоугольного сечения, а между нижней поверхностью щита 9 и зеркалом воды в бассейне 14 образуется канал 17 трапецеидального сечения. Щиты 9 и 10 внутри градирни могут устанавливаться не только совместно, но и раздельно или только щиты 9, или только щиты 10. Установка щитов 9 и 10 зависит от конкретных условий и технологических требований. Градирня работает следующим образом. Охлаждаемая вода через водораспределительную систему 6 с коллекторами 7, на которых установлены форсунки 8, подается внутрь градирни. Охлаждающий воздух, минуя жалюзи 3, через щели между ними поступает в нижнюю часть градирни, охлаждая оборотную воду. При этом оборотная вода из форсунок 8 в верхней части градирни падает в бассейн 14. На чертеже показана группа датчиков 19, микропроцессор-преобразователь 20 сигналов от датчиков (а, б, вм) и центральный компьютер 21. Датчики из группы 19, установленные на трубопроводах водораспределительной системы 7, измеряют температуру и расход поступающей в градирню водораспределительной системы. 3 21442005.09.30 Датчики регулируют через компьютер 21 производительность подающего воду в градирню насоса (на чертеже не показан). Градирня может быть оснащена несколькими насосами и несколькими дополнительными водораспределительными системами. Насос увеличивает или уменьшает объем поступающей в градирню через форсунки 8 охлаждаемой воды, в результате чего увеличиваются или уменьшаются объемы эжектирующегося под действием струй факелов 15, поступающего в градирню наружного воздуха. Объемы поступающего в градирню наружного охлаждающего воздуха регулирует центральный компьютер 21, который посредством пакета программ поворачивает жалюзи 3 при помощи механизмов 4 в оптимальном режиме в реальном масштабе времени в зависимости от изменения температуры наружного воздуха на протяжении суток. Отдельные пластины, из которых состоят жалюзи 3, поворачиваются центральным компьютером 21, по программе или все пластины на один угол, или разные пластины на разные углы. Механизм 4 поворота пластин может быть пневматическим, гидравлическим, пневмогидравлическим, электромагнитным или иным. Данные от датчиков, передающих сигналы по линиям связи в аналоговом формате,поступают в микропроцессор-преобразователь 20, который преобразует их в цифровой формат и передает в центральный компьютер 21, который посредством пакета программ в реальном масштабе времени регулирует заданную разницу температур охлаждаемой и охлажденной оборотной воды, учитывает геометрические параметры конкретной градирни,например периметр или диаметр основания, площадь основания, высоту градирни, высоту воздухо-входных окон, глубину чаши водосборного бассейна, периметр или диаметр чаши, и заданную гидравлическую нагрузку на градирню. Размер капель (усредненный объемно-поверхностный диаметр капель) охлажденной в верхней части градирни воды на порядок меньше, чем размер капель в нижней части градирни. В этом случае значительно увеличивается площадь контакта охлаждаемой воды с воздухом, что повышает эффективность ее охлаждения. Такое выполнение конструкции градирни позволяет значительно увеличить ее производительность за счет разности температурных напоров внутри и снаружи градирни, создания разрежения в верхней части градирни факелами распыла форсунок 8. В результате мелкодисперсного распыла оборотной воды в несколько раз увеличивается площадь контакта капель с охлаждающим воздухом, дополнительного дробления капель охлаждаемой жидкости при их взаимном пресечении образуется кипящий слой в виде мелкодисперсных капель жидкости и охлаждающего воздуха, и происходит интенсивный тепломассобмен с дополнительным охлаждением оборотной воды в нижней части градирни. Охлаждаемая в результате контактного взаимодействия и отсепарированная из капельно-воздушного потока вода собирается в бассейне, а отработавший нагретый воздух отводится наружу через верхний срез корпуса градирни. Значительное увеличение совокупного объема поступающего в градирню воздуха создает благоприятные условия для эффективного охлаждения оборотной воды. Конструкция предлагаемой градирни позволяет уменьшить количество циклов оборотной воды, снизить энергетические затраты, обеспечить высокопроизводительную работу градирен любых требуемых габаритов, с любым прямоугольным, многоугольным,круглым и др. поперечным сечением. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.