Что такое градирня на ТЭЦ? Мы часто слышим этот вопрос от тех, кто впервые видит высокий бетонный «бокал», из которого идет пар. Кажется, это просто труба, но на самом деле внутри происходит важный процесс охлаждения.
Вот где пригодится понимание, как все устроено:
- если вы работаете на предприятии, подключенном к ТЭЦ;
- при обсуждении экологии и выбросов (испарительные градирни не дымят);
- при проектировании инженерных сетей для промзон;
- когда нужно объяснить, зачем нужны такие башни и что в них происходит.
Мы объясняем все на основе практики и технических материалов – просто и по существу.
Содержание
Как работает градирня на ТЭЦ в общих чертах
Как работает градирня на ТЭЦ? На самом деле все сводится к охлаждению воды. В процессе производства электроэнергии турбина нагревает воду до пара. Этот пар крутит лопасти генератора, после чего его нужно снова превратить в воду – для этого используют теплообменники, и там нужна холодная вода. А вот откуда ее взять – отсюда и появляется градирня.
Горячая вода поступает в градирню сверху, разбрызгивается через форсунки и стекает вниз по специальной насадке. Навстречу ей идет поток воздуха, чаще всего естественный (снизу вверх, за счет тяги). Вода испаряется, отдавая тепло воздуху, и охлажденная часть возвращается обратно в цикл. Пар, который мы видим над градирней, просто водяной, не дым и не выбросы.
Такой принцип описан в учебнике “Thermal Power Plants: Design and Operation” (Gilbert Masterton, Springer, 2020, ISBN 9783030439854), где рассматриваются градирни как часть пароконденсационного цикла.
Для чего нужны градирни на ТЭЦ и почему без них нельзя
Для чего нужны градирни на ТЭЦ? Для отвода лишнего тепла. Если его не убрать, система перегреется и остановится. Градирни работают как огромный наружный кондиционер. Они охлаждают воду, которая снова поступает в конденсатор турбины.
ТЭЦ производит не только электричество, но и тепло. В этом процессе циркулируют десятки тысяч кубометров воды. Без эффективного охлаждения никакая установка не выдержит. Мы считаем, что градирни – это ключевой элемент, даже если на первый взгляд они не кажутся сложными.
Кстати, в закрытых системах применяют сухие градирни, но их эффективность в два раза ниже, особенно летом. Вот сравнение параметров:
Параметр | Градирня на ТЭЦ | Сухой охладитель |
Эффективность охлаждения | До 95% | До 50% |
Расход воды | Высокий | Низкий |
Возможность работы зимой | Да | Да |
Использование на ТЭЦ | Основное решение | Резервное или локальное |
Градирня на ТЭЦ и как она устроена внутри
Градирня на ТЭЦ внутри устроена как огромная труба с насадкой, по которой стекает вода. Снаружи – железобетонный корпус. Внутри – система распределения воды, решетки с насадками, каплеуловители и каналы для отведения воздуха.
Иногда устанавливают вентиляторы для усиления тяги. Но чаще всего тяга создается за счет разницы температур: горячий воздух поднимается вверх, затягивая свежий снизу. Это и называется естественной тягой.
Форма воронки у верхней части не случайна – она ускоряет поток и улучшает циркуляцию. На высоте 100-150 метров это особенно важно. Мы однажды работали с объектом, где неправильная геометрия градирни снижала КПД всей станции – пришлось проектировать вставку, чтобы восстановить поток.
Для чего нужна градирня на ТЭЦ с инженерной точки зрения
Для чего нужна градирня на ТЭЦ, если говорить инженерным языком? Это часть системы отвода остаточного тепла. Мы убеждены, что без правильной организации охлаждения нельзя поддерживать стабильный рабочий режим станции.
Мокрые или вентиляторные градирни снимают нагрузку с водоемов, снижают риск перегрева оборудования и дают стабильную температуру конденсации. Это особенно важно летом, когда температура окружающей среды выше +30 °C.
Если на объекте установлена паровая турбина, то градирня нужна почти всегда. Даже если есть возврат тепла в систему отопления – остаточное тепло все равно нужно сбрасывать. Именно здесь и вступают в работу испарительные башни.
Градирни на ТЭЦ в опыте нашей компании
Градирни на ТЭЦ мы изучали не только в теории. За 11 лет работы наши специалисты занимались подбором, монтажом и модернизацией градирен на промышленных объектах. Мы проектировали системы для производств, где нужен постоянный температурный режим, работали с бетонными и модульными корпусами, помогали с очисткой и заменой каскадов.
Наши проекты показали: чем раньше учесть работу градирни в схеме станции, тем проще управлять теплообменом и снижать затраты на охлаждение. Особенно это актуально для ТЭЦ, где потери воды и энергии сильно зависят от эффективности испарения.
Читайте также для чего нужны градирни на АЭС
Зачем это знать и как это помогает на практике
Мы считаем, что понимание устройства градирен на ТЭЦ помогает инженерам, проектировщикам и техническим заказчикам быстрее принимать решения. Это снижает риски перегрева, облегчает обслуживание и помогает заранее закладывать правильную схему охлаждения при проектировании или реконструкции станции.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Почему над градирней идет пар?
Это не дым, а водяной пар. Он образуется, когда часть воды испаряется и выходит вместе с теплым воздухом. Это нормально для испарительного охлаждения.
Сколько воды теряет ТЭЦ из-за градирни?
Обычно до 1,5–2% объема циркулирующей воды в час. Потери зависят от температуры, влажности и конструкции градирни. Эти потери восполняются через подпитку.
Можно ли использовать одну градирню для нескольких турбин?
Да, но с расчетом по производительности. Часто строят одну большую градирню с секциями, каждая из которых обслуживает отдельный блок станции.
Почему градирни делают такими высокими?
Чтобы усилить естественную тягу воздуха. Чем выше башня, тем стабильнее поток воздуха внутри. Это снижает потребление энергии на вентиляцию.
Чем отличается градирня ТЭЦ от обычной градирни?
Размером, способом работы и объемами воды. Градирня ТЭЦ – это инженерное сооружение высотой до 200 м, рассчитанное на непрерывную работу при высоких нагрузках.
Можно ли поставить вентилятор вместо естественной тяги?
Да, на некоторых ТЭЦ используются вентиляторные градирни. Но они потребляют больше энергии и требуют дополнительного обслуживания. Естественная тяга – надежнее в больших масштабах.
Список использованных источников
- Masterton, G. (2020). Thermal Power Plants: Design and Operation. Springer. ISBN: 9783030439854
- Sturm, P. (2020). Cooling Towers: Principles and Practice. Springer. ISBN: 9783030318197
Baltimore Aircoil Technical Guide: Thermal Power Applications, 2021
