Що таке градирня на ТЕЦ? Ми часто чуємо це питання від тих, хто вперше бачить високий бетонний «келих», з якого йде пара. Здається, це просто труба, але насправді всередині відбувається важливий процес охолодження.
Ось де стане в пригоді розуміння того, як все влаштовано:
- якщо ви працюєте на підприємстві, підключеному до ТЕЦ;
- при обговоренні екології та викидів (випарні градирні не димлять);
- при проектуванні інженерних мереж для промзон;
- коли потрібно пояснити, навіщо потрібні такі башти і що в них відбувається.
Ми пояснюємо все на основі практики і технічних матеріалів – просто і по суті.
Содержание
Як працює градирня на ТЕЦ в загальних рисах
Як працює градирня на ТЕЦ? Насправді все зводиться до охолодження води. У процесі виробництва електроенергії турбіна нагріває воду до пари. Ця пара крутить лопаті генератора, після чого її потрібно знову перетворити на воду – для цього використовують теплообмінники, і там потрібна холодна вода. А ось звідки її взяти – звідси і з’являється градирня.
Гаряча вода надходить у градирню зверху, розбризкується через форсунки і стікає вниз по спеціальній насадці. Назустріч їй йде потік повітря, найчастіше природний (знизу вгору, за рахунок тяги). Вода випаровується, віддаючи тепло повітрю, і охолоджена частина повертається назад у цикл. Пара, яку ми бачимо над градирнею, просто водяна, це не дим і не викиди.
Такий принцип описаний у підручнику “Thermal Power Plants: Design and Operation” (Gilbert Masterton, Springer, 2020, ISBN 9783030439854), де розглядаються градирні як частина пароконденсаційного циклу.
Для чого потрібні градирні на ТЕЦ і чому без них не можна
Для чого потрібні градирні на ТЕЦ? Для відводу зайвого тепла. Якщо його не прибрати, система перегріється і зупиниться. Градирні працюють як величезний зовнішній кондиціонер. Вони охолоджують воду, яка знову надходить у конденсатор турбіни.
ТЕЦ виробляє не тільки електрику, але і тепло. У цьому процесі циркулюють десятки тисяч кубометрів води. Без ефективного охолодження жодна установка не витримає. Ми вважаємо, що градирні – це ключовий елемент, навіть якщо на перший погляд вони не здаються складними.
До речі, у закритих системах застосовують сухі градирні, але їх ефективність удвічі нижча, особливо влітку. Ось порівняння параметрів:
Параметр | Градирня на ТЕЦ | Сухий охолоджувач |
Ефективність охолодження | До 95% | До 50% |
Витрата води | Висока | Низька |
Можливість роботи взимку | Так | Так |
Використання на ТЕЦ | Основне рішення | Резервне або локальне |
Градирня на ТЕЦ і як вона влаштована всередині
Градирня на ТЕЦ всередині влаштована як величезна труба з насадкою, по якій стікає вода. Зовні – залізобетонний корпус. Всередині – система розподілу води, решітки з насадками, краплевловлювачі і канали для відведення повітря.
Іноді встановлюють вентилятори для посилення тяги. Але найчастіше тяга створюється за рахунок різниці температур: гаряче повітря піднімається вгору, затягуючи свіже знизу. Це і називається природною тягою.
Форма воронки у верхній частини не випадкова – вона прискорює потік і покращує циркуляцію. На висоті 100-150 метрів це особливо важливо. Ми одного разу працювали з об’єктом, де неправильна геометрія градирні знижувала ККД всієї станції – довелося проектувати вставку, щоб відновити потік.
Для чого потрібна градирня на ТЕЦ з інженерної точки зору
Для чого потрібна градирня на ТЕЦ, якщо говорити інженерною мовою? Це частина системи відводу залишкового тепла. Ми переконані, що без правильної організації охолодження не можна підтримувати стабільний робочий режим станції.
Мокрі або вентиляторні градирні знімають навантаження з водойм, знижують ризик перегріву обладнання і дають стабільну температуру конденсації. Це особливо важливо влітку, коли температура навколишнього середовища вище +30 °C.
Якщо на об’єкті встановлена парова турбіна, то градирня потрібна майже завжди. Навіть якщо є повернення тепла в систему опалення – залишкове тепло все одно потрібно скидати. Саме тут і вступають у роботу випарні башти.
Градирні на ТЕЦ у досвіді нашої компанії
Градирні на ТЕЦ ми вивчали не тільки в теорії. За 11 років роботи наші фахівці займалися підбором, монтажем і модернізацією градирень на промислових об’єктах. Ми проектували системи для виробництв, де потрібен постійний температурний режим, працювали з бетонними і модульними корпусами, допомагали з очищенням і заміною каскадів.
Наші проекти показали: чим раніше врахувати роботу градирні в схемі станції, тим простіше керувати теплообміном і знижувати витрати на охолодження. Особливо це актуально для ТЕЦ, де втрати води і енергії сильно залежать від ефективності випаровування.
Читайте також для чого потрібні градирні на АЕС
Навіщо це знати і як це допомагає на практиці
Ми вважаємо, що розуміння будови градирень на ТЕЦ допомагає інженерам, проектувальникам і технічним замовникам швидше приймати рішення. Це знижує ризики перегріву, полегшує обслуговування і допомагає заздалегідь закладати правильну схему охолодження при проектуванні або реконструкції станції.
Часто задавані питання (FAQ)
Чому над градирнею йде пара?
Це не дим, а водяна пара. Вона утворюється, коли частина води випаровується і виходить разом з теплим повітрям. Це нормально для випарного охолодження.
Скільки води втрачає ТЕЦ через градирню?
Зазвичай до 1,5–2% об’єму циркулюючої води на годину. Втрати залежать від температури, вологості і конструкції градирні. Ці втрати поповнюються через підживлення.
Чи можна використовувати одну градирню для кількох турбін?
Так, але з розрахунком за продуктивністю. Часто будують одну велику градирню з секціями, кожна з яких обслуговує окремий блок станції.
Чому градирні роблять такими високими?
Щоб посилити природну тягу повітря. Чим вища башта, тим стабільніший потік повітря всередині. Це знижує споживання енергії на вентиляцію.
Чим відрізняється градирня ТЕЦ від звичайної градирні?
Розміром, способом роботи і об’ємами води. Градирня ТЕЦ – це інженерна споруда висотою до 200 м, розрахована на безперервну роботу при високих навантаженнях.
Чи можна поставити вентилятор замість природної тяги?
Так, на деяких ТЕЦ використовуються вентиляторні градирні. Але вони споживають більше енергії і потребують додаткового обслуговування. Природна тяга – надійніша у великих масштабах.
Список використаних джерел
- 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
