Градирни – это первостепенные инженерные сооружения, предназначение которых заключается в охлаждении воды, используемой в промышленных и энергетических процессах. Их конструкция отличается сложностью, а строительство длительное и технически непростое. В наше время градирню купить можно обратившись в специализированую компанию, а не обязательно строить – речь сейчас об испарительных градирнях. Какие этапы строительства существуют, какие материалы и технологии используются?
Проектирование и подготовка постройки градирни
Перед началом строительства градирни проводится тщательный этап проектирования. Как правило, он состоит из следующих шагов:
- Определение требований. Инженеры собирают информацию о нуждах предприятия, например, о количестве воды, которая должна охлаждаться, температурных характеристиках, нагрузке на систему, а также особенностях рабочего процесса, где будет использоваться охлажденная жидкость.
- Выбор типа градирни. Охлаждающая башня может быть с естественной или механической тягой, с различными типами оросителей (брызгальные, пленочные, решетчатые и др.). Выбор зависит от объема воды, климатических условий, доступного пространства, уровня шума и даже эстетических требований.
- Анализ местности. Осуществляется изучение характеристик почвы, уровня грунтовых вод, наличия подземных коммуникаций и других факторов, влияющих на стабильность и долговечность сооружения. Проводятся геологические исследования для предотвращения оседания конструкции.
- Разработка чертежей. Инженеры создают детализированные планы, включая трехмерные модели с учетом будущих нагрузок, расположения систем водоотвода, вентиляции и обслуживающих зон.
- Расчет стоимости. Составляется смета расходов, включая затраты на материалы, трудовые ресурсы, транспортировку и другие компоненты.
После завершения проектирования утверждается график выполнения работ, который служит основой для контроля над строительством.
Подготовительные работы для постройки градирни
Строительство градирни начинается с тщательной подготовки участка. Этот этап тоже может включать несколько шагов – их особенности и количество напрямую зависят от существующих требований и условий.
Первым делом, проводится расчистка территории. Удаляются деревья, кустарники, старые сооружения или их остатки. При необходимости осуществляется вывоз мусора. Иногда может потребоваться укрепление грунта. В случае, если он слабый, применяются различные методы, в частности, добавление подсыпки, укладка геотекстиля, устройство свайного основания или бетонные подушки для повышения стабильности.
Разметка территории – полезный этап. С использованием точного геодезического оборудования определяются границы будущего сооружения, а также размещение коммуникаций, подъездных путей и вспомогательной инфраструктуры.
Укладка фундамента выполняется с соблюдением всех технических и эксплуатационных характеристик. Тип фундамента (монолитный, свайный или ленточный) выбирается в зависимости от геологических условий, габаритов и массы будущей градирни. Также его можно дополнительно армировать для повышения прочности. Особенно стойкими фундаменты должны быть для АЭС. Рекомендуем прочитать: как охлаждаются реакторы.
Возведение конструктивных элементов градирни
После подготовки участка начинается основной этап строительства – это монтаж всех основных компонентов градирни:
Башня или каркас
Любая градирня имеет основу – это ее каркас или башня, которые должны выдерживать внешние нагрузки, включая вес оборудования и воздействие погодных условий. Для их возведения используются:
- железобетон – этот материал часто применяется для градирен с естественной тягой, обладает прочностью, долговечностью и устойчивостью к коррозии;
- металлические конструкции – актуальны для охладительных башен с механической тягой, так как они легче и позволяют сократить время строительства;
- комбинированные материалы – например, бетонные основания и металлические верхние элементы, что обеспечивает оптимальное сочетание прочности и гибкости конструкции.
Каркас или башня, как правило, имеют форму цилиндра, параболоида или прямоугольника. Это не просто так – данные решения помогают достичь максимальной эффективности охлаждения.
Ороситель
Считается основным компонентом градирни, так как именно он обеспечивает теплообмен между водой и воздухом. В зависимости от типа и сложности охладительной башни, в ней могут быть установлены следующие наполнители:
- Пленочные. Они создают тонкую пленку воды, что увеличивает площадь теплообмена и способствует эффективному охлаждению.
- Брызгальные. Дробят воду на мелкие капли, создавая условия для быстрого испарения и снижения температуры.
- Решетчатые структуры. Применяются в некоторых системах для улучшения распределения воды.
Существуют также каплеуловители. Они нужны для того, чтобы улавливают влагу, что понятно уже из самого названия. Соответственно, предотвращаются нежелательные потери воды и уменьшается воздействие на окружающую среду.
Системы подачи воды и вентиляции
Монтаж систем подачи воды и вентиляции должен быть первоочередным для эффективной работы градирни. Речь идет о распределительных трубопроводах – они обеспечивают равномерное рассредоточение жидкости по наполнителю. Материалы труб выбираются с учетом агрессивности воды.
Насосные станции служат для подачи жидкости на необходимой скорости и давлении. Новые типы данного оборудования оснащаются автоматизированными системами управления, так что для их работы постоянное вмешательство человека не требуется.
Вентиляторы, которые используются в градирнях с механической тягой – здесь они создают контролируемый поток воздуха. Они могут быть осевыми или центробежными в зависимости от конструкции.
Верхние элементы
На завершающем этапе устанавливаются защитные конструкции, такие как кровля, дефлекторы и сетки, которые защищают градирню от погодных условий, птиц и разнообразных загрязнений.
Завершающие работы по строительству градирни
После завершения основных строительных работ проводится гидроизоляция – это нанесение специальных покрытий и уплотнителей для защиты от протечек. Обязательно тестирование системы, в ходе которого проверяются все элементы градирни: наполнитель, трубопроводы, насосы и вентиляторы. Устраняются выявленные недостатки.
Проводится обучение персонала. Работники предприятия проходят инструктаж по эксплуатации и техническому обслуживанию системы. После всего этого осуществляется запуск оборудования в эксплуатацию. Градирня начинает работать в полном объеме, обеспечивая охлаждение воды согласно проектным параметрам.
Какие материалы используют для строительства градирен
Для возведения охлаждающих башен применяются разнообразные материалы, каждый из которых подбирается с учетом требований к долговечности, устойчивости и экономической целесообразности:
- Железобетон. Обеспечивает устойчивость к механическим нагрузкам и коррозии, очень часто используется для несущих конструкций.
- Сталь. Находит свое применение в создании надежных вентиляционных систем, креплений и других металлических элементов.
- Пластик и композитные материалы. Отличаются легкостью и устойчивостью к агрессивным химическим средам, применяются в системах подачи воды и оросителях.
- Древесина. Ранее широко применялась для наполнителей, но сейчас заменяется на синтетические аналоги, которые более устойчивы к внешним воздействиям.
Строительство градирен – это сложный и многогранный процесс. Он включает проектирование, подготовку участка, монтаж конструкций и ввод в эксплуатацию. Каждая стадия требует высокой квалификации специалистов и использования новых технологий. Грамотно построенная градирня становится неотъемлемой частью инфраструктуры предприятия, обеспечивая эффективное охлаждение воды, экономию ресурсов и стабильную работу промышленного оборудования.
