Градирні – це першорядні інженерні споруди, призначення яких полягає в охолодженні води, що використовується в промислових і енергетичних процесах. Їхня конструкція вирізняється складністю, а будівництво тривале і технічно непросте. У наш час градирню купити можна звернувшись до спеціалізованої компанії, а не обов’язково будувати – мова зараз про випарні градирні. Які етапи будівництва існують, які матеріали і технології використовуються?
Проектування та підготовка будівництва градирні
Перед початком будівництва градирні проводиться ретельний етап проектування. Як правило, він складається з наступних кроків:
- Визначення вимог. Інженери збирають інформацію про потреби підприємства, наприклад, про кількість води, яка повинна охолоджуватися, температурні характеристики, навантаження на систему, а також особливості робочого процесу, де використовуватиметься охолоджена рідина.
- Вибір типу градирні. Охолоджувальна вежа може бути з природною або механічною тягою, з різними типами зрошувачів (бризкальні, плівкові, ґратчасті та ін.). Вибір залежить від обсягу води, кліматичних умов, доступного простору, рівня шуму та навіть естетичних вимог.
- Аналіз території. Здійснюється вивчення характеристик ґрунту, рівня ґрунтових вод, наявності підземних комунікацій та інших факторів, що впливають на стабільність та довговічність споруди. Проводяться геологічні дослідження для запобігання осіданню конструкції.
- Розробка креслень. Інженери створюють деталізовані плани, включаючи тривимірні моделі з урахуванням майбутніх навантажень, розташування систем водовідведення, вентиляції та обслуговуючих зон.
- Розрахунок вартості. Складається кошторис витрат, включаючи витрати на матеріали, трудові ресурси, транспортування та інші компоненти.
Після завершення проектування затверджується графік виконання робіт, що є основою контролю за будівництвом.
Підготовчі роботи для будівництва градирні
Будівництво градирні починається із ретельної підготовки ділянки. Цей етап також може містити кілька кроків – їх особливості та кількість безпосередньо залежать від існуючих вимог та умов.
Насамперед проводиться розчищення території. Видаляються дерева, чагарники, старі споруди чи їх рештки. За потреби здійснюється вивіз сміття. Іноді може знадобитися зміцнення ґрунту. У разі, якщо він слабкий, застосовуються різні методи, зокрема додавання підсипки, укладання геотекстилю, влаштування пальової основи або бетонні подушки для підвищення стабільності.
Розмітка території – корисний етап. З використанням точного геодезичного обладнання визначаються межі майбутньої споруди, а також розміщення комунікацій, під’їзних шляхів та допоміжної інфраструктури.
Укладання фундаменту виконується з дотриманням усіх технічних та експлуатаційних характеристик. Тип фундаменту (монолітний, пальовий чи стрічковий) вибирається залежно від геологічних умов, габаритів та маси майбутньої градирні. Також його можна додатково армувати для підвищення міцності. Особливо стійкими фундаменти мають бути для АЕС. Рекомендуємо прочитати: як охолоджуються реактори.
Зведення конструктивних елементів градирні
Після підготовки ділянки починається основний етап будівництва – це монтаж всіх основних компонентів градирні:
Башта чи каркас
Будь-яка градирня має основу – це її каркас або вежа, які мають витримувати зовнішні навантаження, включаючи вагу обладнання та вплив погодних умов. Для їх зведення використовуються:
- залізобетон – цей матеріал часто застосовується для градирень з природною тягою, має міцність, довговічність і стійкість до корозії;
- металеві конструкції – актуальні для охолоджувальних веж з механічною тягою, оскільки вони легші та дозволяють скоротити час будівництва;
- комбіновані матеріали – наприклад, бетонні основи та металеві верхні елементи, що забезпечує оптимальне поєднання міцності та гнучкості конструкції.
Каркас або вежа зазвичай мають форму циліндра, параболоїда або прямокутника. Це не просто так – ці рішення допомагають досягти максимальної ефективності охолодження.
Зрошувач
Вважається основним компонентом градирні, оскільки саме він забезпечує теплообмін між водою та повітрям. Залежно від типу та складності охолоджувальної вежі, в ній можуть бути встановлені такі наповнювачі:
- Плівкові. Вони створюють тонку плівку води, що збільшує площу теплообміну та сприяє ефективному охолодженню.
- Бризкальні. Дроблять воду на дрібні краплі, створюючи умови для швидкого випаровування та зниження температури.
- Гратчасті структури. Застосовуються в деяких системах для покращення розподілу води.
Існують також краплеуловлювачі. Вони потрібні для того, щоб уловлювати вологу, що зрозуміло вже із самої назви. Відповідно, запобігають небажаним втратам води та зменшують вплив на навколишнє середовище.
Системи подачі води та вентиляції
Монтаж систем подачі води та вентиляції має бути першочерговим для ефективної роботи градирні. Йдеться про розподільні трубопроводи – вони забезпечують рівномірний розподіл рідини по наповнювачу. Матеріали труб вибираються з урахуванням агресивності води.
Насосні станції служать для подачі рідини на потрібній швидкості та тиску. Нові типи даного обладнання оснащуються автоматизованими системами управління, так що для їхньої роботи постійне втручання людини не потрібно.
Вентилятори, які використовуються в градирнях з механічною тягою, створюють контрольований потік повітря. Вони можуть бути осьовими чи відцентровими залежно від конструкції.
Верхні елементи
На завершальному етапі встановлюються захисні конструкції, такі як покрівля, дефлектори та сітки, що захищають градирню від погодних умов, птахів та різноманітних забруднень.
Завершальні роботи з будівництва градирні
Після завершення основних будівельних робіт проводиться гідроізоляція – це нанесення спеціальних покриттів та ущільнювачів для захисту від протікання. Обов’язковим є тестування системи, під час якого перевіряються всі елементи градирні: наповнювач, трубопроводи, насоси та вентилятори. Усуваються виявлені недоліки.
Проводиться навчання персоналу. Працівники підприємства проходять інструктаж з експлуатації та технічного обслуговування системи. Після цього здійснюється запуск обладнання в експлуатацію. Градирня починає працювати в повному обсязі, забезпечуючи охолодження води згідно з проектними параметрами.
Які матеріали використовують для будівництва градирень
Для зведення охолодних веж застосовуються різноманітні матеріали, кожен з яких підбирається з урахуванням вимог до довговічності, стійкості та економічної доцільності:
- Залізобетон. Забезпечує стійкість до механічних навантажень і корозії, часто використовується для несучих конструкцій.
- Сталь. Знаходить своє застосування у створенні надійних вентиляційних систем, кріплень та інших металевих елементів.
- Пластик та композитні матеріали. Відрізняються легкістю та стійкістю до агресивних хімічних середовищ, застосовуються в системах подачі води та зрошувачах.
- Деревина. Раніше широко застосовувалася для наповнювачів, але зараз замінюється на синтетичні аналоги, які стійкіші до зовнішніх впливів.
Будівництво градирень – це складний та багатогранний процес. Він включає проектування, підготовку ділянки, монтаж конструкцій та введення в експлуатацію. Кожна стадія потребує високої кваліфікації фахівців та використання нових технологій. Грамотно побудована градирня стає невід’ємною частиною інфраструктури підприємства, забезпечуючи ефективне охолодження води, економію ресурсів та стабільну роботу промислового обладнання.
