Системы оборотного водоснабжения и охлаждения воды

Система оборотного водоснабжения забирает тепло у оборудования, охлаждает воду в градирне и возвращает её обратно, вместо того чтобы сливать. При циркуляции 1000 м³/ч и перепаде 7 °C подпитка в жару — около 17 м³/ч: в цикл возвращается больше 98 % воды. Мы проектируем и строим такие системы под ключ — от расчёта водного баланса до пусконаладки — на градирнях, насосных группах и панелях водоподготовки NCT, которые выпускаем сами на заводе в Сертолово.

Как работает оборотная система охлаждения воды?

Горячая вода от станков, печей, компрессоров или конденсаторов чиллеров приходит на градирню, стекает по оросителю навстречу воздуху и остывает за счёт испарения небольшой части. Охлаждённая вода собирается в поддоне или баке, и насос снова подаёт её потребителю.

У открытой градирни четыре потока воды:

• испарение — главный расход, через него уходит тепло: около 1 % циркуляции на каждые 7 °C охлаждения, в летний максимум — до 0,18 % на градус;
• капельный унос — исправные каплеуловители держат его на уровне 0,001–0,005 % расхода;
• продувка — сброс части воды, чтобы соли не копились до накипи;
• подпитка — свежая вода, которая возмещает первые три потока.

Сколько воды расходует система?

Пример для циркуляции 1000 м³/ч, перепада 7 °C и четырёх циклов концентрирования:

Отсюда два вывода. Трубы, клапаны и водоподготовку считаем на летний максимум, а лимит водопотребления в техусловиях — по годовому профилю, иначе заказчик заплатит за воду, которую не тратит. И второе: поднимать циклы выше 5–6 почти бессмысленно — с 6 до 10 циклов подпитка падает всего на 1,1 м³/ч, а риск накипи растёт.

Из чего состоит система?

• Градирни NCT — открытые модульные VR и SVA или закрытые VRC. Один модуль VR пропускает 30–500 м³/ч, каскад модулей — до 5000 м³/ч, перепад на одну секцию — до 40 °C.
• Насосные группы NCT PU — 16–1560 м³/ч, напор 10–100 м вод. ст., резерв 1+1 с автоматическим вводом.
• Водоподготовка — панели NCT W0C, W2C или W3C: автоматическая продувка по электропроводности, дозирование ингибитора и биоцида.
• Фильтрация — через фильтр бокового потока идёт 3–7 % циркуляции, для 1000 м³/ч это около 50 м³/ч.
• Щиты управления с частотным регулированием вентиляторов и зимним пакетом: подогрев поддона, байпас, слив.

Открытый или замкнутый контур?

В открытом контуре вода технологии сама проходит через градирню и контактирует с воздухом. Это дешевле, но вода собирает пыль: градирня на 1000 м³/ч прогоняет через себя около 610 000 м³/ч воздуха и даже при запылённости 0,1 мг/м³ набирает около 1,5 кг грязи в сутки.

В замкнутом контуре технологическая вода или гликоль идёт внутри змеевика закрытой градирни и с воздухом не встречается, испаряется только вода орошения. Такой контур берём для оборудования с узкими каналами — пластинчатых теплообменников, индукционных печей, компрессоров — и там, где зимой нужен гликоль. Перепад температур у открытой градирни — до 45 °C, у закрытой — до 60 °C.

Что нужно для расчёта системы?

Тепловая нагрузка и её профиль по сезонам, расход и температуры воды на входе и выходе, место установки, режим работы зимой и анализ воды подпитки. По анализу считаем допустимые циклы концентрирования: предел задаёт самый чувствительный материал контура, обычно теплообменник потребителя, а не градирня. Если исходных данных нет, обследуем действующую систему на месте.

Где мы уже построили оборотные системы?

• «Молочный Мир», Гродно — градирня NCT VR на 2,3 МВт и 100 м³/ч охлаждает воду вакуум-выпарных установок с 45 до 25 °C.
• Навоийский горно-металлургический комбинат — открытая градирня VR с зимним пакетом, насосная группа и система контроля качества воды для компрессоров кислородной станции.
• «Молл-элит», Молодечно — градирня SVA с водоподготовкой W0C, контролем уровня и подогревом поддона.
• «Трубодеталь», Челябинск — градирни VR и водоподготовка W2C вместо старых советских градирен.

Это лишь несколько примеров. Многие другие наши проекты — в разделе «Проекты».

Как сократить потери воды в уже работающей градирне — в статье «Капельный унос в градирне». Если воду нужно охладить ниже, чем позволяет погода, к градирням добавляют чиллер — такие системы мы тоже строим под ключ.

Подробный разбор — в статье «Система оборотного водоснабжения предприятия — как устроена».

Частые вопросы