Как автоматизация снизит стоимость эксплуатации градирни

Достижения в технологии очистки воды, средствах автоматизации, гибридных конструкциях градирен и методах снижения вибрации могут помочь оптимизировать стоимость владения и эксплуатации системы охлаждения.

В течение десятилетий градирни обеспечивали эффективное охлаждение промышленных контуров, обеспечивая самые низкие доступные рабочие температуры. В то же время, на протяжении многих лет, системы охлаждения на водной основе развивались. Компоненты холодильной установки, градирни и охладители жидкости, а также элементы управления, которые их связывают, добились успехов в эффективности, управляемости, теплоотдаче и экономии воды. Конечный пользователь, владелец, установщик и обслуживающий персонал — все в выигрыше.

Большинство, если не все, этих усовершенствований снижают затраты на техобслуживание градирен и охладителей жидкости с замкнутым контуром, а также связанные с этим затраты в стоимостном выражении и простое оборудования.

«Многие аспекты технического обслуживания башен по-прежнему лучше всего проводить вручную и с заранее определенным графиком, но автоматизация и автономность нашли свое место в системах градирен и замкнутых жидкостных охладителях», — говорит Кевин Хетман, управляющий подразделением GoodSower компании Chesapeake Systems. , »  «Достаточно сказать, что чем больше автоматически элементов в процессе обслуживается автоматически, тем надежнее будет система ».

Большая часть всех работ по техническому обслуживанию градирни направлена на контроль за коррозией и ростом микробов в различных частях системы. Устранение или минимизация этих проблем уменьшает время и усилия, необходимые для обслуживания почти всех компонентов градирни.

Достижения в обслуживании градирен можно разбить на следующие ключевые подкатегории:

  • Плановая замена хладоносителя (если применимо).
  • Проверка целостности конструкции, диагностика функционирования системы, очистка воды и автоматическое управление.
  • В некоторых случаях снижение интенсивности работы в мокром режиме в случае гибридной конструкции градирни.

Внедрение интеллектуальных решений может облегчить проблемы с обслуживанием.

Сокращение очистки воды в ручном режиме

Уровень обслуживания, который требуется конкретной градирне, в значительной степени определяется качеством подпиточной воды, имеющейся на площадке, и способом обработки жидкостей системы.

«Высокая жесткость и щелочность являются основными проблемами качества воды», — говорит Брендон Пунт, менеджер по продажам компании Jaytech Inc., поставщика решений для управления водными ресурсами. «Рост микробов происходит в результате воздействия атмосферы, если обработка воды не проводится правильно. Надлежащая, специфичная для конкретного места обработка воды устраняет все эти факторы ».

Недавние достижения означают, что доступны решения для очистки воды для подпиточной и оборотной воды. Например, одна система предварительной обработки использует емкостную технологию деионизации для снижения концентрации растворенных ионов, снижения электропроводности подпиточной воды перед ее использованием в системе испарительного охлаждения. Разработанный для повышения эффективности использования воды для оборудования испарительного охлаждения, он имеет встроенную панель управления.

Предварительная обработка сырой подпиточной воды может снизить концентрацию ионов на 50 процентов. Это позволяет безопасно удваивать циклы концентрации, уменьшая выброс. Предварительная обработка также обеспечивает экономию воды и уменьшает количество химикатов для обработки, необходимых для оборотной воды. Система включается автоматически, когда система управления башней запрашивает подпиточную воду.

Как автоматизация снизит стоимость эксплуатации градирни

Технические работы по замене подшипника

Обработка рециркуляционной воды также может быть улучшена, если качество воды на участке позволяет использовать нехимическую обработку. Например, некоторые системы используют импульсные электрические поля для решения трех проблем качества воды — жесткости, щелочности и роста микробов — типичных для систем с водяным охлаждением. С помощью этой технологии рециркулирующая вода из системы испарительного охлаждения проходит через импульсную камеру, где она подвергается воздействию переменных высокочастотных и низкочастотных электрических полей. Это воздействие влияет как на поверхностный заряд мелких взвешенных частиц, так и на свободно плавающие микроорганизмы, содержащиеся в охлаждающей воде. С такой системой, как единственным источником очистки воды, вся логистика и трудозатраты, связанные с химической обработкой, могут быть устранены.

Когда требуется химическая обработка, система твердо-химической обработки может обеспечить надежную альтернативу жидким химическим системам, одновременно упрощая химическую очистку воды. Благодаря использованию твердой химии снижается вероятность разливов жидкости и снижаются расходы на транспортировку, обработку и хранение химикатов. Эти системы могут помочь упростить установку и ввод в эксплуатацию, и они минимизируют площадь пола, необходимую в механическом помещении для очистки воды. Использование твердой химии также снижает риск перекармливания химических веществ. Жидкие химические вещества, такие как окисляющие биоциды и кислоты, могут ускорить коррозию в агрегате, если он «перекармливается».

Автоматизированное управление

Помимо управления системами очистки воды, система автоматизации здания (BAS — Building automation and control systems) может быть интегрирована с охлаждающей установкой для обеспечения преимуществ обслуживания.

При использовании многоэлементных градирен, работающих в условиях частичной нагрузки, одна или несколько ячеек в градирне работают, а другие остаются выключенными. Если порядок, в котором эти ячейки подключаются к сети, не изменяется, может возникнуть большое неравенство в часах времени работы между ячейками. BAS может быть запрограммирован на поворот ведущей и запаздывающей роли любого количества ячеек. Распределение времени работы между ячейками упрощает профилактическое обслуживание, такое как смазывание подшипников, проверка натяжения ремня и проверка изоляции двигателей.

Автономной функцией BAS является рециркуляция воды в башне через заданные интервалы. В преходящие сезоны градирни нередко не работают в течение нескольких дней. Это увеличивает риск роста микробов. Обычно предлагается, чтобы холостая градирня рециркулировала в течение примерно одного часа в день. Это подвергает жидкость внутри колонны используемой системе очистки воды.

Часто BAS включает в себя другие функции сбора данных и автоматизации, такие как измерение уровня воды, активация компонентов очистки подпиточной воды и мониторинг проводимости воды. Продувка системы охлаждения автоматизирована в соответствии с заданным значением проводимости. Вся эта информация может быть удаленно доступна владельцу или поставщику услуг для проведения технического обслуживания.

Поскольку требования к техническому обслуживанию системы с водяным охлаждением во многом определяются качеством и обработкой воды, использование меньшего количества воды по своей сути будет означать меньшее техническое обслуживание. Это, наряду с сохранением воды, является причиной, по которой некоторые производители начали предлагать гибридные решения для охлаждения.

Как автоматизация снизит стоимость эксплуатации градирни

Биологическая пленка на градине

Конструкция гибридной системы охлаждения

Если у вас есть оборудование, которое может обеспечить влажное и сухое охлаждение, одним из его преимуществ является минимизация образования накипи и сокращение времени работы распылительного насоса. Бассейн может быть осушен в течение зимы, когда работы в сухом режиме достаточно, чтобы обеспечить охлаждающую нагрузку. Эти гибридные системы остаются в режиме сухого охлаждения до тех пор, пока заданное значение температуры больше не будет достигнуто. В сухом режиме вода не используется. В результате устраняется паровой шлейф, а также расход воды и канализация.

В некоторых системах при работе в этом режиме технологическая жидкость поступает в одну из двух трубных пучков сухого охлаждения с замкнутым контуром. Эти катушки имеют высокую плотность ребер для лучшей теплопередачи, чем пучек с голыми трубками. Когда вентилятор включается, воздух направляется вверх через жалюзи и через змеевики. Когда воздух проходит через катушку, часть нагрузки рассеивается в атмосферу через стенки трубки и ребра за счет ощутимой теплопередачи. Теплая технологическая жидкость затем выходит из первого трубного пучка и поступает во второй, где оставшаяся нагрузка рассеивается за счет теплопередачи.

Когда заданное значение температуры больше не может быть достигнуто, устройство переключается в испарительный (мокрый) режим, в котором одновременно используется испарительное и сухое охлаждение для увеличения охлаждающей способности. Поскольку сухая катушка устройства рассеивает часть нагрузки до того, как жидкость системы достигает влажного змеевика, используется меньше воды, чем в обычной конструкции градирни.

Смягчение вибрации

Смягчение вибрации от движущихся частей градирни также является важной функцией технического обслуживания, которая помогает продлить срок службы оборудования. Источники вибрации могут включать в себя естественный резонанс, дисбаланс вращающихся компонентов, неисправные подшипники и смещение вращающихся компонентов.

Вместо того, чтобы просто изолировать градирню и компоненты от вибрации, надлежащий план технического обслуживания должен быть направлен на обнаружение вибрации, что позволит обслуживающему персоналу устранить основную проблему до возникновения повреждения. Если не контролировать, вибрация может сократить срок службы компонентов (подшипники, вентиляторы) или привести к катастрофическому отказу оборудования. Вибрация также может передаваться через конструкцию.

Для раннего обнаружения вибрации должны быть установлены выключатели, которые обесточивают двигатель вентилятора при недопустимых уровнях вибрации. Устройства мониторинга могут использоваться для измерения уровней вибрации и сообщения о тенденциях в BAS. Обычный эффективный метод заключается в использовании акселерометров общего назначения, закрепленных на двигателе вентилятора и подшипниках вала вентилятора.

В заключение, поскольку автоматизация распространяется во всех секторах индустрии отопления и охлаждения, большие градирни и охладители жидкости с замкнутым контуром не пропустили эту тенденцию. Благодаря усовершенствованиям, достигнутым в этих критически важных элементах оборудования, системы охлаждения стали еще более экономичными в управлении и эксплуатации.