Классификация

-испарительные

-поверхностные (радиаторные)

ИСПАРИТЕЛЬНЫЙ ТИП ОХЛАДИТЕЛЕЙ ОБОРОТНОГО ПРОМВОДОСНАБЖЕНИЯ

Испарительные охладители

По способу подвода к ним воздуха делятся на:

-открытые (водохранилища-охладители, брызгальные бассейны, гардирни) – движение воздуха происходит ветром и естественной конвекцией.

-башенные (башенные градирни) – движение воздуха за счет естественной тяги создаваемой высокой натяжной башней.

-вентиляторные (вентиляторные градирни) – принудительная подача воздуха с помощью нагнетательных или отсасывающих вентиляторов.

Водохранилища – охладители

По назначению, расположению и условием питания различают следующие группы:

А) регулирующие водохранилища на водотоках. Используются для охлаждения циркуляционной воды и для многолетнего регулирования стока.

Б) Водохранилища на водотоках без регулирования стока

В) Водохранилища на естественных озерах и прудах

Г) Наливные водохранилища вне водотока с подпиткой из ближайших рек

Проектирование основных сооружений водохранилища-охладителя

Проектирование дамб, водосбросов и каналов производят по нормам проектирования гидротехнических сооружений.

Место расположения водосбросных, водозаборных, струераспределительный и струенаправляющих сооружений выбирают исходя из условий получения необходимой площади активной зоны(w акт) , на основе технико-экономических расчетов.

Струенаправляющие и струераспределяющие сооружения выполняют в виде водосливов, мостов, труб, консольных водосбросов, фильтрующих дамб из каменной наброски.

Наиболее рациональным сооружением для забора воды из водохранилища глубиной более 4-5м – называется глубинный водозабор , обеспечивающий прием воды из придонных слоев. Его преимущества:

Достигается наиболее низкая температура забора воды.

Предотвращается или значительно сокращается захват биологических загрязнений

Резко уменьшается захват рыбы и мольков

Достигается наиболее рациональная продувка водохранилища

Обеспечивается бесперебойная подача воды потребителю при шуговых (ледяная крошка) явлениях без принятия мер по обогреву водозаборов.

Брызгальные бассейны

Основным элементом брызгального бассейна является брызгальное устройство – это система сопл, разбрызгивающих под напором подводимую к ним воду. При этом суммарная поверхность капель должна быть достаточной для охлаждения воды при ее испарении. Происходящий процесс достаточно сложен, что затрудняет разработку теоретических методов их теплового расчета. Для определения температуры охлажденной воды используют эмпирические зависимости.

Брызгальные устройства располагают над искусственным бассейном или над естественным водосливом. Иногда для дополнительного охлаждения над водохранилищем-охладителем при его ограниченных размерах. Применяется два основных типа сопл:

-центробежные - вода проходит по спирали, разбрызгивается под действием центробежной силы. Выполняются из ковкого чугуна или пластмассы.

-щелевые - из отрезков газовых труб на конце которых деляют прорези в виде щели, образующиеся зубцы отгибают к оси, чтобы получился конус с небольшим отверстием в вершине.

Конструкция сопла и величина напора воды пред ними определяют поверхность охлаждения водяного факела. При повышении напора она увеличивается из-за удлинения траектории полета капель, уменьшая их диаметр. Однако увеличение напора повышает затраты на электроэнергию и увеличивает унос капель ветром за пределы бассейна.

Сопла располагаются на высоте 1,2-1,5 м над уровнем воды по одному или группами по 3-5 шт на определенном расстоянии.

Распределительные трубопроводы присоединяют к коллектору.

Трубопроводы изготавливают из стали и прокладывают над или под уровнем воды. При прокладке под водой упрощается конструкция опор и устраняется опасность обледенения в зимнее время, но усложняется ремонт и наблюдение за ними.

Размеры и расположение брызгальных устройств определяется расходом охлаждаемой воды и плотностью орошения, то есь расходом воды на 1м2 площади брызгального устройства. Плотность орошения 0,8-1,3м/ч.

Для эффективного продувания ветром распределительные линии брызгальных устройств размещают параллельно направлению господствующих ветров. Расстояние между крайними соплами на одной линии менее до 45м.

Бассейн состоит не менее чем из двух секций, глубина воды порядка 1,5м, превышение бровки не менее 0,3м. Одежда откосов и дна бассейна должна предотвращать фильтрацию через них воды. При слабоводопроницаемых грунтах – облицовка из ж/б плит или слой асфальтобетона. При сильно водопроницаемых грунтах по подготовке из бетона укладывают слой гидроизоляции, сверху – бетонные или ж/б плиты. Вокруг бассейна – асфальтированная площадка шириной 3-5м, с уклоном в сторону от бассейна.

Градирни

Необходимая для охлаждения воды площадь ее соприкосновения создается на оросителях. Оросители бывают:

-капельный Такой ороситель состоит из большого числа деревянных реек треугольного или прямоугольного сечения расположенных ярусами. При падении капель с верхних реек на нижние образуется факел мелких брызг создающий большую поверхность воды с воздухом.

-пленочный состоит из щитов установленных вертикально или под небольшим углом. Вода стекает по поверхности щитов, образуя пленку 0,3-0,5мм. Щиты выполняют или из отдельных досок на некотором расстоянии друг от друга или сплошные из хорошо смачивающихся материалов. Для создания сплошной пленки ни нижней кромке щита делают треугольные вырезы (фестоны), которые сосредотачивают стекающую воду в струйки и растягивают пленку по поверхности щита. Предпочтительнее капельного, но на его изготовление идет больше материалов.

-комбинированные (или капельно-пленочные) при конструировании оросителя стремятся к улучшению сопротивления воздуха так как это увеличивает расход воздуха через градирню и ускоряет процесс охлаждения воды.

Иногда вместо оросителей применяют высоконапорные разбрызгивающие сопла, но они менее эффективны из-за меньшей площади контакта воды с воздухом.

В поперечноточном оросителе воздух проходит горизонтально поперек стекающих вниз пленок или падающих капель воды.

В противоточном – воздух движется вверх навстречу стекающей воды.

Распространены оросители из плоских или волнистых асбестоцементных листов с каркасом из сборного ж/б-на и пластмассовые оросители.

Во избежание обледенения оросителей зимой уменьшают поступление воздуха в градирню или обливают теплой водой участки оросителя вблизи воздухо-входных окон.

Виды градирен

Открытые градирни

Бывают двух типов:

Брызгальные. Небольшой брызгальный бассейн огражденный со всех сторон железобетонными решетками, которые препятствуют большому выносу брызг воды за пределы градирни. Разбрызгивающие сопла небольшой пропускной способности на высоте 4-5 м над уровнем воды в бассейне и направляются вниз. Плотность орошения: 1,5 – 3м/(ч*м2).

С капельным оросителем имеют оросители из деревянных брусков между жалюзийными стенками. Водораспределительное устройство состоит из системы труб с соплами. Плотность орошения 2-4м/(ч*м2).

Башенные градирни

Выполняют в виде вытяжных башен для создания естественной тяги за счет разности удельного веса наружного воздуха, поступающего в градирню и нагретого увлажненного воздуха, выходящего из градирни. При противоточных оросителях вытяжные башни сооружают над ними. Поперечноточные оросители расположены кольцом вокруг башни.

Площадь сечения должна быть не менее 30-40% от площади оросителя. Башни малых и средних по производительности градирен могут быть: цилиндрическими, формы усеченного конуса или формы усеченной многогранной пирамиды. Башни крупных градирен в виде оболочек гиперболической формы, которые наиболее рациональны по условиям устойчивости и внутренней аэродинамики. Применяют каркасно-обшивные и монолитные башни.

В каркасно-обшивных каркас выполняют из стальных элементов и сварки, а обшивку из деревянных щитов асбестоцементных волнистых листов или листового алюминия.

Обычно башни опираются на рамную конструкцию которую называют колоннадой, между стойками которой проходит воздух. Под оросителями градирни устраивают водосборный резервуар из монолитного ж/б с гидроизоляцией внутренней поверхности. Охлажденная вода подается по стоякам в водораспределительное устройство, размещаемого в центре градирни.

Вентиляторные градирни

Два основных типа:

Башенные – оборудованные вентиляторами большой производительности с использованием естественной тяги воздуха. В башенных градирнях вентиляторы устанавливают в горловине башни.

Секционные – из стандартных секций, обслуживаемых вентиляторами.

Для уменьшения уноса капель за пределы градирни применяют водоуловительные жалюзийные решетки. Воздух выходит с одной или двух сторон. Каждая секция оборудуется отсасывающим или нагнетательным вентилятором. Отсасывающие вентиляторы, устанавливаемые над оросителем, обеспечивают более равномерное распределение воздуха не обмерзает зимой так как находится в зоне теплого воздуха. Нагнетательные устанавливают на входном отверстии градирни у ее основания.

Вентиляторные градирни – удобно, но дорого.

Потери воды в охладителях

При охлаждении воды в испарительных охладителях часть ее теряется на испарение, величина потерь определяется по формуле в % от циркуляционного расхода:

k – коэффициент учитывающий долю теплоотдачи испарению в общем процессе теплоотдачи в охладителе (см табл)

Dt- перепад температур, градус

Кроме потерь на испарение часть воды уносится с воздухом в виде капель за пределы градирни, процесс называется– капельный унос.

Потери на унос в % от циркуляционного расхода составляют:

Брызгальные бассейны с пропускной способностью до 500м/ч: 2-3%,

Более 500м/ч: 1,5-2%;

Открытые и брызгальные градирни: 0,5-1,5%,

Башенные градирни: 0,5 – 1%,

Вентиляторные градирни при наличии водоуловителей 0,3-5%.

Выбор типа охладителя

Производится на основе технико-экономического уравнений различных типов, в них учитывают:

Показатели работы снабжаемого водой оборудования

Требования технологии промышленных предприятий к температуре охлаждающей воды

Гидрологические условия

Метеорологические условия

Геологические условия

Топографические условия

Качество и стоимость добавочной воды

Открытые градирни

Небольшие размеры, особенно при малых расходах воды

Применяют, когда не требуется постоянной температуры охлажденной воды

Низкий охладительный эффект

Башенные градирни

Обеспечивают более устойчивое охлаждение и более низкие температуры воды

Компактно размещаются на площадке промпредприятия

Могут применяться при различных расходах воды

Высокая строительная стоимость и сложность сооружения

(обычно применяются для крупных промышленных предприятий)

Вентиляторные градирни

Обеспечивают наиболее глубокое и стабильное охлаждение воды

В летнее время охлаждает до более низких температур чем другие охладители

Возможно регулирование температуры воды путем изменения частоты вращения или отключения отдельных вентиляторов

Имеют обычно меньшую строительную стоимость, компактно размещаются на площадке промпредприятия

Большой расход электроэнергии

Сложность эксплуатации механического и электрического оборудования

Увлажненный воздух из градирен распространяется низко над землей, образуя туман и вызывая обледенение окружающих строений

Целесообразно применение, когда технологические процессы предприятия не требуют низкой и стабильной температуры охлаждаемой воды, а также в районах с жарким и влажным климатом

Роль воды на предприятии

На предприятии вода расходуется на:

-технологические нужды. Используется как правило для вспомогательных целей и в состав продукции входит лишь на некоторых производствах в небольших количествах. В соответствии с ролью, выполняемой водой в системах производственного водоснабжения делятся на 4 категории:

1. вода для охлаждения оборудования и продукта в теплообменных аппаратах без соприкосновения с продуктом. Вода только нагревается и практически не загрязняется.

2. Как среда, поглощающая и транспортирующая примеси (без нагрева): обогащение полезных ископаемых, гидротранспортирование. Загрязняется механическими и растворенными примесями.

3. В качестве охладителя транспортной среды и поглотителя примесей: улавливание и очистка газа, гашение кокса и прочее. Вода нагревается и загрязняется.

4.Для растворения реагентов, получения пара. В основном входит в технологическом продукт и лишь часть загрязняется.

-хозяйственно-питьевые нужды;

-полив территории и зеленых насаждений;

-пожаротушение.

Требования к качеству воды

Хозяйственно-питьевая соответсвует СанПиН. Качество воды на пожаротушение не регламентируется.

Качество воды на производтсвенные нужды устанавливается в конкретном случае в зависимости от назначения воды, требования технологического процесса сырья, и применяемого оборудования готового продуктопроизводства. Главное при технологическом нормировании качества воды – условия применения воды в системах производственного водоснабжения, чтобы вода не нарушала технологического процесса и санитарно-технического состояния рабочих мест. В соответствии с этим выдвигаются следующие требования:

Должна быть безвредной для персонала

Должна иметь хорошие органолептические свойства

Не должна ухудшать качества продукции

Не должна вызывать коррозию аппаратуры, трубопроводов и сооружений

Не должна давать карбонатных и других солевых отложений

Не должна способствовать биологическим и другим видам обрастаний

Не должна снижать технико-экономические показатели производственного процесса

Не должна создавать аварийные ситуации

Требования могут быть различными в зависимости от вида производства!

Обезжелезивание воды

Железо в природе встречается в виде ионов 2+ и 3+ в виде компонентов и взвеси неорганического и органического происхождения.

В подземных водах при отсутствии растворенного кислорода находится в виде иона 2+, в поверхностных в виде коллоидов и высокодисперсных и гуматных органических компонентов. При рН до 4,5 железо находится чаще всего в виде ионов, при рН более 4,5: Fe 2+ -> Fe 3+ -> Fe(OH) 3 ¯.

Скорость окисления возрастает при наличии в воде катализаторов. Катализаторами могут быть:

Ионы Cu 2+ Mg 2+ PO4 3- ,

При контакте воды с оксидами марганца или уже образовавшимся Fe(OH)3

C повышением рН.

Методы обезжелезивания: реагентные и безреагентные. (Безраегентные – без участия кислорода воздуха).

Метод обезжелезивания выбирается технологическим анализом, пробного обезжелезивания и пробной установки непосредственно у источника.

По результатам опытного обезжелезивания с учетом опыта существующих выбирают метод который дает лучший эффект при наименьших затратах.

Безреагентные :

1.Упрощенной аэрации – разбрызгивание с определенной высоты обрабатываемой воды над обычным скорым фильтром или промежуточным резервуаром. Происходит окисление Fe 2+ с образованием Fe(OH)3. С применением безнапорных и напорных фильтров.

2. Метод интенсивного аэрирования – применяется если первый метод не дает необходимого эффекта. Способствует интенсивному удалению угольной кислоты. Применяются: установки с барботажем воздуха, брызгальные установки, вакуум-эжекционный аппарат.

3. Обезжелезивание в пласте – Виредокс. (см лекции) В зависимости от пород возможна кальватация (забивание пор породы) поверхности водоупора и не дает не обходимого расхода.

Реагентные:

1.Обработка сильными окислителями. Используется для разрушения комплексных соединений железа. Необходимо обеспечить определенное время контакта воды с окислителем. Используют контактные камеры

2.Подщелачивание (чаще с использованием извести – известкование) При введении щелочи возрастает рН (более 7) и железо удаляется быстрее. Окисление производится кислородом! Применяется для удаления из воды высококонцентрированных устойчивых форм железа, что достигается после разрушения железо-органических комплексов.

3.Метод фильтрования через модифицированную загрузку. Основан на том, что процесс окисления железа значительно ускоряется в присутствии оксидов марганца. Модифицированную загрузку получают из обычной (например, кварцевый песок) обработкой перманганатом калия. В результате образовавшаяся пленка является катализатором окисления железа.

4.Метод ионного обмена. Отличие от предыдущих в том, что основан не на окислении, а на замещении ионов. Используется для обезжелезивания и умягчения воды – кальциевый катионит Са[кат] 2 .

ОХЛАЖДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА. СИСТЕМА ОБОРОТНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ.

Классификация

Использование воды в охлаждении в промышленных целях по масштабам превосходит все остальные виды потребления. В оборотной системе водоснабжения промышленных предприятий более 80% всей циркулирующей воды нагревается и подлежит последующему охлаждению до исходной температуры перед последующим применением. Для этого используются охлаждающие устройства, которые охлаждают до температур отвечающим оптимальным технико-экономическим показателям работы.

Понижение температуры в охладителе происходит за счет передачи тепла воздуху. По способу передачи тепла охладители делятся на

-испарительные – охлаждают воду испарением при непосредственном контакте с воздухом, при этом испарение 1% воды снижает температуру на 6 градусов.

-поверхностные (радиаторные) – охлаждение происходит за счет передачи тепла воздуха через стенку трубок – радиаторов, внутри которых она проходит без контакта с воздухом.

Испарительные охлаждают и увлажняют, радиаторные только охлаждают!

Так как теплоемкость и влагоемкость воздуха не велика, то для охлаждения требуется интенсивный воздухообмен. Для снижения 40 градусов до 30 при температуре воздуха 25 градусов на 1м3 охлаждаемой воды к испарительному охладителю нужно подвести 1000м3 воздуха а к радиаторному 5000м3.

При оборотном водоснабжении промышленного объекта охлаждающее устройство (охладитель) должно обеспечить охлаждение циркуляционной воды до температур, отвечающих оптимальным технико-экономическим показателям работы объекта.

Понижение температуры воды в охладителях происходит за счет передачи ее тепла воздуху. По способу передачи тепла охладители, применяемые в системах оборотного водоснабжения, разделяются на испарительные и поверхностные (радиаторные).

В испарительных охладителях охлаждение воды происходит в результате ее испарения при непосредственном контакте с воздухом (испарение 1 % воды снижает ее температуру на 6°). В радиаторных охладителях охлаждаемая вода не имеет непосредственного контакта с воздухом. Вода проходит внутри трубок радиаторов, через стенки которых происходит передача ее тепла воздуху.

Так как теплоемкость и влагоемкость воздуха относительно невелики, для охлаждения воды требуется интенсивный воздухообмен. Например, для понижения температуры воды с 40 до 30° С при температуре воздуха 25° С на 1 м3 охлаждаемой воды к испарительному охладителю должно быть подведено около 1000 м3 воздуха, а к радиаторному охладителю, в котором воздух только нагревается, но не увлажняется,- около 5000 м3 воздуха.

Испарительные охладители по способу подвода к ним воздуха разделяются на открытые, башенные и вентиляторные. К открытым охладителям относятся водохранилища-охладители (или пруды-охладители), брызгальные бассейны, открытые градирни.

В них движение воздуха относительно поверхности охлаждаемой воды обусловливается ветром и естественной конвекцией. В башенных охладителях - башенных 1радирнях - движение воздуха вызывается естественной тягой, создаваемой высокой вытяжной башней.

В вентиляторных охладителях - вентиляторных градирнях - осуществляется принудительная подача воздуха с помощью нагнетательных или отсасывающих вентиляторов.

Радиаторные охладители, которые называют также «сухими градирнями», по способу подвода к ним воздуха могут быть башенными или вентиляторными.

Для охлаждения циркуляционной воды до достаточно низких температур требуется большая площадь контакта ее с воздухом - порядка 30 м2 на 1 м3/ч охлаждаемой воды. Соответственно этой рекомендации следует принимать площадь зеркала воды водохранилищ-охладителей.

В градирнях необходимая площадь контакта создается путем распределения воды над оросительными устройствами, по которым она стекает под действием силы тяжести в виде тонких пленок или капель, разбивающихся при попадании на рейки на мельчайшие брызги.

В брызгальных бассейнах для создания необходимой площади контакта с воздухом вода разбрызгивается специальными соплами на мельчайшие капли, суммарная поверхность которых должна быть достаточной для испарительного охлаждения.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

Установки охлаждения оборотной воды (УООВ)

НАЗНАЧЕНИЕ

Установка охлаждения оборотной воды (далее именуемая «УООВ») предназначена для охлаждения технологической воды в системах оборотного водоснабжения энергопотребляющего оборудования (теплообменные аппараты компрессорных установок, конденсаторы холодильных машин, кондиционеры, термопласт-автоматы, станки, поточные линии, технологическое оборудование в промышленности, радиоэлектронное оборудование и т. п.).

N и Q – поток энергии и теплоты от внешних источников;

Q1 – поток теплоты, переданный воде при осуществлении рабочего процесса;

Q2 – поток теплоты, рассеянный в атмосфере при охлаждении воды в градирне УООВ.

Рабочие процессы в энергопотребляющем оборудовании, как правило, требуют отведения и рассеяния в окружающей среде тепловых потоков (рис.1). Сначала через теплообменные аппараты и охлаждаемые узлы оборудования пропускают наиболее эффективный промежуточный теплоноситель – воду. Вода в них нагревается. Для того, чтобы многократно использовать одну и ту же воду в замкнутом контуре оборотного водоснабжения, ее необходимо охладить. Имеется только один способ это сделать – рассеять тепловой поток в атмосферном воздухе. Применение УООВ позволяет не только решить данную задачу, но и значительно снизить энергозатраты и потребление сетевой воды.

2. УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ

2.1 Климатическое исполнение У1 по ГОСТ 15150-69:

предельные рабочие температуры воздуха от +45 до -50°С; относительная влажность воздуха в наиболее теплый и влажный период 80% при 20°С в течение шести месяцев; содержание пыли в воздухе не более 0,01 г/м3; присутствие в воздухе липких и волокнистых веществ не допускается; тип атмосферы II - промышленная (содержание сернистого газа от 20 до 250 мг/м2сут., или 0,025 до 0,31 мг/м3; хлориды менее 0,3 мг/м2сут.).

2.2 Загрязнение охлаждаемой воды должно находиться в пределах обычных величин, характерных для технической воды оборотных циклов, показатель рН = 6…8.

2.3 Максимальная температура подаваемой на охлаждение воды непосредственно в УООВ: + 500С. Для охлаждения воды с температурой выше 500С необходимо согласование с предприятием-изготовителем. Предельная минимальная температура воды на выходе из УООВ: + 210С.

Примечание: Использование УООВ для охлаждения сильно загрязненных (в том числе маслами), подкисленных и щелочных вод должно быть согласовано с предприятием-изготовителем.

3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

3.1 Основные параметры приведены в табл.1.

3.2 Питание электродвигателей вентиляторов - от трехфазной сети напряжением 380 В, частотой 50 Гц. Электродвигатели имеют климатическое исполнение У2 и степень защиты IP54 по ГОСТ 14254-96. УООВ комплектуются односкоростными и многоскоростными электродвигателями вентиляторов. Перечень штатных электродвигателей приведен в табл. 2.

3.3 Тип вентиляторов - осевые серии ВО 06-300.

3.4 Установка может иметь моноблочную или раздельную сборку.

3.5 Блок-охладитель установки может быть изготовлен из нержавеющей стали.

Таблица 1

Основные показатели	Модель установки охлаждения оборотной воды
Расход охлаждаемой воды, м3/час
Тепловой поток,* кВт
Номинальное охлаждение воды,0С Одноконтурное/двухконтурное
Количество форсунок, шт.
Количество вентиляторов, шт.
Диаметр рабочего колеса, мм
Частота вращения, об/мин
Установленная мощность электродвигателя, кВт
Расход воздуха, тыс. м3/час
Масса, кг
Габаритные размеры корпуса градирни, мм								2130х 2018х 3370	2227х 2938х 3367
Уровень звукового давления на расстоянии 10м, дБ(А)

* при температуре смоченного термометра 190С, относительной влажности 60% и охлаждении воды на 100С; пересчет на другие условия осуществляется по запросу.

Выбор УООВ и других элементов системы должен быть увязан в проекте с объектом охлаждения. В проекте также должны быть предусмотрены мероприятия по переводу системы на условия зимней эксплуатации. Если объект охлаждения относится к объектам высокой степени ответственности или особых условий эксплуатации, то в проекте должны быть предусмотрены резервные УООВ и разработаны специальные мероприятия по поддержанию работоспособности системы в зимний период.

Ответственность за обеспечение работоспособности УООВ в зимних условиях несет заказчик.

Таблица 2

Модель установки	Марки электродвигателя, мощность, кВт/частота вращения, об/мин
Односкоростной электродвигатель	Многоскоростной электродвигатель
	АИР63А4 0,25/1500
	АИР80В6 1,1/1000	1,25/970 1,0/710
	АИР80В4 1,5/1000	1,7/1420 1,0/710
	АИР100L6 2.2/1000	1,8/960 1,32/710
		3,0/1430 1,2/940 0,71/700

наряду с указанными электродвигателями могут быть использованы электродвигатели иных моделей с соответствующими значениями мощности и частоты вращения, а также электродвигатели с частотным регулированием частоты вращения.

4. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ

Установка охлаждения оборотного водоснабжения (УООВ) представляет собой систему, состоящую из следующих основных блоков:

блок-охладитель (градирня), насосная группа, шкаф управления УООВ, емкость для оборотной воды, водяной фильтр с возможностью промывки фильтрующих элементов (дополнительная опция), устройства нехимической водоподготовки (дополнительная опция).

Градирни имеют прямоугольную форму с нижним боковым расположением вентиляторов.

Градирни моделей УООВ-4 … УООВ-16 состоят из неразъемного корпуса, вентилятора с электроприводом, бака для слива охлажденной воды, расположенного в нижней части корпуса, оросителя, каплеуловителя, водораспределительного коллектора с форсунками, входного и выходного (сливного) водяных патрубков.

Градирни моделей УООВ-24 … УООВ-350 являются составными и состоят из блока и бака, а в остальном комплектуются так же, как градирни моделей УООВ-4 … УООВ-16.

В градирне модели УООВ-350 вентиляторы крепятся на собственной раме и соединяются с диффузорами посредством гибкой вставки.

На всех моделях в баке над окнами диффузоров установлен наклонный козырек с отгибом вверх и гидравлическими уклонами от середины к боковым стенкам. Козырек служит для защиты оконных проемов от брызг и намерзания влаги в зимнее время на стенках проемов. В стандартном исполнении корпус градирни выполнен из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т. Трубчатый коллектор, несущая рама, вентиляторы с диффузорами могут быть изготовлены в двух вариантах: как из нержавеющей стали, так и из углеродистой стали с покраской.

Ороситель и каплеотделитель представляют собой пакеты гофрированных листов ПВХ толщиной 0,3 - 0,4 мм. Листы имеют косую гофру. Смежные листы уложены с встречным направлением гофры. В градирнях моделей УООВ-4 … УООВ-16 блок оросителя высотой 400 мм набирается из пакетов высотой 200 мм. В градирнях моделей УООВ–24 и УООВ-32 ороситель высотой 540 мм набирается из пакетов такой же высоты. В градирнях моделей УООВ-50…УООВ-350 ороситель высотой 940 мм набирается из пакетов высотой 400 и 540 мм.

Пакет каплеуловителя имеет толщину (в направлении потока воздуха) не менее 75 мм, ширина пакета 140 мм.

Пакеты оросителя укладываются на решетку внутри градирни над баком в один или в два слоя. Пакеты каплеуловителя укладываются на решетку, приваренную к водораспределительному коллектору между трубами коллектора и стенками корпуса. В моделях УООВ-50 … УООВ-350 укладываются два слоя каплеуловителя во взаимоперпендикулярных направлениях.

Охлаждаемая вода подается под давлением через входной патрубок в водораспределительный коллектор и распыляется цельнофакельными форсунками с углом распыла 120° на верхний торец пакета оросителя. Пройдя по каналам оросителя в виде пленки, вода струями стекает в бак. Воздух из окружающей среды подается вентилятором непосредственно в пространство под оросителем, проходит по каналам оросителя навстречу водяной пленке и через каплеуловитель покидает градирню.

Испарительное охлаждение воды происходит, главным образом, в каналах оросителя при противотоке воздуха и водяной пленки. Дополнительное охлаждение имеет место в баке и в пространстве между верхним срезом оросителя и форсунками. В жаркое время года при относительной влажности 50-60% минимальная температура охлажденной воды после градирни выше температуры “мокрого” термометра на 4-5°С. Для предотвращения значительного капельного уноса воды служит эффективный каплеуловитель. Затраты воды на испарение вместе с потерями через каплеуловитель (самые мелкие капли) составляет около 1% от расхода воды. Повышение относительной влажности воздуха против обычно нормируемых 50-60% сближает температуры воздуха по сухому и смоченному термометрам. При фиксированном расходе воздуха на 1 м3 воды это уменьшает долю испарительного охлаждения и повышает температурный уровень процесса в системе охлаждения относительно температуры окружающей среды.

Давление воды перед форсунками должно быть предусмотрено проектом системы водоснабжения. Количество форсунок в каждой модели указано в таблице 1.

Вентиляторы градирен могут быть укомплектованы двух - и трехскоростными электродвигателями (опция). В таблице 2 приведены марки одно-, двух - и трехскоростных электродвигателей для всех моделей градирен.

5. МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ

5.1. При эксплуатации УООВ необходимо соблюдать правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП) и межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок (ПОТ РМ-016-2001).

5.3. Работы по обслуживанию УООВ должен проводить специально подготовленный персонал.

5.4. Запрещается проводить работы по обслуживанию УООВ без снятия напряжения с электродвигателей.

6. УКАЗАНИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ, МОНТАЖУ И РЕМОНТУ

6.1 Для обеспечения нормальной эксплуатации установок охлаждения на предприятии должна быть разработана соответствующая инструкция для обслуживающего персонала. Периодические осмотры установок рекомендуется производить не реже, чем один раз в месяц.

6.2 Для размещения установки при раздельном монтаже под блок-охладитель предусматривается металлический каркас, исходя из размеров блока-охладителя.

6.3 При размещении установок на площадке учитывают характер застройки окружающей территории, а также направление господствующих ветров зимой и летом.

6.4 В целях уменьшения диаметров и протяженности трубопроводов, установки располагают с максимальным приближением к потребителям воды.

6.5 Текущие ремонты установок необходимо проводить по мере необходимости, но не реже одного раза в год, по возможности, в летний период. В объем текущих ремонтов входят работы, не требующие остановки УООВ на длительный срок, а именно очистка и ремонт водораспределительного устройства, трубопровода, канализации, сопел, каплеуловителя и оросителя. При капитальном ремонте выполняются все виды работ, требующие длительного отключения установки: устранение повреждений оросителя, ремонт либо замена вентиляторной или насосной группы и т. п.

6.6 При длительном нахождении установки в нерабочем состоянии необходимо перед пуском проверить сопротивление изоляции. Если его величина менее 0,5 МОм, следует просушить электродвигатели током короткого замыкания при пониженном напряжении или наружным обогревом. Температура сушки не должна превышать 1000С.

6.7 Не рекомендуется регулировать работу УООВ при положительных температурах воздуха периодическим отключением нагнетающих вентиляторов. Подаваемая форсунками вода эжектирует воздух и выталкивает его через вентиляторные окна. При высокой гидравлической нагрузке, характерной для градирен УООВ (20-30 м3/ч/м2), электродвигатели вентиляторов могут быть подвергнуты в этом случае воздействию водяных струй, тогда как их защита IP54 – защита от водяных брызг со всех сторон. Проникновение внутрь корпуса или клеммной коробки капельной влаги приведет к выходу двигателя из строя. Кроме того, длительное пребывание неработающего двигателя в потоке насыщенного влажного воздуха создает эффект «насасывания» влаги, т. е. диффузии водяного пара внутрь корпуса через зазоры вокруг вала. При накоплении внутри некоторой «критической» массы влаги может наступить пробой изоляции.

6.8 При установке УООВ внутри помещений необходимо соблюдать следующие требования. Забор воздуха из помещения с одновременным выбросом его в помещение недопустим, т. к. на выходе из градирни влажность воздуха близка к 100%. Через короткое время работы градирня перестанет охлаждать воду, а ограждения помещения станут влажными. Нельзя забирать воздух из помещения и выбрасывать его за пределы помещения, поскольку через ворота, окна, из других помещений воздух будет затекать в том же количестве. Зимой это будет холодный воздух, на подогрев которого придется тратить энергию. При установке градирни в помещении потребуется теплоизолированный воздуховод для подачи воздуха с улицы и такой же воздуховод для вывода его на улицу. Для компенсации связанных с этим потерь давления может потребоваться дополнительный вентилятор.

7. ЭКСПЛУАТАЦИЯ УООВ В ЗИМНЕЕ ВРЕМЯ

В зимнее время крайне опасно обмерзание оросителя, т. к. это может привести к его деформации и обрушению. Обмерзание начинается обычно при температуре наружного воздуха ниже –10°С и происходит в местах, где подаваемый в установку холодный воздух соприкасается с относительно небольшим количеством теплой воды (в местах с пониженной плотностью орошения).

Поэтому в зимний период не следует допускать колебаний тепловой и гидравлической нагрузок, необходимо обеспечивать равномерное распределение охлаждаемой воды по площади оросителя и не следует допускать понижения плотности орошения на отдельных участках. В связи с относительно большими скоростями входящего воздуха плотность орошения в вентиляторных градирнях УООВ в зимнее время целесообразно поддерживать не менее 10 м3/м2час.

Для предупреждения большого обмерзания градирен необходимо уменьшать поступление в градирню холодного воздуха. Чем ниже температура входящего воздуха или меньше тепловая нагрузка на градирню, тем меньше должен быть расход воздуха. Критерием для определения необходимого расхода воздуха может служить температура охлажденной воды. Если расход поступающего воздуха регулировать таким образом, чтобы температура охлажденной воды в градирне была не ниже 12°С … 15°С, то обледенение градирен УООВ обычно бывает невелико и не выходит за пределы допустимого.

Для уменьшения подачи холодного воздуха в градирню можно установить на входных патрубках вентиляторов дросселирующие устройства (диафрагмы, дисковые щиты и т. д.). При наличии нескольких вентиляторов на одной градирне дросселирующие устройства должны быть одинаковыми на всех вентиляторах. Того же эффекта можно добиться, перекрывая равномерно сечение верхнего среза градирни. Перекрытие окон вентиляторов или верхнего среза градирни можно поставить в зависимость от температуры воды на выходе из градирни.

Для водооборотных систем, использующих несколько градирен, в зимнее время можно отключать часть из них, перебрасывая воду на оставленные в работе. Это помогает уменьшить обледенение градирен. Отключение градирни должно быть полным и протекать в следующей последовательности: отключается вода, после чего отключаются вентиляторы. Коллектор с форсунками должны быть продуты сжатым воздухом, вентиляторы с электродвигателями демонтированы, верхний срез градирни закрыт щитами.

Нагнетательные вентиляторы подвержены обмерзанию. Это может быть вызвано рециркуляцией уходящего из градирни воздуха, содержащего мелкие капли воды (унос) и пар, который конденсируется при смешении с холодным наружным воздухом. Неравномерное образование льда на лопастях может привести к разбалансировке и вибрации вентилятора.

Нельзя регулировать работу в зимнем режиме периодическим отключением нагнетающих вентиляторов, т. к. при отсутствии избыточного давления в градирне подаваемая вода эжектирует воздух и выталкивает его через вентиляторные окна. При этом воздух выносит мелкие капли воды, которые замерзают на лопастях и обечайках вентиляторов. Кроме того, отключение вентиляторов способствует насасыванию влаги в электродвигатель.

Устройство обогревающего трубопровода (шланга) по периметру обечайки вентилятора с подачей в него части нагретой воды помогает предотвратить обмерзание обечайки работающего вентилятора при рециркуляции воздуха и в отдельных случаях обмерзание вентиляторов при их отключении. Возможен обогрев обечайки и с помощью гибкого электрического обогревателя мощностью не более 1 кВт.

8. ГАРАНТИЯ

7.1 Предприятие-изготовитель гарантирует надежную и бесперебойную работу УООВ при условии соблюдения правил транспортировки, монтажа и эксплуатации.

7.2 Срок гарантии 24 месяца со дня ввода УООВ в эксплуатацию.

7.3 В случае выхода УООВ из строя в период гарантийного срока предприятие-изготовитель принимает претензии только при получении от заказчика акта с технически обоснованными указаниями характера неисправностей. В акте обязательна информация о датах поставки, монтажа, пуска в эксплуатацию, условиях хранения УООВ до монтажа (на открытом воздухе, под навесом, на складе), о температуре и качестве воды, поступающей на охлаждение, ссылка на проект системы оборотного водоснабжения с указанием проектной организации.

В случае выхода УООВ из строя в зимний период необходимо перечислить мероприятия, которые были предприняты для предотвращения обледенения градирни УООВ, расход и температуру воды на входе и выходе.

В системах оборотного водоснабжения происходит повторное (многократное) использование части воды. При этом техническая вода нагревается. Перед повторным использованием температура воды должна быть снижена в соответствии с требованиями техно­логии. Снижение температуры технической воды достигается в спе­циальных охлаждающих устройствах (охладителях).

По способу отвода теплоты охладители подразделяются на испарительные и поверхностные (радиаторные). В испарительном охладителе отвод теплоты достигается в результате испа­рения при непосредственном контакте с воздухом, в поверхностном - вода движется в трубках, омываемых с внешней стороны воздухом.

Выбор типа охладителя производится на основе технико-эконо­мического сравнения по минимуму приведенных затрат с учетом, показателей работы всей заводской системы технического водо­снабжения. При сопоставлении вариантов учитываются гидрологи­ческие и метеорологические условия применительно к району строи­тельства системы водоснабжения.

Испарительные охладители могут быть представлены: прудами-охладителями (водохранилища-охладители), брызгальными бассей­нами и градирнями башенного или вентиляторного типов.

Пруды и водохранилища-охладители обладают рядом несомнен­ных достоинств. Они обеспечивают более низкие температуры охлаждения воды в течение года; являются регуляторами поверх­ностного стока; просты в эксплуатации и могут обеспечить водой оборотное водоснабжение любого крупного завода. Однако созда­ние водохранилищ-охладителей сопряжено со значительными капи­тальными затратами как на основное сооружение, так и на строи­тельство очистных сооружений.

Брызгальные бассейны требуют сравнительно небольших капиталовложений и применяются при небольших расходах техниче­ской воды (до 300м 3 /ч). Обладают плохой охлаждающей способ­ностью и допускают большие потери воды.

Башенные градирни используются в системах оборотного водо­снабжения с расходами воды до 100-10 3 м 3 /ч. Благодаря организо­ванному движению воздуха обеспечивается устойчивое охлаждение и более низкая температура воды, чем в брызгальном бассейне. К недостаткам нужно отнести высокие капитальные затраты.

Вентиляторные градирни обеспечивают наиболее глубокое и ста­бильное охлаждение технической воды. Затраты на строительство оказываются меньше, чем у башенных. Большой расход электро­энергии и возможность образования туманов и обледенения суще­ственно влияют на выбор варианта водоснабжения с вентиляторными градирнями. Их применение оказывается экономически обоснованным, когда требуется низкая и стабильная температура охлаждаемой воды (холодильные и компрессорные станции, произ­водственные технологии в районах с жарким климатом).

Некоторые характеристики испарительных охладителей приве­дены в табл. 2.7.

Табл. 2.7. Характеристика испарительных охладителей

Применение радиаторных охладителей позволяет сократить до минимума потери воды в системе оборотного водоснабжения. Вода в «сухих» градирнях не засоряется пылью окружающего воздуха и солями (минерализация воды), как это имеет место в градирнях «мокрого» типа. «Сухие» градирни имеют больший объем по сравне­нию с «мокрыми», так как интенсивность теплообмена в них ниже. Их применение может быть оправдано невозможностью восполне­ния потерь воды в системах охлаждения.

Охлаждение воды в испарительных охладителях всегда сопро­вождается ее потерями вследствие испарения (снижение темпера­туры воды на 6 °С в системах испарительного охлаждения сопряжено с потерями воды до 1 %). Потери воды подсчитываются по формуле

DV = DV исп + DV ун

где DV исп - доля испарившейся воды, DV ун - доля уноса с воз­духом за пределы охладителя от циркуляционного расхода (табл. 2.8).

Табл. Величина уноса воды DV ун

Значение DV исп определяется по формуле

DV исп = kDT,

где k - коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи испарением от общего коэффициента теплоотдачи (испарение и конвекция), % (табл. 2.9); DT - абсолютная величина перепада температур, °С.

Табл. 2.9. Значение коэффициента k

В результате испарения в охладителе части воды повышается концентрация минеральных солей, растворенных в оборотной воде. При этом соли временной жесткости MgCO 3 и СаСО 3 (главным образом СаСО 3) выпадают на поверхности устройства, что ухуд­шает его эксплуатационные показатели и резко снижает коэффи­циент теплопередачи. Для предотвращения этого явления произво­дится непрерывная продувка системы оборотного водоснабжения, т. е. удаление из нее части циркулирующей воды и восполнение свежей водой из природного источника водоснабжения. Продувку осуществляют водой из глубинных слоев охладителя. Тогда урав­нение солевого баланса имеет вид

С д (DV исп + DV ун + DV прод) = С ц (DV ун + DV прод), (2.3)

где С д, С ц - концентрация солей жесткости в добавочной и цирку­лирующей воде соответственно, мг-экв/л; DV исп, DV ун - потери воды с испарением и уносом, %; DV прод - объемная доля удаляе­мой воды по отношению к циркулирующей, %.

Если принять для циркуляционной системы С ц на уровне макси­мально допустимой (СНиП II - 31-74), то выражение (2.3) можно переписать в виде

С д (DV исп + DV ун + DV прод) = С у max (DV ун + DV прод),---------

Из равенства (2.4) находят значение DV прод, выраженное в про­центах. Однако нужно помнить, что регулирование солевого балан­са системы оборотного водоснабжения путем непрерывной продувки эффективно лишь в случае, когда С д <<С ц ma х. Во всех остальных ситуациях применяют способы снижения жесткости воды путем реагентной обработки, табл.2.10.

Табл. Способы реагентного умягчения технической воды

Наряду с выпадением солей жесткости в системах оборотного водоснабжения могут откладываться продукты кислородной кор­розии, механические взвеси, биологические организмы, содержа­щиеся в природной воде. Для борьбы с биологическим обрастанием применяют обработку циркуляционной воды хлором. Хлорирование ведется периодически по 30 мин с интервалами в З...12ч дозами 1,5...7,5 мг/л (в зависимости от качества воды). При обрастании системы водорослями воду обрабатывают медным купоросом 2...3 раза в месяц по 1...2 ч дозами 4...6 мг/л. При бактериальном обрастании наряду с обработкой медным купоросом делают хлори­рование воды дозами 2 мг/л при продолжительности хлорирования 30...40 мин.

ОХЛАЖДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА СИСТЕМ ОБОРОТНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

При оборотном водоснабжении промышленного объекта охлаждающее устройство (охладитель) должно обеспечить охлаждение циркуляционной воды до температур, отвечающих оптимальным технико-экономическим показателям работы объекта.

Понижение температуры воды в охладителях происходит за счет передачи ее тепла воздуху. По способу передачи тепла охладители, применяемые в системах оборотного водоснабжения, разделяются на испарительные и поверхностные (радиаторные). В испарительных охладителях охлаждение воды происходит в результате ее испарения при непосредственном контакте с воздухом (испарение 1 % воды снижает ее температуру на 6°). В радиаторных охладителях охлаждаемая вода не имеет непосредственного контакта с воздухом. Вода проходит внутри трубок радиаторов, через стенки которых происходит передача ее тепла воздуху.

Так как теплоемкость и влагоемкость воздуха относительно невелики, для охлаждения воды требуется интенсивный воздухообмен. Например, для понижения температуры воды с 40 до 30° С при температуре воздуха 25° С на 1 м3 охлаждаемой воды к испарительному охладителю должно быть подведено около 1000 м3 воздуха, а к радиаторному охладителю, в котором воздух только нагревается, но не увлажняется,- около 5000 м3 воздуха.

Испарительные охладители по способу подвода к ним воздуха разделяются на открытые, башенные и вентиляторные. К открытым охладителям относятся водохранилища-охладители (или пруды-охладители), брызгальные бассейны, открытые градирни. В них движение воздуха относительно поверхности охлаждаемой воды обусловливается ветром и естественной конвекцией. В башенных охладителях - башенных 1радирнях - движение воздуха вызывается естественной тягой, создаваемой высокой вытяжной башней. В вентиляторных охладителях - вентиляторных градирнях - осуществляется принудительная подача воздуха с помощью нагнетательных или отсасывающих вентиляторов.

Радиаторны-е охладители, которые называют также «сухими градирнями», по способу подвода к ним воздуха могут быть башенными или вентиляторными.

Для охлаждения циркуляционной воды до достаточно низких температур требуется большая площадь контакта ее с воздухом - порядка 30 м2 на 1 м3/ч охлаждаемой воды. Соответственно этой рекомендации следует принимать площадь зеркала воды водохранилищ-охладителей. В градирнях необходимая площадь контакта создается путем распределения воды над оросительными устройствами, по которым она стекает под действием силы тяжести в виде тонких пленок или капель, разбивающихся при попадании на рейки на мельчайшие брызги. В брызгальных бассейнах для создания необходимой площади контакта с воздухом вода разбрызгивается специальными соплами на мельчайшие капли, суммарная поверхность которых должна быть достаточной для испарительного охлаждения.

§ 149. Водохранилища-охладители По назначению, расположению и условиям питания водохранилища-охладители разделяются на следующие группы: регулирующие водохранилища на водотоках, используемые не только для охлаждения циркуляционной воды, но и для сезонного или многолетнего регулирования стока; водохранилища-охладители на водотоках без регулирования стока, сооружаемые лишь для создания поверхности, достаточной для охлаждения циркуляционной воды; водохранилища-охладители на естественных озерах и прудах; наливные водохранилища, сооружаемые вне водотока, с подпиткой из ближайших рек. Схемы циркуляции воды в водохранилищах-охладителях. Свободная поверхность водохранилища-охладителя не вся одинаково эффективно участвует в отдаче тепла, поступающего с нагретой циркуляционной водой. Количество тепла, отводимого с единицы площади того или иного участка поверхности водохранилища, зависит от температуры воды на этом участке. Поэтому при термическом расчете водохранилища-охладителя необходимо представить картину распределения температур по его поверхности; следовательно, необходимо составить схему распределения потока теплой воды от точки ее сброса до места ее приема. Схема циркуляции в водохранилище-охладителе определяется его формой, взаимным расположением водосбросных и водоприемных сооружений, а также струераспределительными и струенаправляющими сооружениями. При проектировании для современных мощных электростанций крупных водохранилищ-охладителей с глубинами, достигающими десятков метров, и с объемами воды в сотни миллионов кубических метров следует учитывать, что хроме градиентных течений, вызываемых сбросом циркуляционного расхода и поступлением речной воды, в водохранилищах имеют место также ветровые, плотностные и компенсационные течения. Ветровые течения приводят к сгону воды от подветренной стороны водоема и к нагону ее у наветренной стороны. Возникающий при этом горизонтальный градиент давления, направленный в сторону, противоположную ветру, вызывает один из видов глубинных компенсационных течений. Известно, что вода имеет максимальную плотность при температуре 4° С, а при нагревании ее плотность уменьшается. Передача тепла в водную толщу за счет молекулярной диффузии и теплопроводности весьма слаба. Поэтому при прогреве верхних слоев воды возникает температурная стратификация: температура воды на поверхности оказывается выше, чем в глубинных слоях, и эта разница достигает иногда 10° С и более. При выпуске теплой воды на поверхность водохранилища может возникнуть устойчивая разница температур воды в верхних ч нижних слоях и произойти расслоение потоков, имеющих различною плотность. В этом случае возникают верхнее теплое и глубинное холодное течения, которые могут быть разнонаправленными. Такие течения называются плотностными. При сбросе нагретой воды в водохранилище у сбросных сооружений часто наблюдается понижение температуры воды на,несколько градусов. Это объясняется тем, что нагретая вода, если она выходит в водохранилище со значительными скоростями, эжектирует массы холодной воды из придонных слоев и вовлекает их в циркуляционный поток. Этот смешанный поток, имея меньшую плотность, чем придонные слои, выходит на поверхность, а по направлению к сбросным сооружениям возникает глубинный ток холодной воды, являющийся вторым видом компенсационных течений. Вследствие отсутствия методов, позволяющих установить расчетным путем действительную сложную картину распределения течений и температур воды по поверхности и глубине водохранилища-охладителя, при решении практических инженерных задач приходится принимать весьма упрощенную схему течений. Приближенный метод построения плана течений в водохранилище-охладителе был впервые предложен в 1933 г. инж. Н. М. Вернадским. Пользуясь этим методом, разработанным на базе теории турбулентного потока, можно с учетом сил трения по дну и сил касательных напряжений между соседними струями построить план транзитного потока (от места сброса воды до водоприемных сооружений), водоворотов, вызванных транзитным потоком, и застойных зон. var begun_auto_pad = 54169719; var begun_block_id = 112320391; begun Дать объявление ICQ 7.0 - скачай сейчас! Теперь еще легче, быстрее и надежнее Всегда онлайн. Без сбоев! icq.­rambler.­ru Житомир Всегда быть в курсе событий? Только актуальные новости из мира политики. Подробнее. www.­gzt.­ru Новости на GZT.RU: Все главные новости дня, обзор происшествий, мнения экспертов. gzt.­ru Последние события Актуальные новости. Описание происшествий. Мнения экспертов на BFM. RU www.­bfm.­ru

Все объявления

Считается, что с поверхности водоворотов теплоотдача происходит с меньшей интенсивностью, чем с поверхности транзитного потока. Площадь действительной поверхности водохранилища заменяется, согласно предложению Н. М. Вернадского, «площадью активной зоны», которая учитывает теплоотдачу транзитного потока и смежных с ним водоворотов. Отношение площади активной зоны к площади действительной поверхности водохранилища называется коэффициентом использования площади водохранилища: /С=о)акт/о)в. Этот коэффициент в зависимости от формы водохранилища, схемы расположения водосбросных и водоприемных сооружений и условий растекания циркуляционного потока может иметь значения от 0,5 до 0,95.

Более надежные данные для проектирования, в частности значения коэффициента использования площади водохранилища-охладителя, могут быть получены по результатам гидротермического моделирования на крупномасштабной модели водохранилища, которое проводится по методике, разработанной ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева в 1971 г.

Чтобы распределить транзитный поток циркуляционной воды по возможно большей части поверхности водохранилища и создать площадь активной зоны, достаточную для охлаждения расчетного расхода, нагретую на промышленном предприятии воду сбрасывают на значительном расстоянии от водоприемных сооружений, а также применяют струенаправляющие и струераспределительные сооружения.

Исследованиями последних лет установлено, что в больших и глубоких водохранилищах-охладителях, которые сооружаются, например, для современных мощных теплоэлектростанций, возможно создание объемной циркуляции воды. Для этого необходимо организовать прием воды только из глубинных слоев водохранилища, а нагретую воду сбрасывать на поверхность водохранилища с малыми скоростями. Тогда можно располагать сбросные сооружения вблизи водоприемных и даже совмещать их в одном сооружении. При этом нагретая вода, имеющая меньшую плотность, чем холодная, растекается по поверхности водохранилища и, охлаждаясь, переходит в глубинные слои, которые движутся к водоприемным сооружениям. Такая схема циркуляции

позволяет отказаться от длинных отводящих каналов и струенаправляющих сооружений при высоком коэффициенте использования площади водохранилища.

Некоторые примеры организации водохранилищ-охладителей к схем расположения сооружений, предназначенных для обеспечения наиболее полного использования их поверхности для охлаждения воды, приведены на VI 1.5. Здесь представлены:

водохранилище вытянутой формы на водотоке (VII.5, а); циркуляция обеспечивается отводящим каналом и струенаправляющей дамбой перед водоприемными сооружениями;

водохранилище сложной формы на водотоке (VII.5, б); циркуляция обеспечивается перегораживающей дамбой и искусственной прорезью;

широкое водохранилище на водотоке (VII.5, б); циркуляция обеспечивается струенаправляющей дамбой;

использование системы естественных озер для охлаждения воды (VII.5, г);

наливное водохранилище, для сооружения которого удачно использован рельеф местности (VII.5, д);

наливное водохранилище с круговой циркуляцией воды и водоприемным сооружением в центре (VII.5, е);

глубокое водохранилище на малом водотоке с выпуском нагретой воды на поверхность и глубинным водоприемным сооружением, расположенным вблизи выпуска (VI 1.5,ж); циркуляция воды - объемная с разнонаправленными поверхностным и глубинным потоками.

Тепловой расчет водохранилища-охладителя. Тепловой расчет водохранилища-охладителя производится для определения температуры охлажденной воды у места ее приема при заданной площади активной зоны или для определения необходимой площади активной зоны водохранилища при заданных тепловой и гидравлической нагрузках.

Для облегчения практических расчетов можно пользоваться номограммой на VII.6, для чего следует подсчитать удельную площадь активной зоны юуд, приходящуюся на единицу расхода охлаждаемой воды, в м2/м3 в сутки. По номограмме определяется перегрев охлажденной в водохранилище циркуляционной воды, поступающей к месту ее приема, по сравнению с естественной температурой воды {U-te) в зависимости от величины нагрева воды на электростанции (перепада температур Д^=^1-^г)-

Для ориентировочных расчетов можно принимать необходимую площадь водохранилища-охладителя от 30 до 50 м2 для охлаждения 1 м3/ч воды на 8-10°.

Основные сооружения водохранилищ-охладителей. Проектирование плотин, дамб, водосбросов и каналов для водохранилищ-охладителей производят по соответствующим нормам проектирования гидротехнических сооружений.

Место расположения водосбросных и водоприемных сооружений, а также сооружений, увеличивающих активную зону водохранилища (струераспределительных и струенаправляющих сооружений), выбирают исходя из условий получения необходимой площади активной зоны на основе технико-экономических расчетов.

Струенаправляющие и струераспределительные сооружения выполняют в виде водосливов, лотков, труб, консольных водосбросов. Струераспределительные сооружения наиболее целесообразно выполнять в виде затопленных водосливов распластанного профиля либо в виде фильтрующих дамб из каменной наброски. Такие сооружения обеспечивают выпуск теплой воды на поверхность водохранилища с малыми скоростями, что предотвращает появление глубинного течения к водосбросу.

Наиболее рациональным типом сооружения для забора воды из водохранилища-охладителя глубиной не менее 4-5 м является глубинный водозабор, обеспечивающий получение воды из придонных слоев. Этим достигается наиболее низкая температура охлаждающей воды, предотвращение или резкое уменьшение захвата биологических загрязнений (микроорганизмов, низшей водной растительности, личинок моллюсков) и наиболее рациональная продувка водохранилища. При глубинном водозаборе резко уменьшается захват рыбы и, что особенно важно, мальков, которые обитают обычно на небольших глубинах. Глубинный водозабор обеспечивает также бесперебойную подачу воды к потребителям при шуговых явлениях без принятия мер по обогреву водозабора.

Во избежание подсасывания воды из верхних слоев входные окна глубинного водозабора должны быть расположены на достаточной глубине, а входные скорости воды должны быть минимальными. В зависимости от глубины расположения верхней кромки входного окна водозабора входные скорости принимаются от 0,1 до 0,3 м/с.

Глубинные водозаборы выполнялись ранее в виде забральных стенок, погруженных на определенную глубину и образующих входные отверстия между дном водохранилища и нижней кромкой стенки. В последние годы широкое применение получили водоприемные сооружения, выполненные в виде подводной галереи со щелью переменного сечения во фронтальной стенке и козырьком над щелью, конструкция которых разработана в институте Теплоэлектропроект (VII.7). Такое водоприемное сооружение не подвергается воздействию волновых и ледовых нагрузок и обеспечивает равномерное поступление воды по всему водоприемному фронту.