Водопостачання промислових підприємств
Вивчення та розрахунок градирень в оборотних системах промислового водопостачання. Конструктивні особливості охолоджувачів, їх класифікація та галузь застосування. Вплив роботи градирень на навколишнє середовище. Основні заходи щодо зниження шуму.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | методичка |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 11.11.2011 |
| Размер файла | 1,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Міністерство освіти і науки України
Харківський державний технічний університет будівництва та архітектури
Спеціальність 7.092601
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до розрахунку градирень
у курсовому і дипломному проектуваннях з курсу
„Водопостачання промислових підприємств”
Харків 2008
Методичні вказівки до розрахунку градирень у курсовому і дипломному проектуваннях з курсу „Водопостачання промислових підприємств" для студентів спеціальності 7.092601 - "Водопостачання та водовідведення" / Укладачі: С.М. Епоян, С.П. Пашкова, Г.М. Савво, С.В. Лукашенко - Харків: ХДТУБА, 2008. - 46 с.
Рецензент М.І. Колотило
Кафедра водопостачання, каналізації і гідравліки
Содержание
- Вступ
- 1. Загальні положення
- 2. Вентиляторні градирні
- 2.1 Вентиляторні установки
- 2.2 Водорозподільні системи
- 2.3 Зрошувальні пристрої
- 2.4 Водоуловлювачі
- 3. Технологічний розрахунок вентиляторних градирень
- 3.1 Вибір вихідних даних для розрахунків
- 3.2 Визначення розрахункових параметрів атмосферного повітря
- 3.3 Розрахунок вентиляторних градирень за графіком
- 3.4 Розрахунок вентиляторних градирень за формулою
- 4. Конструктивні особливості баштових градирень
- 4.1 Технологічні та конструктивні елементи
- 4.2 Проекти баштових градирень великої продуктивності
- 5. Технологічний розрахунок баштових градирень
- 6. Безповоротні втрати в баштових градирнях
- 7. Конструктивні особливості відкритих градирень
- 8. Технологічний розрахунок відкритих краплинних градирень
- 9. Вплив роботи градирень на навколишнє середовище
- 9.1 Основні заходи щодо зниження шуму градирень
- 9.2 Вплив аерозолів, що викидаються з градирень у навколишнє середовище
- Список джерел інформації
- Додатки
Вступ
Методичні вказівки розроблені з використанням нормативних матеріалів для допомоги студентам під час вивчення і розрахунку градирень в оборотних системах промислового водопостачання. Розглядаються конструктивні особливості охолоджувачів, їх класифікація і галузь застосування.
Дане видання може бути використане студентами під час вивчення розділу „Охолоджуюче устаткування систем промислового водопостачання” і в процесі виконання курсового та дипломного проектів дисципліни „Водопостачання промислових підприємств”.
1. Загальні положення
Градирні являють собою споруди для охолодження води в оборотних системах водопостачання.
Залежно від призначення охолодженої води вимоги, які пред'являють до температури цієї води, можуть сильно розрізнятися. Ці вимоги диктуються умовами виробничих процесів, економічністю і надійністю роботи установок. Вони визначаються, як правило, технологією виробництва.
За способом передачі тепла атмосферному повітрю можна класифікувати градирні на:
випарні, в яких передача тепла від води до повітря здійснюється в основному за рахунок випару;
радіаторні, або сухі, в яких передача тепла від води до повітря здійснюється крізь стінку радіаторів за рахунок теплопровідності і конвекції;
змішані, в яких використовується передача тепла за рахунок випару, теплопровідності і конвекції.
Теоретичною межею охолодження води у випарних градирнях є температура атмосферного повітря за змоченим термометром, яка може бути нижче температури за сухим термометром на кілька градусів.
Теоретичною межею охолодження води в радіаторних градирнях є температура атмосферного повітря за сухим термометром.
Випарні градирні забезпечують більш глибоке охолодження води порівняно з радіаторними і можуть бути виконані з дешевих і менш дефіцитних матеріалів.
Радіаторні градирні набули незначного застосування через малу глибину охолодження води і низькі коефіцієнти тепловіддачі поверхні контакту з повітрям. Внаслідок цього поверхня контакту таких градирень зростає в кілька десятків разів порівняно з випарними. Крім того, через малу теплоємність повітря для радіаторних градирень потрібна значно більша кількість повітря, ніж для випарних. Радіаторні градирні мають ряд недоліків під час експлуатації в умовах низьких температур зовнішнього повітря взимку.
Однак радіаторні градирні рекомендують до застосування, коли потрібно забезпечити відсутність контакту охолоджуваної води з повітрям або в районах з дефіцитом води.
У комбінованих радіаторно-випарних градирнях, так само як і в сухих, охолодження води відбувається через стінки радіаторів, які зрошуються зовні водою. Віддача тепла водою, що протікає через радіатори до повітря, здійснюється за рахунок теплопровідності через стінки і випари зрошувальної води. Зазначені градирні одержали менше поширення, ніж випарні й радіаторні через незручності в процесі експлуатації.
За способом створення тяги повітря градирні поділяються на:
вентиляторні, в яких повітря прокачується нагнітальними або відсмоктувальними вентиляторами;
баштові, в яких тяга повітря створюється високою витяжною баштою;
відкриті або атмосферні, у яких для протоку повітря через них використовуються природні струми повітря - вітер та природна конвекція.
Залежно від конструкції зрошувального пристрою і способу, яким досягається збільшення поверхні стикання води з повітрям, градирні підрозділяються на плівкові, краплинні і бризкальні.
Кожний із зазначених видів градирень може мати різноманітні конструкції окремих елементів зрошувального пристрою, відрізнятися їх розмірами, відстанями між ними і може бути виконаний з різних матеріалів.
Баштові градирні виконуються стоячими окремо, круглими або багатокутними в плані, вентиляторні - секційними або стоячими окремо, у плані можуть мати форму квадрата, прямокутника, багатокутника або кола.
На вентиляторні градирні допускається питоме теплове навантаження 335-419 МДж/ (м2год.) [80-100 тис. ккал/ (м2год.)] і вище, на баштові, залежно від висоти башти, - питоме навантаження 251-419 МДж/ (м2год) [60-100 тис. ккал/ (м2год.)]. На атмосферні градирні допускається питоме теплове навантаження 29,3-62,6 МДж/ (м2год.) [7-15 тис. ккал/ (м2год.)]. Залежність охолоджувального ефекту атмосферних градирень від сили і напрямку вітру обмежує їхнє застосування.
Для градирень, які проектуються для середньої смуги нашої країни, питоме гідравлічне навантаження приймається, м3/ (м2год), під час зрошування: плівкового - 8-12, краплинного - 6-10, бризкального - 5-6.
Для відкритих атмосферних градирень розрахункове питоме гідравлічне навантаження звичайно не повинне перевищувати 3-5 м3/ (м2год.).
Вибір типу градирень слід виконувати за технологічними розрахунками з урахуванням заданих у проекті витрат води і кількості тепла, що віднімається від продуктів, апаратів і охолоджуваного устаткування, температур охолоджуваної води і вимог щодо стійкості охолоджувального ефекту, метеорологічних параметрів, інженерно-геологічних і гідрологічних умов майданчика будівництва градирні, умов розміщення охолоджувача на майданчику підприємства, характеру забудови навколишньої території і транспортних шляхів, хімічного складу додаткової й оборотної води і санітарно-гігієнічних вимог до нього, техніко-економічних показників процесу будівництва цих споруд.
У разі наявності в оборотній воді суспензій у сполученні з маслами і нафтопродуктами, що утворюють на елементах зрошувача відкладення, що важко видаляються, рекомендується застосовувати градирні бризкального типу. Такого ж типу градирні рекомендується застосовувати в разі можливості виділення з оборотної води карбонату кальцію у вигляді накипу на елементах зрошувача у великих кількостях, що загрожує обваленню зрошувача. Можливість виділення карбонату кальцію встановлюється за аналогією з діючими сусідніми системами оборотного водопостачання підприємств, що використовують ту ж додаткову воду і які працюють в подібних гідротермічних режимах.
водопостачання градирня промисловий охолоджувач
За умовами запобігання руйнування конструкційних матеріалів (бетону і деревини) температура води, що надходить на градирні, не повинна, як правило, перевищувати 60°С. Якщо температура води, що надходить, вища за 60°С, варто застосовувати захисні покриття конструкцій або термостійкі матеріали.
За умовами надійності, зручності й економічності експлуатації рекомендується від 2 до 12 секцій або градирень в одному оборотному циклі водопостачання. Якщо за технологічними розрахунками число секцій або градирень складає більше за 12 або менше за 2, варто обрати інший типорозмір градирень.
У разі якщо градирні розташовані на майданчику підприємства, варто забезпечувати безперешкодний доступ атмосферного повітря до них і сприятливі умови для відводу зволоженого повітря, що викидається з градирень. Тому не рекомендується групу градирень розташовувати в оточенні високих будинків або на близькій відстані від них. При цьому необхідно враховувати розу вітрів і напрямок зимових вітрів для попередження зволоження й обмерзання будинків і споруд біля градирень.
2. Вентиляторні градирні
Вентиляторні градирні слід застосовувати в системах оборотного водопостачання, що вимагають стійкого і глибокого охолодження води, при високих питомих гідравлічних і теплових навантаженнях, у разі необхідності скорочення об'єму будівельних робіт, маневреного регулювання температури охолодженої води засобами автоматизації.
Технологічна схема вентиляторної градирні (рис.2.1-2.4) містить у собі наступні основні елементи: оболонку (корпус), що складається з каркаса, обшитого листовим матеріалом, водорозподільний пристрій, зрошувач, водоуловлювач, водозбірний басейн і вентиляторну установку.
1 - дифузор; 2 - вентилятор; 3 - водоуловлювач; 4 - водорозподільна система; 5 - зрошувальний пристрій; 6 - повітронаправляючий козирьок;
7 - повітровхідні вікна; 8 - повітророзподільний простір; 9 - переливний водовід; 10 - грязьовий водовід; 11 - водозбірний басейн; 12 - вітрова перегородка; 13 - відвідний водовід; 14 - підвідний водовід
Рисунок 2.1 - Схема вентиляторної протитечійної градирні
Для вентиляторів марок ВГ 25, ВГ 50, ВГ 70 і ВГ 104 розроблені типові проекти градирень площами 25, 64, 144, 192 і 400 м2. Для вентиляторів з робочим колесом діаметром 10 і 18 м, подачею відповідно 2,7 і 10 млн. м3/год повітря і площею 380 і 1200 м2 розроблені індивідуальні проекти.
1 - дифузор; 2 - вентилятор; 3 - підвідний водовід; 4 - водорозподільна система; 5 - водоуловлювач; 6 - зрошувальний пристрій; 7 - жалюзі;
8 - водозбірний басейн; 9 - відвідний водовід; 10 - переливний водовід
Рисунок 2.2 - Схема поперечнотечійної градирні з відсмоктуванням повітря вентилятором
1 - дифузор; 2 - вентилятор; 3 - водоуловлювач; 4 - водорозподільна система; 5 - зрошувальний пристрій; 6 - вітрова перегородка; 7 - водозбірний басейн; 8 - підвідний водовід; 9 - відвідний водовід
Рисунок 2.3 - Схема одновентиляторної градирні площею 400 м2 з вентилятором марки 1ВГ 104
1 - водорозподільна система; 2 - водоуловлювач; 3 - зрошувальний пристрій; 4 - водозбірний піддон; 5 - вентилятор
Рисунок 2.4 - Схема поперечнотечійної градирні з нагнітанням повітря вентилятором
2.1 Вентиляторні установки
У градирнях для створення штучної тяги застосовуються серійно виготовлені осьові вентилятори для градирень марки ВГ і осьові вентилятори загальнопромислового призначення марки 06-300. Технічні характеристики вентиляторів наведені в табл.2.1.
Таблиця 2.1 - Технічні характеристики вентиляторів
|
Технічна характеристика вентилятора |
Марка вентилятора |
||||||||
|
06-300 № 8 |
06-300 № 12,5 |
1ВГ 25 |
3ВГ 25 |
2ВГ 50 |
2ВГ 70 |
1ВГ 104 |
06-300 № 8 |
||
|
Номінальна подача повітря, тис. м3/год. |
15 |
45 |
120 |
156 |
500 |
1100 |
2700 |
23 |
|
|
Статичний напір, Па (кгс/м2) |
- |
- |
137 (14) |
- |
147 (15) |
157 (16) |
167 (17) |
- |
|
|
Повний тиск, Па (кгс/м2) |
98 (10) |
157 (16) |
- |
137 (14) |
- |
- |
- |
235 (24) |
|
|
КПД вентилятора |
0,78 |
0,78 |
- |
0,63 |
- |
- |
- |
0,78 |
|
|
Частота обертання, об. /хв. |
930 |
730 |
365 |
365 |
178 |
178 |
110 |
1410 |
|
|
Число лопат, шт. |
3 |
3 |
3 |
6 |
3 |
3 |
6 |
3 |
|
|
Кут установлення лопат, град |
- |
- |
16 |
22 |
16 |
15 |
13 |
- |
|
|
Діаметр робочого колеса, м |
0,8 |
1,25 |
2,5 |
2,5 |
5,0 |
7,0 |
10,4 |
0,8 |
|
|
Діаметр втулки, м |
0,32 |
0,5 |
0,75 |
- |
1,5 |
2,1 |
3,64 |
0,32 |
|
|
Марка електродвигуна |
AOЛ2-21-6 |
A02-42-8 |
BACO 10-19-16 |
BACO 10-19-16 |
BACO 14-16-32 |
BACO 15-23-34 |
BACB 17-40-52 |
АОЛ2-32-4 |
|
|
Потужність, кВт |
0,8 |
3,0 |
11,0 |
11,0 |
30,0 |
75,0 |
200,0 |
3,0 |
|
|
Напруга, В |
380 |
380 |
380 |
380 |
380 |
380 |
6000 |
380 |
|
|
Частота струму, Гц |
50,0 |
50,0 |
50,0 |
50,0 |
50,0 |
50,0 |
50,0 |
50,0 |
|
|
КПД електродвигуна |
- |
- |
0,885 |
0,885 |
0,83 |
0,875 |
- |
- |
|
|
Габарити вентилято-ра, м: |
|||||||||
|
діаметр |
0,86 |
1,32 |
3,00 |
3,00 |
6,00 |
8,40 |
10,45 |
0,86 |
|
|
висота |
0,98 |
1,51 |
1,87 |
1,87 |
3,74 |
5,15 |
13,5 |
0,98 |
|
|
Маса вентилятора, кг |
- |
- |
1200 |
- |
4960 |
9300 |
16250 |
- |
|
|
Те ж, без електродвигуна, кг |
51 |
157 |
- |
- |
- |
- |
51 |
Перша цифра у марці вентилятора для градирень означає номер модифікації, цифри після букв ВГ - умовний діаметр робочого колеса в дециметрах. Наприклад, вентилятор марки 3ВГ 25 - це вентилятор для градирень модифікації № 3 з робочим колесом умовним діаметром 25 дм.
Привід вентиляторів - тихохідний електродвигун вертикального виконання.
Остання буква марки двигуна вказує на вид його охолодження. Наприклад, О - повітряне, В - водяне. Привід кріпиться на спеціальній рамі, що відноситься до будівельної частини градирень.
Подачу повітря вентилятором можна регулювати зміною кута нахилу лопат.
Термін служби вентиляторів установлюється не менше ніж на десять років. Ресурс роботи до моментупершого капітального ремонту повинен складати не менше 20000 год.
На рис.2.5 наведено узагальнену схему вентиляторної установки марок ВГ 25, ВГ 50 і ВГ 70 і її габарити.
1 - дифузор; 2 - корпус; 3 - колектор; 4 - привід; 5 - робоче колесо
Рисунок 2.5 - Вентиляторна установка марки ВГ
|
Марка вентилятора |
Розміри, мм |
||||||
|
D1 |
D2 |
D3 |
Н1 |
Н2 |
H3 |
||
|
ВГ25 |
3000 |
3000 |
2520 |
1870 |
1000 |
480 |
|
|
ВГ50 |
6000 |
5910 |
5040 |
3720 |
2200 |
700 |
|
|
ВГ70 |
8400 |
8400 |
7050 |
5150 |
3000 |
1000 |
2.2 Водорозподільні системи
У вентиляторних градирнях варто застосовувати переважно низьконапірні трубчасті системи розподілу води із соплами, що розприскують. До цих систем пред'являються вимоги: можливо більш рівномірно розподіляти воду, що охолоджують, по зрошувачу і забезпечувати розрахункову подачу води в процесі експлуатації градирень. Схеми і конструктивні розміри пластмасових сопел - тангенціального, ударного з зубчастим відбивачем і розтрубного - приведені на рис. 2. 6 і в табл. 2.2, їхні гідравлічні характеристики - у табл. 2.3.
а - тангенціальне; б - ударне з зубчастим відбивачем; в - розтрубне
Рисунок 2.6 - розприскувальні пластмасові сопла
Таблиця 2.2 - Конструктивні розміри пластмасових сопел
|
Умовний діаметр сопла: вхідного і вихідного отворів, Dу, мм |
Розміри, мм |
||||||
|
d0 |
dк |
lк |
Rвх |
a |
b |
||
|
2012 |
12 |
26 |
40 |
8 |
18 |
10 |
|
|
3216 |
16 |
32 |
60 |
9,5 |
32 |
15 |
|
|
3222 |
22 |
45 |
70 |
12,5 |
31 |
20 |
Таблиця 2.3 - Гідравлічні характеристики пластмасових сопел
|
hc, м |
qс, м3/год |
Кн. р |
Rф, м |
hф, м |
||||
|
Напрямок вихідного отвору і відстань від сопла до зрошувача, м |
||||||||
|
униз 1 |
униз 0,5 |
угору 0,25 |
униз 1 |
угору 0,25 |
угору 0,25 |
|||
|
Тангенціальне сопло, Dy = 2012 мм, = 0,53 |
||||||||
|
1,5 |
1,15 |
0,79 |
0,70 |
0,50 |
0,55 |
1,7 |
1,0 |
|
|
2,0 |
1,28 |
0,82 |
0,72 |
0,44 |
0,65 |
2,0 |
1,2 |
|
|
3,0 |
1,46 |
0,88 |
0,79 |
0,35 |
0,75 |
2,5 |
1,8 |
|
|
4,0 |
1,65 |
0,94 |
0,83 |
0,30 |
0,80 |
2,9 |
2,5 |
|
|
Тангенціальне сопло, Dу = 3216 мм, = 0,51 |
||||||||
|
1,5 |
2,70 |
0,74 |
0,72 |
0,79 |
0,45 |
1,8 |
1,2 |
|
|
2,0 |
3,06 |
0,75 |
0,80 |
0,62 |
0,50 |
2,1 |
1,4 |
|
|
3,0 |
3,50 |
0,94 |
0,89 |
0,50 |
0,62 |
2,8 |
1,9 |
|
|
4,0 |
3,80 |
0,94 |
0,76 |
0,40 |
0,70 |
3,1 |
2,6 |
|
|
Тангенціальне сопло, Dy = 3222 мм, = 0,50 |
||||||||
|
1,5 |
3,90 |
0,67 |
0,57 |
0,74 |
0,75 |
1,9 |
1,1 |
|
|
2,0 |
4,25 |
0,70 |
0,65 |
0,65 |
0,82 |
2,1 |
1,3 |
|
|
3,0 |
5,26 |
0,72 |
0,65 |
0,55 |
0,90 |
2,6 |
1,8 |
|
|
4,0 |
6,00 |
0,73 |
0,68 |
0,50 |
0,95 |
3,0 |
2,5 |
|
|
Ударне сопло з відбивачем, Dy = 32 мм, = 0,91 |
||||||||
|
1,0 |
7,50 |
- |
- |
0,80 |
- |
1,9 |
0,30 |
|
|
1,3 |
9,76 |
- |
- |
0,75 |
- |
2,5 |
0,45 |
|
|
2,0 |
11,25 |
- |
- |
0,66 |
- |
2,9 |
0,55 |
|
|
Розтрубне сопло, Dy = 50 мм, = 0,94 |
||||||||
|
0,6 |
5,69 |
5,5 |
0,60 |
0,90 |
0,5 |
1,0 |
0,4 |
|
|
1,0 |
7,35 |
7,0 |
0,70 |
0,80 |
0,65 |
1,5 |
0,55 |
|
|
1,2 |
8,05 |
7,75 |
0,80 |
0,75 |
0,7 |
1,6 |
0,6 |
У баштових градирнях застосовуються, в основному, ударні сопла з чашковими відбивачами (рис.2.7).
Сопла під час проектування і прив'язки градирень необхідно підбирати з урахуванням їхньої пропускної здібності, розмірів факела розбризкування, незабруднюваності домішками оборотної води і діаметра краплі.
У секційних і стоячих окремо градирнях із краплинним, плівковим і бризкальним зрошувачами рекомендується застосовувати сопла тангенціальні з зубчастим відбивачем. Тангенціальні сопла встановлюються, як правило, вихідними отворами вниз, сопла з зубчастим відбивачем можуть встановлюватися вихідними отворами, спрямованими вгору або вниз. Бажано приймати верхній напрямок вихідного отвору.
Рисунок 2.7 - Пластмасове розприскувальне сопло, з чашковим відбивачем і графік залежності витрати води от від напору Нс перед соплом діаметрами вхідного отвору 0,024, 0,026 і 0,028 м
Під час установки сопел з напрямком вихідного отвору вниз відстань від сопел до верха краплинного або плівкового зрошувача варто приймати 0,8-1 м, з напрямком вихідного отвору вгору відстань від верха факела до низу водоуловлювача повинна бути не меншою за 0,5 м, а відстань від водорозподільних труб до верха краплинного або плівкового зрошувача рекомендується приймати не меншою за 0,5 м.
У градирнях, у яких можливе засмічення тангенціальних сопел і сопел із зубчастим відбивачем домішками оборотної води, рекомендується встановлювати розтрубні сопла. Вихідний отвір цих сопел може бути спрямований вгору або вниз, бажано верхнє, так як воно забезпечує більш рівномірний розподіл води в зрошувачі. Розтрубні сопла можуть застосовуватися замість тангенціальних сопел і сопел із зубчастим відбивачем у градирнях площею 144 м2 і більше.
Для запобігання попадання води на зовнішню обшивку градирні крайні ряди сопел доцільно встановлювати під кутом до вертикалі 30-45° усередину градирні. Така установка особливо рекомендується на випадки якщо напори води більші за 3 м перед соплами, тобто в разі якщо радіус їхніх факелів розбризкування є великим.
В бризкальних градирнях рекомендується встановлювати сопла на двох і більше ярусах по висоті. При цьому в верхньому ярусі вихідний отвір сопел варто направляти вниз, у нижніх - вгору. Відстань між ярусами сопел може складати 1-1,5 м і більше.
Пластмасові сопла виготовляються, як правило, з поліетилену низького тиску і високої щільності марок 20908-040 і 21008-075 за ДСТ 16338-77.
Діаметр магістральних труб водорозподільної системи підбирається з розрахунку швидкості руху води в них не більше 1,5 м/с. У розподільних трубах швидкість руху води може бути збільшена до 2 м/с.
2.3 Зрошувальні пристрої
У вентиляторних градирнях застосовуються три типи зрошувальних пристроїв: плівкові, краплинні і бризкальні. На рис. 2. 8-2. 10 наведені плівкові і краплинні зрошувачі.
Рисунок 2.8 - Схеми дерев'яних плівкових зрошувачів
Основним типом є плівковий зрошувач, що забезпечує найбільшу поверхню стикання для тепломасообміну води з повітрям при менших порівняно з іншими типами аеродинамічних опорах і відповідно найбільш високий ефект охолодження води. В разі наявності в воді забруднень, що виключають застосування плівкового зрошувача через заростання зазорів між щитами варто застосовувати градирні з краплинним або бризкальним зрошувачами.
Рисунок 2.9 - Схеми дерев'яних краплинних (I-III) і краплинно-плівкового (IV) зрошувачів
Рисунок 2.10 - Схеми плівкових пластмасових (I-V) і азбестоцементного (VI) зрошувачів
Зрошувач бризкального типу являє собою звичайно повітронаправляючі щити, що одночасно трохи збільшують поверхню стикання води з повітрям і час контакту цих середовищ. Відстань між щитами складає 500 мм. В окремих випадках за необхідності збільшення ефективності охолодження цю відстань зменшують до 100-200 мм і тоді бризкальний зрошувач працює як розріджений плівковий.
Під час розробки проектів нових і реконструкції існуючих градирень вибір типу зрошувача в кожному конкретному випадку виконується на підставі техніко-економічних розрахунків з урахуванням вимог технології виробництва, теплової й аеродинамічної характеристик зрошувача, наявності матеріалів для його виготовлення і мінімальної матеріалоємності конструкції, а також якості оборотної води.
Одним із можливих шляхів економії матеріалів під час улаштування плівкових зрошувачів без істотного погіршення охолоджувального ефекту є установлення елементів таких зрошувачів у 2-3 яруси з розривом між ними не більше 1 м (див. рис. 2.10, V).
Для зручності установки зрошувальних пристроїв у градирню окремі елементи їх монтуються в блоки. Розміри блоків у плані не повинні перевищувати 1-1,5 м2, а висота їх приймається з конструктивних міркувань з урахуванням загальної висоти зрошувального пристрою. Блоки можуть бути закріплені на підвісках або встановлені на опорних балках. Багатоярусні зрошувачі з полімерних матеріалів доцільно кріпити на підвісках.
2.4 Водоуловлювачі
До водоуловлювачів пред'являють вимоги максимально можливого зниження виносу крапель з градирні з потоком повітря при мінімальному аеродинамічному опорі. Цим вимогам задовольняють конструкції водоуловлювачів, схеми яких зображені на рис. 2.11. Технологічні характеристики водоуловлювачів наведені в табл. 2.4.
Водоуловлювачі рекомендується встановлювати на відстані близько 2,0 м над водорозподільними системами, що забезпечує доступ до водорозбризкуючих сопел. У разі необхідності зниження загальної висоти градирні цієї умови можна не дотримуватись, однак, відстань від водоуловлювачів до водорозподільних систем у цьому випадку повинна бути не меншою за 0,5 м.
Швидкість руху повітря в створі перед водоуловлювачем не слід приймати більшою за 3 м/с для уникнення значного підвищення віднесення краплин.
У вентиляторних градирнях водоуловлювачі слід розміщати на відстані від робочого колеса вентилятора не менше 0,5 діаметра його лопат; при цьому нахил верхнього ряду лопаток водоуловлювача повинен бути спрямований до центра градирні або в зворотній бік обертання вентилятора. За умови дотримання цих умов практично виключається несприятливий вплив водоуловлювача на роботу вентилятора.
Рисунок 2.11 - Схеми водо уловлювачів
Таблиця 2.4 - Технологічні характеристики водоуловлювачів
|
Номер позиції на рис. 2.13 |
Водоуловлювач |
Кут нахилу планок, , град |
Відстань між планками, d, мм |
Коефіцієнт опору, ву |
Віднесення краплинної вологи, % від витрати охолодженої води |
|
|
I |
Дерев'яний дворядний з товщиною планок = 8 мм при швидкості повітря = = 2,0 м/с |
60 |
70 |
3,7 |
0,1-0,2 |
|
|
I |
Те ж саме, з товщиною планок = 10 мм при = 2,5 м/с |
60 |
70 |
4,7 |
0,1-0,2 |
|
|
I |
Те ж саме |
60 |
40 |
6,5 |
0,05 |
|
|
II |
Пластмасовий куткової конструкції ВНДІГ при = 2,0 м/с |
45 |
35 |
3,5 |
0,05 |
|
|
III |
Азбестоцементний з криволінійним обрисом лопаток при = 2,5 м/с |
- |
40 |
3,1 |
0,05 |
|
|
IV |
Пластмасовий з криволінійним обрисом лопаток при = 2,0 м/с |
- |
35 |
3,8 |
0,05 |
|
|
IV |
Те ж саме |
- |
45 |
3,0 |
0,05 |
|
|
V |
Пластмасовий трирядковий при = 1,0 м/с |
45 |
30 |
3,9 |
0,05 |
Примітка. Дані таблиці наведені для густини зрошення
qж = 6,2 м3/ (м2год).
3. Технологічний розрахунок вентиляторних градирень
Технологічний розрахунок градирень є необхідним як під час проектування нових градирень, так і під час прив'язки існуючих проектів цих споруд до місцевих метеорологічних умов з урахуванням вимог до температури охолодженої води і гідравлічних навантажень.
У курсовому і дипломному проектах студенти виконують технологічний розрахунок для існуючих проектів градирні.
Кінцевою метою розрахунку вентиляторних градирень є визначення числа градирень (або секцій, якщо градирні секційні), що забезпечують охолодження заданої кількості води Gв від температури t1, 0С на вході в градирню до температури t2, 0С на виході з неї при розрахункових параметрах атмосферного повітря: - температура за сухим термометром, 0С; - відносна вологість, % (або - температура за змоченим термометром, 0С).
3.1 Вибір вихідних даних для розрахунків
Гідравлічне навантаження Gв і температура води на вході в градирню t1 і на виході з неї t2 звичайно задаються технологами виробництва, виходячи з теплотехнічних розрахунків охолоджуваних водою апаратів.
У процесі теплотехнічних розрахунків важливо визначити оптимальну температуру tпр, до якої повинні охолоджуватися виробничі продукти в апаратах, і температуру води t2, що виходить із градирні. Вибір більш низьких значень tпр і t2 збільшує розміри теплообмінних апаратів і градирень, а вибір більш низької температури t2 при заданому значенні tпр зменшує розміри теплообмінних апаратів, але збільшує розміри градирні і витрати енергії на вентилятори (при заданій величині Gр). Значне підвищення температури tпр у результаті збільшення різниці tпp - t2 або збільшення t2 може викликати зниження якості продукції і зменшення продуктивності технологічних установок. Доцільно визначати tпр і t2, а також витрату охолоджуваної води Gр, виходячи з вимог технологічного процесу та економічних розумінь шляхом розрахунків спільної роботи теплообмінних апаратів, градирень і циркуляційної насосної станції.
Оскільки зазначені вище техніко-економічні розрахунки не завжди здійсненні, то під час вибору температур tпр і t2 слід врахувати наступне. Вода може бути охолоджена в градирні до температури більш низької, ніж температура атмосферного повітря за сухим термометром 1. Теоретичною межею охолодження води в градирні вважається температура атмосферного повітря за вологим термометром 1. З огляду на те, що з наближенням розрахункової температури води t2 до теоретичної межі охолодження 1 розмір градирні, який вимагається, збільшується, під час проектування рекомендується приймати розрахункову температуру t2, виходячи з умови, щоб різниця t2 - t1 була не менш 4-50С. Різниця tпр - t2 приймається рівної 4-8 0С. Найнижчі значення різниць t2 - 1 і tпр - t2 можуть бути прийняті лише в тих випадках, коли це диктується твердими вимогами технологічного процесу виробництва при забезпечення максимально низької температури tпр. Однак за практичними розуміннями у всіх випадках розрахункова різниця t2 - 1 не повинна бути нижчою за 2-2,50С.
3.2 Визначення розрахункових параметрів атмосферного повітря
Градирні звичайно розраховуються на несприятливі для роботи цих споруд атмосферні умови в літні місяці року. Однак виконувати розрахунок на найбільш високі температуру і вологість атмосферного повітря недоцільно, так як вони можуть спостерігатися протягом року лише короткочасно, і чим вищі розрахункові температури і вологість, тим більші розміри буде мати градирня і відповідно вищими будуть витрати на її спорудження. З іншого боку, занадто низькі розрахункові температура і вологість повітря можуть привести до того, що фактична температура води на виході з градирні протягом тривалого періоду в літній (жаркий) час року не буде забезпечувати охолодження технологічних продуктів до необхідної температури tпр.
Отже, під час вибору розрахункових параметрів атмосферного повітря необхідно враховувати допустимість підвищення температури води t2 понад розрахункову з умов технологічного виробництва, але обмежувати період цього підвищення.
Розрахунок градирень згідно зі СНиП 2.04.02-84 слід виконувати виходячи із середньодобових температур атмосферного повітря за сухим і вологим термометрами (або відносної вологості повітря) за багаторічними спостереженнями з забезпеченістю 1-10 % за літній період року. Вибір забезпеченості можна виконувати за табл. 3.1 згідно з категорією виробництва, що визначається залежно від рівня вимог до температури охолодженої води за умовами технології.
Таблиця 3.1 - Забезпеченість метеорологічних параметрів від категорії водокористувача
|
Категорія водокорис-тувача |
Залежність технологічного процесу виробництва або роботи устаткування від температури охолодженої води (або охолодженого продукту), що перевищує розрахункову |
Забезпеченість метеорологічних параметрів за літній період року (червень, липень, серпень) під час розрахунку градирень, % |
|
|
I |
Порушення технологічного процесу вироб-ництва в цілому і, як наслідок, значні збитки |
1 (1 день) |
|
|
II |
Допускається тимчасове порушення технологічного процесу окремих установок |
5 (5 днів) |
|
|
III |
Тимчасове зниження економічності технологічного процесу виробництва в цілому й на окремих установках |
10 (10 днів) |
Забезпеченість 1 %, зазначена в табл. 3.2, відповідає тривалості стояння температур і і вологості приблизно 1 день у році. Аналогічно забезпеченість 5 % відповідає 5 дням у році і забезпеченість 10 % відповідає 10 дням у році.
Розрахункові параметри атмосферного повітря для району будівництва градирні визначаються за таблицею 3.2, виходячи з обраної за таблицею 3.1 забезпеченості метеорологічних параметрів.
Таблиця 3.2 - Розрахункові параметри атмосферного повітря для району будівництва градирні
|
Пункти спостереження |
Забезпеченість параметрів атмосферного повітря, % |
|||||||||
|
1 |
5 |
10 |
||||||||
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
||
|
Алма-Ата |
32,0 |
28 |
19,8 |
27,7 |
31 |
17,4 |
26,5 |
34 |
17,0 |
|
|
Астрахань |
30,4 |
52 |
23,2 |
28,8 |
55 |
22,4 |
27,8 |
56 |
21,6 |
|
|
Ашхабад |
36,3 |
18 |
20,2 |
34,8 |
20 |
19,8 |
33,9 |
22 |
19,7 |
|
|
Горький |
26,8 |
48 |
19,6 |
24,0 |
52 |
17,8 |
22,7 |
56 |
17,3 |
|
|
Іркутськ |
22,0 |
63 |
17,6 |
20,5 |
68 |
16,9 |
19,7 |
71 |
16,5 |
|
|
Казань |
26,8 |
43 |
18,7 |
24,6 |
51 |
18,2 |
23,4 |
55 |
17,8 |
|
|
Краснодар |
28,0 |
55 |
21,6 |
26,5 |
57 |
20,6 |
25,5 |
59 |
20,1 |
|
|
Красноярськ |
24,4 |
55 |
18,6 |
22,5 |
61 |
17,8 |
21,4 |
64 |
17,2 |
|
|
Ленінград |
26,0 |
56 |
20,1 |
23,2 |
60 |
18,3 |
.21,7 |
63 |
17,4 |
|
|
Луганськ |
30,1 |
30 |
18,8 |
27,0 |
37 |
17,8 |
25,7 |
44 |
18,0 |
|
|
Москва |
27,0 |
55 |
20,8 |
24,5 |
57 |
19,0 |
22,9 |
59 |
17,9 |
|
|
Новосибірськ |
25,4 |
54 |
19,3 |
23,3 |
59 |
18,2 |
22,0 |
63 |
17,6 |
|
|
Омськ |
27,4 |
44 |
19,4 |
24,1 |
50 |
17,6 |
22,5 |
55 |
17,0 |
|
|
Свердловськ |
25,8 |
49 |
18,8 |
23,2 |
57 |
17,8 |
21,5 |
62 |
17,0 |
|
|
Ташкент |
31,2 |
37 |
21,0 |
29,4 |
38 |
19,8 |
28,6 |
40 |
19,6 |
|
|
Томськ |
24,3 |
60 |
19,2 |
22,3 |
64 |
18,0 |
21,0 |
68 |
17,4 |
|
|
Тула |
25,5 |
56 |
19,6 |
23,1 |
60 |
18,2 |
21.6 |
63 |
17,3 |
|
|
Уфа |
27,6 |
44 |
19,5 |
25,3 |
48 |
18,3 |
23,8 |
53 |
17,8 |
|
|
Харків |
28,5 |
38 |
19,2 |
26,4 |
45 |
18,8 |
24,9 |
52 |
18,6 |
|
|
Челябінськ |
26,0 |
51 |
19,4 |
23,7 |
54 |
15,8 |
22,4 |
58 |
17,3 |
У таблиці 3.3 наведена номенклатура існуючих вентиляторних градирень і їхня характеристика.
Таблиця 3.3 - Номенклатура існуючих вентиляторних градирень
|
Марка вентилятора |
Номер проекту |
Площа секції, м2 |
Вид зрошувача |
hор, м |
A, м-1 |
В секцій |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
ВГ104 |
901-6-65 і 901-6-66 |
324 |
Плівковий |
3,50 |
0,350 |
||
|
2ВГ70 |
901-6-43 |
192 |
Краплинний |
3,80 |
0,293 |
||
|
Бризкальний |
3,60 |
0,252 |
|||||
|
2ВГ70 |
901-6-46 |
192 |
Краплинний |
3,64 |
0,293 |
||
|
Бризкальний |
3,70 |
0,222 |
|||||
|
2ВГ70 |
901-6-48 |
144 |
Плівковий |
3,36 |
0,310 |
||
|
2ВГ70 |
901-6-61 |
192 |
Краплинний |
3,67 |
0,359 |
||
|
2ВГ70 |
901-6-62 |
192 |
Бризкальний |
2,00 |
0,261 |
||
|
1ВГ50 |
901-6-29 |
64 |
Плівковий |
3,68 |
0,341 |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
Краплинний |
3,68 |
0,309 |
|||||
|
Бризкальний |
3,80 |
0,255 |
|||||
|
1ВГ50 |
901-6-34 |
64 |
Плівковий |
3,68 |
0,341 |
||
|
Краплинний |
3,38 |
0,309 |
|||||
|
1ВГ50 |
901-6-51 |
64 |
Плівковий |
3,36 |
0,310 |
||
|
Краплинний |
3,48 |
0,293 |
|||||
|
Бризкальний |
3,00 |
0,255 |
|||||
|
2ВГ25 |
901-6-59 |
16 |
Плівковий |
3,42 |
0,324 |
||
|
Краплинний |
3,60 |
0,302 |
|||||
|
Бризкальний |
3,40 |
0,257 |
|||||
|
1ВГ25 |
901-6-39 |
16 |
Плівковий |
3,76 |
0,318 |
||
|
Краплинний |
3,78 |
0,302 |
|||||
|
2ВГ25 |
901-6-60 |
16 |
Плівковий дерев'яний |
2,97 |
0,357 |
||
|
Плівковий вініпластовий |
2,64 |
0,363 |
|||||
|
Краплинний |
3,00 |
0,374 |
|||||
|
2ВГ25 |
901-6-56 |
16 |
Плівковий |
3,81 |
0,351 |
||
|
Краплинний |
3,86 |
0,302 |
|||||
|
Бризкальний |
2,50 |
0,250 |
|||||
|
2ВГ25 |
901-6-58 |
16 |
Плівковий азбестоцементний |
3,50 |
0,344 |
||
|
3ВГ25 |
901-6-67.83 |
24 |
Бризкальний |
1,76 |
0,250 |
||
|
06-300 |
901-6-5/75 |
8 |
Плівковий |
3,08 |
0,363 |
||
|
№ 12,5 |
Краплинний |
3,45 |
0,293 |
||||
|
06-300 |
901-6-49 |
8 |
Плівковий |
3,68 |
0,335 |
||
|
№ 12,5 |
Краплинний |
3,54 |
0,302 |
||||
|
06-300 |
901-6-50 |
8 |
Плівковий |
3,36 |
0,338 |
||
|
№ 12,5 |
Краплинний |
3,54 |
0,302 |
||||
|
06-300 |
901-6-52 |
2 |
Плівковий |
3,42 |
0,339 |
||
|
№ 8 |
Краплинний |
3,43 |
0,309 |
||||
|
06-300 |
901-6-53 |
2 |
Плівковий |
3,40 |
0,352 |
||
|
№ 8 |
Краплинний |
3,43 |
0,309 |
||||
|
06-300 № 8 |
901-6-55 |
2 |
Плівковий |
3,21 |
0,363 |
3.3 Розрахунок вентиляторних градирень за графіком
Кінцевою метою цього розрахунку є визначення щільності зрошення qв і числа градирень (або секцій).
Визначення густини зрошення для даних градирень за номінальної подачі повітря вентилятором за графіками, наведеними на кресленнях 30-59 на стор.63-92 у "Посібнику з проектування градирень до Снип 2.04.02-84".
Це визначення забезпечує достатню точність для орієнтованих (перевірочних) розрахунків.
Густина зрошення qв за графіками визначається залежно від:
1 - температури води на виході з градирні t2,°С;
2 - перепаду температур води в градирні t,°С;
3 - температури атмосферного повітря за сухим (або змоченим) термометрами (),°C;
4 - відносної вологості атмосферного повітря , %;
5 - коефіцієнта А (характеристики зрошувача);
6 - висоти зрошувача hзр, м;
7 - швидкості повітря в зрошувачі = 2 м/с.
Величини коефіцієнта А і висоту зрошувача hзр обираємо з табл.3.3 або з типового проекту залежно від типорозміру прийнятої градирні. При цьому варто пам'ятати, що кількість градирень або секцій повинна бути не меншою за 2 і не більшою за 12. Оптимальна кількість градирень (секцій) - 4-8. Якщо кількість градирень (секцій), отриманих у результаті даного розрахунку, не відповідає цим вимогам, варто взяти інший типорозмір градирні.
Перед початком розрахунку необхідно обчислити добуток А• hзр, так як графіки складені для А• hзр від 0,5 до 2,0.
Приклад розрахунку 1 Розрахувати необхідну кількість градирень (або секцій) для охолодження 4500 м3/год води при температурі t1 = 350С.
t = t1 - t2 = 100С.
Температура повітря по сухому термометрі = 230С, вологість повітря = 0,6.
Розрахунок. За таблицею 3.3 орієнтовно приймаємо градирню з краплинним зрошувачем, номер проекту 901-6-61, площею однієї секції 192 м2 (12Ч16).
Висота зрошувача даної градирні hзр = 3,67 м, коефіцієнт А = 0,359 м-1:
А• hзр = 0,359•2,67 = 1,3.
За графіком, зображеним на рис.44 (с.77)"Посібника до розрахунку градирень" визначаємо: qв = 7,5 м3/м2• год.
Кількість градирень
,
де Gв - кількість охолоджуваної води, м3/год; qв - питоме гідравлічне навантаження або щільність зрошення, м3/м2• год. fзр - площа зрошення, для вентиляторних градирень вона дорівнює площі секції.
Приймаємо до улаштування 3 градирні.
Приклад розрахунку 2. Вихідні дані ті ж самі, тобто Gв = 4500 м3/год, t1 = 350С, t = 100С; = 230С; = 0,6.
Розрахунок. Визначимо густину зрошення qж, м3/м2•год, вентиляторної градирні з плівково-краплинним зрошувачем типу IV (рис.2.11).
Для цього зрошувача висота hзр = 4,7 м, коефіцієнт А = 0,324 м-1:
А• hзр = 0,324•4,7 = 1,523.
Графік для визначення щільності зрошення наведений на рис.3.1.
За цим графіком qв = 8,7 м3/м2• год.
Із формули випливає, що при тій самій кількості градирень можна остудити 5000 м3/год води.
Gв = N• qв• fзр = 3• 8,7• 192 = 5010 м3• год.
Рисунок 3.1 - Графік охолодження води для вентиляторних градирень при hзр•А = 1,5, t = 10°С, 1 = 0,4-0,7
3.4 Розрахунок вентиляторних градирень за формулою
Технологічний розрахунок градирень досить складний. Розрахунок за формулою, пропонований нижче, є наближеним і рекомендується для орієнтовних обчислень.
Площу зрошення вентиляторних градирень із бризкальним або краплинним зрошувачем можна визначити за наступною формулою, м2:
,
де Gв - витрата води, що подається на охолодження, м3/год;
Дt = t1 - t2 - перепад температур, 0С, визначається як різниця температури нагрітої води на вході в градирню t1 і температури охолодженої води на виході з градирні - t2;
k - коефіцієнт, що залежить від типу зрошувача, температури повітря за вологим термометром, перепаду температури води в градирні і напору перед соплами (визначається за табл.3.4);
vпов - швидкість руху повітря через зрошувач, м/с;
г - щільність зовнішнього атмосферного повітря залежно від його температури за сухим термометром і відносної вологості, кг/м3;
- температура повітря за вологим термометром, 0С.
Таблиця 3.4 - Значення коефіцієнта К для вентиляторної градирні з краплинним або бризкальним зрошувачем
|
Напір води перед соплом, м |
Температура повітря за вологим термометром, 0С |
|||||||
|
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
||
|
t1-t2=50 C |
||||||||
|
4,5 |
461/408 |
485/422 |
506/436 |
528/450 |
549/466 |
570/485 |
592/505 |
|
|
3,5 |
441/392 |
461/406 |
481/419 |
502/433 |
522/448 |
543/467 |
563/486 |
|
|
2,0 |
407/369 |
426/381 |
445/403 |
464/407 |
483/422 |
502/439 |
521/458 |
|
|
t1-t2=100C |
||||||||
|
4,5 |
423/374 |
442/386 |
461/398 |
480/410 |
499/425 |
518/441 |
537/458 |
|
|
3,5 |
403/358 |
421/379 |
438/379 |
457/394 |
475/410 |
493/425 |
511/442 |
|
|
2,0 |
372/355 |
389/347 |
504/358 |
422/371 |
439/386 |
456/399 |
473/418 |
|
|
t1-t2=150C |
||||||||
|
4,5 |
380/335 |
397/346 |
414/357 |
432/370 |
450/384 |
457/398 |
484/417 |
|
|
3,5 |
361/321 |
377/332 |
394/343 |
411/355 |
428/369 |
448/383 |
461/402 |
|
|
2,0 |
322/302 |
348/311 |
364/322 |
379/333 |
395/346 |
410/360 |
426/379 |
|
|
t1-t2=200C |
||||||||
|
4,5 |
334/293 |
351/305 |
368/317 |
386/380 |
404/343 |
421/356 |
438/376 |
|
|
3,5 |
315/275 |
331/287 |
348/299 |
365/312 |
382/327 |
398/344 |
415/358 |
|
|
2,0 |
286/256 |
302/268 |
318/280 |
333/293 |
349/307 |
364/328 |
380/338 |
Примітка. В чисельнику наведено значення k для крапельного зрошувача, в знаменнику - для бризкального.
Швидкість руху повітря в градирні складає близько 2 м/с. Наприклад, у градирнях площею 16 м2 швидкість складає 2,1 м/с; 64 м2 - 2,17 м/с; 144 м2 - 2,12 м/с; 192 м2 - 1,9 м/с; 400 м2 - 1,86 м/с; 380 м2 - 1,97 м/с; 1200 м2 - 2,3 м/с.
Густину повітря для вологості 40-100 % приймають приблизно залежно від температури повітря за сухим термометром: при = 200С г = 1,17-1,18 кг/м3; = 220С г = 1,16-1,17 кг/м3; = 240С г = 1,15-1,16 кг/м3; = 260С г = 1,14-1,15 кг/м3; = 280С г = 1,13-1,14 кг/м3.
Указану формулу можна використовувати при ширині зони охолодження t = t1 - t2 = 30C - 200C, висоті зони охолодження t = t2 - = 3 - 4 0C, температурі повітря за вологим термометром = 15-220С, відносній вологості повітря = 30-70 %.
Площу зрошення вентиляторних градирень зі зрошувачем плівкового типу можна приймати на 35 % меншою за площу зрошення вентиляторних градирень із краплинним зрошувачем.
Приклад розрахунку. Підібрати тип градирні і необхідну їх кількість для охолодження оборотної води для газоочистки доменного цеху. Витрата води в оборотній системі - 4500 м3/год. Температура води, що надходить на градирню, t1 = 400С, температура охолодженої води після градирні t2 = 300С. Температура зовнішнього повітря за сухим термометром - 28 0С при вологості повітря = 55 %.
Розрахунок. Приймаємо гпов = 1,113 кг/м3; vпов = 2,0 м/с.
Температуру повітря визначаємо за психрометричною діаграмою або за табл.3.2 При = 28 0С і = 55 %, = 21,6 0С при одновідсотковій забезпеченості параметрів атмосферного повітря.
Коефіцієнт k приймаємо за табл.3.4 для бризкальної градирні, так як оборотна система водопостачання газоочистки є брудним циклом:
k = 435;
м2.
Приймаємо градирню з площею секції 144 м2, площа зрошення fзр = 144 м2.
Необхідна кількість секцій
.
Приймаємо до улаштування п'ятисекційну градирню, із площею однієї секції 144 м2.
4. Конструктивні особливості баштових градирень
Баштові градирні слід застосовувати в системах оборотного водопостачання, що вимагають стійкого і глибокого охолодження води при високих питомих гідравлічних і теплових навантаженнях.
Баштові градирні застосовуються, головним чином, на атомних і теплових електростанціях та в деяких випадках в інших галузях.
Від ефективності роботи баштових градирень на електростанціях значною мірою залежать техніко-економічні показники їхньої роботи - вироблення електроенергії та витрата палива.
Баштові градирні можуть бути випарними, радіаторними (або сухими) і змішаними (випарно-сухими). До випарно-сухих відносяться сухі градирні, в яких для збільшення глибини охолодження здійснюється набризк води (як правило, знесоленої) на радіатори.
Баштові градирні розробляються, як правило, випарними і з противотечійною схемою руху води і повітря.
Основні технологічні елементи - водорозподільний пристрій, зрошувач, водозбірний басейн, водоуловлювач і повітронаправляючий пристрій - у баштових градирнях виконують ті ж самі функції, що й у вентиляторних, і часто можуть бути подібними за конструктивним оформленням.
4.1 Технологічні та конструктивні елементи
Підземні конструкції баштових градирень виконуються з монолітного залізобетону, однак, допускається фундамент башти і стінку водозбірного басейну виконувати зі збірного залізобетону.
Фундаменти залізобетонних витяжних башт градирень виконуються стрічковими, каркасно-обшивних башт - окремо стоячими або стрічковими.
Водозбірний басейн складається з днища товщиною, як правило, 25 см і стінки, що для градирні з залізобетонною баштою є також стінкою кільцевого фундаменту.
За несприятливих ґрунтових умов товщина днища може бути збільшена. Водозбірний басейн може бути виконаний на спайній основі.
За високого стояння ґрунтових вод, що володіють сильною агресією, в основі басейну слід улаштовувати гравійну подушку з проливкою бітумом.
Водозбірний басейн баштових градирень може мати розділові перегородки, а може не мати (залежно від режиму роботи градирні, її розмірів у плані та ін.).
Витяжна башта виконується або зі сталевого каркаса з внутрішньою обшивкою, або з монолітного, або зі збірного залізобетону. Форма витяжної башти може бути гіперболічною, конічною або пірамідальною.
Як приклад на рис.4.1 наведено схему баштової протиточної градирні з каркасно-обшивною витяжною баштою гіперболічної форми.
Витяжні башти градирень повинні мати денне маркірування - дві горизонтальні смуги з розривами червоного і білого кольорів по верху башти і світлове огородження.
Витяжні башти градирень повинні бути обладнані блискавкоприймачами і заземленням (на металевих вежах блискавкоприймачі не встановлюються).
1 - витяжна башта; 2 - водоуловлювач; 3 - водорозподільна система;
4 - зрошувальний пристрій; 5 - повітрорегулюючий пристрій; 6 - водозбірний басейн
Рисунок 4.1 - Баштова протиточна градирня
У верхній частині залізобетонної каркасно-обшивної башти слід передбачати кільце жорсткості шириною не менше 1 м, а також площадку для обслуговування світлоогородження і для підвіски колисок під час ремонтних робіт. Для підйому на площадку витяжна башта повинна бути обладнана сходами на всю висоту.
Водорозподільний пристрій баштових градирень виконується, як правило, напірним. Магістральні труби водорозподільного пристрою - сталеві. Відгалуження від магістральних труб (робочі труби) можуть бути азбестоцементними, пластмасовими або сталевими. Схема розбивки мережі труб може бути ортогональною або радіальною. На відгалуженнях труб установлюються суцільнолиті розприскувальні пластмасові сопла, з чашковими відбивачами води.
Водорозподільний пристрій розраховується так, щоб забезпечувати нормальну роботу градирень у широкому діапазоні питомих гідравлічних навантажень. Наприклад, водорозподільні пристрої нової серії градирень площею 1100, 1600, 2300 і 3200 м2 розроблено в двох варіантах: для густини зрошення 6-8 м3/ (м2год) і 8-11 м3/ (м2год).
Зрошувач баштових градирень, як правило, виготовляється з плоских (рідше з хвилястих) азбестоцементних листів в один або два яруси, а також з дерев'яних блоків. Величина поверхні контакту води з повітрям, а, отже, і охолоджувальний ефект залежать від відстані між листами "в світу" і від висоти зрошувача.
У сучасних великих баштових градирнях (площею 1000 м2 і більше) передбачається водоуловлювач. Він, як правило, жалюзійного типу з прямолінійним або криволінійним обрисом лопаток. Може виготовлятися з дерева, азбестоцементу і пластмаси.
У градирнях повинні передбачатися заходи проти зледеніння їхніх конструкцій. Повітровхідні вікна повинні бути обладнані щитами для регулювання вхідного в градирню повітря в зимовий період. У периферійній частині каркаса зрошувача повинні бути установлені вітрові перегородки в радіальному напрямку.
Повітрорегулюючий пристрій застосовується у кожному конкретному випадку за техніко-економічними розрахунками, залежно від кліматичних умов та режиму роботи градирень у зимовий час.
До градирень повинні передбачатися під'їзди і майданчики для установки пожежних автомобілів з метою використання води градирень як резервного джерела водопостачання у разі пожеж на об'єктах. Територія, що примикає до градирень, повинна бути спланована і мати трав'яний покрив або щебеневе покриття.
4.2 Проекти баштових градирень великої продуктивності
У даний час існують проекти двох серій градирень, умовно названих "нова" і "стара". Усі ці градирні випарні.
Нова серія градирень - площею 1100, 1600, 2300 і 3200 м2; стара серія - площею 1200, 1600, 2100, 2600, 3200 і 4000 м2.
У градирнях нової і старої серій установлюється двох'ярусний азбестоцементний зрошувач з ярусом висотою 1,2 м, відстанню між ярусами 0,05 м і відстанню між азбестоцементними аркушами 25 мм.
5. Технологічний розрахунок баштових градирень
Задачею технологічного розрахунку баштових градирень є визначення температури охолодженої в градирні води. Кожен типовий проект має свої графіки, що є технологічними паспортами градирень, за якими визначається температура охолодженої води або обраний типорозмір градирні.
Крім того, температуру охолодженої води баштових градирень можна визначати за графіками, зображеними на рис. 62-65 - для нової серії градирень, рис. 66-77 - для старої серії градирень на с.102-117 "Посібника з проектування градирень (за СНиП 2.04.02-84)".
Розрахункові графіки для нової серії градирень дозволяють визначати для кожного типорозміру градирні гарантійну температуру охолодженої води t2 залежно від температури зовнішнього повітря за сухим термометром і його відносної вологості , щільності зрошення qж і температурного перепа-ду t.
Розрахункові графіки для старої серії для кожного типорозміру градирні складаються з двох графіків: основного і допоміжного графіка виправлень на температурний перепад. За графіком температура t2 визначається залежно від , , qв при t = 10°С.
При інших значеннях t, що відрізняються від 10°С (у діапазоні від 4 до 16°С) за графіком визначається виправлення до величини t2.
Приклад розрахунку. Визначити температуру охолодженої води t2 під час охолодження води на градирні нової серії з площею зрошення Fзр = 3200 м2. Кількість охолоджуваної води Gв =55000 м3/год.
Густина зрошення для цієї градирні прийнята qв = 8 м3/м2• год. Перепад температур повинний бути t = 8 0С. Температура повітря за сухим термометром = 24 0С, відносна вологість повітря = 60 %.
За графіком (рис 5.1) знаходимо t2 = 29,4 0С. Кількість градирень
,
де Gв - кількість охолоджуваної води, м3/год;
qв - питоме гідравлічне навантаження або густина зрошення, м3/м2• год.
fзр - площа зрошення, м2.
Приймаємо до улаштування дві градирні нової серії з площею зрошення 3200 м2 (висота градирні - 88 м; висота повітровхідних вікон - 7,5 м; діаметр башти на рівні верху зрошувача - 65 м; діаметр вихідного перетину башти - 42 м).
Рисунок 5.1 - Графік охолодження води для баштової градирні площею fор = 3200 м3
6. Безповоротні втрати в баштових градирнях
Безповоротні втрати води в баштових градирнях складаються з утрат на випар і втрат на бризковіднесення.
Втрати води на випар
q = kвип• t• qохол,
Подобные документы
Характеристика міста та обґрунтування принципової схеми систем водопостачання. Схема розподілу води, розрахунок та конструкція основних елементів. Планування структури і організація керування системою водопостачання. Автоматизація роботи насосної станції.
дипломная работа [1,0 M], добавлен 01.09.2010Розрахунок поверхневого протитечійного теплообмінника (труба в трубі) для підігріву водопровідної води скидною водою. Розрахунок поверхневого пластинчатого теплообмінника I ступеня. Обчислення добового бака-акумулятора для системи гарячого водопостачання.
курсовая работа [139,9 K], добавлен 09.01.2013Проектування системи водопостачання. Визначення об’єму водонапірного баку і режиму роботи насосів свердловин. Розрахунок радіаторів і самоплавних трубопроводів. Планування житлового масиву і загальних розмірів будинків. Гідравлічний розрахунок теплотраси.
курсовая работа [167,1 K], добавлен 15.01.2014Охорона джерел водопостачання від забруднення і виснаження; очисні споруди. Вибір технологічної схеми очистки; конструювання основних елементів водозабору. Розрахунок насосної станції; експлуатація руслового водозабору; визначення собівартості очистки.
дипломная работа [1002,7 K], добавлен 25.02.2013Проектування внутрішнього холодного водопроводу та обгрунтування прийнятої системи водопостачання. Гідравлічний розрахунок каналізації: стояків, випусків і внутріквартальної мережі. Основні витрати і початкова глибина закладення внутрідворової мережі.
курсовая работа [56,5 K], добавлен 30.07.2010Розрахунок внутрішнього газопроводу. Підбір лічильника води. Гідравлічний розрахунок мережі холодного та гарячого водопостачання. Порядок проектування циркуляційної системи. Перевірка пропускної здатності стояків та випусків внутрішньої каналізації.
дипломная работа [75,8 K], добавлен 12.02.2013Системи і схеми гарячого водопостачання в житлових і громадських будівлях. Вимоги до температури та якості води. Місцеві установки для нагрівання води в малоповерхових житлових будинках. Водонагрівачі для централізованих систем гарячого водопостачання.
контрольная работа [3,8 M], добавлен 26.09.2009Визначення витрат води холодного та гарячого водопостачання будинку. Гідравлічний розрахунок мережі холодного водопроводу та підбір водолічильника. Розрахунок витрат газу. Гідравлічний розрахунок каналізаційних стояків і випусків, мережі газопроводу.
курсовая работа [157,8 K], добавлен 13.01.2012Розробка системи внутрішнього водопостачання та водовідведення двох житлових десятиповерхових будинків: проведення гідравлічного розрахунку мережі та перепадів тиску колодязного типу, підбір лічильників води, проектування каналізації і очисних фільтрів.
дипломная работа [475,0 K], добавлен 14.06.2011Проектування насосної станції першого підйому. Водоочисні пристрої водоприймальних споруд, що утримують сміття. Гідравліка та розрахунок ковшів. Тип і принципова схема споруди. Боротьба з шугою. Зони санітарної охорони поверхневого джерела водопостачання.
контрольная работа [75,8 K], добавлен 10.01.2014
