Технология и организация строительного производства

Радиаторы изготовляются  самых разнообразных конструкций, главным образом, из стали или алюминия.

Сухие градирни применяются в случаях:

–когда необходимо иметь  закрытый, изолированный от контакта с атмосферным воздухом контур циркуляции воды в системе оборотного водоснабжения;

–высоких  температур нагрева оборотной воды в теплообменных технологических аппаратах, не допускающих ее охлаждения в градирнях испарительного типа;

–отсутствия или серьезных затруднений в получении свежей воды на пополнение безвозвратных потерь в оборотных циклах.

Сухие градирни не имеют  широкого распространения в сравнении с испарительными градирнями из-за их высокой стоимости, малой производительности и большого расхода электроэнергии.

Одним из недостатков систем воздушного охлаждения с сухими градирнями является зависимость их холодопроизводительности от температуры наружного воздуха, которая резко меняется не только в течение года, но и в течение суток. Для устойчивой работы таких градирен требуется также обеспечивать стабильную тепловую нагрузку, в особенности при холодном атмосферном воздухе.

Рисунок 5 – Сухие градирни

а–воздушно–конденсационная  установка (ВКУ) с естественной тягой  воздуха; 1–вытяжная башня; 2–охладительные дельты; 3–жалюзийная решетка; б–воздушный конденсатор с механической тягой воздуха; 1–паропровод; 2–трубопровод паровоздушной смеси; 3–охладительные дельты; 4–каркас секции; 5–трубопровод отвода конденсата; 6–вентилятор; 7–опорная конструкция

 

 

2.5.1.5. Гибридные градирни

Гибридная градирня – это комбинированное сооружение, в котором совмещены процессы тепломассообмена, присущие испарительной и сухой градирне. Тяга воздуха может создаваться вытяжной башней, вентилятором или совместно башней и несколькими вентиляторами, размещенными по периметру башни в ее нижней части (рис. 6,7).

Технологические и технико-экономические показатели гибридных градирен лучше в сравнении с сухими, но уступают испарительным. Они имеют меньше дорогостоящего теплообменного оборудования и охлаждающая способность их в меньшей мере зависит от изменения температуры воздуха. К достоинствам гибридных градирен можно отнести заметное снижение безвозвратных потерь воды в сравнении с испарительными градирнями и возможность работы без видимого парового факела.

По охлаждающей  способности гибридные градирни превосходят сухие, но уступают испарительным градирням.

Гибридные градирни более сложны при проектировании и строительстве, требуют повышенного внимания и обслуживания при эксплуатации не только самих градирен, но и системы водооборота в целом. При недостаточно качественной оборотной воде на стенках внутри труб радиаторов образуются солевые отложения, а оребрения труб загрязняются пылью входящего воздуха, что приводит к резкому возрастанию теплового сопротивления.

Это вызывает нарушение расчетных режимов  работы сухой и испарительной частей, а также аварийные ситуации в зимнее время.

В нашей стране гибридные градирни не получили распространения из-за повышенных требований при эксплуатации и большей стоимости в сравнении и обычными испарительными градирнями.

 

Рисунок 6 – Гибридная градирня фирмы «Бальке-Дюрр» (Германия) с комбинированной подачей воздуха

1 – башня; 2 – сухие охлаждающие элементы; 3 – ороситель; 4,5 – вентиляторы сухой и мокрой частей; 6 – жалюзи; 7 – смешивающие элементы; 8 – водоуло-витель; 9 – система распределения воды; 10,12 – подача нагретой воды в сухие охлаждающие элементы и на ороситель; 11,13 – отвод охлажденной воды от сухой и мокрой частей; 14 – шумоглушители; 15 – сухой нагретый воздух; 16 – на-сыщенный нагретый воздух.

2.6.Предлагаемая технологическая схема, оборудование, мероприятия обеспечивающие решение существующих проблем

Для увеличения эффективности  работы «грязного» оборотного цикла  водоснабжения МНЛЗ предлагается следующий вариант технологической схемы:

Отработанная вода от потребителей «грязного» цикла водоснабжения  и «перетоки» из чистого поступают  в горизонтальный отстойник шламовой насосной станции, откуда вода поступает  в распределительную камеру загрязненных вод, а от нее на два радиальных отстойника № 5 (типа 2К-30) и № 6 (типа ОГ-30).

 

Рисунок 7 – Гибридная градирня башенного типа  конструкции АО  "Институт Теплоэлектропроект"

1 – вытяжная башня; 2 – охладительные дельты с жалюзи; 3 – циркуляционные водоводы сухой части; 4 – горизонтальное перекрытие; 5 – водосборный бассейн; 6 – циркуляционные водоводы испарительной части; 7 – железобетонный стояк;   8 – водораспределительная система; 9 – блоки оросителей; 10 – водоуловитель;  11 – воздухозаборные окна испарительной части; 12 – несущий опорный каркас; 13 – сухой нагретый воздух; 14 – насыщенный нагретый воздух

 

              Осветленная вода с отстойников поступает на две вентиляционные градирни. Одна существующая градирня №8, вторая односекционная вентиляционная градирня с площадью секции 144 м², пленочным оросителем, маркой вентилятора 2ВГ-70. Введение в эксплуатацию дополнительной градирни позволит снизить температуры воды в «грязном» и «чистом» оборотных циклах, даст возможность провести реконструкцию башенной градирни № 7 и уйти от слива воды с радиальных отстойников напрямую в камеру блока очистных сооружений.

Затем переливная вода возвращается обратно в «чистый» оборотный  цикл, а оставшаяся проходит третью ступень очистки на фильтрах, после чего осветленная и охлажденная вода возвращается на повторное использование к потребителям МНЛЗ.

2.7.Расчет вентиляторной градирни

Теплотехнический расчет градирен условно можно разделить  на два этапа. На первом этапе определяется удельный расход воздуха λ, кг/кг. На втором – плотность орошения q_ж и число градирен (секций) N.

Первый этап.

Категория надежности водоснабжения I (1 % - обеспеченность) ([1]прил.Д, табл. 1). По прил. Д. (табл. 2) определяем v₁ – среднесуточная температура атмосферного воздуха по сухому термометру, ⁰С; φ₁ – относительная влажность атмосферного воздуха, %; τ₁ – температура атмосферного воздуха по влажному термометру, ⁰С; Р_б – величина барометрического давления, кПа.

v₁ = 26,0 ⁰С,

φ₁ = 51 %,

τ₁ = 19,4 ⁰С,

Р_б = 99 кПа.

Номинальная подача воздуха вентилятором, м³/ч, принимается равная половине расхода оборотной воды.

По прил.И ([1]табл. 1) принимаем вентилятор марки 2ВГ-70. Для достижения максимальной эффективности охлаждения воды при тепломассообменном процессе устанавливаем ороситель пленочного типа. 

Высота оросителя h_ор = 1 м;

Объемный коэффициент массоотдачи  А = 1,072 м^-1;      

Показатель степени m = 0,71.

Площадь одной секции градирни f_ор = 144 м²

Для определения удельного расхода  воздуха  λ необходимо вычислить вспомогательные величины Y, U, R по формулам:

                                                     (1)

                                              (2)

                                                           (3)

где - удельная энтальпия воздуха, определяемая в зависимости от величин v₁, φ₁ и Р_б, кДж/кг;

- удельная  энтальпия воздуха,  определяемая в зависимости от  величин t₁ и Р_б при φ = 100%, кДж/кг;

- удельная энтальпия воздуха,  определяемая в зависимости от  величин t₂ и Р_б при φ = 100%, кДж/кг;

- поправка к удельной энтальпии  воздуха;

t₁ – температура воды на входе в градирню, ⁰С;

t₁ = 35 ⁰С;

t₂ – температура воды на выходе из градирни, ⁰С;

t₂ = 27 ⁰С;

с_ж – удельная теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/кг ⁰С;

А, m – коэффициенты, принимаемые по прил. З, И (табл. 1);

h_ор – высота оросителя градирни, м, принимается по прил. З, И (табл. 1);

k – коэффициент, вычисляемый по формуле:

                                                    (4)

где r – удельная теплота парообразования, равная 2493 кДж/кг

Величины удельных энтальпий определяются по номограмме (прил. Ж)

 = f (v₁; φ ; Р_б), кДж/кг при φ = φ₁

= 55 кДж/кг;

= f (t₁, φ ; Р_б), кДж/кг при φ =1

= 134 кДж/кг;

= f (t₂, φ ; Р_б), кДж/кг при φ =1

= 89 кДж/ч.

Поправка  к удельным энтальпиям определяется по формуле:

                                            (5)

где - удельная энтальпия воздуха, определяемая в зависимости от величин t_ср, φ и Р_б.

= f (t_ср, φ ; Р_б), кДж/кг при φ =1

= 103 кДж/кг

Тогда

Величина λ кг/кг, определяется по формуле:

                                                      (6)

где U – вспомогательная величина, рассчитываемая по формуле (2);

X – вспомогательная величина, принимаемая в зависимости от m, Y и R по прил. Л.

Х = 3,1

Второй этап.

Определив значение λ, рассчитываем плотность орошения q_ж  и число секций градирни.

Плотность орошения градирни (скорость движения воды по массе), м³/м²ч, определяется оп формуле:

                                                         (7)

где γ_в – плотность атмосферного воздуха, кг/м³, при t = 20⁰С; γ_в = 1,2 кг/м³.

Число секций равно

                                                           (8)

Принимаем односекционную градирню.

Для проверки соответствия аэродинамических сопротивлений градирни напору, развиваемому вентилятором, вычисляется величина подачи воздуха по формуле:

                                                   (9)

где γ₁ – плотность атмосферного воздуха при расчетных условиях.

                                                       (10)

Тогда

= 1449,8 м³/ч отличается от = 1500 м³/ч на 1,7 %. Т.к. превышение не составляет 20 %, то выбранные параметры градирни и вентилятора удовлетворяют условиям.

Полученные результаты расчета градирни сводим в таблицу 3.

Таблица 3 – Параметры  для расчета градирни.

Исходные данные
Gж, м3/ч	t1,    0С	Δt,   0C	t2,    0C	υ1,   0C	φ1,       %	Pб,    кПа	А,    м-1	m	hор,   м	fор,   м2
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
3000	35	8	27	26	51	99	1,072	0,71	1	144

продолжение таблицы 3

Данные, полученные в  результате проведенного расчета
, кДж/кг	, кДж/кг	, кДж/кг	tср,  0С	, кДж/кг	, кДж/кг	Y	k	U	R	X
12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22
55	134	89	31	103	4,25	2,51	0,95	1,19	0,98	3,1