§ 3.4. Борьба с льдообразованием на решетках

Льдообразование на решетках имеет место в период образования шуги и донного льда. Подводное льдообразование начинается при переохлаждении воды до температуры - 0,03°С. Для предупреждения льдообразования следует повысить температуру стержней решеток до 0,01°С, чтобы частицы льда не прилипали к металлическим стержням.

Мерами борьбы с льдообразованием на решетках являются механическая очистка решеток и их обогрев. Механическая очистка решеток от льда осуществляется скребками, баграми, путем обратной промывки самотечных линий. Промывку следует производить в период льдообразования (до момента образования поверхностного льда) в течение 10-20 мин через каждые 2-4 ч. Этот способ эффективен при заборе воды из водоисточников, в которых образование льда происходит в небольших количествах и на короткий срок.

При интенсивном образовании льда применяется обогрев решеток паром, горячей водой и электрическим током. Парообогрев или обогрев горячей водой осуществляются путем пропуска пара и воды через трубчатую систему решетки либо путем подвода пара или воды и распределения их перед решеткой.

Расход тепла (кДж) определяется по формуле

(3.4)

где - потери тепла в подводящих трубопроводах; - расход тепла на нагрев воды.

Расход тепла для подводной и надводной частей трубопровода определяется самостоятельно по формуле

(3.5)

где - коэффициент теплопередачи на 1 м трубопровода, кДж/(м·ч·°С); - температура пара или воды,°С; - расчетная температура наружного воздуха,°С; - длина трубопровода, м.

Для изолированных труб, уложенных на поверхности земли,

где - коэффициент теплопроводности изоляции (асбеста), кДж/(м·ч·°С): = 0,75; - диаметр трубопровода с изоляцией, м; - наружный диаметр паропровода, м; - коэффициент теплоотдачи: = 147 кДж/(м·ч·°С).

Принимая = 2, имеем = 4,19 5,0 кДж/(м·ч·°С).

Для неизолированных труб, уложенных на поверхности земли, = 460 кДж/(м·ч·°С), а под водой = 12570 кДж/(м·ч·°С).

Расход тепла на нагрев воды (кДж/ч)

где - расход воды, м /ч; - расчетная температура переохлаждения воды: = -0,03°С; - температура, до которой необходимо довести поступающую воду: 0,01°С.

Расход пара (кг/ч) по массе определяется по формуле

(3.6)

где - полное теплосодержание пара, кДж/кг; ориентировочно расход пара на 1 м поступающей воды составляет 0,15 кг.

Расчет электрического обогрева решеток сводится к определению потребного количества тепла, напряжения, величины тока, мощности и сечения кабеля.

Часовой расход тепла

(3.7)

где - часовой расход воды, м /ч; - перепад температуры, °С/м = 0,01 - (-0,03) = 0,04°С.

Мощность (кВт), подводимая к решеткам, определяется из выражения

(3.8)

Сопротивление решетки (Ом) определяется по формуле

(3.9)

где - удельное сопротивление стали при нулевой температуре воды: = 0,1; - длина стержня решетки, м; - поперечное сечение стержня, мм - коэффициент увеличения омического сопротивления решетки (по Альбергу) при переменном токе: = 8.

Необходимый ток (А) с учетом падения напряжения, равного 10%, в питающем решетку кабеле определяется по формуле

(3.10)

Сечение подводящего кабеля

(3.11)

где - длина кабеля, м; - мощность, Вт; - напряжение, В; - падение напряжения, %; - проводимость меди, равная 57.

Напряжение рекомендуется принимать равным 50 120 В.