При расходе воды 23 м3/ч вода нагреется на

0,75^.10⁶/(23^.1^.1000) = 33^ос.

Температура горячей воды будет

25 + 33 =58^ос.

Таким образом, определяющим является качество воды и необходим расход ее в 68 м³/ч на 1 трубу, а на 4 трубы 272 м³/ч.

Однако для подачи этого количества воды через глиссажные трубы потребуются излишние потери напора. Если за расчетный принять расход воды при скорости, исключающей местное кипение, и воду предварительно подкислять, то для всех труб расход будет 23 ^. 4 = 92 м³/ч. Потери напора на 1 пог.м стальных труб определяем по таблицам шевелева: 0,45 м – при расходе 68 м³/ч и 0,05 м – при расходе воды 23 м³/ч. При длине труб 25 м излишние потери напора составят

H_i = (0,45-0,05) ^. 25 = 10 м вод.ст.

Следовательно, без обработки воды требуется дополнительная затрата мощности двигателя на четыре трубы

N_дв = (68-23) ^. 4 ^. 10 ^. 1000 / (102 ^. 3600 ^. 0,7)  10 квт

13. Классификация охлаждающих устройств

для охлаждения воды по оборотной (циркуляционной) схеме водоснабжения применяются четыре типа охладителей:

Открытые водоемы (пруды, реки, озера, моря);

Брызгальные бассейны;

Градирни и

Смешанные охладители.

Градирни бывают: башенные (брызгальные, капельные, пленочные, комбинированные); вентиляторные (брызгальные, пленочные, капельные, комбинированные); открытые (брызгальные, капельные, комбинированные).

Пруды применяются для охлаждения больших масс воды и снижения напора циркуляционных насосов.

Брызгальные бассейны применяют в тех случаях, когда по технологическим соображениям не требуется большой перепад температур. Удельная тепловая нагрузка их колеблется от 7000 до 15000 ккал/ч с 1 кв.м. Размещать их желательно на ровных свободных площадках.

башенные градирни допускают тепловую нагрузку до 60-80 тыс. Ккал/ч с кв.м, что требует меньше места.

вентиляторные градирни применяются там, где требуется температурный перепад более 10 градусов. Они имеют самую большую тепловую нагрузку ( до 80-100 тыс.ккал/ч с кв.м) при минимальном уносе воды за счет устройства водоуловителей.

Открытые брызгальные градирн и применяют в основном при расходах воды до 100 куб м/ч

Капельные открытые градирни применяют при расходах воды до 1000-1500 куб м/ч при удельной тепловой нагрузке до 30-50 тыс ккал/ч с кв м.

Комбинированные градирни со смешанной вентиляцией применяются довольно редко ( в виде исключения).

Смешанные пруды-охладители применяются в том слу-чае, когда расширение существующих охлаждающих открытых водоемов не представляется возможным, а тепловая нагрузка увеличивается. В этом случае над поверхностью водоема устраивается распределительная сеть трубопроводов с установкой разбрызгивающих сопел, что повышает производительность охлаждающего сооружения.

14 Градирня

Гради́рня (нем. Gradieren — cгущать соляной раствор; первоначально градирни служили для добычи соли выпариванием) — устройство для охлаждения большого количества воды направленным потоком атмосферного воздуха. Иногда градирни называют также охладительными башнями.

В настоящее время градирни в основном применяются в системах оборотного водоснабжения для охлаждения теплообменных аппаратов (как правило, на тепловых электростанциях, тэц). В гражданском строительстве градирни используются при кондиционировании воздуха, например, для охлаждения конденсаторов холодильных установок, охлаждения аварийных электрогенераторов. В промышленности градирни используются для охлаждения холодильных машин, машин-формовщиков пластических масс, при химической очистке веществ.

Процесс охлаждения происходит за счёт испарения части воды при стекании её тонкой плёнкой или каплями по специальному оросителю, вдоль которого в противоположном движению воды направлении подаётся поток воздуха. При испарении 1 % воды, температура оставшейся понижается на 6 °c.

Как правило, используют градирни там, где нет возможности использовать для охлаждения большие водоёмы (озёра, моря). Кроме того, данный способ охлаждения экологически более чистый.

Простой и дешёвой альтернативой градирням являются брызгальные бассейны, где вода охлаждается простым разбрызгиванием.

Основной параметр градирни — величина плотности орошения — удельная величина расхода воды на 1 м² площади орошения.

Основные конструктивные параметры градирен определяются технико-экономическим расчётом в зависимости от объёма и температуры охлаждаемой воды и параметров атмосферы (температуры, влажности и т. Д.) В месте установки.

Использование градирен в зимнее время, особенно в суровых климатических условиях, может быть опасно из-за вероятности обмерзания градирни. Происходит это чаще всего в том месте, гда происходит соприкосновение морозного воздуха вместе с небольшим количеством теплой воды. Для предотвращения обмерзания градирни и, соответственно, выхода её из строя следует обеспечивать равномерное распределение охлаждаемой воды по поверхности оросителя и следить за одинаковой плотностью орошения на отдельных участках градирни. Нагнетательные вентиляторы тоже часто подвергаются обледенению из-за неправильного использования градирни.

Сравнительная оценка охлаждающих устройств

Пруды теплопроизводительность от 200 до 400 ккал/ч с 1 кв.м площади зеркала пруда; охладительный эффект зависит от ветра и высоких температур в летний период; сложны в эксплуатации ( борьба с цветением, зарастанием и минерализацией); п р у д ы применяются для охлаждения больших масс воды и снижения напора циркуляционных насосов.

распределительная сеть трубопроводов с установкой разбрызгивающих сопел, что повышает производительность охлаждающего сооружения.

Пруды-охладители применяются преимущественно на мощных паротурбинных электростанциях, расположенных вблизи естественных водоемов.

достоинства: нет необходимости создавать дополнительный напор для подъема воды и ее разбрызгивания; отсутствие подпиточных центробежных насосов.

недостатки: низкая теплопроизводительность, которая ничем не может быть интенсифицирована и равна от 200 до 400 ккал/ч с 1 кв.м площади зеркала пруда; охладительный эффект зависит от ветра и высоких температур в летний период; сложны в эксплуатации ( борьба с цветением, зарастанием и минерализацией);

Стоимость строительства при их искусственном создании превышает стоимость устройства градирни или брызгального бассейна;

Повышение уровня грунтовых вод на примыкающей территории.

Смешанные пруды-охладители применяются в том случае, когда расширение охлаждающих открытых водоемов не представляется возможным, а тепловая нагрузка увеличивается. В этом случае над поверхностью водоема устраивается распределительная сеть трубопроводов с установкой разбрызгивающих сопел, что повышает производительность охлаждающего сооружения.

Брызгальные бассейны удельная тепловая нагрузка колеблется от 7000 до 15000 ккал/ч с 1 кв.м. Открытые брызгальные градирни применяют главным образом при расходах воды до 100 м³/ч ( в пищевой промышленности для небольших холодильных установок, для компрессорных станций небольшой мощности, ртутных и выпрямительных подстанций и т.д.).

Применяются на старых заводах и на электростанциях с небольшим расходом воды.

Брызгальные бассейны (устройство, активная площадь, недостатки, достоинства, условия применения). Расчет на конкретном примере

брызгальные бассейны целесообразно применять в тех случаях, когда по технологическим соображениям не нужен большой перепад температур. Удельная тепловая нагрузка их колеблется от 7000 до 15000 ккал/ч с 1 кв.м. Размещать их желательно на ровных свободных площадках.

Применяются на старых заводах и на электростанциях с небольшим расходом воды.

Преимущества: долговечность, простота строительства и эксплуатации; может быть выполнен в кратчайшие сроки целиком из местных материалов;

Меньшая (в 2-3 раза) стоимость по сравнению с градирней.

Недостатки: низкий эффект охлаждения по сравнению с градирнями при разнице температур больше 10 градусов; значительный напор воды у сопла и потери ее на унос ветром; площадь брызгальных бассейнов в 4-5 раз больше, чем у башенных охладителей. Наличие при брызгальных бассейнах туманов, сырости, гололедицы требует больших строительных разрывов, что растягивает коммуникации. Для создания температурного перепада более 10 градусов требуется последовательное двух- или трехступенчатое охлаждение с перекачками больших масс воды, что неэкономично.

башенные градирни допускают тепловую нагрузку до 60-80 тыс. Ккал/ч с м², что требует меньше места. Туманы, сырость и гололедица вблизи сооружения не образуются, разрывы между градирнями и другими сооружениями принимаются обычные, как для всех остальных сооружений. Унос воды ветром меньше, чем у брызгальных бассейнов, а все испарения благодаря высокой башне удобно отводить.

К недостаткам относится высокая стоимость по сравнению с брызгальными бассейнами и градирнями открытого типа, гниение древесины, обледенение оросительных устройств и их возможное повреждение при околке льда, большая опасность пожара, если градирня находится в резерве ( поэтому целесообразно выполнять их из железобетона).

Башенные градирни (величина тяги, устройство, достоинства, недостатки). Расчет на конкретном примере

башенные градирни имеют ряд неоспоримых преимуществ перед другими охладителями. Они допускают тепловую нагрузку до 60-80 тыс. Ккал/ч с кв.м, что требует меньше места. Туманы, сырость и гололедица вблизи сооружения не образуются, разрывы между градирнями и другими сооружениями принимаются обычные, как для всех остальных сооружений. Унос воды ветром меньше, чем у брызгальных бассейнов, а все испарения благодаря высокой башне удобно отводить.

Вентиляторные градирни (температурный перепад более 10 градусов). Они отличаются от других типов охладителей самой большой тепловой нагрузкой ( до 80-100 тыс.ккал/ч с кв.м) при минимальном уносе воды за счет устройства водоуловителей. Вследствие больших скоростей и расхода воздуха, подаваемого вентилятором, в летнее время в градирнях можно добиться такой температуры охлаждаемой воды, которая будет равна температуре воды естественного водоема, а иногда даже и более низкой, превышающей на 1-2 градуса теоретический предел охлаждения.

Вентиляторные градирни дешевле башенных, строительство их проще, но эксплуатационные расходы значительно превосходят расходы на башенные и открытые градирни и брызгальные бассейны. Требования к качеству воды для вентиляторных градирен менее строгие. В ней может содержаться больше механических и растворенных примесей.

Основные преимущества: высокий устойчивый эффект охлаждения воды, простота конструкции и компактность, возможность размещения градирен в непосредственной близости от других сооружений.

Недостаток: в районах с низкой температурой и невысокой относительной влажностью наружного воздуха при высокой стоимости электроэнергии вентиляторные градирни строить нерентабельно.

вентиляторные градирни нашли широкое применение в нефтяной, газовой и химической промышленности, т.е. Там, где требуется более широкая зона охлаждения (температурный перепад более 10 градусов). Они отличаются от других типов охладителей самой большой тепловой нагрузкой ( до 80-100 тыс.ккал/ч с кв.м) при минимальном уносе воды за счет устройства водоуловителей. Вследствие больших скоростей и расхода воздуха, подаваемого вентилятором, в летнее время в градирнях можно добиться такой температуры охлаждаемой воды, которая будет равна температуре воды естественного водоема, а иногда даже и более низкой, превышающей на 1-2 градуса теоретический предел охлаждения.