8.3. Схемы циркуляционного водоснабжения

8.3.1. При блочной схеме (рис 8.6, а) каждой насос работает на свой тракт (на отдельные половины или часть корпусов конденсатора), благодаря чему исключается параллельная работа циркуляционных насосов и схема имеет минимальное количество арматуры на тракте (только на сливном водоводе устанавливается задвижка или затвор, в некоторых случаях запорный орган на сливе вообще не устанавливается). При блочной схеме применяются, как правило, осевые и диагональные насосы.

На рис. 8.7, а показано, условное продольное сечение по тракту водоснабжения блочной схемы с подачей воды из реки (прямоточное водоснабжение) или с охлаждением воды в водохранилище-охладителе, а на рис. 8.7, б - сечение по тракту оборотной системы водоснабжения с охлаждением воды в градирне.

При прямоточном водоснабжении и оборотном с водохранилищем-охладителем используется, как правило, действие сифона в системе подачи воды и слива охлаждающей воды, что приводит к уменьшению геодезической высоты подачи воды.

Рис. 8.6. Схема циркуляционного водоснабжения:

а - блочная; б - с напорными коллекторами (магистральными водоводами); 1 - циркуляционные насосы; 2 - напорные водоводы; 3 - конденсатор; 4 - сливной водовод; 5 - задвижка (затвор); 6 – сливные каналы (закрытые или открытые)

Рис. 8.7. Блочная схема водоснабжения конденсатора:

а - прямоточная система или охлаждение в водохранилище-охладителе; б - с охлаждением в градирне; 1 - приемный ковш; 2 - грубые решетки и место для установки шандор, отключающих аванкамеру; 3 - вращающаяся сетка; 4 - аванкамера; 5 - циркуляционный насос; 6 - напорный водовод; 7 - конденсатор; 8 - сливной водовод; 9 - задвижка (затвор); 10 - сифонный колодец; 11 - закрытый сливной канал; 12 - водосливной порог; 13 - открытый канал; 14 - эжектор циркуляционной системы; 15 - из конденсатора; 16 - к циркуляционному насосу; 17 - стояк градирни; 18 - водораспределительное устройство; 19 - вытяжная башня градирни; 20 - водосборный бассейн градирни; 21 - оросительное устройство

Как следует из рис. 8.7, а, верхняя точка сливной водяной камеры конденсатора (отметка 1) располагается значительно выше уровня воды в сифонном колодце 10. Закрытый слив под уровень воды в сифонном колодце обеспечивает неразрывность потока воды и позволяет использовать действие сифона. Геодезическая высота подъема воды, которую должен преодолеть циркуляционный насос, равна при этом разности уровней воды на водосливном пороге (отметка 2) а в аванкамере перед насосом (отметка 0). Поскольку плотность столба воды в сливной части сифона из-за нагрева воды в конденсаторе и выделения из воды при нагреве растворенного в ней воздуха несколько меньше плотности столба воды перед конденсатором, потенциальная энергия столба вода перед конденсатором используется не полностью. Эта потеря учитывается условным КПД сифона, равным отношения средней плотности воды в сливной трубе к плотности воды в напорной трубе перед конденсатором.

Верхняя часть сливной камеры конденсатора находится под разрежением, равным разности атмосферного давленая над уровнем воды в сифонном колодце и давления столба воды за вычетом гидравлических потерь на сливном участке до сифонного колодца.

Воздух, выделяющийся при нагреве воды в конденсаторе, может скапливаться в верхней части сливной камеры (при неблагоприятной ее форме), что влечет за собой ухудшение работы конденсатора, так как при этом уменьшается высота и, следовательно, эффективность действия сифона и могут оказаться незаполненными водой верхние трубки конденсатора, т.е. выключиться из работы часть поверхности охлаждения конденсатора. Нормальная работа сифона восстанавливается путем удаления воздуха эжектором циркуляционной системы 14 (см. рис. 8.7).

В тех случаях, когда наблюдается скапливание воздуха в верхней части сифона (это свойственно, например, конденсаторам турбин К-300-240 ПОТ ЛМЗ), целесообразно устанавливать водоуказательные стекла на верхней части сливных камер для контроля за работой сифона.

Теоретически высота сифона равна 10 м (атмосферное давление). Но с учетом гидравлического сопротивления сливного участка и некоторого запаса для предотвращения разрыва столба жидкости (срыва сифона) высота его обычно принимается не более 7-8 м.

В отличие от системы водоснабжения, в которой используется сифон, в системе с градирнями (см. рис. 8.7, б) насос должен преодолеть значительно большую высоту геодезического подъема (с отметки 0 в водосборном бассейне градирни на отметку 3 ее водораспределительного устройства) и, кроме того, обеспечить достаточное давление перед соплами. Поэтому при оборотной системе водоснабжения с градирнями применяется одноступенчатая схема подачи воды на конденсаторы с центробежными вертикальными насосами, обеспечивающими большее давление, чем осевые и диагональные насосы, или двухступенчатая схема с подачей воды отдельными насосами на конденсаторы и из них на градирни.

8.3.2. Схема с напорными коллекторами (магистральными водоводами, см. рис. 8.6, б) предусматривает установку на береговой насосной станции группы однотипных насосов, подающих воду по магистральным водоводам большого диаметра (не менее двух) к конденсаторам турбин.

Отвод воды из конденсаторов по сливным водоводам производится через сифонные колодцы соответственно в два сливных закрытых или открытых канала. Водосливной порог выполняется обычно в конце каждого из двух сливных каналов.

К каждому из магистральных напорных водоводов подключены, как правило, два-три осевых насоса, работающих параллельно. Если же к напорному водоводу подключается большее число осевых насосов (от нескольких береговых насосных станций), должны предусматриваться мероприятия, обеспечивающие надежность работы насосов на общий напорный водовод. При применении центробежных насосов одинакового типоразмера количество насосов, подключаемых к одному магистральному водоводу, обычно не ограничивается.

Надежность снабжения конденсаторов охлаждающей водой обеспечивается подключением к каждому магистральному водоводу одной из половин каждого конденсатора (или корпуса). Кроме задвижек на подводящем и отводящем водоводах конденсатора устанавливается обратный клапан на каждом насосе и запорная задвижка для отключения насоса от магистрального водовода. Иногда имеется также перемычка с задвижкой между подводящими водоводами каждой половины конденсатора.

Схема с магистральными водоводами применяется преимущественно на ТЭЦ, а также на электростанциях, находящихся в значительном удалении от источника водоснабжения.

8.3.3. Для обеспечения надежности эксплуатации электростанций применяется также схема водоснабжения, при которой циркуляционные насосы подают воду из водохранилища-охладителя в напорный бассейн (рис. 8.8). Из напорного бассейна вода самотеком поступает в конденсаторы турбин и сбрасывается из них в водохранилище. Вместимость напорного бассейна определяется необходимым временем охлаждения конденсаторов в режиме полного обесточивания приводов циркуляционных насосов.

8.3.4. При большой разнице отметок площадки электростанции и уровня воды в источнике водоснабжения, при которой для подачи воды требуется давление, превышающее максимально возможное для выпускаемых заводами насосов, применяется схема с двумя ступенями подъема воды, т.е. с двумя насосными станциями и промежуточным бассейном.

8.3.5. При прямоточном водоснабжении или использовании водохранилища комплексного назначения (служащего кроме охлаждения циркуляционной воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения, культурно-бытовых нужд населения и разведения промысловых рыб) схема водоснабжения может включать в себя градирню или брызгальное устройство для понижения температуры сбрасываемой в источник водоснабжения подогретой циркуляционной воды в соответствии с требованиями санитарных и рыбохозяйственных органов.