2. Гидравлические схемы оств

2.1. Одноконтурные гидравлические схемы ОСТВ применяются практически на всех предприятиях РБ.

Рассматриваются три типовые гидравлические схемы.

А). Охлаждение одного теплообменного аппарата (ТА) или участка технологического цикла одной градирней (рис.1).

Рис. 1

Самый простой гидравлический контур, где используется одна градирня (Г) или секция. Не смотря на простоту, надёжна в эксплуатации и широко применяется на небольших предприятиях.

Б). Охлаждение всех ТА технологического цикла двумя и более градирнями (или секциями градирни ), независимыми друг от друга ( рис.2 и рис.3 ).

Рис. 2

Гидравлическим контуром предусматривается параллельное соединение градирен ( либо многосекционная градирня ). Данные гидравлические схемы нашли широкое применение на предприятиях РБ.

Рис. 3

Схема, приведённая на рис. 3 , представляет собой гидравлический контур,

в котором градирни являются независимыми друг от друга и каждая обслуживает отдельный ТА. Отличительная черта – два простых гидравлических контура объеденены одной насосной группой.

Рассмотренные одноконтурные гидравлические схемы легли в основу проектных решений ОСТВ, начиная с 50-х годов прошлого века.

Для каждого из этих вариантов необходим гидравлический расчёт характеристик трубопроводов для подбора насосов. При использовании градирен в зимний период предусматриваются противообледенительные мероприятия.

2.2. Двухконтурная гидравлическая схема ОСТВ (рис. 4 ) нашла широкое применение на предприятиях дальнего зарубежья.

Рис. 4

Двухконтурная гидравлическая схема состоит из внешнего и внутреннего контуров. Внешний – контур охлаждения подогретой воды на градирнях (Г) и внутренний – контур охлахдения ТА. Е₁- накопительная ёмкость для охлаждённой воды, поступающей из градирен. Из этой ёмкости охлаждённая вода подаётся насосами Н₁ на ТА. Е₂ – коллекторная емкость для сбора подогретой воды, поступающей из ТА, из которой подогретая вода подаётся насосами Н₂ на градирни.

Основные преимущества двухконтурной схемы :

1. дополнительное снижение температуры подогретой воды на 2-3^оС по сравнению с одноконтурной схемой ;

2. полная гидравлическая независимость внешнего контура от контура внутреннего;

3. градирни всегда работают при полной нагрузке, тем самым исключаются проблемы, связанные с уменьшением расхода воды на ТА.

Основной недостаток двухконтурной схемы – увеличение капитальных и эксплуатационных расходов, связанных с вводом в эксплуатацию дополнительных насосов, трубопроводов, ёмкостей.

3. Градирни

Основной технологический элемент ОСТВ – градирня (Г) – устройство для охлаждения воды атмосферным воздухом, которое понижает температуру воды, отводящей тепло от ТА. Охлаждение происходит, главным образом, за счёт испарения части воды, стекающей в виде плёнки или капель по оросителю

( испарение 1% циркулирующей воды понижает её температуру примерно на 6⁰С ).

Градирни подразделяются :

■- по типу оросителя - на плёночные, капельные и брызгальные ;

■- по способу подачи воздуха – на вентиляторные, башенные и открытые.

Вентиляторные Г обеспечивают более глубокое и устойчивое охлаждение воды, допускают большие удельные тепловые нагрузки, но требуют дополнительного расхода электроэнергии. Вентиляторные Г делятся на секционные и отдельно стоящие, с вытяжными или нагнетательными вентиляторами ( рис. 5, рис. 6).

Рис.5 Градирня с вытяжным вентилятором

Рис. 6 Градирня с нагнетательным вентилятором

Производительность Г характеризуется величиной плотности орошения q = Q/ S_ГР. - удельного расхода охлаждаемой воды, приходящегося на 1м² площади орошения.

Охлаждающая способность Г характеризуется величиной глубины охлаждения dt ( разница между температурой охлажденной воды (t₂) и температурой воздуха по смоченному термометру (t_см.) ). dt = t₂- t_см , где:

t₂- температура охлажденной воды ,

t_см- температура воздуха по смоченному термометру.

При корректном подборе Г, величина dt не должна превышать 5-6 ^оС и зависит, в первую очередь , от типа Г, плотности орошения q, конструкции оросительных устройств и климатических условий. Современные технологии позволяют снизить величину dt до 2-3 ^оС.

В инженерной практике принято оценивать охлаждающую способность Г величиной перепада температуры воды (∆t), т.е. чем больше эта величина, тем эффективнее охлаждение. Перепад температур может быть какой угодно, главое – снизить величину глубины охлаждения dt.

∆t = t₁ - t₂, где t₁ и t₂ , соответственно, температуры подогретой и охлаждённой воды.

При подборе или проектировании Г, их тип, размеры, основные технологические элементы определяются на основании специальных гидротермических и технико-экономических расчётов. Для каждого конкретного предприятия расчёты проводятся, исходя из характеристик теплообменного оборудования и климатических условий.