Автор: Пономаренко В.С. Арефьев Ю.И.
Теги: тепловые двигатели в целом получение, распределение и использование пара паровые машины паровые котлы водоснабжение очистка воды водопотребление отдельные виды строительства строительство
ISBN: 5-283-00284-5
Год: 1998
Текст
в.с. ПОНОМАРЕНКО ю.и. АРЕФЬЕВ
fРА,ДИРНИ
промъштенных
и
энерreтических
предприятИЙ
ЭНЕРrОА ТОМ ИЗ ДА Т
1РО/Л-Об jv, gJ
rнц рф нии водrЕО
В.С. ПОНОМАРЕНКО ю.и. АРЕФЬЕВ
rрАДИРНИ
промышленных
и
энерrетических
предприятий
Под общей редакцией доктора технических наук
В, С, ПОНОМАРЕНКО
МОСКВА ЭНЕРrОАТОМИЗПАТ 1998
УДК 621.175:628.179
ББК 38.761
П56
Рецензент Б.А.Трубников
КНUёЙ вышла при финансовой поддержке
000 "ЭКО-сервис К"
П56
Пономаренко В. С., Арефьев Ю. И.
rрадирни промышленных и энерrетических пред-
приятий: Справочное пособие/ Под общ. ред. В. с. Поно-
маренко.
М.: Энерrоатомиздат: 1998.
376 с.: ил.
ISBN 5.283-00284-5
Дана классифиКация охлаждающих систем оборотноrо водоснаб
жения tIроыыш:ленных и энерrетических предприятий. Рассмотрены
теореТические основы працесса охЛаждения БОДЫ в rpадирнях и ме-
топы ИХ технолоrических расчетов. Приведены новые расчетные за.-
ВИСИМОСТИ. Рассмотрены особенности эксплуатации rpадирен в раз-
личных условиях, приведены исходные данные NЛЯ расчетов надеж-
НОСТИ и техника-экономической и эКолоrо-экономической оценки
rрадирен и отдельных конструкиий.
ПЛЯ инженерио-технических работников, за.нима.ющихся проекти
рованием, эксплуатацией и исследованием rрадирен и систем обо
pomoro водоснабжения промыленностии и энерrетИIСИ, а также
препоna.вателей и студентов строительных и энерrеТИЧеских вузов.
1SBN 5.283.00284.5
@ Авторы, 1998
._
.
",
__.c
.........,...,..
-
-
'
__
'
ПРЕДИСЛОВИЕ
в развитие теории и практики rрадирен в свое время значи
_-
тельный вклад внесли отечественные ученые и проектировщи
ки
В. Е. Андрианов, А. r. Аверкиев, Л. Д. Берман, А. Ф. Воло-
дин, В. А. rладков, А. А. rоrолин, Б. В. Проскуряков, Б. с. Фар-
форовский, Т. с. Ямпольский и др.
rрадирня
это сооружение (аппарат) для охлаждения воды
атмосферным воздухом.
В промышленности и энерrетике охлажденной на rрадир
нях оборотной водой осуществляется конденсация отработав
шеrо пара и rазообразных продуктов, охлаждение жидких
продуктов, а также оборудования и механизмов в целях предо-
хранения их от быстроrо разрушения под влиянием высоких
температур.
от эффективности работы rрадирен зависит степень реали-
зации преимуществ систем оборотноrо водоснабжения в Tex
ническом и эКоЛоrическом аспектах в сравнении с прямоточ
ными системами, а также производительность техноЛоrиче-
CKoro оборудования, качество и себестоимость вырабатывае-
мой продукции, удельный расход сырья, топлива и электро-
энерrии.
Потребность в справочном материале для проектирования
и реконструкции этих сооружений назрела давно. Однако по
разным причинам справочники TaKoro рода не выпускались
и специалистам приходилось руководствоваться разрозненны-
ми статьями, пуБЛикуемыми, к тому же весьма редко, в перио-
дических журнальных изданиях.
Последний нормативный документ по вентиляторным и
башенным rрадирням, вышедший в свет в 1989 r.,
это пособие
по проектированию rрадирен \( СНиП 2.04.02
84 "Водоснабже-
ние. Наружные сети и сооружения" (далее см. Пособие). Однако
к 1992
93 rr. пособие практически исчерпало себя. 3а время,
прошедшее от подrотовки ero к изданию, были усовершенство
з
-'''Z:,
ваны методы теХНОЛОrических расчетов rрадирен, накоплены
обширные данные по их эксплуатации и промышленным ис-
пытаниям, по результатам работ НИИ ВОДI'ЕО и ВНИИI'
им. Б. Е. Веденеева выполнены проекты целоrо ряда модифи
каций вентиляторных и башенных rрадирен большой произво-
дительности с улучшенными технолоrическими характери
стиками, получили развитие разработка и изrотовление мало
rабаритных rрадирен полной заводской rотовности. В то же
время МНоrие конструкции rрадирен устарели по техноЛоrи
ческим данным иЛи не MorYT быть применены из
за возникше.
ro дефицита дерева и асбестоцемента, являющихся ранее од.
ними из основных строительных материалов в конструкциях
rрадирен.
Период 1987
92 rr. характерен интенсивным переходом на
применение в конструкциях rрадирен полимерных материа-
лов и освоением производств по выпуску из них необходимоrо
технолоrическоrо оборудования.
Основное содержание настоящеrо справочноrо пособия
составляют материалы по расчетам и выбору различных типов
rрадирен и их элементов для конкретных условий эксплуатации
систем оборотноrо водоснабжения, представленные с учетом
последних разработок в этой области в нашей стране.
Значительное внимание в пособии уделено вопросам работы
rpадирен в технических системах водоснабжения. Становятся
все более актуальными проблемы обеспечения надежности
технических систем водоснабжения, в особенности некоторых
химических производств и АЭС, достаточно полно отраженные
в справочном пособии. Кроме Toro, представлены необходимые
данные nля определения в каждом конкретном случае рацио.
нальноrо состава сооружений оборотных систем, в том числе
вида, конструкций rрадирен и материалов для их изrотовле.
ния, а таже режима эксплуатации оборотных систем на основа.
нии технико
экономических и эколоrо-экономических расче
тов вариантов.
Справочное пособие не может претендовать на исчерпываю-
щий охват всех интересующих практиков вопросов, касающихся
разработки и эксплуатации rрадирен в охлаждающих системах
оБОРОТНОrо водоснабжения.
Оно составлено в основном на базе научных исследований,
выполненных в НИИ ВОДI'ЕО (директор акад. РАН С. В. Яков-
лев).
4
Основные условные обозначения даны в начале пособия,
остаЛьные приводятся в тексте. При этом авторы пытались
сохранить обозначения в формулах, предложенные в предыду-
щих изданиях. В связи с чем некоторые символы имеют не.
сколько значений. Однако мы надеемся, что это не слишком
усложнит пользование пособием, поскольку они относятся
к разным разделам текста и даны необходимые пояснения.
Материалы справочноrо пособия ПОДrотовили: В. С. Понома-
ренко
rл. 1, 2, 9, 12, 13, 15, 17,
6 rл. 16 и приложения;
Ю.И. Арефьев
rл. З, 4, 6, 7, 10, 11 и
1
5 rл. 16. I'лавы 5, 8 и 14 на.
писаны авторами совместно. Общее редактирование выполне
но доктором техн. наук В. С. Пономаренко.
Большую Помощь в подrотовке и оформлении рукописи ока.
зали сотрудники НИИ ВОДI'ЕО Л. П. Беззатеева и Т. М. Дем-
кина, за что авторы выражают им искреннюю блаrодарность.
Авторы таКже выражают rлубокую признательность rенераль.
ному директору 000 "Эко-сервис К" В. А. Боrомолову за со-
действие в издании справочноrо пособия.
Все замечания и предложения по содержанию книrи, за
которые авторы заранее признательны, просьба направлять
в НИИ ВОДI'ЕО по адресу: 119826, Москва, Комсомольский про-
спект, 42; или в 000 "Эко-сервис К" по адресу: 111395, Москва,
ул. Молдаrуловой, 4, кв. 23.
Авторы
СеЛ' Cn' Се.с удельные теплоемкости соответственно влажноrо
воздуха, водяноrо пара, cyxoro воздуха, Дж/(кr. К)
[ккал/(кr. ОС)]
с Ж 4,19 кДж/(кr. К) [1 ккал/(кr. ОС)] удельная теплоемкость
воды
площадь орошения rрадирни, м 2
ускорение свободноrо падения, м/с 2
подача воздуха вентилятором, кr/ч (Kr/c)
расход оборотной воды, м з /ч
rидравлическая наrрузка на rрадирню, кr/ч (Kr/c)
количество испарившейся воды, кr/ч (Kr/c)
высота оросителя rрадирни, м
удельная энтальпия (теплосодержание) воздуха,
Дж/кr (ккал/кr)
удельные энтальпии воздуха в ядре потока при входе
в rрадирню и выходе из нее, Дж/кr (ккал/кr)
удельная энтальпия насыщенноrо воздуха, Дж/кr
(ккал/кr)
удельные энтальпии насыщенноrо воздуха у поверх.
ности воды на входе в rрадирню и выходе из нее, Дж/кr
(ккал/кr)
удельная энтальпия Насыщенноrо воздуха у поверх-
ности воды при ее средней температуре, Дж/кr
(ккал/кr)
средняя разность удельных энтальпий воздуха, Дж/кr
(ккал/кr)
поправочный коэфФициент в упрощенном уравнении
тепловоrо баланса
Р, Р д , Р СТ полное, динамическое и статическое давления, раз-
виваемые вентилятором, Па (мм вод. СТ.)
барометрическое давление, мм рт. ст.
Fop
g
G.
G об
G ж
G и
h
;1';2
."
I
." .n
J 1 , '2
i m
/),jcp
к
Р б
Pr1!P;;
ocHoBныЕ условныЕ ОБО3НА ЧЕния
R п 461,6 кДж/(кr . К) [47,06 Kr . M/(Kr . ОС)] rазовая Постоян-
ная пара
r 2493 кДж/кr (595 ккал/кr) удельная теплота парообразо-
вания
t 1 , t 2 температуры воды на входе в rрадирню и выходе из
нее, ос
t1t == t 1 t 2 перепад температур воды, ос
t ep (t, + t,)/2 средняя температура воды, ОС
х влаrосодержание воздуха, Kr/Kr
х" влаrосодержание насыщенноrо воздуха, Kr/Kr
х 1 , Х 2 влаrосодержания насыщенноrо воздуха на входе в
rрадирню и выходе из нее, Kr/Kr
а коэффициент теплоотдачи, Вт/(м' - К) [ккал/(м' х
х ч . ОС)
XY объемный коэффициент массоотдачи, отнесенный к
разности влаrосодержаний, кr/(м З . ч. Kr/Kr)
А эмпирический коэфФициент, характеризующий влия-
ние конструктивных особенностей оросителя на ero
охлаждающую способность, l/м
т показатель степени, характеризующий зависимость
объемноrо коэффициента массоотдаЧJ1 от изменения
массовой скорости воздуха
л == qв/qж отношение MaccoBoro расхода воздуха к расходу во-
ды, Kr/Kr
Ме безразмерный критерий Меркеля
"В плотность атмосферноrо воздуха, кr/мЗ
I'ж плотНОСть воды, кr/м Э
коэфФициент сопротивления rрадирни
д, t температуры атмосферноrо воздуха по сухому и смо-
ченному термометрам, ос
<Р, ер" относительные влажности атмосферноrо и насыщен.
Horo воздуха, %
V объем оросителя rрадирни, м З
w скорость воздуха в оросителе, м/с
c.o коэфФициент сопротивления cyxoro оросителя
Кор коэффициент ПРОПОРциональности, учитывающий
влияние плотности орошения на аЭРОдИнамическое со-
противление оросителя
парциальные давления пара во влажном и насыщенном
воздухе,Па(кr/мr)
/),р потери полноrо давления в оросителе, Па (мм вод.ст.)
qQ массовая скорость воздуха, Kr/(M 2 . ч)
qж Плотность орошения rрадирни, мЗ/(м' . ч) [Kr/(M' . ч)]
qуи капельный унос воды из rрадирни, % от G ж
R B . e 287,1 кДж/(кr . К) [29,27 Kr . M/(Kr . ОС)] rазовая постоян,
ная cyxoro воздуха
б
1.1. Охлаждение ВОДЫ в промыленности
рудования. После охлаждения преимущественно на rрадир
НЯХ и очистки (при необходимости) основная масса воды воз-
вращается в систему; часть оборотной ВОДЫ (обычно не бо-
лее 5%) теряется на испарение, капельный унос, утечки и сброс
в виде продувки системы.
Для охлаждения различноrо рода технолоrическоrо обору-
дования в России используется примерно lО5 lЗО км 3 оборотной
ВОДЫ, что составляет в среднем ПО всем отраслям промышлен-
насти около 65% общеrо расхода воды этой катеrории.
Требования, предъявляемые к температуре оборотной воды
различными промышленными предприятиями, диктуются
техноЛоrическим процессом и эксплуатационными свойства-
ми оборудования. При выборе типа rрадирен для обеспечения
этой температуры следует учитывать возможность заrрязнения
воды продуктами производства в водооборотном цикле.
В табл. 1.1 приведены даННые об использовании оборотной
воды в промышленности, требования к ее температуре в лет-
ний период и наличии заrрязнений. Количество заrрязнений
в воде не указано, поскольку оно для одНоrо и Toro же вида
производства может быть различным из-за неодинаковых
состояния оборудования, уровня эксплуатации, наличия
очистных сооружений в водоблоке и др. Водооборот В промыш-
ленности Российской Федерации в 1994 97 rr. составил в сред-
нем 78%. Большее значение эТот показатель достиrал в нефте-
перерабатывающей отрасли, на предприятиях черной и цвет-
ной металлурrии, а также нефтехимии.
Предприятия теплоэнерrетической отрасли потребляют
две трети свежей воды, забираемой на промышленные нужды из
Источников водоснабжения, при наибольшем расходовании ее
для охлаждения техноЛоrичеСкоrо оборудования (96%). Однако
коэффициент водооборота в отрасли ниже среднеrо по промыш-
леНI---IOСТИ и составляет примерно 60% из-за сохранившихся
с предыдущих лет на мноrих энерrетических предприятиях
прямоточных систем водоснабжения. Так, из 144 ТЭС с ycтa
Новленной мощностью 215 rBT на прямоточных системах BOДO
снабжения работают 45 и на оборотных 99. При этом для охлаж-
дения оборотной воды используются водохранилища (54%),
башенные rрадирни (14%), "сухие" (радиаторные) rрадирни
(0,8%) и брызrальные бассейны (0,2%).
Вода в промышленности и энерrетике используется для
конденсации и охлаждения rазообразных и жидких продуктов
rЛАВА 1
rРАДИРНИ В СИGrЕМАХ ПРОМЫШЛЕнноrо
ВОДОСНАБЖЕНИЯ
Системы промышленноrо водоснабжения предназначены
обеспечивать подачу воды на производство в требуемых коЛи
чествах и соответствующеrо качества. Они состоят из комплек
са взаимосвязанных сооружений водозаборных устройств,
насосных станций, водоводов, установок для очистки и улуч
шения качества воды, реrулирующих и запасных емкостей,
охладителей воды и разводящей сети трубопроводов. В за-
висимости от назначения и местных условий некоторые из
перечисленных сооружений в системе Moryт отсутствовать.
По данным rосударственноrо учета использования воды про-
мышленностью Российской Федерации расходуется в rод при
мерно 40 км Э свежей воды, что составляет 50% общеrо количе
ства, забираемоrо для нужд народноrо хозяйства из источни-
ков водоснабжения. Это равняется примерно 20% потребности
промышленных предприятий в воде. Недостающее количество
(160 км З ) обеспечивается за счет повторноrо использования
воды после охлаждения и (или) очистки. Такая вода называ-
ется оборотной или циркуляционной.
В зависимости от вида теХНОЛоrическоrо процесса оборот
ная вода может быть транспортирующей или поrлощающей
средой (использование воды в таких качествах в данной рабо-
те не рассматривается), либо теплоносителем, циркулирую
щим в охлаждающей систеМе оборотноrо водоснабжения. Это
система, в которой вода ИСПОЛЬЗуется в качестве хладоаrента
для ОJW1аждения оборудования или для конденсации и охлаж-
дения rазообразных и жидких продуктов в теплообменных ап
паратах, rде наrревается, а в некоторых случаях и заrрязня-
ется этими продуктами в основном за С'Чет неплотностей обо
8
9
Таблица 1.1. данные об ИCn0JIЬ30вании оборотной воды
8 про:wьпплениости и знерreТИlCе
Расход Расход Температура воды, ос
Вода- оборотной Вид эаrряэ-
воды на наrpетой в охлажден-
Orpасль обо- воды на нений
охлаж- крупных технолоrи- ной на
рот,
дение, % предщ'шя-- ческом rpадирне
% тиях, оборудова-
тыс. м э /ч иии
Теплоэнер- 96 60 1000 37---45*1 30 33 Условно чи-
reтическа.я стая
35 38*2 30 33 Тоже
35---40.3 25 30 Нефтепро-
дукты
Нефтепе- 95 94 100 40 5 25 28 Механические
рера.баты- примеси, неф-
вающая тепродукты
Химиче 74 95 64 96 100 40 5 25 30 Орrаничес::кие,
ская и минеральные
нефтехи- примеси
мическая
Черная ме- 75 93 300*4 40---45*5 30 З5 Механические
таллурrия примеси. неф-
тепродукты
35---40*6 25 28 Тоже
Цветная 20 91 5 35 0 25 30
меrаЛЛур-
сия
Uеллю- 7 65 З2 З5 * 7 25 27 Условно Чи-
лозно- стая
бумаж.ная
Предприя- 6 З5 З6 27 28
тия леrкой
промыш-
ленности
*1 Конденсаторы паровых турбин_ .2 Воздухоохладители обмоток rеиерато-
ров. *3 Маслоохладители. *4 на комбинатах и заводах с полным метаЛЛурrнчес-
ким циклом_ * 5 Холодильники доменных печей и др_ .6 Воздухоохладители и
маслоохладители.. 7 Конденсаторное оБОрудование.
химических и нефтехимических производств, для KOHдeHca
uии отработавшеrо пара после расширения ero в паровых дви-
rателях, отвода теплоты от маслоохладителей и оборудования
в целях предохранения ero от быстроrо разрушения под влия
нием высоких температур (например, цилиндров компрессо-
ров, кладки производственных печей) и т. п.
Как следует из табл. 1.1, в зависимости от вида производства,
требования, предъявляемые к температуре охлаждающей воды,
различаются. Эти требования диктуются условиями про извод-
ственных процессов и определяются ЭКОНОМИЧНостью и надеж
ностью работы оборудования.
На МНоrих промышленных предприятиях эксплуатируются
компрессорные установки. Для Toro, чтобы температура сжи
MaeMoro воздуха, выходящеrо из компрессора, не превышала
допустимоrо для нормальной и безопасной работы предела
140 160 ос, используется ero охлаждение. Чаще Bcero npименя
ется водяное охлаждение рубашек компрессоров, при котором
охлаждающая вода, прошедшая поверхностные ХОЛОДИЛЬНиКи
компрессоров, после охлаждения на rрадирнях вновь иСПоль-
зуется.
Расход оборотной воды при температурном перепаде 1 o
25 ос рассчитывается таким образом, чтобы ее температура
после поверхностных холодильников не превышала 45 ос из за
предупреждения выпадения солей временной жестКости и
образования накипи на охлаждаемой поверхности.
Потребление свежей воды в промышленности в значительной
мере может быть уменьшено за счет перехода производств на
безотходные, безводные или маловодные технолоrии. Однако
МНоrие производственные процессы не всеrда или не в полной
мере ПОзволяют использовать такие технолоrии. Тоrда на пер-
вый пЛан в реализации задачи ЭКономии воды в промышлен-
Ности вступают охлаждающие системы оборотноrо водоснаб-
жения с rрадирнями различных типов и конструкций.
1.2. Технико.экономические и эколоrические аспекты
применения rpаДИ]!ен в системах
промышленноrо водоснабжения
rрадирни применяются почти во всех отраслях промышлен-
ности, особенно велико их исПользование в энерrетической,
химической, нефтеперерабатывающей, металлурrической,
11
производства минеральных удобрений и друrих, поскольку
на сеrодняшний день отвод низкопотенциальноrо тепла от
промышленных аппаратов с помощью rрадирен самый деше-
вый способ, позволяющий сэкономить не менее 95% свежей
воды.
Особенностью мноrих производственных технолоrий являет-
ся отбор тепла в широком интервале температур охлаждаемых
продуктов. Общая система эвакуации тепла включает ряд ста-
дий, на которых применяют различные технические средства.
В зоне высоких температур 300 900 ос тепло снимается в
котлах-утилизаторах и используется в производстве в виде
вторичноrо пара. В интервале 1 оо зоо ос целесообразно исполь-
зование технолоrическоrо тепла в адсорбционных холодиль-
ных установках для ПРИI'отовления искусственноrо холода
различных параметров, в том числе холодной воды. Охлажде-
ние продуктов от 100 до 50 ос экономичнее производить в воз-
душных холодильниках. Дальнейшее снижение температуры
продуктов, например в нефтеперерабатывающей промышлен-
ности, с 50 до 30 ос производится при помощи оборотной воды,
охлажденной, в свою очередь, на rрадирнях.
Для достижения еще более низкой температуры продукта
применяются компрессионные или пароэжекционные установ-
ки. Из-за большоrо потребления электроэнерrии такими уста-
новками отвод тепла от теХНОЛОrических продуктов становит-
ся в 10 15 раз дороже, чем с помощью оборотной воды. Эконо-
мия электроэнерrии может быть достиrнута за счет примене-
ния таких типов и конструкций rрадирен, которые способны
охлаждать воду до более низких температур. Например, для
отвода 4 млн. кДж/ч тепла компрессионным способом затраты
электроэнерI'ИИ составляют 250 300 кВт . ч, а для отвода ЭТОI'О
же количества тепла с помощью вентиляторных rрадирен за-
трачивается 10 15 кВт. ч.
Температура оборотной воды, охлаждаемой на rрадирнях,
существенно влияет на рr..боТ)' теХНОЛОI'ическоrо оборудования,
как следует из данных табл. 1.2.
Эколоrические проблемы работы rрадирен стали возникать
по мере роста производительности этих сооружений и их числа
на промышленной площадке, а также с приближением произ-
водственных объектов к жилой застройке и транспортным
маrистралям.
Таблица 1.2. Влиmmе температуры оборотной воды
на работу технолоrическоro оборудования
Характер изменения температуры
БОДЫ
Влияние на показа тели работы
оборудования
Снижение температуры БОДЫ,
подаваемой на конденсаторы
турбин КЭС, на 1 ос
Повышение температуры воды,
подаваемой на конденсаторы
ТЭС, на 1 ос
Снижение температуры воды,
подаваемой на конденсаторы
компрессионных холодильных
станций, на 1 ос
Снижение температуры воды,
подаваемой на конденсаторы
пароэжекционных холодильных
станций, на 7 ос (с 27 до 20 ОС)
Снижение температуры воды
при расчетах размеров тепло-
обменной аппаратуры пред-
приятий нефтехимии на 5 ос
(с 30 до 25 ОС)
Снижение температуры воды на
установке пиролиза нефти мощ-
нОстью 340 тыс. т/rод на 2,3 ос
НеДООХЩLждение воды в летний
период относительно ее расчет-
ной температуры на предприя-
тиях по выработке химической
продукции
Уменьщение на 1,2 2 r расхода услов-
Horo топлива на выработку 1 кВт. ч
электроэнерrии
Снижение вакуума в конденсаторах на
0,5%, что равноценно снижению мощнос-
ти турбины на 0,4% или перерасходу пара
на 0,5%
Уменьщение на 2--4% расхода электро-
энерrии на привод компрессоров
Уменьщение расхода пара с 3,4 до 2,1 т
на 4 rдж вырабатьmаемоrо холода
Уменьщение на 23% площади поверх-
ности охлаждения теплообменников и
на 20% расхода металла на их изrотовле-
ние
Увеличение выработки топливно-энер-
rетических ресурсов в rод на 518 тыс. дол-
ларов США
Уменьщение среднеrодовой выработки
кальцинированной соды примерно на
3,4, аммиака на 10, метанола на 8,
сернистоrо натрия на 4,5, уксусной кис-
лоты на 11%
rрадирни как источник возможНоrо неrативноrо влияния
на состояние окружающей среды Moryт рассматриваться в сле-
дующих аспектах: унос капельной влаrи, выброс вредных ве-
ществ, паров ой факел и шум.
Проблемой предотвращения капельноrо уноса из rрадирен
НИИ водrЕО занимается с середины 60-х rоДОВ. Выполнен
большой объем научно-исследовательских работ, разработаны
методики оперативноrо измерения уноса капельной влаrи
на стендовых rрадирнях и в натурных условиях. На их основе
12
13
составлены нормативные требования по допустимым значе-
ниям капеЛьноrо уноса из rрадирен. Разработаны рекоменда-
ции на проектирование и конструирование водоу ловителей
из различных материалов, мноrие из которых серийно изrотав-
ливаются.
При использовании rородских и промышленных вод, а так-
же сильно минерализованных природных вод (например, мор-
ской воды) rрадирни в некоторых случаях MorYT быть источни-
ком вреДНоrо воздействия на окружающую среду атмосферу,
почву, водные объекты. Совместно с орrанизациями Минздра-
ва Рф НИИ водrЕО разработаны документы, реrламентирую-
щие применение указанных вод в охлаждающих системах обо-
pOTHoro водоснабжения и допустимые нормы содержания
вредных веществ в капельном уносе и продувке, а также тре-
бования к водоуловителям rрадирен. Проблемами капельНоrо
уноса из башенных rрадирен занимается также ВНИИr
им. Б. Е. Веденеева.
rрадирня как источник шума представляет собой сооруже-
ние, в котором шум может создаваться вентиляторной уста-
новкой с приводом преимущественно на низких и средних ча-
стотах, равных 63 500 rц, и движением воды (шум дождя) на
частотах 500 8000 rц. По результатам исследований, выпол-
ненных совместно с НИИСтройфизика и rПИСантехпроект,
НИИ водrЕО составлены вошедшие в нормативные докумен-
ты шумовые характеристики всех основных видов rрадирен,
применяющихся в стране. Совместно с rПИСантехпроект раз-
работан расчет шума rрадирен, размещаемых на территории
ЖИЛой застройки.
Проблема паровоrо факела (выпара) rрадирен вОзникла в
нашей стране только в последние rоды, т. е. значительно поз-
же, чем в западных странах. Она решается путем использова-
ния мокро-сухих и сухих rрадирен. Этими вопросами занимают-
ся орrанизации Минэнерrо рф, ВНИИНефтемаш, принимает
в них участие и НИИ водrЕО.
Таким образом, rрадирни не самое ЭКОЛоrически опасное
сооружение на промышленной площадке. При надлежащей
эксплуатации и поддержании в исправном СОСтоянии конструк-
ЦИЙ они не оказывают заметНоrо влияния на соСтояние окру-
жающей среды. В то же время применение rрадирен в составе
охлаждающих систем оборотноrо водоснабжения обеспечи-
вает экономию ПРиродной воды В 25 50 раз по сравнению с
14
прямоточными системами и предотвращает тепловое заrряз-
нение водоемов.
Сравнительные технико-экономические и эколоrические
показатели rрадирен по данным СНиП 2.04.02 4 "Водоснаб)t<е-
ние. Наружные сети и сооружения" и по проектам Союзводо-
каналпроекта, ЛОЛ ТЭП и Теплоэлектропроекта приведены
в табл. 1.3. Эколоrические показатели в этой таблице опреде-
лены по усредненным данным потерь воды и концентрациям
заrрязнений оборотной воды в промышленных оборотных си-
стемах. Экономические показатели приведены в ценах, дей-
ствовавших до 01.01.1991 r.
Таблица 1.3. Тenmxо-эltономические и эltопоrичеасие по:каэатепи rpaдиpeн
при оxnaждeнии оборотной воды с теNПературой не более 4S.C
Тип rpадирен
Показатель вентиля- открытые радиа тор-
башенные
торные (атмос- ные (сухие)
ферные)
Технические
у дельная тепловая наrpуз- 9З 175 70 120 З5 0 O,25 2
ка, квт/м 2
Перепад темпера тур воды, З 20 . 5 15 5 10 5 10
ос
Температура охлажденной 16 18 21 2З 26 28 ЗО З2
воды (среднеrодовая), ос
rлубина охлаждения воды 4 5 8 10 10 12 20 З5
t2 t, ос
Экономические
Базовые удельные затраты
на 1 м 2 плошади rрадирен:
капитальные, О,З ,8 O,7 1,1 О,З ,7 2 З,З
Тыс. руб.lм 2
эксплуа тационные, O,2 ,9 O,07 ,21 O,l ,2 0,26 l,O
тыс. руб.l(м 2 . rод)
ЭКОЛО2ические
Выбросы в окружающую сре-
ду, отнесенные к 1 м з
охлаждаемой воды:
тепла с паровым факе- 12 0 20 0 20---40 20---40
лом, МДж/ч
15
При прямоточных системах водоснабжения (рис. 1.1, а) вода,
взятая из водоисточника, сбрасывается в Hero примерно в том
же количестве за вычетом потерь в производстве, но с темпе
ратурой в среднем на 8 12 ос выше. Основное преимущество
систем прямоточноrо водоснабжения их простота и низкая
среднеrодовая температура подаваемой на производство BO
ды, соответствующая ее температуре в поверхностном BOДO
источнике (8 14 ОС). Это имеет значение для производств,
rде более низкие температуры охлаждающей воды обеспечи
вают больший выход продукта и улучшают ero качество.
Прямоточные системы водоснабжения сохранились преиму
щественно на некоторых старых предприятиях и электростан-
Продолжение табл. 1.3
Тип rpадирен
Показатель вентиля-
башенные открытые радиатор-
торные (атмос- ные (сухие)
ферные)
воды с капельным уна- 0.035 0.03 0.02
сом и ПРОдувкой. м з /ч
(не более)
заrрязнений с капель-
ным уносом и продув-
кой. кr/ч. до:
орrанических 0.01 0,007 0.007
(комплекс)
минеральных солей 0.3 0.2 0,17
механических при- 0,01 0.007 0.007
месей
Потребление свежей воды, 0.05 0,04 0,03 0.02....
отнесенное к 1 м з охлаж-
даемой воды, м з /ч (не
более)*
* Без учета потерь оборотной воды. отбираемой из системы на теХНОЛОrиче- 6оrlоuстоvнuи
H }
** На увлажнение воздуха в наиболее жаркие дни. а
. 5
1.3. Схемы промышленноrо водоснабжения
с rpадирнями
Системы водоснабжения. Охлаждающие системы водоснаб
жения промышленных и энерrетических предприятий MorYT
быть: прямоточными, с повторным использованием воды, обо
ротными и комбинированными (рис. 1.1, a 2).
В соответствии со СНиП 2.04.02 84 выбор системы и схемы
водоснабжения следует производить на основании сопостав
ления ВОЗможных вариантов их осуществления с учетом oco
бенностей объекта или rруппы объектов, требуемых расходов
воды на различных этапах их развития, источников водоснаб
жения, требований к напорам, качеству воды и обеспеченно
сти ее подачи.
Воооисто.,ник
6)
Рис. 1.1. Системы промышленноrо водоснабжения:
а прямоточная; б с повторным использованием воды; в оборотная; z
комбинированная; А, Б, В производства потребители воды; не насосная
станция; rp rра ирня; ОС очистные сооружения; 1 5 вода соответственно
свежая. вторично используемая. отработанная, наrретая. охлажденная; 6 без-
возвратные потери; 7 продувочная вода
16
17
циях и имеются в небольшом количестве на новых производ
ствах, в основном использующих для охлаждения морскую
воду (70% объема используемой теплоэнерrетикой морской
воды приходится на АЭС).
Оrраниченное применение прямоточных систем водоснаб-
жения обуславливается возрастающей напряженностью BOДO
хозяйственных балансов индустриальных районов, введением
платы за воду в промышленности, а также трудностями с со-
блюдением нормативных требований по защите водоисточни-
ков от вредноrо тепловоrо воздействия.
Допустимое санитарными нормами повышение температуры
воды в расчетном створе водоема хозяйствеННО-Питьевоrо и
культурно.бытовоrо ВОДОПОЛьзования летом после сброса на-
rретой воды должно быть не более 3 ОС, а для рыбохозяйствен-
ных водоемов 5 ос в сравнении с естественной среднемесяч
ной температурой воды на поверхности водоема в наиболее
жаркий месяц rода. Это требование не всеrда может быть обес
печено при прямоточной системе водоснабжения.
На ТЭЦ и АЭС, например, в зависимости от типа турбин и
вида топлива на каждый 1 кВт. ч выработанной электроэнерrии
с охлаждающей водой отводится от 4 до 8 кДж тепла. Этим
обстоятельством обуславливается возможность применения
прямоточной системы водоснабжения при расходе воды в водо-
источнике в расчетных rидроrеолоrических условиях не менее
30 мз/с на 1 млн. кВт установленной мощности тепловой элект-
ростанции.
Прямоточные системы становятся неэкономичными при
значительных диаметрах и протяженности ВОДОВОДОВ и непри-
емлемы при химическом заrрязнении отработавшей воды,
которую без специальной очистки нельзя сбросить в открытые
водоисточники, но ПО условиям технолоrическоrо процесса
можно вновь использовать после охлаждения.
Система с повторным ИСПОЛЬЗованием воды (рис. 1.1, б) при-
меняется, Коrда технически отработавшую воду можно после-
довательно ИСПОЛЬЗовать в ряде технолоrических процессов.
Вторично или несколько раз использованная вода после очист-
ки и (или) охлаждения, при необходимости, сбрасывается в
водоисточник или направляется в оборотную систему.
Примером подобноrо решения схемы может служить исполь
зование наrретой воды после охлаждения конденсаторов Паро-
турбинных установок для нужд друrих производств промыш
18
ленноrо предприятия, нетребовательных к температуре ох-
лаждающей воды. Потребность предприятия в свежей воде
в сравнении с прямоточной системой заметно уменьшается,
например, при использовании схемы, приведенной на рис. 1.1, б,
на 60%. При этом, однако, нередко требуются промежуточные
насосные установки между потребителями последовательно
используемой воды.
СНиП 2.04.02 84 предписывает проектировать новые системы
промышленноrо водоснабжения с оборотом воды (рис. 1.1, в).
По составу сооружений система оборотноrо водоснабжения
более сложная, чем прямоточная и с последовательным ис-
пользованием воды, дороже в строительстве и эксплуатации,
но позволяет резко (в 25 50 раз) снизить потребность предприя-
тия в свежей воде и уменьшить не менее, чем в 80 раз сброс
тепла в водоисточник (табл. 1.4).
Таблица 1.4. Сравнительные показатenи прmroтoчной и оборотной систем
водоснабжения
Система водоснабжения
Показатель
прямоточная оборотная
Тепловая наrрузка, rдж/ч
Расход охлаждающей воды, м з /ч
Подача воды на промышленную плошадку
из водоисточника, м з /ч
Сброс воды вводоисточник, м з /ч
Среднеrодовая температура охлаждающей
воды, .С
Среднеrодовая температура наrретой во-
дЫ, .С
Безвозвратные потери воды, мЗ/ч
В том числе:
на испарение на rрадирнях
капельный унос
Сброс тепла, rдж/ч
в том числе:
вводоисточник
в атмосферу
на почву
Относительные капиталовложения, %
Относительные эксплуатационные за
траты, %
2000 2000
50 000 50 000
50 000 1500
Около 49 500 620
8 14 20 25
18 24
ЗО З5
1500
Около 2000
855
25
Около 2000
Около 2000
25
1975
0,1
140 175
200 280
100
100
19
При оборотных системах тепло выбрасывается в основном в
атмосферу; безвозвратный расход воды из водоисточника ста-
новится большим (1,5 2% количества забираемой воды), чем
при прямотоке (менее 1%), за счет испарения части оборотной
воды на rрадирнях и потерь с капельной влаrой; возможно
использование для производственноrо водоснабжения поверх-
ностных источников с небольшим дебитом воды. Для ТЭН,
например, достаточно расхода воды в водоисточнике в расчет-
ных rидроrеолоrических условиях 2---4 м Э /с на 1 млн. кВт уста-
новленной мощности тепловой электростанции.
Основным источником добавочной воды для восполнения
безвозвратных потерь из систем оборотноrо водоснабжения
является природная вода. При соответствующем технико-эко-
номическом обосновании для этих целей Moryт быть исполь-
зованы очищенные продувочные, ливневые, rородские и про-
изводственные сточные воды. Использование сточных вод
дает возможность сократить, а в некоторых случаях и исклю-
чить забор воды из источников водоснабжения для производ-
ственных целей.
Комбинированные системы водоснабжения (рис. 1.1,2) при-
меняются на промышленных предприятиях с большим разно-
образием производств, а в соответствии с этим требующих
воду различноrо качества по концентрациям заrрязнений и
температуре. По потреблению свежей воды и сбросу отработан-
ной воды в водоисточники такие системы являются промежу-
точными между системами прямоточными, с повторным ис-
поЛьзованием воды и оборотными.
Схемы оборотноro водоснабжения ПроМЬПlIЛеннъп: предприя-
тий. Некоторые варианты систем оборотноrо водоснабжения,
применяемых на предприятиях химической, нефтехимиче-
ской, нефтеперерабатывающей и друrих отраслей промышлен-
ности приведены на рис. 1.2. Системы MorYT быть: открытыми
за счет применения испарительных rрадирен с охлаждением
воды при непосредственном контакте с атмосферным возду-
хом и со сбросом части воды в водоисточник В виде продувки
(рис. 1.2, а, б); открытыми замкнутыми, коrда продувка систе-
мы исключена или часть оборотной воды на байпасе (3 10%
общеrо расхода) подверrается очистке от растворенных приме-
сей и заrрязнений и возвращается в систему (рис. 1.2, в); закры-
тыми замкнутыми, коrда применяются радиаторные rрадирни
с охлаждением воды без непосредственноrо контакта с возду-
хом через стенки труб (рис. 1.2,2).
t }18
16
+ t-16
о)
2
5
8)
Рис. 1.2. Схемы оборотноrо водоснабжения промышленных предприятий:
а открытая с одним подъемом воды; б открытая с двумя подъемами во-
ды; в открытая замкнутая; z закрытая замкнутая; 1 испарительная rрадир-
ня; 2 радиаторная rрадирня; 3, 4 резервуары охлажденной и наrретой воды;
5, 6 насосы; 7, 8 технолоrические аппараты; 9 установка стабилизационной
обработки воды; 10 неФтеловушка; 11 напорный фильтр; 12 установка для
очистки и корректировки мииеральноrо состава воды; 13 установка для умяr-
чения добавочной воды; 14 добавочная вода; 15, 16 продувочная и промыв-
ная воды; 17 шлам; 18 наrретый и насыщенный паром воздух, капельный
унос; 19 наrретый воздух
СНиП 2.04.02 4 ориентирует на проектирование систем водо-
снабжения с оборотом воды, общим для Bcero промышленноrо
предприятия или в виде замкнутых циклов для отдельных
производств, цехов или установок. Чаще Bcero предусматрива-
ется один подъем воды без разрыва струи на технолоrических
установках с обеспечением напора, достаточноrо для подачи
воды на rрадирни (рис. 1.2, а).
Остаточный напор воды на отметке размещения водорас-
пределительной системы rрадирни должен обеспечивать нор-
21
мальную работу водоразбрызrивающих сопел и определяется
их конструкцией не менее 1 м вод. ст. для ударных сопел и
3 м вод. ст. для центробежных.
Система оборотноrо водоснабжения с двумя подъемами
(рис. 1.2, б) применяется в том случае, коrда конструкцией Tex
нолоrической установки диктуется разрыв струи или необхо-
димость очистки наrретой оборотной воды от производствен
ных продуктов перед поступлением на rрадирни. Устройство
двух насосных станций заметно удорожает строительство и
эксплуатацию системы.
В системах с продувкой (рис. 1.2, а, б) схемы очистки проду
вочных вод должны обеспечивать ликвидацию вредных и ути
лизацию полезных веществ. Необходимо также предусматри
вать сброс шламов из водосборных бассейнов rрадирни в шламо
накопители или на друrие сооружения для их ликвидации.
Удаление шламов из rраДИl>ен производится через специаль
ные донные rрязевые трубопроводы (шламопроводы) или с
помощью rидроэлеваторов и насосов по напорным трубопрово-
дам. Сброс шламов в сеть канализации не допускается. Однако
допустимы случайные переливы из водосборных бассейнов
rрадирен.
В замкнутых системах для компенсации безвозвратных
потерь воды целесообразно использование очищенных произ
водственных и бытовых сточных вод, а также аккумулирован
Horo nOBepxHocTHoro стока. При использовании очищенных
'сточных вод в качестве добавочной воды технолоrическая
схема системы водоснабжения, методы очистки и качество
очищенных сточных вод должны быть соrласованы с орrанами
Минздрава РФ.
Закрытые системы (рис. 1.2, 2) обычно работают на обессо-
ленной воде или на конденсате, поскольку потери воды в них
на испарение, капельный унос и продувку отсутствуют.
Системы оборотноrо водоснабжения энеpreтических пред-
приятий. Системы оборотноrо водоснабжения тепловых. и
атомных электростанций MorYT быть открытыми, закрытыми
и комбинированными (рис. 1.3).
На ТЭС и АЭС преобладающее количество воды (90 95%)
расходуется на охлаждение конденсаторов турбин. Для со-
вершения полезной работы турбиной от нее отводится с отра-
ботанным паром часть тепла, которое передается в конденса-
торе охлаждающей воде. Расход воды расчитывается относи-
'"
z4
а)
о)
В}
t
23
11
18
z)
Рис. 1.3. Схемы оборотноrо водоснабжения знерrетических предприятий:
а открытые; б, в закрытые; ё, д комбинированные; 1 турбина; 2 по-
верхиостный конденсатор; 3 контактный конденсатор; 4 воздухоохладитель;
5 маслоохладитель; 6 башенная испарительная rрадирня; 7 башенная
радиаторная rраДИР JI 8 воздушный конденсатор; 9 rибридная rрадирня;
10 ороситель; l1/:' радиатор; 12 циркуляционный насос; 13 насос подачи
воды из водоисточника; 14 конденсатный насос; 15 отстойник; 16 rидротур-
бина или дроссельный клапан; 17 открытый контур; 18 закрытый контур;
19 сброс нarретой воды в водоисточник; 20 свежая П?lIпиточная вода; 21
слив масла на реrенерацию; 22 вспомоrательное оборудование; 23 наrретый
и насыенныый паром воздух, Капельный унос; 24 наrретый воздух
22
f +,23
Таблица 1.5. влияние теwпературы aoды' охлаждающей конденсаторы турбин,
на кпд тэц
Система водоснабжения
оборотная
Покаэатель прямо-
точная водохра- брыэrаль- испари- радиатор-
нилища ные бас- тельные ные rpa-
накопи- сейны rpадирни дирни
тели
Среднеrодовая темпе- 11 16 20 22 31
ратура охлаждающей
воды, аС
Температура конден- 26 31 36 39 43
сации пара, аС
Давление в конденса- 3,4 4,5 6,5 7,1 8,7
торе турбины, кПа
КПД ТЭЦ, % 38,4 37,5 36,1 35,2 33,4
G
Рис. 1.3 (а)
тельно расхода поступающеrо в конденсатор пара таким обра-
зом, чтобы отводимоrо от Hero тепла было достаточно для на-
rpeBa воды в среднем на 10 ос (летом на 7 , зимой на 12 13 ос).
На современных турбоустановках ТЭС и АЭС давление от-
работавшеrо пара находится в интервале от 3 до 6 кПа, что
соответствует температуре насыщения (конденсации) водяно-
ro пара 24 0 Ос. Недоrрев охлаждающей воды до температуры
конденсации не должен превышать 3 5 ОС. С учетом этоrо об-
СТоятельства оптимальный режим турбоустановок электро-
станций в летний период будет иметь место при температуре
охлажденной воды, подаваемой в конденсатор с rрадирен,
около 27 30 ОС.
Учитывая большую зависимость КПД электростанций от
теплотехнических параметров работы конденсаторов (табл. 1.5),
выбор системы техническоrо водоснабжения ТЭС и АЭС про-
изводится по результатам техниКо-экономическоrо сравнения
всех ВОЗможных вариантов, приведенных к сопоставимым
условиям по отпуску электроэнерrии и воздействию на состоя-
ние окружающей среды. В качестве альтернативноrо варианта
должно рассматриваться наряду с природными водами исполь-
зование для подпитки оборотных систем очищенных rород-
ских СТОчных вод. Принимается вариант с наименьшими при-
веденными затратами с учетом предотвращенноrо ущерба
окружающей среде.
С эколоrической точки зрения наиболее совершенными
являются системы охлаждения конденсаторов турбин оборот-
24
ной водой, охлаждаемой, в свою очередь, на rрадирнях
(рис. 1.3, а)_ Вентиляторные rрадирни в отрасли сохранились
лишь на старых электростанциях; на новых они не применяют-
ся, поскольку потребляют на привод вентиляторов около 0,5
0,7% электроэнерrии, вырабатываемой электростанцией.
В местностях с недостатком воды даже на восполнение без-
возвратных потерь на испарение и капельный унос при обыч-
ных испарительных башенных rрадирнях, а также в особых
случаях по технико-экономическим и эколоrическим сообра-
жениям применяются башенные радиаторные rрадирни
(рис. 1.3, б) или воздушно-конденсаторные установки (рис. 1.3,в),
что делает системы охлаждения закрытыми.
В зарубежной практике в последние rоды интенсивно нача-
ли применяться системы охлаждения конденсаторов турбин
электростанций с комбинированными rрадирнями (рис. 1.3,2),
называемыми иноrда rибридными. При их применении снижа-
ется видимый выпар из rрадирни (паров ой факел), достиrает-
ся экономия добавочной воды и улучшаются теплотехниче-
ские параметры конденсаторов в сравнении с башенными ра-
диаторными rрадирнями и воздушно-конденсационными уста-
новками.
На рис. 1.3, д приведена комбинированная схема техниче-
CKoro водоснабжения ТЭС, при которой конденсаторы турбин
25
и воздухоохладители охлаждаются свежей водой из водоисточ-
ника по прямоточной схеме, а остальное техническое оборудо
вание (маслоохладители, подшипники механизмов и др.),
rде оборотная вода заrрязняется преимущественно нефтепро-
дуктами по замкнутому циклу с rрадирней. Такая система
применима только при наличии достаточно мощноrо поверх-
HOcTHoro водоисточника.
Схемы охлаждения компрессоров и холодильников. Во мно-
rих производственных процессах используется сжатый воздух,
вырабатываемый компрессорами, которые относятся к основ-
ному оборудованию холодильных установок. В стационарных
условиях охлаждение деталей компрессора осуществляется
чаще Bcero водой по замкнутому водооборотному циклу.
Расходы охлаждающей воды относительно небольшие (ча-
ще Bcero примерно до 500, реже 1000 1500 м Э /ч) и зависят от
типа компрессоров и мощности станции, но температура воды
должна быть не выше 27 ос в летний период. Это обстоятель-
ство, а также условие обеспечения чистоты охлаждаемых де-
талей компрессоров делают невозможным подключение их к
общей системе оборотноrо водоснабжения предприятия, по-
этому компрессорные станции оборудуются самостоятельны-
ми оборотными системами (рис. 1.4, а).
Примерно такую же систему водяноrо охлаждения MorYT
иметь и конденсаторы холодильных установок (рис. 1.4, б).
Для них требуется более низкая температура охлаждаемой
воды, желательно не выше 25 ос в летний период, поскольку
от нее зависит давление и температура конденсации паров
хладаrента, а следовательно, холодопроизводительность и
потребляемая мощность на выработку холода (рис. 1.5).
В оросительных конденсаторах HarpeB охлаждаемой воды
допускается на 2 З ос, в закрытых трубчатых на 4 8 Ос. При
этом значение температуры конденсации паров хладаrента не
должно превышать значения температуры выходящей из кон-
денсатора воды более чем на 5 Ос.
rрадирни в системах охлаждения компрессоров холодиль-
ных станций конденсаторов Moryт размещаться на уровне зем-
ли, на эстакаде или на перекрытиях зданий с плоской кров-
лей. При размещении rрадирни внутри производственноrо по-
мещения следует обеспечивать забор свежеrо воздуха снаружи
помещения и выброс на улицу отработанноrо воздуха при по
мощи rерметичных воздуховодов.
26
10
11
а)
Рис. 1.4. Схемы охлаждения:
а компрессора; б конденсатора холодильной установки; в холодильников
маrистральноrо rаэопровода; 1 компрессор поршневой; 2 промежуточный
холодильник; 3 масляНый холодильник; 4 конденсатор кожухотрубный;
5, 6 холодильники rаэа и зтиленrликоля кожухотрубные; 7 rрадирня; 8 ре-
зервуар охлажденной воды; 9 насос; 10 свежая подпиточная воды; 11 стаби-
лизирующие peareHTbI; 12 испарение и капельный унос
ао,квт
tz=ZDOC
Рис. 1.5. rрафик зависимосТИ холодо-
производительности Qo и потребляе-
мой мощности N з от температуры
хладоносителя на выходе из испарите-
ля I S2 при различных температурах
воды на входе в конденсатор 12
для холодильных мащин типа
2MKT80 2 , 2MKT80 2 1
180
150
1'Ю
120
100
60
50
'ю
-1Z -6 -'1
N"кВт
50
'ю
JO
о 1f 6 tsz,"C
27
На маrистральных rазопроводах требуется охлаждение
кожухотрубных холодильников rаза и этиленrликоля, для
чеrо целесообразно использовать системы оборотноrо BOДO
снабжения (рис. 1.4, в). Для холодильников требуются охлаж
дающая вода с температурой 25 ос при HarpeBe ее до 35 ос.
Безвозвратные потери оборотной воды на испарение и капель
ный унос на rрадирнях MorYT приниматься в среднем 5 л на
1000 м З осушаемоrо rаза.
Критерии рациональноro использования воды. Рациональ
ным (разумно обоснованным) и наиболее эффективным будет
такое расходование воды в процессе производства, при KOTO
ром наиболее полно будут реализованы ее свойства. Норма
расходования воды зависит от вида промышленноrо производ
ства.
Оценку эффективности использования воды промышлен
ностью можно осуществлять (кроме сравнения с установленны
ми нормами) тремя методами; в каждом из этих методов ис
ходят из применения оборота воды.
По первому методу определяют оборот воды, %:
Gоб
Роб == 100,
Gоб + G и
(1.1)
rде G об количество оборотной воды, циркулирующей в си
стеме оборотноrо водоснабжения, мЗ/ч; G и количество воды,
забираемое предприятием (производством, цехом или YCTaHOB
кой) из источника, м З /ч; G об + G и общее количество воды,
расходуемое предприятием.
Необходимо стремиться к 100% HOМY обороту воды. Однако,
как уже было сказано выше, в настоящее время в целом по
стране расходуется оборотной воды 78% общеrо водопотребле
ния. При условии повторноrо использования очищенных сточ
ных вод можно достичь Роб == 100%.
ПО второму методу определяют коэффициент использова-
ния воды:
G и Gсб
И == <:;; 1,
G и
(1.2)
rде G сб количество сбрасываемых предприятием в водоем
всех производственных сточных вод (без хозяйственно быто-
вых), мЗ/ч.
28
Необходимо стремиться к положению, Коrда И == 1, rлавным
образом в результате повторноrо использования очищенных
сточных вод. Передовые промышленные предприятия доби
лись коэффициента использования воды, paBHoro 0,75 0,85
и даже 0,95.
На некоторых промышленных предприятиях в систему водо-
снабжения вода поступает с сырьем (например, деревообраба
тывающая, целлюлозно бумажная промышленность и др.),
тоrда вместо коэффициента использования можно ввести по-
нятие кратности использования воды:
Gоб + G и + G c
п == > 1, (1.3)
G и + G c
rде G c количество воды, поступающей в систему с сырьем,
мЗ/ч.
По третьему методу оценки рациональности использоваJtия
воды определяют потери воды в процессе использования, 010:-
G и + Gсб
Р == 100. (1.4)
G об + G и
Необходимо стремиться к возможно меньшим потерям воды
в процессе ее использования. Фактические потери воды в про
мышленности составляют 3,5%, в комплексе предприятие
тэц 2,2%, только на тэц 1,35%. На конкретных предприя
тиях значения этих потерь MorYT несколько отличаться от ука-
занных из за различных технических состояний технолоrи
ческоrо оборудования и систем водоснабжения, неодинаково
ro уровня эксплуатации, климатических условий и дрyrих
причин.
r ЛАВА 2
ВИДЫ И ВЫБОР rp АДИРЕН ДЛЯ сиcrЕМ
ВОДОСНАБЖЕНИЯ С РАЗЛИЧНЫМИ
llPОИЗВОДCfВЕННЫМИ ЦИКЛАМИ
2.1. Виды rpадирен
В нашей стране примерно с 1960 по 1990 rr. rрадирни строи-
Лись преимущественно по типовым проектам. Типовые проек-
ты вентиляторных секционных и отдельно стоящих (одно-
вентиляторных) rрадирен разработаны rпи Союзводоканалпро-
ект при участии Промстройпроекта и ЦНИИ Проектсталькон-
струкция (рис. 2.1 2.5) (табл. 2.1 2.з).
8.!
.:JZ
5,9'
ff
1
1,0
F
J!L
s
а)
Рис. 2.1. Вентиляторные секционные противоточные rpадирни:
а с размерами ОДНОй секции в плане 4 х 4(6) м; 6 то же 8 х 8 м; в то же
12 х 12 (13 х 13) м; z то же 16 х 12 (18 х 18) м; (указанные на рисунках высотные
отметки MorYT отличаться от фактических в зависимости от конструкции rpa-
дирни); 1 диффузор; 2 вентилятор; 3 водоуловитель; 4 водораспредели-
тельная система; 5 ОРОсительное устройство; 6 воздухонаправляющий козы-
рек; 7 водуховходные окна; 8 воздухораспределительное пространство; 9
переливной водовод; 1 О rрязевой водовод; 11 водосборный бассейн; 12
ветровая переrородка; 13, 14 отводящий и подводящий водоводы
30
8"8
6.8
a'Z'fM
6"6
5)
16,9
1
Z
15,5
Е
1'1
13
Рис.2.1 (6, в, с)
Секционные rрадирни разработаны для реrионов с расчет-
ной температурой воздуха не ниже 40 ОС, расчетным давлени-
ем ветра до 0,54 кПа, нормативной снеrовой наrрузКоЙ до
1,47 кПа и сейсмичностью до 8 баллов (включительно) для не-
просадочных rpyHToB при уровне rрунтовой воды на rлубине не
менее 0,5 м от поверхности земли.
Для химических и нефтехимических предприятий институ-
тами rипрокаучук и rосхимпроект разработаны нескольКО мо-
дификаций rрадирен с площадью сечения 400 и 1200 м 2 (СК-400
и СК-1200) (рис. 2.4). rосхимпроектом выполнены также инди-
видуальные проекты двух- и трехсекционных rрадирен с пло-
31
z
*' J 3
1:::1 t,.
1:::1 Z
1:::1
1
S G
G
МОО о) 2000 б) 7
......
а)
'fOOO
t
t
8
9
120ио
32
1
Рис. 2.2. Вентиляторные rрадирни для
установки на зданиях с плоской кров-
лей:
а противоточная В комплектно-
блочном исполнении; б поперечно-
точная; в противоточная; 1 венти-
лятор; 2 водоуловитель; 3 система
распределения воды; 4 ороситель;
5 водосборный поддон; 6 рама;
7 кровля
If
S
6
7
1
s
Рис. 2.3. Вертикальный блок сооружений
"rрадирня насосная станция":
1 вентилятор; 2 водоуловитель;
3 система распределения воды; 4
ороситель; 5 поддон для сбора охлаж-
денной воды; 6 машинное отделение;
7 циркуляционный насос оборотной
воды; 8, 9 отводящий и подводящий
трубопроводы
6
7
"1,20
фlf.O
10 11 IZ
11f 1J
Рис. 2.4. Вентиляториая отдельно стоящая rрадирня (вариант конструкции с
полочным отстойником):
1 несущий каркас; 2 конфузор; 3 диффузор; 4 водоуловитель; 5 си-
стема распределения воды; 6 ороситель; 7 воздуховходные окна; 8 вентиля-
тор; 9 трансмиссионная шаХта; 10 машинное отделение; 11 водосборный
бассейн; 12 кольцевой полочный отстойник; 13 перФорированная труба для
отвода охлажденной и осветленной воды; 14 то же для отвода осадка; 15
насосная станция
щадъю орошения одной секции 144 и 192 м 2 для систем оборот-
Horo водоснабжения, работающих на морской воде и в УСЛОви-
ЯХ сейсмичности районов 9 баллов, а также вертикальных бло-
Ков сооружений "rрадирня насосная станция". Типовые и
Индивидуальные проекты вентиляторных rрадирен в части
теХнолоrических расчетов, высотных и плановых схем, конст-
РУКций оросителей, водоу ловителей и систем распределения
воды выполнены на основании результатов научных исследо-
ваний и рекомендаций НИИ водrЕО.
33
1-0 "
t>: u
111 '"
C1J е t::! 1а -;;;
1-0 t>: t:: :z: :.:
>. '" '" :J: :z:
u е t>: :J: :J:
е t::! :z: :z: C1J
р, е C1J '"
е 111 1-0 '" 1X1 111 t::
111 111
е е
р, C1J
'" '" ji '"
:.: ::1 :z: 1-0
Р, " u
C1J .в. u -=- .в. u
1-0 а C1J 1-0 :z: '" C1J C1J
'" 111 :.: u 111 IE
". 10 t::! C1J C1J '" 1-0 t::! C1J
6 е е 1-0 е u е е
I rt 111 rt
.".. U t:: Е--<
.r '--'
е ' ,
....
". 7 C1J '" ji " ji "
.r S u Е. '" '" :z:
f' '" :z: '" :z: C1J
>. :.: C1J е р, C1J IE
.r ....... u р, е 1-0 '" е
". I C1J '" 10 C1J C1J 1-0 10 C1J C1J е
:z: :.: U IE 10 U U IE 10 Е--<
$ "
р, t>: ,j,
е :r .ь
t:: C1J е '"
1-0 ;:! C1J ....
" ' IE C1J , !з
u Е--< u t:: '" )
ji е '" ji р, ji
C1J r:: :z: Е--< :.::; :z: :z:
" " '"
ji
:1: u t:: :>' t::! ;:!
I ji '" е 1-0 ""- ""
lX1 1-0 111 u 11'> ... 11'>- 11'>
е
:J:
.;, ' :1 '" \D
Р, :z: '" C1J "" с '" '" \D С '" \D С
2 ф ..... .... '" "" ..... "" ..... ..... '" "" .... .....'"
'" C1J- е Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х хх
'" 1:
111 !:I. Р, t::! 111 :z: ... ... ... ... ... ... \D \D \D \D \D \D
Рис. 2.5. Вентиляторная поперечно-точная (двухпоточная) rрадирня: \D \D
ts
1 диффузор; 2 вентилятор; 3 подводящий водовод; 4 водораспредели- , :J:
е C1J C1J
тельная система; 5 водоуловитель; 6 оросительное устройство; 7 жалюзи; ! ::1 .;, :z: :о
u :.: вр,
C1J 111 S N М '"tt' 1.(") '" с<> N ('t") 1.1"} N ('t") V")
8 водосборный бассейн; 9 отводящий водовод; 10 переливной водовод ::т u C1J
ts
'"
t:: '" ts
) 1-0 а
е е
:z: ы 1: ...... ... ..... r--
u 00 с- а;'
В настоящее время в CHr налажено производство вентиля- g '" ts с
111 с>. ..... .....
торных rрадирен, поставляемых на предприятия в rOToBoM ви- В ji . C1J ;:!.
p, :z:
C1J :J:
де и называемых по этому признаку малоrабаритными. Харак- ::1 '" с>. ... ... \D \D
.... '" :.: t:: ;:! Х Х Х Х
2.6 '" '" C1J It)
терны е Конструкции таких rрадирен показаны на рис. и !:I. u 111 ts ... ... ... ...
ts
2.7, в табл. 2.4 Приведены основные показатели самых pacnpo- ;:r
;:!
страненных из них, а также эжекционных rрадирен (рис. 2.8). -3 :i:
C1J '"
В rрадирнях типа "Одесса" (рис. 2.6, е) применен ороситель ID р,
'" е 11'> 11'> 11'> 11'>
1-0
В виде взвешенных в восходящем потоке воздуха пустотелых :.: t>: '" '" '" '"
р,
'"
шариков диаметром ЗО О (объемная масса 250 кr/м Э ), lX1 lX1 lX1 lX1
мм 1-0 с<> с<> с<> с<>
выполненных из BcneHeHHoro полипропилена. Аэродинамиче- \D \D
ское сопротивление TaKoro оросителя составляет 500 08 Па
.- с;о
(обычно до 160 Па), чем обусловлено использование радиаль- "" ""
-1- ... ... -1- ...;
"" "" >
ных вентиляторов для подачи воздуха в такие rрадирни. В со- '" .... 000... 11'>
р, 1-0 <--.....
:.: \D \D "9J
C1J -.ф '-Ф'-Ф -.ф
ответствии с этим при одинаковых rидравлических наrрузках C1J "?
е е ..... ..... ..... .... t::
:r: р, с с с с ;;
на rрадирни энерrетические затраты при подаче воздуха ра- t:: 0\ 0\ 0\ 0\ 0\ ...
35
34
'"
"
(..
'"
:\
:I:
'"
'"
"
о
tC)
о
с.
t::
:io:
:s: >.
<) о
о t::!
О-ОС!)
О' 1-0
'"
:s:
о-
d)
1-0
'"
::Е
о
.. '"
d) <)
Е! '"
>. :.:
<) о-
d) '"
:с :.:
"
о-
о
1::
:s: :s:
Е--< <)
" " :s: i
; g
1]:1 1-0 t::!
dJ .i! :s:
t:c
:;J :;; dJ
1'-0 о- t::! :с
'::>:
о :s: .i! d)
::! о- :с
!s: 115 ..
::т <) t::!
'::>:
о
:с
g
:i
d) :s:
::!
'" :.:
'" d)
1'-0 <)
:i:
d) oj
о-
'" о
:.: 1-0
о-
'" 1:;
::Е
'"
о- 1-0
d) :.:
d)
о о
:r:
Зб
:s:
:.:
:s:
а
\о
о
d):io:
:s:
11 :Е Е
g t; :s:
,I::,:S: :с
:с
1-0 d) :s: '"
:с :;; -&
d) 1-0 О О
!s: о-
g!
:с :s: '"
\о :s: :t t::! :с
..( 5
,:i .ь
:1 :;;
о :.: :с f
5 ,:i ,Q !:1 '::>:
:;; ,Q ,Q
t:: :с 1:: $' :с
...
vi
\O MO
.....t N ('t')
х х х х
со со 00 00
N f'Ii ""1:1'" t.n
'"
1-0
О
<)
:;;
...
""
....
d)
:с
'"
1::
со
Х
со
с>
'"
1]:1
м
....
'"
с>
о'>
х
I]:I
:сЕ
:s: t::!
:s:
:s: о-
о
f:
:io: '"
::! :с
:s: '" :s:
-& :с <)
:s: :с d)
t::! '"
о d)
::Е g, g.
о
1-0
:.: <)
d) '"
1-0
U 1::
:s:
"
1-0 :с
<) d)
<) d)
< ::!
,Q
'"
1-0
U
'::>:
:Q 6
:с '" :t
0-d)0
О 1-0
\о d) d)
u РЕ \о
:1
о
:с
d) '::>:
:;;
t:: :с
d)
РЕ
о
Е--<
""
.;:
r--
<,-"
'" ...
.... м
Х Х
со со
...",
м""
Х Х
ММ
........
М""
М""
r--
N
....
"'.
'"
....
со
Х
со
м
....
х
м
....
с>
'"
1]:1
м
с>
r--
1]:1
м
'" '"
"" со
u u
с> ....
о'> о'>
!
о с>
о'> о'>
со
...
с>
о'>
5
:s: :s:
-&5:<)
m
g,g.
d)
РЕ
о
Е--<
'"
:t
:с
'"
о
'"
-&<)
:s: d)
t::!
о d)
::Е g.
"
1-0
:.: <)
d) '"
1-0
U 1::
,Q
'"
1-0
U
'::>:
:;; "
:с '" :с
0-d)0
о 1-0
\о d) d)
u РЕ \о
.ь
d)
1:: '::>:
'" :;;
:.:: :с
м
'I'i
'"
'I'i
... '"
М""
Х Х
м м
.... ....
... '"
М""
Х Х
'" '"
.... ....
М""
М""
м
",.
....
"'.
'"
....
N
....
х
м
....
'"
....
х
м
....
с>
r--
1]:1
м
с>
r--
1]:1
м
'" '"
cqco
....М
r-- r--
!
с> с>
о'> t7>
....
'"
.ь
...:.
с>
t7>
d)
РЕ
о
Е--<
d)
РЕ
о
Е--<
.ь
'"
..
'::>:
о- :;;
I.Q :с
"'"
'"
... '"
М""
Х Х
'" '"
.... ....
М""
"'"
'"
....
'"
....
х
м
....
с>
r--
1]:1
м
м
'"
-f
....
с>
о'>
"''''
0000
u u
"'''''
0'>0'>
!
00
0'>0'>
:io: '" g
::! :с <)
:s: '" :s: 1-0
-&:t<)<):c
:s: :с d) '" d)
t::! '" gj :s:
O O- C!)
::Е g, t::! :s: ::!
" 1-0
1-0 :с
<) d)
<) d)
< ::!
,Q
'"
1-0
()
.ь
'::>:
'" :;;
:.:: :с
,Q
'"
..
J:t
о- :;;
I.Q :с
со
,.:
со
,.:
... '"
N ""
Х Х
'" '"
.... ....
... '"
М""
Х Х
'" '"
.... ....
М""
М""
....
,.:
....
....
'" '"
.... ....
х х
'" N
.... ....
'"
....
х
о
r--
1]:1
'"
с>
r--
1]:1
м
'" '"
СО""
u u
... '"
о'> о'>
с> с>
о'> о'>
:io:
::! '"
:s: '"
-& :с u
:s: :с d)
t::! '"
о d)
::Е g, g.
" :io: '"
:;J :s: ::! :с <) 1-0
:s: :s: '" :s: d) :с
:S:-&:c<)'gd)
о "':С :Cd)Oj
:c,:S:O "' :s:d)
о :;; 1-0 О ::!
::E:c o-g. g
,;... :S: J:S::
т :с
'
:s: .:.
'"
[;; :s:
:Q )= d> ':S::
о- ,Q :;;
I.Q :с 1:: :с
... ""
t.n 00"
о'> '"
"" ""
х х
"" м
"" м
\D" ...;
.... м
"" со
.... ....
х х
"" со
.... ....
...
с> О
r-- ....
1]:11]:1
М....
о'>
cq
со '"
о'> '"
.... ....
с> с>
о'> о'>
'"
:с
:с
'"
о
'"
::! :с
:s: :s:
-&<)
:s: d)
t::! gj
g.
:io: '"
::! :с
:s: '" :s:
-&:С t)
:s: :с d)
g m gj
::Eg,g.
о
g 1-0
5 t
\о ... '"
<)d)
< ::! :s: 1::
,Q
'"
1-0
U
:1
о
5 >::>:
:;;
t:: :t
:1 :s:
о
:с :s:
d) >::>: d) '::>:
:;; :;;
t:: :с :.: :с
""
со.
о'>
",.
'"
""
х
со
....
N('t')""I:I'"V1\o
ХХХХХ
NNNNN
м
N('I")""I:I'"V')\O
о'>
",,"
м
'"
","
со
....
х
со
....
м
Х
...
:=:
1]:1
....
'::>:
:s:
Е!
",," (2
о '"
Z
с> <)
с> '"
"" <)
.ь 1-0
с> О
'"
'"
-f
....
с>
о'>
N
'"
с>
о'>
'"
:с
:с
'"
о
о-
:s: '"
-&<)
:s: d)
t::!
о d)
::Е g.
dJ
'"
d) :с
о- :s:
t::! <)
d)
РЕ
о
Е--<
со
","
N('t')""I:I'"V')\O
Х Х Х Х Х
МММММ
N('t')""I:I'"V')\O
о'>
со
м
Х
со. r2
'"
с> <)
m I:S:
;;
с> О "
'"
'"
-f
....
с>
о'>
37
38
<-<
'"
..
Q)
:3
:х:
Q)
""
<::
О
10
О
';!:
О
:z:
::;
i
CIJ :s:
::; ::r
'" :.:
8
1=:
'"
:s:
о.
CIJ
..
'"
::!1
:s:
1>: :i:
1=: 111
CIJ О
.. 1=:
g
о. О CIJ
0111"
О
.... '"
CIJ u
а '"
>- :.:
u о.
CIJ '"
:z: :.:
6
0.1>:
О 1=:
1-< 5
6 6 :s: :i
:а ;; g ::;
.. 1:( 111
aJ .;,
::;Е'
:3 :д
i:>..o.
ffi .;, ::;
0.1=:
:s: t:: CIJ.
1:( 111 :z:
';!:
О :s:
1=: ::r
u :.:
:s: CIJ
::r u
. CIJ
'" :z:
E'ft
111 1:(
:i:
CIJ '"
111 О.
'" О
:.: ..
о. 1>:
'" 1=:
::!1
'"
'" ..
CIJ :.:
::; CIJ
О О
::r:
:!: '"
::r 1>: :z:
:s: '" :s:
-& :z: u
:s: :z: CIJ
1:( '" 111
О 111 CIJ
::!1 8. fi
:s:
:.:
а
\О
О
6
1=:
..
t;
\О ::; .. '"
u CIJ 1=: 1=:
< ::r :s: t::
од
1=:
'"
..
u
""
-.Li
'"
х х
'" ""
'"
..
О
u
:д
111
CIJ
:z:
'"
1=:
t::
111
"".
'"
х
'"
ц{ .Q
..
z :d
..
о CIJ
:;; t ';!:
JJ m :а
о :z: :z:
о
'"
....
о
а-.
1>:
'" '"
.;. :z: :z:
.. :z: :s:
-&"'и
:S: 111 CIJ
1:( О 111
О О. CIJ
::!1 5
aJ
111 '"
CIJ :z:
о. :s:
I::! u
,....
'"
х х
'" ""
.....
х
'"
.n
!2
'"
о.
5):t
J:, .. е
о О "
а-.
.....
о
а-.
:i: '"
::r 1>: :z:
:s: '" :S:
-& :z: u
:s: :z: CIJ
1:( '" 111
О 111 CIJ
::!1 8. fi
6 ..
.. :z:
u CIJ
.2 ::;
u CIJ
< ::r
од
':3 1=:
Q) '"
<:: ..
со U
о
J:I.
:.:
':3
о
:.:
<.J
о
<::
1:
<.J .
"".
'"
:3
:х:
t8 N rt"JVIJ')\.C)
'" Х Х Х Х Х
tsNNNNN
:х:
Q)
:о
:!;
N('f")VIJ')\D
'"
'"
<::
О
1:
<.J
'" "".
J:I.",
;j
:х:
J:I.
:3 '"
'g х
J:I.
""
о
о
""
J:,
о
'"
v;>
"i'
.....
о
а-.
CIJ
IE
О
1-<
:i: 1>:
.. .е '" '"
u :S: :z: :z:
'" 1:( :Z: :s:
1=: О '" u
::; !'J
ft&
:s: ::r 1:(
aJ
:s:
:Z:
....
'"
::;
6
111
CIJ 111
:s: '"
2
::; u
i2 ,:s:
1=: :д
< 111
о ..
.. :Z:
u CIJ
.2 ::;
u CIJ
< ::r
од
1=:
'"
..
u
,:s:
:д
=" :s: :Z:
О
';!:
1=: :д '"
i:: :z: :.:
,Q
1=:
>;!:
'" :д
:z:
""
N
""
",.
'"
х х
о
"'.....
х х х
'" "" '"
'" ""
""
",.
""
х
'"
....
х
'"
'"
N
.....
о
о
""
J:,
о
v)... .ь
",. 1=:
..... CIJ
Z :d
..
о CIJ
:;; t ,;!:
J:, '" :д
о х :z:
....
v;>
'"
..:.
о
а-.
'"
,....
"-
'"
....
<::>
а-.
, :!:
5 1>: gf
:s: '" :s: 1=: '"
Хио О
:s: :z: CIJ t:: Q
1:( ::1 &
8. 1:( :s: х
CIJ
IE
О
1-<
""
'"
"" .....
х х
....
'" ""
'"
....
х
....
::!1
'"
'"
""
""
"'!
'"
а-.
.....
о
а-.
i :s:
:.: 1=:
а 5
\О О
08
'"
N
:s: ><
1=:
.. CIJ CIJ
'" :r :д
::; u :z:
'" '" :z:
:z: о. '"
CIJ " 111
::; :s: О
'" ft
'" CIJ О.
5
ta6
'" 1=: 1:(
О :s:
>- :z: о.
t:: " О
О CIJ 1=:
1:( .. ...
" 1=:
:s: :д :s:
:s: :z: :z:
::r од :s:
'" 1=: 111
.. CIJ :s:
'" .. 1=:
>- '" О
1=: '" t::
Е I
'51\;0 ><
:z: ::; :s:
од 1>: :s: i::
1=: u О ::;
CIJ >-х '"
::;
g. CIJ ::;
111 :z: >- i2
\О CIJ
ft ::!
.. 1:( CIJ '"
:s: '"
Е' g :z:
о t) u О
1:( 1\; :s:
1>: О. 1:(
ffi !, g
ft t:: CIJ :о
:s: :z:
о. о. .. CIJ
.... i::
..... g
" >- u
ffi 1>: О '"
1:( :s: g
:z: 111 ..
'" :s: О
:r ....
CIJ ';!: О
::;
:s: CIJ 1=:
О. f:
i::
0.0.
0\0
CIJ
13
:s:
u
..
О
'"
..
О
u
:д
J =
f:
I
й
!
I
.
!
51
10: :z:
:s:
f
с 10:
:z: 10
8 S
S ;
'" Q,
::r 4)
::r
'"
...
40
11: 11:
1::
ь Е-о
:s: t:r :s:
u о
о о
g.:s:
1::
01
:s:
Q,
<1J
..
01
о
Q, 11:
о 1::
С <1J
:s: ..
f-< 5
о
с о
8 :s:
:а :r i
I!:I t:r
.;s .;s
Q,
:з ,u
"" t:r :r:
.;s
4) Q,
u ....
@
u ):S: р.
:s: :s: :s:
:r ::r t:r
':!:
о
:r:
t:r
о
:S:-
<1J :s:
::r
'"
01 <1J
"" u
11: 01
01 ..
Е1 8
10 :а
о
<1J
:r:
01
1::
t:
01 :s:
.. о
Q, :r: ..
01 <1J 11:
1::
6.
<1J ..
:а
1:: 4)
:s:
:s:
а
10
о
:r: , :s:
Q, 1:: Б
:r: с :s: 1:: <1J
5' 1:; '"
о :r: 1:; 1:;
01
u
01
Q,
01
од
1::
01
..
U
'"
о
u
О
u
'"
;r
:r
о
':!:
);:3 1:: ::а
t:: :r:
i:
;>,
1>-
'"
':3
О
;r 00
u
о;
:3
::r
;r
'"
t
о; х
'" ....
;r
u
О
u
....
....
х
....
'"
N
I!:I
<1J
'"
О
f-<
од
1::
01
..
U
'"
о
u
8 :r
'" о
;r :r:
:3 <1J':S:
1:: :а
'" t:: :r:
i:
i:
>.
1>-
'"
\о
vi
..-<
11:
\O
Ф
IQ
u
>::
N
..-<
о;
:3
:3
;r
'" 00
.. ....
u Х
;r
u
О
u
х
v)
.. со
м"' r:-:
11
s::: ..
....
",-
N
vi
N
N
..-<
N
..-<
х
N
..-<
х
N
..-<
с>
,...
I!:I
N
с>
,...
I!:I
N
11:
1::
:s:
11: :s:
1::
<1J О
.. 1::
:s: >-
u о
о t:r
РоО
О
I
f:
I
!
...
о
:s:
10:
О
С
!
j
1::
01
:s:
о.
<1J
..
01
:s:
:s:
а
10
о
о
.... 01
<1J u
Е1 01
>-
u Q,
<1J 01
:r:
:s:
u '
8.:
o ..
с 11: :r:
:s: 1:: 01
f-<
01 :s:
ь ;; i
u t:r t:r
:а о о
I!:I С
о :1
u ....
:а 01
I!:I ..
:S:-
t:r :r:
..;
'"
'"
::r
:3
'"
...
r .;s
01 О i
:s: :r: :s:
hI :r:
о Ei
1:: 01
t:: Е1
.;s
N
01 :s: <1J
е- :r: :r:
01 :s:
.. о
о. :r: ..
01 <1J 11:
1::
:s:
:r:
Q,
-&t:r
:s: 01
S е-
:i:
01
01
О :r:
5 .
::r <1J hI
:s: :I:
t t::
t:r 11: :s:
0011::
:r: :s:
:s:
1:; о
01 ..
1:: u
С <1J
010
1:: u
01
4) :s:
.. 1::
U :s:
;..
:s: .:!:
а:а ':s::r:
:с :r: о :а
,g
oдUIOI::
.:1:"
u
о .
:r: :r:
од :r
1:: о
<1J :r:
с <1J
01 1::
::с: с
00
,...-
N
N
N
N
с>
с>
....
....
с>
..-<
I!:I
..-<
с>
с>
....
U
о
Б :s:
..- ':!:
:r: :а
4) :s:
::r 1::
:i:
01 01
:r:
о :s:
u
::r <1J
:s:
-&0.
:s: t:r
t:r 11:
о 01
:r:
о
..,
4) :s:
1:: ..
4) u
Ir!
':!: с
:Q о
:с :r: 1::
о. о
о .. 4)
'fl u
од
1::
01
..
U
):S: од
:а 1::
:r: <1J
:r с
о 01
:r:
<1J :s:
1:: 1::
t:: :s:
....
,..."
....
N
N
N
с>
с>
....
....
с>
..-<
1:!:
:а
:r:
:r
о
':!: g;
:а 1::
:r:t::
r<1
N
f-<
4)
II!
о
f-<
- ..-
:s: :r:
.. <1J :s: ':S: :r:
1:: :а о
1:: 4) :s: :r: ..
с ::r ':s: ..
о о :Q :s: о
1:; :r: а
<1J <1J О. :r: 1::
..10004)
u '8 1r!
6
..,
:с Ь 6 Q)
о :r: :r:
. . .
:r: .., од :Q :r: :а :r:
о. <1J 1:: :r: о. :r: о
01::01..0....
10 <1J .. :s: 10 :s: <1J
UII!Ul::ul::1O
од
:а 1:: :r
>;I: 4) о
<1J :s: с ':S:
1:: 1:: о :Q
t:: :s: :r: :r:
а-
с
00"
'"
N
..-<
\о
N
<"'_
.....
....
..-<
r<1
а-
r<1
с>
'"
,...
с>
С
с>
....
..-<
с
с
N
I!:I
..-<
I!:I
,...
....
..-<
N
f-<
с>
с>
U
..
<1J
u
:s:
1::
:s:
:а
..
u
:s:
1::
<1J
:о
:r:
:r:
01
О
Q,
-&
о
....
,u
:s:
u
о
1::
5
11:
:s:
:r:
<1J
1::
01
t:r
о
....
о
..,
:s:
:r:
:r:
<1J
1::
:s:
..
'"
:s:
1::
о
С
I
hI
:I:
t::
41
со
6
1
2
3
'о 4-
"')'
t-t-
....
'"
<::r
ФJ,1 5 а) 5)
6
5
J
1,7ХI,1
Z/#
а)
5)
Рис. 2.7. Вентиляторные rрадирни заводскоrо изrотовления:
а Харьков 1000 (противоточная); б ВАйrАЧ (поперечно-точная); 1 вен-
тилятор; 2 водоуловитель; 3 система распределения воды; 4 ороситель;
5 водосборный бассейн
диальными вентиляторами примерно в 2,5 раза больше, чем
осевыми. "
В эжекционных rрадирнях разбрызrивание воды форсунка-
ми осуществляется при давлении 0,ЗЗ.....(),4 МПа (З,З Krc/cM 2 ).
При этом капельный поток с преобладающим размером фрак-
ций несколько больше 0,2 мм, движущийся со скоростью 16
20 м/с, интенсивно увлекает (эжектирует) за собой атмосфер-
ный воздух, образуя rазожидкостный факел распыла. Эжек-
... 6
'"" 5
"'i
:1
6) 2)
6
5
:1
с)
Рис. 2.6. Вентиляторные малоrабаритные rрадирни заводскоrо изrотовления:
а Росинка 30; б rMB30; в rПВ160; z rрД32; д ПАюс водrЕО; е
Одесса 150; 1 вентилятор осевой; 2 вентилятор центробежный; 3 ороситель;
4 подвижная насадка (шары); 5 система распределения воды; 6 водоуло-
витель; 7 жалюзийная решетка; 8 лотки
Рис. 2.8. Эжекторная rpадирня:
1 форсунка; 2 воздуховходное окно;
3 зжекторный канал; 4 устройство для
вторичноrо дробления капель; 5 водо-
сборный поддон; 6 сепарационный канал
42
G
lr.I
1'05
3,21(1,6
43
tt
S:i:r
g
'" 1'1 ::!!
I
f'
i
i
f
;
I
t::
'"
..
о
u
:i!
1'1
'"
::!!
:i ft
а
с::>.
'"
\о '"
1:;
tt
:i:
..
:I:
v
1'1
'" '"
с::>.
f?
i
8
It.-
1:;
:;j
о :S:
с::>.с::>.
о v
tt ..
....
'"
о
::1
::1
.а
:S:
.а :I:
1:; ft
V tt
tt '"
е-
:S:
:r
..
о
'"
'"
с::>.
'"
'"
с::>. .а
:S:- 1:;
:I:
ft
tt о
'" ..
е- 2
rs!
Е-о :S:
44
со
\.QM'"
J I '"
\l)\l)1
_ _ со
..... со м
о
о О""
O V":IV":I oV":101"""'4
'1",,-1 711d.
\,0("") l"1.I'I""'4COOO
r---NN NN\I"')1"""'4
..... со
\l) м
... ,..,
000000
V":I'I""'4Nt"1V":1\OOO
\l) м
... ,..,
00 II 000
"'='"oo :::
("")\D V":I\D ("")\DOOOO\D\D'I""'4V":10000 r---
MM MM MN MMNMN
oo("") r---("")
о,.....;...............М'
N N N r---
....;NNN..N
"'='":--oo
о
о
,..,
I
\D
О
1::1:
::z::
t::
r::i
'"
'"
t::
о
с о о с
м \D ......
......... ....... ......... .........
Сооо
1I\......('t')II\CO ::а
'"
" "
;:; о
1:; lz.1
Ei
:S: о
0& :! 1%:1
:S:
_ :S:
,-,::z::
:::!!
u о :I:
g g. m
-=t"<ot::t["'-- r---co 'I""'4'1""'4\'oCONCO
r"""I"' '1""'4" .......j.. М м" ("")"' м м м" м" N м" м м"
\l)
0-
CO NV":I'I""'4'1""'4 N\DNCO ('t')\D'I""'4\O\'o
ёО "";NNО"";"";NО'l""'4 "";NМN
,.., "',..,
r--- N 1,(') N
o.......;.......j........N
-е-
r--- 0"\ М I,('}..... м
о..о.........,...;М...;
'"
.
'" '"
co \X\
Z Z
о о
о о
,.., ,..,
I I
\l) \l)
о <=>
V
IE
о
Е-о
о
N\I"')
6
lz.1
1::1:
О -и
1%:1 :S:
с::>.
:S: о
:S: 1:;
::z::
1%:1- о
o
E-o
r---.. .. 0"\ '1""'4 r--- 1,('} V":I
.......... N o....;...-t........;-M мм"'
:i
.e.t
о :S:
... 1:;
:S: V
:i!
V :s ..
:S: ... u
'"
u О 1:;
ft
t:: с::>. ::!!
o
000\0
М со .....
1%:1
t::
.:s:
:S:
u
1'1
о
I::!
.а о
с::>. 1'1
'" '"
>< '"
><
:S:
:!::
... :I:
1%:1- :1
Е
,.., "',..,
r--- N V":I.....
o..,...;...-t......;C'i'
'"
о М-
... .....
'" '"
"'='" \1"') со ..
о
Z
о
о
,..,
I
\l)
о
t/1 oo:::
о
о
,..,
I
\l)
о
t::
О
1%:1
CI)
IE
о
Е-о
Q)
IE
о
Е-о
ссосо
I,('}CCV":IV":IOO
NI,('}..........N('I")
о
00000
C>OV":l\l"')OO
1,f'}'I""'4'1""'4NV":I.....
<:
1'1
О
.tI
с::>.
.,
><
.;,
><
CI)
::!!
.:s:
:S:
u
1'1 I::!
о о
1'1
.tI .,
с::>. '"
., .:s:
>< :S:
-
... u
. CI)
g
:S: :I:
,:S:
:S:
и I::!
1'1 О
О 1'1
.,
,Q '"
с::>.
., ':S:
>< :S:
-
... и
. CI)
g
:I:
.tI .,
О. ><
., CI)
>< ::!!
[-- [-- со
0"'0" о.......
.....
м'" ('t') \D
.....
,..,-
-е-
r---. r--- ..... ..... .....
0...0....... м N М"'МN
"'.....
....-1'
..... .....
.....
I
t::
оМ
I%:IJ,
о
1%:1
'"
.
'" '" '"
t""') ('t') .... м
\1)'" V:J со со 00 со '1""'4
О
О
,..,
I
\l)
о
V
:i!
:I:
:1:><
ft:i
с::>. ..
-&"
о :S:
1:;
\l) М
..... ,..,
.................. с о о
"'='"CO
1::1:
'"
-и
'"
:I:
:S:
F
0&
t::
::z::
'"
'" о
..... [--
о I.n О J
r::t ("") \о .....с I,f')
I.n["'-- I.n
N" N ("")... ("")...
'" '" '"
OONCOI.nO"\
О .....с" 1"'""4'" N 1"'""4'"
'" '" '"
CONCOI.n ("")
01"'""4"'1"'""4"'N'" N'"
..... со со
о
Z
о
о
,..,
I
\l)
о
:S: t
1:; :1: '"
:S: :I: 1:;
1::1: '" t::
::z:: IQ :S:
t:: о ::!!
- ft :i!
о с::>. ..
"'-&и
'"
\l) '" '"
о" t!""f'" N"'" \о
<:
t::
i:t
:I: ':S:
'" :S:
;;;
<: IQ
- О
"' 6
::!! 1:; lz.1
Ei
-&:S:O
r:Q
< :S:
J:: '" :S:
.;::z::
'" '"
N'" N"
..... ....
t:: о
О
1%:1 I
\l)
о
о о
0000,00
'1""""1 N("") 1,f)1"'""4 \о
OON('t")["'--ООr---
N" ('t")"('f')"'M ("")... ["'--...
...-I("") ""'N
1"'""4" 1"'""4.......... М \о
СО ("")1.n00"ll:l"
N ("").. ("").. .. 1.(')" \о
'"
,.., .
\О"'" 00 00 ;::
о
[--
I
.....,
::1
1::1:
::z::
t::
"
с::>.
t::
:S:
1:;
о
t::
:i :I:
с::>. CI)
'" 1:;
s Е
0-
'"
'"
t::
с о о о
о с> 1.(') I.n О
I.n..... 1"'""4 N I.n
'"
и
и
CI)
8
"..
и
:S:
1:;
1:;
.,
- ..
о V
1z.1 0 ;a
Ei t::
01::1:;:.:
o
u 1%:1 .,-
g:s: Ij
<::s: g
t::::z:: о
11)
.
""
....-
:
ft
-&1::1:
:s: I
,Q
",",щ::z::
t:: t::
.:s: v
:S: g
:I: ...
., о
1'1 1:;
О О
I::! :I:
CI) ><
1:; CI)
и ..
и О
:S: ...
CI) о
'"
., u
\о и
., CI)
.;8
.ь -:>'
1:; .,
t f
t:: ,Q
5 t:: :;j
а :r:
:S: :i!" 1:;
.. ::!!. .,
:EoD"F
:S: с::>. <:
t: '"
.:S: Е:-
о ,:S: О
n ii<:
45
....
<'i
tI
1-0
CI)
::3
:i:
CI)
...
<:;
о
tO
О
S:i:r
u ......
., о'"
i:I. ::i
::i
;Q
'"
:s:
А
.,
'"
.,
""'
*
'"
:с
CI>
., .,
А
А о
«! '"
:а
11:-
1::
IU
'"
:s: 1::
u .,
О :s:
g.A
Ji
:s:
,Q :с
1::
IU
«!
:а е-
:s:
о
'"
.,
А
'"
.,
А ,Q
:s: 1::
:с
о
., '"
А О
.. ..
t:: '"
:s: :s:
!--< :s:
46
с>
V")
«!
'"
о
u
;Q
.,
:с
:s:
S
I.r) I.r) I.r) I.r) I.r)
сс{ ('f")'" ('f")'" сс-) ('11'" ('11'" ('11'" -.:t'
OO\O\O\O\O-.:t'N
o.................... .........N('f")...('t') ('f")
.,
:с
:s:
1::
:...:.. ... ..v .. Ц")
:a C:>\D ..... C:>
V1............NNCf1VQ()
I:Q
О
-1::
:s:
::!
CI> «!
р..
О Q
- 1::
:1:8
о -
u -
UO
»t::
:а:а
:t .,j
::i
., :с
А :с
о .,
е-
1:: :s:
:s: '"
'" u
:с CI>
S
11: »
::i ::i
g.
-&
«!
t :i
о CI> ::i
::i с>
»:S:'"
g.
'" 11:
О :с
11:
:с
.,
е-
.,
А
""'
'"
.
е
I:Q
О
':!:
о
'"
о
u
;Q
11:
:s: .,
:s: r:
:с CI>
I:Q S
t:: 8.
""' ::i .,
:s: о ::i
:с
А 1:: t>.
t::
:i 8 I
'-
CI> Аi:I.
t::
I:Q
.,,,, I:Q
:С.
о «! 11:
1:: А 1::
., О CI>
1;j
1:: ..
., :s: :s:
::i '"
CI> :с
" CI> О
U 111
11: 11:
«! ::i CI>
CI> :;;
О
u
;Q
I:Q
,Q
'"
«! u
:с о
... .,:С
· а
о о
11: ::!
:s: g. 11:
:с '" .,
«! О :с
:r 11: g
CI> :с
::i t>. о
:s:
А ., '"
t::
'" ."
. .
uионные rрадирни характерны повышенным уносом капель-
ной влаrи (более 1,5% расхода воды).
Типовые проекты башенных rрадирен большой производи-
тельности разработаны Ленинrрадским отделением Атомтепло-
электропроекта (ЛОАТЭП) совместно с внииr им. Б. Е. Беде-
неева (рис. 2.9) (табл. 2.5). Индивидуальные проекты башенных
5
6
J
Рис. 2.9. Башенная противоточная rрадирня:
1 вытяжная башня; 2 водоуловитель; 3 водораспределительная си-
стема; 4 ороситель; 5 воздухореrулирующее устройство; 6 водосборный бас-
сейн; 7 несущий опорный каркас
47
:s: :s: C1J
:s: о ;Q ;Q
о: IIO о: Х о:
о: IIO Q) О о о :s: р. '"
Q) о р. '" '" '" Q) :s:
'" о: Q) '" х '" х '" х
:s: >. 1:1: <J <J <J Р. Q)
<J О о: Q) Q) Q) Q) Q) Q) :s: Q) *
о 1:1: о: :s: IC> IC> IC> о: '"
р. О Q) о: Q) <J Q) <J Q) <J C1J е о
о IIO '" :s: IE < ::r < ::r < ::r t: f-<
'" о
Х f-<
C1J
':!: о ':s: ,:s:- :s: u ':!:
'" о:
о: Q) :s: <J :s: :s: :s: '" :s:
., :s: ::r х х C1J х х о: х х
:s: :.: о о :s:1C> .. :I: о :s: о '" t: :s: о
р. .. .. :;: х :s: .. '" х о ..
C1J <J 4J C1J Q) Q) <J C1J о: C1J Q)
'" s C1J IC> \2 :s: IE f< '" \2 Q) :.: IE \2 '"
., IC> О о: о 0:'" C1J :.: о: о
'" <J о: Q) о о: Q) .. :s: о
< '" < :s: ::r f-< < '" < :;; ::r f-< < '"
о 4J Q) <J '" C1J
о: о: о:
C1J 4J C1J
., :Е
<J :s: ,/j ,/j ,/j
I ., х
:.: о: о: о:
р. S '" '"
., ., .. '"
:.: IC> U U U
е- е :1 :1 :1
I р.о: О О О
е о: Х х х
t: Q) Q) ':!: C1J ':!: C1J ':!:
:s: '" о: :о о: :о о: ;Q
f-< t:: х :s t:: х t:: х
:s
:s: :s :s
р. с.
'" :r Q) 11'1 11'1 Q)
О ., :о <J <.>
<J 1:1: 1:1: \D \D \D \D \D С_ С ..... 11'1 ....
:о о о «i 00- rs;) 00" \D'" ':! \D vi 00" 0'\"' с.... «i 0'\" с.....-4.........
i:Q t: IIO .... .... ':! .... .... ....
о о
а о >< р. CI)
., :о " о
... '" !-
'" >. Х i 11'1 '"'
О 1:1: 1:1: 00_ f"') '1') ('r) ('t') .... .... 00 .... 11'1 11'1 11'1 &п &п &п &п )
Q <J
С :о '" о о .... c-r)rr) "" c-r) "«t''' 11'1 v)&r) :s ..; \D"'"['--""['--"
о >< :.: :s
i i:Q IIO IIO О :z: :z:
р. с.
о: :s :s
.:r :s: 10 10
111 ij \с со со \D " .... а.. .... '-D "
Q О О Р. Р.
:s:- ... ... :r .... r---" ..-4'" ....;- ..n t.., \D Q' .... r--.""c ....- .... t.., 11'1 С \D N N
Х ;Q Q C1J .... ..... N N N N .... .... .... .... .... .... N .... .... .... ....
а IIO х <.>
vi .,
'" C1J О
'" х р.
'" IIO О
:::r Q) о о:
:s '" о: "'. N 11'1 N \D N N.... N
., ... C1J v1 N'''';r--"'' с \D NoO N .... «i \D 11'1 11'1 11'1
р...
:s: ., C1J :s: N .... ........ .... .... 11'1 11'1 \D ..... ..... .... .... 11'1 \D \D
h! х IIO <J
., 6.
'" :s: .... .... ..... 00
о "1- ""
<J 1:1: f'I"i..n rri
., :s:- .... с а.. 00 .... ..... с N N 11'1 00 00
;Q р. .... .... .... .... '" .... '" \D ..... 00 '" '" '" \D ..... 00 00
i:Q ... Х
,/j
1:1: ;.. .u
g .. ..
р. :s: :s:
о Q) '" <J .... \D '" С С С С С С С С С С С С С С
о: IIO <J О 0:- N ..... N С N С С С С С С С С С С С С
t:: о о р. .... '" ..... '" '" .... \D N С С .... \D .... N N
t: Х о о: .... N N .... .... .... .... .... N .... ....
N
..... .....
с с с с с .... а
'" '" \D \D ..... ..... ..... ..... ..... ..... .....
., \D \D \D \D а а с а а а а с
.. ..;. .D .;., с с с
р. :.: N с С с с с ....
-& Q) N ..... N С '" N \D .... \D N С
.... '" ..... а.. .... .... .... N N .... ....
:s: о L.
Е3 р.
t: >'1 >'1 >'1 >'1 >'1 >'1 >'1 >'1 >'1 >'1 '-CI '-CI
48
и вентиляторных rрадирен преимущественно для зарубежных
объектов разработаны институтом Теплоэлектропроект. Ба-
шенные rрадирни малой производительности (рис. 2.1 О)
(табл. 2.6), имеющие квадратную форму в плане и высоту по-
дачи воды 5,5 м, а также открытые rрадирни (рис. 2.11) (табл. 2.7)
запроектированы Союзводоканалпроектом на основании ре-
комендаций НИИ водrЕО.
В открытых rрадирнях для протока воздуха используется
сила ветра и частично естественная конвекция. Они предна-
значены для следующих условий: расчетное давление ветра
0,27 кПа, давление cHeroBoro покрова 0,98 кПа; степень orHe-
26,61
z
6
6
....'
I I-
,...,Z
...--3
11:31
А
\
.........
50
Рис. 2.10. Башенная rpадир
ня малой производитель-
ности:
1 каркас вытяжной
башни; 2 обшивка; 3
ороситель; 4 воздухо
распределительное про
странство; 5 водосборный
бассейн; 6 подводящий
трубопровод; 7 отводя-
щий трубопровод
рис. 2.11. Открытая rpадирня:
1 ороситель; 2, 3 нижняя и верх-
няя системы распределения воды;
4 воздухонаправляющие жалюзи;
5 водосборный бассейн
'"
1
fxZ
стойкости IV; расчетная температура наружноrо воздуха ЗО ОС;
климатические районы CHr 1, 11, 111, IV.
Высокое качество типовых проектов вентиляторных и ба-
шенных rрадирен не всеrда реализовывалось при привязке их
отраслевыми институтами к местным уQЛОВИЯМ строительства
и эксплуатации. По этой приине, а также переходом орrаниза-
ций на рыночную экономику после 1990 r. rрадирни перестали
строить по типовым проектам. В настоящее время выполняют-
ся только индивидуальные проекты применительно к каждо-
му конкретному объекту. Все же, учитывая множество по-
строенных по типовым проектам rрадирен, которые сохрани-
лись и эксплуатируются на предприятиях и ТЭС еще с 1960
70 rr. и ранее, в табл. 2.1 2.з, 2.5 2.7 указаны номера или шиф-
ры типовых проектов для лучшей ориентации при использова-
нии их в качестве рабочих материалов при проектировании
новых и реконструкции старых сооружений.
Приведенные на рис. 2.12 2.14 схемы сухих и rибридных
rрадирен за рубежом применяются достаточно давно. В нашей
стране такие rрадирни еще не нашли широкоrо применения
Из-за относительно высокой стоимости и металлоемкоСТИ
воздушных теплообменников и недооценки их преимуществ
в природоохранном аспекте (см. rл. 12).
51
Таблица 2.6. Основные показатели башенных rpaдиpeн
waпой проиэводиreпьности
Шифр
проекта
Площадь орошения Высота башни от
rрадирни в плане, уровня земли, м
м 2
Материал каркаса
башни
Т-1973 16 18,1 Дерево
Т-1974 16 18,1 Сталь
Т-1975 64 20,7 Тоже
Т-1976 144 28,6 "
Т-1977 256 31,2 "
Примечания: 1. Оросители во всех rрадирнях состоят из деревянных ши-
тов, собранных из планок размером 10 х 100 мм, установленных на ребро с про-
межутками по высоте 150 мм. Расстояние между шита ми в свету 25 0 мм.
2. Отношение площади выходноrо сечения башни к площади орошения rpa-
дирни равно 0,3.
Таблица 2.7. Основные показатепи ОТ1Срыnп rpaдиpeн
Номер проекта
Площадь Размеры оро- Высота rpa- Высота подачи
орошения, сителя в пла. дирни, м воды 1 , М
м 2 не, м
4 2Х2 8 4,9/3,5
8 2 Х 4 8 4,9/3,5
12 2Х6 8 4,9/3,5
16 4 х4 9,4 6,6/4,3
32 4 Х8 9,4 6,6/4,3
48 4 х 12 9,4 6,6/4,3
64 4 х 16 9,4 6,6/4,3
80 4 Х20 9,4 6,6/4,3
901-6-73.85
901-6.74.85
901.6-75.85
901.6-76.85
901-6-77.85
901-6-78.85
901.6-79.85
901-6-80.85
1 В числителе отметка расположения верхней системы распределения во-
ды, в знаменателе нижней.
При м е ч а н и е . ВО всеХ rрадирнях оросители капельные из HecтporaHbIX
планок шИриной 60....1\0 мм и толшиной 8 10 мм.
52
Ф65
1&0.0
z
J
Ф157
а)
7
5000
6)
Рис. 2.12. Сухие rрадирни:
а воздушно-конденсаторная установка (ВКУ) с естественной тяrой воздуха;
1 вытяжная башня; 2 охладительные дельты; 3 жалюзийная решетка;
б воздушный конденсатор с механической тяrой воздуха; 1 паропровод;
2 трубопровод паровоздушной смеси; 3 охладительные дельты; 4 каркас
секции; 5 трубопровод отвода конденсата; 6 вентилятор; 7 опорная кон-
струкция
53
Ф56
1Z0,o0
.1
.
5
5 5 1z 9
ФfО.
Рис. 2.13. rибридная rрадирня башенноl'О типа конструкции АО "Институт
Теплоэлектропроект":
1 вытяжная башня; 2 охладительные дельты с жалюзи; 3 циркуляцион-
ные водоводы сухой части; 4 I'оризонтальное перекрытие; 5 водосборный
бассейн; 6 циркуляционные водоводы испарительной части; 7 железобе-
тонный стояк; 8 водораспределительная система; 9 блоки оросителей; 10
водоуловитель; 11 воздухозаборные окна испарительной части; 12 несущий
опорный каркас; 13 сухой наrpетый воздух; 14 насыщенный наrpетый воздух
54
l'
з
ФfGО
1Z .13
Рис. 2.14. rибридная rpадирня фирмы "Бальке-Дюрр" (I'ермания) с комбиниро-
ванной подачей воздуха:
1 башня; 2 сухие охлаждающие элементы; 3 ороситель; 4, 5 вентилято-
ры сухой и мокрой частей; 6 жалюзи; 7 смешивающие элементы; 8 водо-
уловитель; 9 система распределения воды; 10, 12 подача наrpетой воды в
сухие охлаждающие элементы и на ороситель; 11, 13 отвод охлажденной воды
от сухой и мокрой частей; 14 ШУМОl'лушители; 15 сухой наrpетый воздух;
16 насыщенный наrpетый воздух
2.2. Выбор rpадирен
Выбор типов и конструкций rрадирен производится н4 осно-
вании технолоrических расчетов с учетом заданных в щ'>оекте
расходов оборотной воды и количества тепла, отнимаемоrо от
продуктов, аппаратов и охлаждаемоrо оборудования, темпе-
ратур охлаждаемой воды и требований к устойчивости охлади-
тельноrо эффекта, расчетных метеоролоrических параметров,
условий размещения rрадирен на площадке предприятия,
химических составов добавочной и оборотной вод и санитар но-
rиrиенических требований к ним, а также технико-экономиче-
ских показателей. Кроме Toro, надлежит учитывать требова-
ния природоохранных opraHoB к работе rрадирен как возмож-
Ных источников неrативноrо воздействия на состояние окру-
55
жающей среды в районе расположения промышленноrо иЛи
энерrетическоrо предприятия. Учитывая большое разнообра
зие существующих типов и конструкций rрадирен и усЛовий
их применения, выбор наиболее рациональноrо типа для каж-
дой конкретной системы оборотноrо водоснабжения не всеrда
может быть однозначным. Помощь в предварительном выборе
возможных вариантов rрадирен для последующих технолоrи
ческих и техник о-экономических расчетов может оказать
табл. 2.8. В таблице обобщены и систематизированы основные
условия применения вентиляторных и башенных rрадирен.
При этом в нее не включены открытые и эжекционные rрадир
ни, поскольку условия их применения отличаются от усЛовий
применения вентиляторных и башенных охладителей.
Таблица 2.8. Условия прю..енения: вентиляторньп н башенных rpадирен
в CHC'l'eWllX оборотноro водоснаБJltения
Ин- Дополнитель- fрадирни
Показатель
декс ные индексы вентилятор- башенные
ные
Расход воды в си 1 15 17 до 100
стеме, м З /ч 2 15 18, 21, 23 100 1000
3 18 24 1000 10 000
4 19 24 10 000 100 000
5 22,24 Более 100 000
Температура Harpe- 6 79----83 До 50
той воды, ос 7 79, 80 до 60
8 34 36 Выше 60
Перепад темпера- 9 26 3 20 и выше
тур наrретой и 10 26 28 5 15
охлажденной во-
ды, ос
Концентрация за- 11 55,58 До 25 нефтепродуктов и до
rpязнений в охлаж- 50 взвешенных веществ
даемой воде, мr/л 12 56,57 Более 25 нефтепродуктов, жиров
и смол и до 120 взвешенных ве-
ществ
13 59 Заrpязнения, образующие на кон-
струкциях rрадирен отложения,
не смываемые водой
14 34,36,43,44 Наличие токсичных вешеств
56
Продолжение табл. 2.8
fрадирни
, Ин- Дополнитель-
Показа\тель дек с ные индексы вентилятор-
башенные
ные
Плошадь орошения 15 29, 30, 72 74, 78 До 7
одной rрадирни, м 2 16 29,31,74 4 8
17 29,70,72, 73 4 24
18 31, 70, 72 32 120
19 31, 70, 72 128 320
20 31, 70, 72 288 48
21 31,75 64 1152
22 32, 71, 72 400, 750, 1200
23 72, 76 16 256
24 72, 76 324 000 и более
Высота rрадирни, м 25 1,5 2 18 92 и более
Подача воздуха 26 48,49 Механическая
27 48 Естественная
28 48,49 Комбинированная
Тип вентилятора 76, 77, 78 Осевой обще
промышлен
Horo назначения
30 78 Радиальный обще-
промышленноrо
назначения
31 70,76,77 Bf25, Br50, Br70
32 71,76 диаметром 10,4;
14 и 20 м
Охлаждение воды:
при контакте 33 40 Ороситель (мокрые rрадирни)
с воздухом
без контакта 34 41 Теплообменник (сухие rрадирни)
с воздухом
смешанное 35 41 Ороситель и теПЛООбмеjИК (rиб-
ридные rpадирии)
36 40 Теплообменник с набрызr м воды
Способ передачи 37 33 Испарением части воды
тепла от БОДЫ к 38 34 Теплопередачей через стенки
воздуху теплообменника
39 35 Испарением и теплопередачей
Выбросы из rради- 40 33, 36 Наrретый и насыщенный паром
рен в атмосферу воздух
41 34,35 Наrретый воздух
57
Продолжение табл. 2.8 Продолжение табл. 2.8
Ин- Дополнитель- rрадирни rрадирни
Показатель Ин- Дополнитель-
декс ные индексы вентилятор- башенные Показатель
декс ные индексы вентилятор- башенные
ные
ные
Капельный унос, % 42 34 Отсутствие уровня земли
43 15 Менее 0,01 73 15 На эстакаде
44 14, 24 0,01 ,05 74 15, 16 На зданиях с плос-
45 16 22 0,1 ,2 кой кровлей
46 23,36 O,5 1 75 21 Совмещенные с
47 59 1 1,5 насосной станцией !I
Схема подачи воз- 48 29,31,32 Отсасывающая Способ изrотовле- 76 16 24 Строительные конструКции
духа 49 29,30 HarHeTa тельная ния 77 16,17 Комплек тно-блоч-
Схема движения 50 33 Противоточная Horo исполнения
воды и воздуха 51 33 Поперечноточная 78 15 Заводскоrо изrотов-
52 33 Смешанная ления
Количество потоков 53 50,51 Однопоточные Конструктивные
воздуха 54 51 Двухпоточные материалы:
Тип оросителя 55 79 3 Пленочный оросителя и 79 55 57 Дерево
56 79,82,83 Капельный водоуловителя 80 55 Асбестоцементные листы
57 79,82 Капельно-пленочный 81 55 Стеклопластиковые листы
58 79 3 Комбинированный 82 55 58 Полиэтилен низкоrо давления
59 Брызrальный стабилизированный
Тип водоуловителя 60 45 Жалюзийный 83 55 58 Поливинилхлорид пластифици-
61 43,44 Сотовый, с криволинейным очер- рованный
танием лопаток несущеrо кар ка- 84 17,23 Дерево
62 43,44 Решетчатый са оrpаждающих 85 15 24 Сталь профиЛьная
Располаrаемый 63 68,51 До 1 конструкций 86 15, 16, 21 Алюминиево- I
оста точный напор 64 68,69 1 2 маrниевые
на отметке водо- 65 69 Более 2 сплавы
распределительной 87 18 22, 24 Сборно-монолитный железобетон I
системы rрадирни, м 88 22,24 Монолитный железобетон
Тип системы распре- 66 15 24, 50, 64, 65 Напорный трубчатый обшивки 89 84 Деревянные щиты I
деления воды в 67 51,52,63 Без напорный (трубчатый, лотко- 90 84,85 Асбестоцементные листы усилен-
rpадирне вый, в виде бассейна) Horo профиля
Тип разбрызrиваю- 68 66,67 Ударные, в том числе сливные 91 84,86 Стеклопластиковые листы усилен-
щих устройств трубки HOro профиля
(сопел) 69 66 Центробежные (танrенциальные, 92 84,86 Профилированные листы пласти-
эвольвентные, винтовые) фицированноrо ПВХ I
Размещение rpади- 93 84 7 Алюминиевые или стальные
рен: (оцинкованные) листы I
в плане 70 29,31 Секционные 94 87 Железобетонныеостеновые панели
71 23, 24, 29, 30, 32 Отдельно стоящие 95 88 Монолитный железобетон
относи,ельно 72 15, 17 20, 22 24 На поверхности земли Возrораемость 96 80, 81, 83, Невозrораемые
конструкций rpa- 85 8
дирни 97 79,82,84,89 Возrораемые
58
Пример 2.1. На стадии ТЭQ требуется выбрать возможные
варианты rрадирен для охлаждения оборотной воды при сле-
дующих условиях: расход воды в системе 20 000 м З /ч; темпе-
ратура наrретой воды 38 ОС; температура охлажденной воды
25 ОС; температура атмосферноrо воздуха по сухому термомет-
ру 24,5 ОС, по смоченному 19 ОС, т. е. rлубина охлаждения во-
ды составляет 6 ос (25 19); концентрации заrрязнений в оборот-
ной воде нефтепродуктов до 15 мr/л, взвешенных веществ
до 25 мr/л; капельный унос из rрадирни не должен превышать
0,05%.
Решение. Этап 1. В табл. 2.8 находим строку с расходом обо-
ротной воды в системе, с интервалом задаННОrо расхода
(20000 м З /ч) 1 О 000 100 000 м З /ч (индекс 4).
Этап 2. Для индекса 4 имеются дополнительные индексы
19 24, для которых находим и выписываем соответствующие
значения условий применения rрадирни. Площадь орошения
одной rрадирни может быть: 19 от 128 до 320 м 2 ; 20 от 288
до 648 м 2 ; 21 от 64 до 1152 м 2 ; 22 400, 750, 1200 м 2 (rрадирни
вентиляторные); 23 от 16 до 256 м 2 и 24 от 324 до 4000 м 2
И более (rрадирни башенные).
ИЗ дальнейшеro рассмотрения в данном примере исключа-
ем вентиляторные rрадирни с площадями орошения 750 и
1200 м 2 по условию размещения не менее двух охладителей на
площадке предприятия (см. rл. 11) и башенные rрадирни, не
обеспечивающие заданной r лубины охлаждения воды 6 ос
(см. табл. 1.3).
Этап з. Рассмотрим дополнительные индексы к индексам
19 и 20: 31 вентиляторы типа Br, 70 rрадирни секционные,
72 размещаются на поверхности земли; к индексу 21: 31
вентиляторы типа Br, 75 rрадирни совмещены с насосной
станцией; к индексу 22: 32 вентиляторы диаметром 10,4 м,
71 rрадирни отдельно стоящие, 72 размещаются на поверх-
ности земли.
Этап 4. При заданных концентрациях заrрязнения оборот-
ной воды нефтепродуктов до 15 мr/л и взвешенных веществ
до 25 мr/л (индекс 11) может быть применен ороситель пленоч-
ный (индекс 55) или комбинированный (индекс 58). Дополни-
тельными к ним индексами определяется ВОЗМОжный матери-
ал оросителя: 79 дерево; 80 асбестоцементные листы; 81
стеклопластиковые листы; 82 ПНД и 83 ПВХ.
60
Этап 5. Заданное значение капельноrо уноса из rрадирни
0,05% (индекс 44) обеспечивается водоуловителями сотовым
и с криволинейным очертанием лопаток (индекс 61) или ре-
шетчатым (индекс 62).
Этап б. Для работы разбрызrивающих сопел зададимся напо-
ром воды в водораспределительной системе rрадирни, рав-
ным 3 м (индекс 65). По дополнительным индексам 65 и 69
система должна быть напорной трубчатой с центробежными
соплами.
Таким образом, для дальнейших технолоrических и технико-
экономических расчетов принимаем rрадирни наземные сек-
ционные, совмещенные с насосной станцией и отдельностоя-
щие с площадью сечения 400 м 2 (этап 3) с вариантами оросите-
лей из различных материалов (этап 4) и водоуловителей трех
конструкций (этап 5), а .также с напорной трубчатой системой
распределения воды (этап б) для всех вариантов rрадирен.
lJиркуляционные насосыI должны быть подобраны из условия
подачи 20 000 м З /ч воды на rрадирни при остаточном напоре
в системе водораспределения 3 м.
Пример 2.2. При условиях примера 2.1 в оборотной воде при-
сутствуют заrрязнения, образующие на конструкциях rрадирен
отложения, не смываемые водой. Выбрать тип оросителя.
Решение. По табл. 2.8 этому условию применения rрадирни
соответствует индекс 13. Дополнительным к нему индексом 59
определяется тип оросителя брызrальный.
На электростанциях для охлаждения оборотной воды приме-
Няются преимущественно башенные rрадирни, а на промыш-
ленных предприятиях вентиляторные. Следует признать,
что решение о преимущественном применении на ТЭС и АЭС
башенных rрадирен, принятое в 1950 60 rr., оказалось удач-
ным. В те rоды оно обосновывалось рядом положений:
1) необходимостью охлаждения больших объемов оборот-
ной воды, в несколько раз превышающих объемы воды на
промышленных предприятиях;
2) опытом зарубежных стран. К тому времени стало общепри-
знанным, что для центральных и северных районов Европы и
США наилучшим решением для мощных ТЭС является, как
Правило, применение башенных rрадирен, более простых в
эксплуатации, чем вентиляторные, и допускающих разме-
щение их в непосредственной близости к rлавному корпусу
электростанции блаrодаря отводу из них влажноrо воздуха
61
на большой высоте. Uелесообразность TaKorO решения обыч
но подтверждалась и технико экономическими расчетами,
I
так как несколько большая первоначальная СТОимость башен
ных rрадирен компенсируется с избытком отсутствием за.
трат электроэнерrии на создание тяrи воздуха, меньшей
стоимостью обслуживания и ремонта вследствие отсутствия
вращающихся механизмов, возможностью сооружения rради '
рен с большей единичной производительностью, позволяю.
щей уменьшить площадь для сооружения охладителей и
протяженность коммуникаций охлаждающей воды;
3) существующим в те rоды законодательством, соrласно
которому расход электроэнерrии на привод вентиляторов rpa
дирен, составляющий 0,5 0,7% общеrо ее количества, вырабаты-
BaeMoro электростанцией, относился на собственные нужды,
что, естественно, было не выrодно для электростанции.
На сеrодНЯШНИЙ день накоплен большой опыт эксплуатации
башенных и вентиляторных rрадирен. Изменились условия
их строительства и законодательство. Появились новые KOH
струкции вентиляторов, оросителей, водоуловителей, Boдopac
пределительных устройств, значичельно повысились эколоrи
ческие требования к охладителям оборотной воды. Поэтому
в последние rоды специалистами все чаще обсуждается воп-
рос о возможности применения на ТЭС и АЭС дЛЯ охлаждения
оборотной воды вентиляторных rрадирен вместо башенных
или совместно с ними.
Следует отметить, что сдерживающим фактором при мене-
ния вентиляторных rрадирен на ТЭС и АЭС в нашей стране
долrие rоды являлось отсутствие отечественных вентилято-
ров большой производительности (диаметром 15 20 м). В на-
стоящее время имеется возможность изrотовления таких вен-
тиляторов. Существует и опыт проектирования высокопроиз-
водительных вентиляторных rрадирен для электростанций.
ПО результатам технолоrических расчетов и рекомендаци-
ям НИИ BOllrEO Союзводоканалпроектом запроектированы
и реализованы в строительстве зарубежных ТЭС в странах с
жарким климатом (т 22 24 ОС) rрадирни с отечественными
вентиляторами Br 104. Подобные rрадирни, но с зарубежными
вентиляторами диаметром 10,4 м проектировались дЛЯ ТЭС
жарких стран Теплоэлектропроектом при участии НИИ BOllrEO.
В ПОJ:IЬЗУ применения высокопроизводительных вентиля-
торных rрадирен на ТЭС и АЭС Российской Федерации MorYT
52
рассматриваться (при технико экономическом анализе воз
можных вариантов охладителей) следующие обстоятельства.
1. Суровые климатические условия. Вентиляторные rрадирни
лучше башенных противостоят сильным ветрам и обмерзанию,
так как зимой MorYT работать с выключенными вентиляторами
и соответственно при малой тяrе воздуха.
2. На мощных ТЭС и АЭС при наличии нескольких водо-
оборотных циклов с общим расходом оборотной воды более
500 тыс. м Э /ч появилась необходимость в маневренности охлаж-
дения воды в случаях резкой или частой смены тепловых Ha
rрузоК. Маневренность может быть достиrнута изменением
скорости вращения вентиляторов, их отключением или выво-
дом из работы отдельных секций rрадирен. Большее количе-
ство вентиляторных rрадирен при меньшей единичной произ-
водительности в сравнении с башенными позволяет автомати-
зировать режим подачи воздуха и воды на отдельные секции
или на rрадирню в целом в зависимости от требуемой темпе
ратуры охлаждения воды.
3. Требования упрощения, удешевления и сокращения сро-
ков строительства. Вентиляторные rрадирни проще поддаются
ремонту и демонтажу.
4. Появление на отечественном рынке доступных по цене
вентиляторов большой производительности (диаметром 15
20 м).
5. Передача электростанциям функций самостоятельноrо
решения финансовых и технических вопросов.
Uелесообразность применения вентиляторных rрадирен
на ТЭС и АЭС в климатических и эколоrо-экономических yc
ловиях Российской Федерации следует рассматривать KOH
кретно для каждоrо объекта.
r ЛАВА 3
ОСОБЕННОcrи ПРОЦЕССА ОХЛАЖДЕНИЯ вопы
В [Р АДИРНЯХ
Охлаждение воды в rрадирнях осуществляется путем пере-
дачи тепла атмосферному воздуху за счет поверхностноrо
испарения воды и теплоотдачи соприкосновением (теплопро
Водность и конвекция). Тепло может отниматься от воды и
53
за счет излучения. Однако количество тепла, передаваемor'о
излучением, настолько мало, что при составлении теПловоrо
баланса rрадирни им пренебреrают.
В течение большей части rода преобладающую роль иrрает
поверхностное испарение. Летом в жару на испарение прихо
дится до 90% и более тепла, отдаваемоrо водой. Зимой возрас
тает теплоотдача соприкосновением до 50%, а в наиболее хо-
лодное время и до 70%, против 10 20% и менее в летний период.
"Движущей силой" процесса испарения воды в rрадирне
является разность парциальных давлений пара у поверхности
воды и в ядре воздушноrо потока. При теплоотдаче соприкоС"-
новением такой движущей силой является разность темпер
тур воды и воздуха. В rрадирню поступает атмосферный воз.-
дух, являющийся влажным, так как всеrда содержит в себе,
определенное количество паров воды, находящихся обычно..
в neperpeToM состоянии. Для термических расчетов rрадирен
с достаточной степенью точности принимается, что влажный
воздух, который можно рассматривать как смесь cyxoro воз-
духа и ВОДЯНоrо пара, подчиняется законам смеси идеальных
rазов. Сухой воздух и пар занимают тот же объем, что и вся
смесь.
Основными параметрами, характеризующими состояние
влажноrо воздуха, являются давление, температура, плот
ность, влаrосодержание, относительная влажность, энталь-
пия.
ПО закону Дальтона давление влажноrо воздуха, соответ-
ствующее барометрическому давлению Р б , равно сумме пар
циальных давлений cyxoro воздуха Р в . е и ВОДяноrо пара Рп:
Р б == Р в . е + РП'
(3.1)
Парциальное давление водяноrо пара в rрадирне весьма
мало сравнительно с очень незначительно меняющимся ба
рометрическим давлением, поэтому в дальнейших выводах
расчетных зависимостей принимается
Р в . е == Р б РП == Const.
(3.2)
Парциальные давления cyxoro воздуха и пара определяются
из уравнения Менделеева Клайперона:
Р в.е/'У в . е == R B . e Т. 1 o 4;
Рп/'Уп == Rn Т. 10 4,
(3.3)
64
rде т температура, К; 'У в . е плотность cyxoro воздуха, кr/м З ;
'r'п плотность паров воды, кr/м З .
Плотность влажноrо воздуха равна сумме ПЛотностей cy
xoro воздуха и пара:
'У в == 'У в . е + 'Уп ==
Рб ЦJp;{
R B . e «(} + 273,2)
(3.4)
+ ЦJ'Y .
Полезно отметить, что плотность влажноrо воздуха понижа-
ется с уменьшением давления, с повышением температуры
и относительной влажности.
Количество водяных паров в воздухе характеризуется значе-
нием влаrосодержания, представляющеrо собой отношение
плотности водяноrо пара к плотности cyxoro воздуха, т. е.
Х == 'Уп/'Ув.е,
(3.5)
или
..
РП ЦJP
0,622 Р в . е == 0,622 Рб p .
R B . e РП
X== ==
Rn Р в . е
(3.6)
Относительной влажностью воздуха ЦJ называется отношение
плотности 'Уп водяноrо пара к максимальной ero массе, кото-
рая моrла бы содержаться в том же объеме при данной темпе-
ратуре. Полаrая, что водяной пар подчиняется законам для
идеальных rазов, относительную влажность можно определить
и как отношение парциальноrо давления пара РП, содержаще-
rося в воздухе, к давлению насыщенноrо пара Р;;' той же тем-
пературы:
ЦJ == 'Уп/'У Рп/Р;;'. (3.7)
Отсюда
РП == ЦJP;;; Р в . е == Р б ЦJP;;. (3.8)
Энтальпию i влажноrо воздуха массой 1 Kr при температуре
ero () для расчетов rрадирни определяют по зависимости
i == Св.е () + х(т + сп (}).
(3.9)
При этом с приближением, обеспечивающим достаточную
Точность, принимают: удельную теплоемкость cyxoro воздуха
с "" 1 кДж/кr (0,24 ккал/кr); теплоту парообразования r ""
е.В
65
2493 кДж/кr (595 ккал/кr) (при О ОС); удельную теплоемкость
пара cn 1,97 кДж/кr (0,47 ккал/кr ОС).
Связь между основными параметрами влажноrо воздуха
для удобства практических расчетов и наrлядНОСТИ может
быть представлена в rрафической форме. Наиболее широким
распространением пользуются i d - диаrраммы, представляющие
собой rрафические функциональные зависимости энтальпий
от влаrосодержаний с нанесенными линиями постоянных зна-
чений температур и относительных влажностей. Для улучше-
ния развертывания линий q> == Const уrол между осями коор-
динат принят равным 1350. Диаrраммы строятся для опред -
ленных барометрических давлений 500, 740, 1000 мм рт. C
И др. На рис. 3.1 в качестве примера показана i d-диаrрамм
влажноrо воздуха при давлении 740 мм рт. СТ. ЭТО давление
близко к норме для центральноrо района Европейской части
России. :
Состояние влажноrО воздуха по i d-диаrрамме определяется "
точкой, которая может быть найдена для данноrо давления '
по двум любым параметрам. Остальные параметры можно
определить по линиям i == Const, t == Const, q> == Const, d == Const.
Для определения парциальноrо давления пара в нижней ча-
сти диаrраммы проведена вспомоrательная кривая, опустив
до которой Линию d == Const можно прочесть значение парци'
альноrо давления на правой ординате диаrраммы. Парциалъ-
ное давление воздуха соrласно (3.2) находят как разносn
общеrо давления, для KOToporo построена диаrрамма, и опре-
деленноrо по ней парциальноrо давления паров.
С помощью i d-диаrраммы можно ПОЛучить наrлядное пред-
ставление о двух примечательных параметрах влажноrо воз-
духа, характеризующих начало конденсации паров в объеме
воздуха и теоретичесКИЙ предел охлаждения воды воздухом.
Конденсация паров воды в воздухе (появление тумана)
происходит при понижении ero температуры ниже точки росы.
Точкой росы называют температуру, до которой нужно охла-
дить воздух при данных влаrосодержании и давлении до со-
стояния ero насыщения. На i d-диаrрамме она находится в
месте пересечения линии d == Const, опущенной из точки, ха-
рактеризующей состояние влажноrо воздуха, с линией q> ==
== 100%.
Теоретическим пределом охлаждения воды воздухом яв-
ляется температура воздуха по смоченному термометру т.
66
бl, 8(IS}
\:t
"
..,
'I1,9(10}
..
..
..
"<
\<
....
t> 249(5) t5
'"
20
::,f
'" t::
IO
0"'5
>:
....
ё>"
....
...
...
;:-
"-
""'
'"
...
;;;-
Q
'"
....
""
...
ё:;-
...
...-
I!
\.i
I!
CI.
,
25
15
10
s
-10
О
7(/ 20 "(/
Влоrосоi1ержонvt' d, r, но 1 Kr C!/X010 80з//уха
'1(/
Рис. 3.1. i d-Диаrpамма влажноrо воздуха при давлении 740 мм рт. ст.
Она достиrается путем увлажнения воздуха без дополнитель-
Horo отвода или подвода тепла до состояния насыщения'
(!(J == 100%), т. е. при адиабатическом испарении. На i d-диаrрам-
ме значение т определяется точкой пересечения лини i == Const,
проходящей через точку, характеризующую состояние влажно-
1'0 воздуха, с линией q> == 100%. Из сказаНноrо следует, что по
значению т можно однозначно определить значения энталь-
ПИИ и вла1'осодержания воздуха.
67
Изложенное представление опараметре влажноrо воздуха т
является несколько упрощенным, но для практических расче
тов охлаждающих устройств систем оборотноrо водоснабжения
вытекающие из Hero следствия имеют более чем достаточную
точность.
При ненасыщенном воздухе (ч> < 1) температура т всеrда
выше точки росы и приближается к последней с увеличением
относительной влажности воздуха только при q> == 1, т. е. коrда
воздух насыщен водяным паром, предел охлаждения и точка
росы, равные при этом и температуре воздуха д по сухому Tep
мометру, совпадают между собой.
Пример 3.1. С помощью ; d диаrраммы требуется определит
параметры влажноrо воздуха при " == 26 ос; q> == 50% и давлении
Р б == 740 мм рт. ст.
На рис. 3.1 соrласно выше приведенному описанию находим:
точка росы составляет 15 ос; температура воздуха по смочен
ному термометру т 19 ос; энтальпия; 54,4 кДж/кr
(13 ккал/кr); влаrосодержание d == 11 r/Kr, т. е. Х == 0,011 Kr/Kr;
парциальное давление водяноrо пара РП == 1,7 кПа(13 мм рт. ст.).
ТЛАВА 4
РАСЧЕТ rРАДИРЕН
4.1. Расчетные зависимости
rрадирня представляет собой теплообменный аппарат, в
котором теплоноситель вода передает тепло охлаждающему
areHTY воздуху путем непосредственноrо контакта. Для обес
печения необходимой площади поверхности контакта rрадир
ня оборудуется специальным элементом оросительным
устройством (оросителем).
Значительный вклад в разработку методов расчета rрадирен
внесен Ф. Меркелем, Б. В. Проскуряковым, Л. д. Берманом,
И. Лихтенштейном и друrими авторами. Моноrрафия Л. д. Бер
мана [27] до сеrодняшнеrо дня является настольной книrой
инженерно технических работников, занимающихся проекти
рованием, эксплуатацией и исследованием охладителей обо
ротной воды. Наиболее широкое распространение и общее
признание в мире получил метод Меркеля. Подробное изло
68
Рис. 4.1. Схема противоточной rрадирни
t с,
жение и обсуждение метода Мер-
келя опубликовано в ряде книr и
мноrочисленных статьях.
В данном справочном пособии
приведен в сжатом виде современ-
ный вариант вывода уравнений,
описывающих процесс тепломас
сообмена в противоточных rpa-
дирнях, применительно к практи-
ческим расчетам этих сооружений
с учетом допущений, принятых
Меркелем.
Баланс тепла, отдаваемоrо в rрадирне водой и воспринимае
Moro воздухом, представляется в следующем виде:
..........
ф
68
66 ..........
Q == с ж [G ж (t 1 t 2 ) + G и t 2 ] == G B (i2 ;1)'
(4.1)
Материальный баланс (баланс влаrи) определяется paBeH
ством между количеством испарившейся жидкости и прираще
нием влаrосодержания воздуха:
G и == а В (Х 2 XI)'
(4.2)
При тепловом расчете rрадирен обычно задаются расходы
и начальные параметры воды и воздуха, а конечные парамет-
ры t 2 , ;2' Х 2 остаются неизвестными. Очевидно, что двух ypaB
нений (4.1) и (4.2) для их определения недостаточно. Поэтому
приходится обращаться к уравнениям, описывающим процесс
тепломассообмена между водой и воздухом в оросителе rpa
дирни. Они MorYT быть составлены Лишь в дифференциаль
ной форме, поскольку входящие в них параметры все время
меняются по пути движения воды в оросителе.
Для элементарноrо объема оросителя dV с единичной пло
щадью и высотой dh (рис. 4.1) имеем
dQ == (Х (t ")dV + ; dGж, (4.3)
."
rде 'п == сжt + т энтальпия пара при температуре воды t 1 .
69
в (4.3) первый член правой части тепло, передаваемое
в элементарном объеме оросителя от воды к воздуху сопри
косновением, а второй тепло, передаваемое испарением.
Для определения количества испарившейся жидкости ис-
пользуют выражение
dG ж == xv<x" x)dV,
(4.4)
подставляя которое в (4.3), получают
dQ == a(t ")dV + i xy(x" x)dV.
(4.5)
Полаrают, что совместные процессы тепло и массообмена
протекают в rрадирне при условиях, удовлетворяющих суще
ствованию аналоrии между ними и соответственно соотноше-
нию Льюиса:
a/ xy == Свл.
(4.6)
С учетом (4.6)
dQ == хv[Свл(t ") + i (x" x)]dV.
(4.7)
Уравнение (4.7) с учетом известных зависимостей, характе-
ризующих свойства влажноrо воздуха:
Свл == Св.е + cnх;
(4.8)
i;; r + Сп t;
(4.9)
i; == Cв.ct + (т + cnt)x;;
(4.10)
i 1 == Св.е" + (т + С п ")х 1 ,
(4.11 )
можно привести к виду
dQ == xyи" i)dV,
(4.12)
или
v
Q == XY S и" i)dV == xYMep V.
о
(4.13)
Левую часть (4.1) несколько упрощаем путем ряда преобра
70
зований с использованием (4.2) и представляем в Виде
1
Q == к-Gжtсж, (4.14)
rде
к == 1 с ж t 2 /т.
(4.15)
Тоrда из (4.13) и (4.14) имеем
1
Q == к Gж!'J. tс ж == а в и2 i 1 ) == xV!'J.iep V.
(4.16)
Для элементарноrо объема оросителя dV, принимая с доста-
точной точностью К == Const, можно написать
1
dQ == Gжсжdt == GBdi == xyO" i)dV.
к
( 4.17)
Из уравнений (4.16) и (4.17) MorYT быть получены формулы
для подсчета объема оросителя:
Gж!'J.tе ж
V == .
K xv!'J. i ep ,
( 4.18)
i 2
G B J di
V .
XV' i" j ,
( 4.19)
i 1
t 1
V == Gжс ж r .
K xY J i" i
12
(4.20)
При ЭТОм !'J.i ep может быть представлено как
Мср
!'J.I
(4.21)
11
S dl/(i" z)
12
71
i 2 i 1
D. ;ср i 2
S di/(i" i)
i 1
D.tс ж
Мср i 1
кл S di /(i" i)
i 2
(4.22)
(4.23)
Изменение энтальпии воздуха у поверхности воды и в основ-
ной массе потока (при противотоке) для наrлядности показано
rрафически на рис. 4.2. По оси ординат отложена энтальпия
влажноrо воздуха, а по оси абсцисс температура. Кривая АВ
представляет зависимость энтальпии насыщенноrо воздуха от
температуры воды ;" = f(t).
Линия ед показывает изменение энтальпии ; основной
массы воздуха при движении ero вдоль поверхности воды в
зависимости от ее температуры, которая, пренебреrая терми-
ческим сопротивлением, принимается одинаковой и в толще
потока и на ero поверхности.
Из (4.16) для энтальпии уходящеrо воздуха имеем
GжD. t . t 1
[ 2 = i 1 + = 1 + 1 (4.24)
KG B Kf\.
Подставляя в (4.24) вместо t 1 и i 2 промежуточные (текущие)
значения этих величин t И;, получим следующую зависимость
между энтальпией воздуха и температурой воды в каждом се-
чении оросителя:
; ==;1 + (t f2 )/(Кл).
(4.25)
Для сечения оросителя, в котором температура воды рав-
на t, разность энтальпий воздуха ;" ; определяется на рис. 4.2
отрезком "ав", отсюда ее значение; в интервале температур
t 1 t 2 соответствует прямой ед, наклон которой составляет
1/(К л), т. е. при данном значении К энтальпия ; зависит тоЛь-
ко от относительноrо расхода воздуха Л. Определив при помощи
рис. 4.2 значения ;" ;, отвечающие различным значениям;
72
1;'"
{/' !E
7
t ,
6
6'
1/ (t,}
{"
д
."
'2
i;-di
12
i
l
6
С ., t-t2
t=l, + НА
t2 t t,
Темлература t, ос
" K)/*/Kr, "ли t, "С
Рис. 4.2. Изменение энтальпии воздуха у поверхности воды и в основной массе
потока (случай противотока)
Рис. 4.3. Схема к определению интеrpалов /(i) или /(t)
или t, можно построить кривую 1/(;" [) == f(i) (рис. 4.3) или со-
ответственно 1/(i" [) == f(t) и найти значение интеrрала, равное
площади, заключенной между этой кривой, осью абсцисс и
ординатами [ 1 и ;2 или t 1 и t 2 [см. (4.19) (4.23)].
Определение объемноro коэффициента массоотдачи. В ра-
счетные формулы (4.18) (4.20) для определения объема оро-
сителя rрадирни входит объемный коэффициент массоотда-
чи xY' отнесенный к разности влаrосодержаний воздуха. Тео-
ретических методов для определения xY на сеrодняшний
день не существует из-за неизвестной площади поверхности
контакта воды с воздухом в этом объеме. Поэтому Xy" находят
экспериментально для каждоrо типа оросителя. Подсчеты ero
значения производят, исходя из уравнения (4.18), по формуле
GжD.tс ж
xY == KVD.i cp ,
(4.26)
в которую подставляют результаты измерений параметров ра-
боты и размеров rрадирни (оросителя), входящих в эту формулу.
Однако значения xv, подсчитанные по (4.26), действитель-
ны только для заданной конкретной rрадирни (оросителя),
73
работающей в тех условиях, при которых производились изме-
рения входящих в эту формулу параметров, и не MorYT быть
перенесены ни на друrие rрадирни (оросители), ни на друrие
условия их работы. Следовательно, весьма затруднено и сопо-
ставление различных оросителей. По значениям коэффициен-
тов xVоросители можно сопоставлять только при одинаковых
rеометрических размерах, условиях и режимах работы. Чтобы
результаты испытаний оросителей можно было переносить на
друrие условия и сопоставлять с результатами испытаний
друrих их типов и конструкций, необходимо иметь соответст-
вующие критерии, причем лучше в безразмерном виде.
Первые экспериментальные попытки установления таких
критериев были выполнены Лихтенштейном в 1943 r. В резуль-
тате мноrолетних исследований различных авторов и орrаниза-
ций отечественных и зарубежных стало к настоящему времени
общепринятым в мировой практике представлять эксперимен-
тальные данные в виде rрафика зависимости
Хv'/qж =: f(л).
(4.27)
Этот rрафик в лоrарифмических координатах представляет
собой прямую линию, аналитическое выражение которой
m
X\f =: Ал qж. (4.28)
Уравнение (4.28) показывает зависимость коэффициента
массоотдачи X\f от соотношения масс взаимодействующих.
воды и воздуха, а также от конструктивных особенностей оро-
сителя rрадирни.
Первоначально эту зависимость представляли эмпириче-
ской формулой вида
n m
X\f =: Аqж q в' (4.29)
которую иноrда и теперь можно встретить в литературных ис-
точниках. Однако мноrочисленными опытами установлено, что
п + m == 1. Это обстоятельство и привело к составлению урав-
нения (4.28).
Учитывая, что
G ж =: qж F ,
( 4.30)
V =: hF,
(4.31)
74
и решая совместно (4.26) и (4.28), получаем
дюж
Аhл m =: КДi ср =: Ме,
т. е.
(4.32)
Ме =: Аhл m .
(4.33)
Выражение (4.33) используется при построении rрафика
Ме =: J(л) В ЛОI'арифмических координатах. Мноrочисленные
эксперименты подтвеРЖДliЮТ' что такой rрафик для рабочей
зоны оросителя можно п) дставить в виде прямой линии,
отвечающей уравнению IgMe/h =: IgA + mlgл. CTporo rоворя,
эта линия в некоторых случаях может иметь небольшой излом,
что объясняется изменением режима движения воздуха от
переходноrо к турбулентному. Место излома на оси л зависит
от конструкции оросителя и скорости воздуха между ero эле-
ментами. Однако, учитывая сравнительно небольшой диапа-
зон рабочих скоростей в rрадирнях, поrрешность при определе-
нии значений А и m оросителя, вызываемая этим изломом,
как правило, находится в пределах разброса точек результатов
измерений, и обычно на практике ею пренебреrают.
По rрафику Ме =: f(л) определяют значения А и m в формуле
(4.32), которая является основным расчетным уравнением
при обработке результатов испытаний охлаждающей способ-
ности оросителей rрадирен. Значения А и m можно также полу-
чить методом наименьших квадратов, подставляя последо-
вательно данные нескольких опытов в (4.32).
Из (4.28), (4.32) и (4.33) имеем
X\fh Дtс ж
Ме =: == Аhл m .
qж КДi ср
(4.34)
Эти зависимости безразмерные и позволяют производить
сопоставительные расчеты охлаждающей способности ороси-
телей при различных условиях работы rрадирен.
Определение средней разности энтальпий воздуха и вели-
чин А и т. Расчеты rрадирен и обработка результатов их иссле-
дований по приведенным формулам требуют больших затрат
времени и использования итерационных методов. Поэтому та-
кие расчеты целесообразно производить на ПЭВМ. В НИИ ВОД-
rEO разработан пакет проrрамм для расчетов rрадирен, в
75
частности, для обработки результатов измерений при определе-
нии величин А и т. Для определения охлаждающей способ-
ности оросителя измеряются следующие параметры: скорость
движения воздуха в свободном сечении rрадирни над ороси-
телем (,), м/с; плотность орошения qж, МJ /(м 2 . ч); температура
rорячей воды на входе в rрадирню t 1 , ос; температура охлаж.
денной воды на выходе из rрадирни t 2 , ос; барометрическое
давление Р б , мм рт. ст.; температура воздуха по сухому t'} и
смоченному 1 термометрам, ос. Кроме Toro, измеряется пло.
щадь оросителя в плане F, , и ero высота h, м.
Единицы измерения исходных данных приняты исходя из
удобства работы с приборами при выполнении экспериментов.
Пересчет единиц в единую систему предусмотрен в проrрамме.
Обработка результатов измерений производится по формуле
/2
ежАt
11 + """'"К'Л;
(4.41)
i 1
О,24д + Хд(595 + 0,47l ),
( 4.42)
rne
Хд
ер )1' '}RB(t'} + 273,2)
Рб ерр\.'}
( 4.43)
З "Р"
десь )1 1 1 И 1 1 плотность И давление насыщенноrо ВОдяноrо
пара, которые определяются в зависимости от t 1 по табл. 4.1.
Относительная влажность воздуха ер подсчитывается с по-
мощью показаний психрометра по формуле
А tе ж
Ме к.1;ер , ( 4.35)
rne
М== t 1 t 2 . ( 4.36)
Р Т 8,106(t'} 1)
ер ==
Рд
(4.44)
к == 1 0,00173 t 2 .
( 4.37)
При этом плотность )1'д и давления Р!б и Р![ насыщенноrо
водяноrо пара определяются по табл. 4.1 как функции соот-
ветствующих измеренных температур воздуха t'} и 1.
Относительный расход воздуха
ОБ)1в 3600W)1B
л.== ==
Ож)1ж qж
( 4.45)
Величина К подсчитывается по (4.1.5) как функция значе-
ния t 2 :
Средняя разность энтальпий воздуха может быть найдена
несколькими способами. В проrраммах реализовано два из
них приближенный по методу Л. Д. Бермана и интеrральный,
являющийся более точным.
Вычисление Мер ПО методу Л. д. Бермана производится с по-
мощью формулы
Расход воздуха
G B == 3600wF)1B'
( 4.46)
rne
)1Б
Рб ерРЪ
RB(t'} + 273,2)
+ ер 'V'd ,
(4.47)
." . {)."
Мер == r(i i2) (i; i1)]/ln 11,, 12 ." .
12 11 1
( 4.38)
а расход воды находится по (4.30).
Энтальпия и влаrосодержание на выходе из rрадирни
Значения энтальпий подсчитываются следующим образом:
i ' == 0,24t 1 + x (595 + 0,47t 1 ),
( 4.39)
i ' == 0,24t 2 + х;(595 + 0,47t 2 ),
ер")1'1 R B (1 2 + 273,2)
2
(4.48)
rne
х" ==
2
x "
1
ep")1t1RB(t1 + 273,2)
Р6 ер"Р;
1
Рб ер" Р;
2
( 4.49)
( 4.40)
Здесь ,," Р " t б
rl 2 И 12 определяются при 2 по та Л.4.1.
76
77
Поправка к энтальпии
Таблица 4.1. давление и плотность насыщенноro воДЯ}{оro пара
в интервале теwператур зо + + 100 .С
1, .С
кПа
зо 0,037
29 0,041
28 0,046
27 0,051
26 0,057
25 0,063
24 0,069
23 0,071
22 0,085
21 0,093
20 0,103
19 0,113
18 0,125
17 0,137
16 0,15
15 0,165
14 0,181
13 0,198
12 0,217
11 0,237
10 0,259
9 0,283
.....s 0,309
7 0,338
---6 0,368
5 0,401
---4 0,437
3 0,375
2 0,517
1 0,562
О 0,608
1 0,657
2 0,705
3 0,758
4 0,813
5 0,872
6 0,934
7 1,001
8 1,073
9 1,148
10 1,228
11 1,312
Р н . п
Kr/M 2
3,807
4,228
4,69
5,207
5,778
6,403
7,083
7,831
8,646
9,53
10,5
11,56
12,71
13,96
15,34
16,83
18,45
20,2
22,12
24,2
26,46
28
31,55
34,42
37,53
40,89
44,54
48,48
52,7
57,3
62,3
66,9
71,9
77,2
82,9
88,9
95,3
102,1
109,3
117
125,1
133,8
'\'н.п. l03 ,
Kr/M 3
0,33
0,37
0,41
0,46
0,51
0,55
0,6
0,66
0,73
0,8
0,88
0,96
1,05
1,15
1,27
1,38
1,51
1,65
1,8
1,96
2,14
2,33
2,54
2,76
2,99
3,24
3,51
3,81
4,13
4,47
4,85
5,22
5,56
5,94
6,4
6,84
7,3
7,8
8,3
8,8
9,4
10
1, ос
кПа
12 1,402
13 1,497
14 1,598
15 1,705
16 1,817
17 1,937
18 2,063
19 2,197
20 2,338
21 2,486
22 2,643
23 2,809
24 2,983
25 3,167
26 3,36
27 3,564
28 3,779
29 4,004
30 4,242
31 4,492
32 4,753
33 5,029
34 5,319
35 5,622
36 5,94
37 6,274
38 6,618
39 6,99
40 7,374
45 9,582
50 12,33
55 15,73
60 19,92
65 24,99
70 31,15
75 38,54
80 47,33
85 57,8
90 70,09
95 84,5
100 101,3
Р н . п
Kr/M 2
142,9
152,6
162,9
173,8
185,3
197,4
210,3
223,9
238,3
253,4
269,4
286,3
304
323
343
363
385
408
433
458
485
513
542
573
606
640
676
713
752
977
1258
1605
2031
2550
3177
3931
4829
5894
7149
8618
10 332
Ы/I= (i; +;; 2i )/4,
(4.50)
'\'н.п . 103,
Kr/M 3
rде
; = 0,24t m + x (595 + 0,47t m ).
(4.51)
10,7
11,4
12,1
12,8
13,6
14,5
15,4
16,3
17,3
18,3
19,4
20,6
21,8
23
24,4
25,8
27,2
28,7
30,3
32,1
33,9
35,7
37,6
39,6
41,8
44
46,3
48,7
51,2
65,4
83
104,3
130,2
161,1
198,1
241,8
293,3
353,4
422,9
504,5
597,7
Здесь
<р/I ,\, RB(tm + 273,2)
Рб <р"р/I
1т
Х /l
m
(4.52)
Средняя температура воды в rрадирне
t m = (t 1 + t 2 )/2.
(4.53)
При этом '\'t m и p; определяются как функции t m по табл. 4.1.
По интеrральному методу t.i cp подсчитывается путем инте
rрирования способом Симпсона выражения
1 11
t.i cp = и1 t 2 ) r ,
.1 1 I
12
(4.54 )
в котором; определяется как функция текущей координаты t
по (4.25), а
;/1= 0,24t + х/l(595 + O,47t), (4.55)
rде
<р" ,\,'iRB(1 + 273,2)
рб <р/I Pi'
( 4.56)
х":;
Значения t задаются шаrом отрезков при вычислении инте
rрала.
Подставляя данные нескольких (обычно 15 25) опытов в
(4.35) находят значения критерия Ме для соответствующих
условий, а затем по (4.33) определяют методом наименьших
квадратов значения А и т для испытанной rрадирни или
исследованной конструкции оросителя.
79
Значения критерия Ме в зарубежных публикациях с HeKO
торых пор считается наиболее удобным и достаточно точным
подсчитывать четырех точечным чисЛенным методом Чебы
шева. (П. Л. Чебышев (1821 1894 rr.) великий русский MaTe
матик, академик. В частности, им создана теориЯ наилучшеrо
приближения функций с помощью мноrочленов, одним из
практических приложений которой и является изложенный
ниже метод.) Предварительно формула (4.35) путем подстанов
ки в нее значения Мср из (4.21) приводится к виду
11 11
.\ сжdl == е; .\ dl (4.57)
Ме K(i" i) ." ..
I 1
(2 12
Решение интеrрала (4.57) по методу Чебышева производит
ся так:
11
ежdl == еж 6.1 [
Kи" i) 4К
и" i)1 +
1
+
и" i)2
12
1
+ ( '" . ) +
1 I З
] ,
(4.58)
и" i)4
rде М == t 1 t 2 ; (i".... ;)1 значение ;' ; при Т 1 == t 2 + O,I6.t; (i' ;)2
то же при Т 2 == t 2 + 0,4Л t; (i' ;)з то же при Тз == t 1 0,4/\ t; (i''... ;)4
то же при Т4 == t 1 O,I6.t.
Значения энтальпий, соответствующие температурам Т 1
Т 4 , В (4.58) определяются как функции текущей координа
ты t по формулам (4.55) и (4.25).
Определение аэродинамическоrо сопротивления оросителя.
Подсчет аэродинамичеСКоrо сопротивления оросителя произ
водится по формуле
6.Р == op 1'8 W2 /(2g).
( 4.59)
Правая часть (4.59) без op представляет собой динамиче
ское давление в потоке воздуха на входе в ороситель, т. е.
Р д == 1'8 W2 /(2g).
( 4.60)
80
Отсюда значени ор может быть пред ставлено в виде
"
op == 6.Р/Р д ' (4.61)
При неизменной по высоте площади rоризонтальноrо сече
ния оросителя потери полноrо давления в нем равны разно
сти статических давлений под и над оросителем:
6.Р == РПОЛН2 РПОЛН1 == (Р д + Р СТ )2
(Р д + Р еТ )1 == Р СТ2 Р ст l'
( 4.62)
Статическое давление под оросителем
Р СТ1 == (Н 1 Ho)
(4.63)
и над оросителем
Р СТ1 == (Н 2 но),
( 4.64)
Зависимость аэродинамическоrо СОПРQтивления оросителя
от плотности орошения выражается экспериментальной фор-
мулой
op == h( c.o + КОР qж).
( 4.65)
в качестве расчетных аэродинамических характеристик opo
сителя используются величины c.o и КОР' Для их нахождения
проводится серия измерений (аэродинамических исследова-
ний) при различных плотностях орошения и скоростях возду
ха, в том числе и на сухом оросителе (без подачи воды). По
(4.59) (4.62) находят значения op и c.o' которые затем ycpeд
няются по результатам всех измерений или в определенном
диапазоне. Затем, исходя из (4.65), определяют значение КОР:
КОР == ( op с.о)/qж.
(4.66)
Значения op и c.o В (4.66) относятся к 1 м ВЫСОты оросителя.
Для оценки rидродинамическоrо режима потока воздуха
в оросителях производят также подсчет чисел Рейнольдса Re
по известной формуле. Для определения аэродинамическоrо
сопротивления оросителя и числа Re измеряют следующие
параметры: скорость движения воздуха в свободном сечении
81
rрадирни над оросителем w, м/с; плотность орошения qж,
м З /(м 2 . ч); температуру воздуха по сухому термометру д, ос;
показания микроманометров от датчиков давления под Н 1
И над Н 2 оросителем, Kr/M 2 .
Кроме Toro, реrистрируются: начальное (нулевое) показание
микроманометра Но, Kr/M 2 ; степень наклона трубки микро
манометра N (безразмерная); характерный размер d, м.
Выходная информация расчета аэродинамических сопро-
тивлений оросителя представляет собой таблицу, которая co
держит значения расчетных коэффициентов c.o и КОР' В ее
заrоловке помещают описание конструкции оросителя и ero
основные размеры, указывают дату испытаний и исполните
лей. В таблице приводят также результаты измерений, проме
жуточные и окончательные подсчеты. Поскольку значения
c.o и КОР зависят от числа Re (скорости воздуха), в нижней ее
части дают усредненные значения c.o и Кор в узком рабочем
диапазоне скоростей воздуха и максимальные отклонения
в процентах от этих усредненных значений с указанием COOT
ветствующей скорости движения воздуха.
В литературе, в том числе проспектах и каталоrах, в каче
стве характеристики аэродинамическоrо сопротивления иноrда
указывают критерий Эйлера Еи (см. 6.1).
4.2. Исходные данные
В расчетные зависимости, отражающие или определяющие
работу rрадирни соrласно 4.1, входят следующие величины:
расход воды; расход воздуха; температуры входящей и выходя-
щей воды; расчетные атмосферные параметры (климатические
условия), определяющие энтальпию и плотность входящеrо
воздуха, а также предел охлаждения воды в rрадирне; TeXHO
лоrические характеристики оросителя; площадь орошения
оросителя (rрадирни).
В зависимости от задачи расчета одна из указанных величин
может быть искомой, а остальные заданы. При этом Климати
ческие условия (расчетные атмосферные параметры) должны
быть всеrда заданы.
Расход воды (rидравлическая наrрузка G ж ) обычно задает-
ся технолоrами производства исходя из теплотехнических ра-
счетов охлаждаемоrо водой оборудования конденсаторов,
холодильников, компрессоров, различных технолоrических
82
аппаратов, металлурrических реrатов и др. Расход воздуха
(расчетная подача воздуха вентилятором) определяется аэро-
динамическим расчетом rрадирни (см. rл. 6 и 7).
Температуры входящей t 1 и выходящей t 2 воды устанавли-
ваются технолоrами производства на основании теплотехни-
ческих расчетов с учетом характеристик охлаждаемоrо обо-
рудования. Следует иметь ввиду, что температуры оборотной
воды, особенно t 2 , MorYT иметь весьма существенное влияние
на параметры технолоrическоrо процесса, размеры rрадирен,
диаметры труб, подачу насосов и производительность друrоrо
оборудования, а также на потребление электроэнерrии. Поэто-
му целесообразно определять t 2 , а также расход охлаждаемой
воды G ж путем технико-экономических расчетов совместной
работы всех сооружений водооборотноrо цикла технолоrиче-
cKoro оборудования, rрадирен, циркуляционной насосной
станции и установок для очистки и подrотовки воды. Однако
эти расчеты не всеrда выполнимы. В этом случае при проекти-
ровании рекомендуется принимать расчетное значение t 2
исходя из условия, чтобы разность t 2 '{ была не менее 5 ос.
Самые низкие значения разности t 2 '{ MoryT быть приняты
лишь в том случае, коrда это диктуется жесткими требования-
ми производства (см. rл. 5). ПО экономико-практическим со-
ображениям во всех случаях разность t 2 '{ не должна быть
меньше 2 ос.
Расчетные параметры атмосферноrо (входящеrо) воздуха
задаются в соответствии с материалами, приведенными да-
лее (см. rл. 5). Технолоrические характеристики оросителя
(А. т, c.o и Кор) принимаются по результатам ero исследова-
ний или по литературным данным (см. rл. 8.1). Площадь оро-
сителя (rрадирни, секции) определяется расчетом, но может
быть и задана (в зависимости от назначения расчета).
4.3. Способы расчета
Технолоrические расчеты rрадирен необходимо производить
при разработке новых сооружений, подборе и переработке
проектов (типовых или друrих rOToBbIx), для привязки к ус-
ловиям KOHKpeTHoro предприятия, при оценке работы дейст-
вующей rрадирни в процессе эксплуатации и реконструкции.
Наиболее часто выполняются три вида расчетов; определе-
ние температуры охлажденной на rрадирне воды t 2 , плотности
83
орошения qж и площади орошения rрадирни F. Указанные
искомые параметры находятся из cOBMecTHoro решения (4.26)
и (4.28). В зависимости от назначения расчета изменяется
состав исходНых данных и применяемая формула расчета.
Определение производится по формуле
t 2 == t 1 АлтhКМср/Сж. (4.67)
Задаются площадь орошения секции или rрадирни, клима-
тические условия (", Т, ЧJ, Р б ), технолоrические и конструктив.
ные характеристики оросителя (А, т, OP' Кор' h, qж).
Вычисление qж производится по формуле
qж == в X\f/(АЛ т).
( 4.68)
Задаются площадь орошения секции или rрадирни, клима-
тические условия (", Т, ЧJ, Р б ), технолоrические и конструктив-
ные характеристики оросителя (А, т, OP' Кор, h), температу-
ры воды (t 1 , t 2 ).
Определение F производится по формуле
Gж lсж
F==
Khf1icp xV' .
(4.69)
Задаются Климатические условия (д, т, ЧJ, Р б ), технолоrи-
ческие и конструктивные характеристики оросителя (А, т,
OP' Кор, h), температуры воды (t 1 , t 2 ), расход охлаждаемой во-
ды (G ж ).
Нахождение искомых величин по формулам (4.67) (4.69)
может быть выполнено только итерационными методами
(подбором), поскольку эти величины входят в обе части урав-
нений и не MorYT быть разделены. Для решения этих уравне-
ний может быть применен любой из трех способов расчета:
с помощью ПЭВМ по специально составленным проrраммам,
по rрафикам или" вручную".
Проrpаммы расчета. По приведенным выше формулам и
расчетным зависимостям НИИ BonrEO в 1990 92 rr. составлен
пакет проrрамм для расчетов вентиляторных rрадирен на
ПЭВМ УВМ РС/АТ. Проrраммы широко применяются для
расчетов rрадирен как самим институтом, так и проектными
орrанизациями, для которых они составлены. Проrраммы позво-
ляют определять потребную площадь орошения rрадирни,
84
число секций, плотность орошения, подачу и скорость дви-
жения воздуха, температуру охлажденной воды.
В проrраммах приняты следующие диапазоны возможных
изменений входных параметров:
Параметр Нижний предел Верхний предел
qж,м з /(м 2 .ч).... 1 26
11' ос . . . . . . . . . . . . 5 60
12' ос . . . . . . . . . . . . О 45
", ОС . . . . . . . . . . . . зо 50
Т, ОС ............ зо 40
ЧJ, ос ........... 1 100
Рб, мм рт. ст ..... 500 800
h, м ............ 0,1 4
А, 1/м .......... 0,1 1,5
т............... О 1
Выходные данные расчетов по проrраммам распечатываются
в следующем виде: перечень исходных данных, результаты
расчетов в виде таблицы, в которой также отражена часть
исходных данных. Перевод буквенных обозначений, свойст-
венных ЭВМ, на общепринятые дан в табл. 4.2.
Таблица 4.2. YcnoBИЬIe обозначения
Обозначение
обще-
принятое
в выходных
данных
nporpaMM
Величина
Fc
Fобщ
G B
(u
"
F ceK
Fобщ
GB
W
ТЕТ
Площадь орошения секции rpадирни, м 2
Площадь орошения всей rpадирни, м 2
Подача воздуха вентилятором, м З /ч
Скорость воздуха в rрадирне, м/с
Температура атмосферноrо воздуха по сухому термо-
метру, ос
То же по смоченному термометру, ос
Относительная влажность атмосферноrо воздуха, %
Барометрическое давление, мм рт. ст.
Высота оросителя rрадирни, м
rидравлическая наrpузка (расход оборотной воды), м З /ч
Плотность орошения rрадирни, м З /(м 2 . ч)
Температура воды на входе в rрадирню, ос
То же на выходе из rрадирни, ос
Перепад воды в rрадирне, ос
'{
qJ
Рб
h
G ж
qж
11
12
I
TAU
F1
РВ
НОН
GG
QG
т1
Т2
DT
85
Продолжение табл. 4.2
Пример 4.1. Определить температуру охлажденной воды t 2
при трех значениях t 1 (32, 35 и 40 ОС) дЛЯ реконструируемой
вентиляторной секционной rраДИJ»:!!1' построенной по
тп 901 6 30. Заданные условия: площадь орошения секции
144 м2; климатические расчетные данные t'} == 24,5 ОС, т == 19 ОС,
<р == 57%, Р б == 750 мм рт. ст; технолоrические и конструктивные
характеристики оросителя (призма ПР50) h == 1 м, А == 1,05 1/м,
т == 0,36, OP == 11,44, Кор == 0,393; плотность орошения qж ==
10,42 мЗf(м 2 . ч).
Решение. Этап 1. Производится аэродинамический расчет
подачи воздуха вентилятором. Для этоrо исходные данные
вносятся в расчетный бланк табл. 4.3. Отсутствующие в зада
нии данные по аэродинамическим характеристикам rрадирни
и вентилятора принимаются по материалам, приведенным
далее (см. rл. 6).
Этап 2. Производится тепловой расчет rрадирни. Для этоrо
заполняется бланк "Расчет охлаждения воды" (табл. 4.4),
куда помимо исходных данных вносятся из табл. 4.5 GB ==
== 1244000 мЗ/ч и W == 2,4 м/с, полученные в результате аэро
динамическоrо расчета на ЭВМ. Из табл. 4.6 имеем, что иско
мые значения температуры охлажденной воды для данных
Обозначение
обще- в выходных
Принятое данных
nporpaMM
1'в GAM
Л. = qв/qж L
А А
m М
Ф Ф
D D
Но НО
КХ .1010 КХ.I0..I0
BX DZBX
BY DZBY
BP DZBR
п DZPOD
op DZOR
Кор KOR
К вр KBR
DL
h Bp HBR
c DZ сек
д DZD
К З KZ
R RB
П П
Величина
Плотность атмосферноrо воздуха, кr/м З
Относительный расход воздуха в rрадирне, Kr/Kr
Коэффициент в (4.28), характеризующий охлаждающую
способность rpадирни
Показатель степени в (4.28)
Коэффициент, учитывающий влияние формы секции
в плане на общее сопротивление rpадирни
Диаметр вентилятора, м
Напор (условный) при нулевой подаче воздуха, Kr/M 2
Коэффициент характеристики вентилятора, определяе-
мый соrласно теории размерности в Kr . ч 2 /м 8
Коэффициент сопротивления на входе в rpадирню
Коэффициент аэродинамическоrо сопротивления водо-
уловителя
Коэффициент аэродинамическоrо сопротивления водо-
распределителя
Коэффициент аэродинамическоrо сопротивления при
подходе воздуха к вентилятору по пути от водоулови-
теля до обечайки
Коэффициент аэродинамическоrо сопротивления оро-
сителя
Коэффициент сопротивления дождя в оросителе
Коэффициент сопротивления дождя в водораспредели-
тельном устройстве, принятый для трубчатоrо водо-
распределителя с танrенциальными пластмассовыми
соплами НИИ водrЕО по данным натурных исследова-
ний равным 0,1
Половина длины подороситеЛьноrо расстояния от воз-
духовходных окон до центра rpадирни, м
Высота дождя в водораспределителе (обычно при соп
лах факелами вниз равна 0,8 м)
Коэффициент аэродинамическоrо сопротивления сек-
ции rрадирни
Коэффициент аэродинамическоrо Сопротивления при
подаче на rpадирню воды
Коэффициент заполнения потоком воздуха площади
оросителя
rазовая постоянная для cyxoro воздуха, равная
287,1 кДж/(кr . К) [29,27 KrM/(Kr. ОС)]
Коэффициент размерности для перехода к безразмер-
ному значению д, равный 1 ч/м 2
Таблица 4.3. Азродинawический расчет подачи ВОЗдуха вентипяторо..
Исходные данные:
rрадирня: ТП 901---6 ЗО
Fc = 144 м 2 ; Ф = 1.
Вентилятор: lBr 70
Но = 22,7 Kr/M 2 ; Кх.l010=0,055кr.ч2/м8; D = 7м.
Ороситель: Призма ПР50.
Коэффициенты
BX = 1;
BY = 4,7;
Кор = 0,393;
сопротивления:
BP = 0,4;
п = 10;
К вр = 0,1.
1 = 3 м; h Bp = 2,1 м.
qж, м З /(м 2 . ч)
op' 11м
11,44
h, м
1,0
10,42
87
Таблица 4.4. Расчет охлаждения воды
Исходные данные:
rрадирня: ТП 901--6 30
Fc 144 м 2 .
Вентилятор: lВr 70
а в . 10 З 1244 м З /ч; (1) 2,4 м/с.
Ороситель: Призма ПР50
А 1,05 l/M; m 0,36; h 1 м.
Климатические условия:
d 24,S ос; Т 19 ос; !р 57%; Рб 750 мм рт. ст.
Определение: 12 (1; qж; Fобщ)'
11' ос G ж , мЗ/ч qж, м З /(м 2 . ч) 12' ос Fобщ' м 2
32 1500 10,42
35 1500 10,42
40 1500 10,42
Таблица 4.5. Вьподная инфорwaция
Аэродинамический расчет
rрадирня: ТП 901-6-30
Fc 144 м 2 ; Ф 1.
Вентилятор: lВr70
Но 22,7Kr/M 2 ; К х .10 1О О,055кr.ч 2 /м 8 ; D 7м.
Ороситель: Призма ПР50.
Коэффициенты сопротивления:
BX 1; BP 0,4;
BY 4,7; п 10;
Кор 0,393; К вр 0,1.
1 3 м; h Bp 2,1 м.
h, м
qж, м/ч op, l/M D
c
К э ав, 10 З (1), м/с
мЗ/ч
0,96 1244 2,4
10,42
11,4
9,41
36,9
88
Таблица 4.6. Вьподная инфорwaция
Расчет охлаждения воды
rрадирня: ТП 901-6-30
Fc 144 м 2 .
Вентилятор: lВr 70
ав . 10 з 1244 м З /ч; (1) 2,4 м/с.
Ороситель: Призма ПР 50
А 1,05 1/м; m 0,36.
Климатические условия:
d 24,S 'с; Т 19 ос; !р 57%; Рб 750 мм рт. ст.
Определение: 12
h,M qж, м З /м 2 . Ч 11' ос у, кr/м З L, Kr/Kr 12' ос 1'11, ос
1 10,42 32 1,163 0,96 25,6 6,4
1 10,42 35 1,163 0,96 26,8 8,2
1 10,42 40 1,163 0,96 28,7 11,3
условий при t 1 == 32, 35 и 40 ос будут составлять соответствен-
но: t 2 == 25,6; 26,8 и 28,7 ос.
Пример 4.2. Определить плотность орошения qж для рекон-
струируемой вентиляторной секционной rрадирни, построен-
ной по ТП 901 6---61. Заданные условия: площадь орошения
секции 192 м 2 ; климатические расчетные данные d == 27,9 ос,
т == 19,3 ос, !р == 41%, Р б == 750 мм рт. ст.; технолоrические и кон-
структивные характеристики оросителя (капельно-пленочный
из rофротруб Ф 63 мм) h == 2,35 м, А == 0,36 l/M, т == 0,28, op ==
== 3,48 l/M, Кор == 0,026; температуры воды заданы с разбивкой
через 2 ос для t 1 == 30 -:- 40 ос при !J.t == 8 ос и t 1 == 27 -:- 35 ос при
М == 5 ос.
Решение. Этап 1. Про изводится аэродинамический расчет
подачи воздуха вентилятором анаЛоrично расчету в приме-
ре 4.1. Значение qж для этоrо расчета принимается усредненным
по экспертной оценке [в данном случае qж == 10 м З /(м 2 . ч)]
(табл. 4.7).
Этап 2. Производится тепловой расчет rрадирни. Для этоrо
заполняется бланк "Расчет охлаждения воды" (табл. 4.8),
куда помимо исходных данных вносятся из табл. 4.9 GB ==.
== 1 428000 м З /ч и W == 2,07 м/с, полученные в результате аэро-
динамическоrо расчета на ЭВМ. В таБЛ.4.10 представлена вы-
89
Таблица 4.7. АэРОдIOl&МИЧеский расчет подачи воздуха вентилятором
Таблица 4.9. Вьподная информация
Исходные данные:
rрадирня: тп 901 1 (реконструируемая)
Fc 192 м 2 ; Ф 1,1.
Вентилятор: 1Br 70
Но 22,7 Kr/M 2 ; К х .10 1О О,0550кr.ч 2 /м 8 ; D 7м.
Ороситель: rофротрубы Ф 63 мм.
Аэродинамический расчет
rрадирня: тп 901-6-61
Fc 192 м 2 ; Ф 1,1.
Вентилятор: 2Br 70
НО 22,7 Kr/M 2 ; Кх .1010 0,055 Kr. ч 2 /м 8 ; D 7 м.
Ороситель: Капельно-пленочный.
Коэффициенты сопротивления:
BX 1; BP 0,4;
BY 4,7; п '= 10;
Кор 0,026; К вр '= 0,1;
1 4 м; h Bp 0,8 м.
Коэффициенты сопротивления:
BX 1; BP 0,4;
BY 4,7; п 10;
Кор 0,026; К вр 0,1.
I 4 м; h Bp 0,8 м.
h, м
qж, м З /(м 2 .ч)
op' 1/м
h, м qж, м/ч op, l/м D c К з ОВ .10 З, Ы, м/с
мЗ/ч
2,35 10 3,48 5,41 32,12 0,85 1428 2,07
2,35
10
3,48
Таблииа 4.8. Расчет охлаждения воды
Исходные данные:
rрадирня: тп 901 1 (Реконструируемая)
Fc 192 м 2 .
Вентилятор: 1Br 70
ов . 10 з 1428 м З /ч; W 2,07 м/с.
Ороситель: rофротрубы Ф 63 мм
А 0,36 l/м; m 0,28; h op 2,35 м.
Климатические условия:
д 27,9 ос; t 19,3 ос; q> 41,2%; Рб 750 мм рт. ст.
Определение: qж (12; qж; F общ).
Таблица 4.10. Вьподная инфорwaция
Расчет охлаждения воды
11' ос
Ож, мЗ/ч
qж, м З /(м 2 . ч)
12' ос Fобщ' м 2
rрадирня: тп 901.6.61
Fc 192 м 2 .
Вентилятор: 1Br 70
Ов' 10 З '" 1428 м З /ч; W 2,07 м/с.
Ороситель: Капельно-пленочный
А 0,36 l/м; m '" 0,28.
Климатические условия:
" '" 27,9 ос; t 19,3 ос; q> '" 41%; Рб '" 750 мм рт. ст.
Определение: qж
30
32
34
36
38
40
42
27
29
31
33
35
22
24
26
28
30
32
34
22
24
26
28
39
h, м 11' ос 12' ос 61, ос 1', кr/м з L, Kr/Kr qж, м З /м 2 .ч
2,35 30 22 8 1,151 7,65 1,12
2,35 32 24 8 1,151 3,02 2,83
2,35 34 26 8 1,151 1,60 5,34
2,35 36 28 8 1,151 1,00 8,52
2,35 38 30 8 1,151 0,70 12,30
2,35 40 32 8 1,151 0,52 16,57
2,35 42 34 8 1,151 0,40 21,40
2,35 27 22 5 1.151 3,58 2,39
2,35 29 24 5 1,151 1,49 5,74
91
Продолжение табл.4.10
h, м 11' ос 12' ос /),.1, ос l' . к!,/м Э L, к!'/к!' qж. м Э /м 2 .ч
2,35 31 26 5 1,151 0,85 10,11
2,35 33 28 5 1,151 0,56 15,22
2,35 35 30 5 1,151 0,41 20,88
Таблица 4.11. Расчет ОVIlUlЩения воды
Исходные даННЬlе:
rрадирня: ТЭП
Fc 360 м 2 .
Вентилятор: Br 104
G B . 10 Э 2700 мЭ/ч; W 2,08 м/с.
Ороситель: Пленочный асбестоцементный
А 0,455 1/м; m 0,66; h op 2,8 м.
Климатические условия;
1'} 47 ос; t 29 ос; QJ 24%; Рб 630 мм рт. c'r.
Определение: Fобщ (12; qж; Fобщ)'
11' ос
G ж , мЭ/ч
qж, м Э /(м 2 . ч)
12' ос
F общ , м 2
42,7
74500
33
Таблица 4.12. Выходная инфорwaция
Расчет охлаждения воды
rрадирня: ТЭП
Fc 360 м 2 .
Вентилятор: Br 104
GB . 10 Э 2700 м Э /ч; W 2,08 м/с.
Ороситель: Пленочный
А 0,455 1/м; m 0,66.
Климатические условия:
1'} 47 ОС; t 29 ОС; QJ 24%; Рб 630 мм рт. ст.
Определение: F общ'
h, м G ж , м Э /ч 11' ос 12' ос /),.t, ос 1', м/ч L, к!'/к!' Fобщ' м 2
2,8 74 500 42,7 33 9,7 0,904 0,66 7292
92
ходная информация ЭВМ об искомых значениях qж, соответ-
ствующих заданным температурам воды.
Пример 4.3. Определить число секций (общую площадь)
rрадирен ТЭП (Fc == 360 м 2 ) для работы в одной из южных
стран. Заданные условия: климатические расчетные данные
1'} == 47 ос, t == 29 ос, q> == 24%, Рб == 630 мм рт. ст.; технолоrические
и конструктивные характеристики осителя (пленочный
асбестоцементный) h == 2,8 м, А == 0,455 1/м, т == 0,66; подача
воздуха вентилятором принята номинальной, т. е. а в
== 2700000 м Э /ч и w == 2,08 м/с; температуры воды t 1 == 42,7 ос,
t 2 == 33 ос; расход охлажденной воды G ж == 74 500 м Э /ч.
Решение. Поскольку подача воздуха вентилятором задана,
то необходимость в аэродинамическом расчете отпадает и
задача решается в один этап заполняется бланк "Расчет
охлаждения воды" (табл. 4.11). После проведения вычислений
на ЭВМ получаем в выходной информации (табл. 4.12) потреб-
ное значение общей площади, равное 7292,1 м 2 , и соответствен-
но число секций составляет 7292,1 : 360 == 20,3 "" 20 секций.
Расчетные rpафики. Расчет по rрафикам охлаждения мо-
жет производиться только для тех типов и конструкций венти-
ляторных rрадирен, для которых эти rрафики составлены.
rрафики MorYT быть составлены или в результате выполнения
расчетов или по данным натурных испытаний соответствующих
rрадирен. При пользовании rрафиками необходимо учитывать,
что скорость движения воздуха в оросителе, высота оросителя,
форма и размеры ero элементов должны быть такими же как
у rрадирен, по испытаниям или расчетам которых составлены
rрафики. Принимая во внимание сказанное, rрафики охлаж-
дения не MorYT быть использованы для расчета новых кон-
струкций rpадирен, а лишь приrодны для "привязки" сущест-
вующих к местным условиям.
Наибольшее распространение получило использование
rрафиков охлаждения для малоrабаритных вентиляторных
rрадирен, изrотавливаемых заводским способом и поставляе-
мых на место применения в rOToBoM виде. Для такой rрадирни
rрафик охлаждения является технолоrическим паспортом,
по которому производится ее подбор при привязке к местным
Климатическим условиям с учетом требований к температуре
охлажденной воды и rидравлической наrрузки. Отсюда стало
общепринятым за рубежом и в нашей стране, что каждая фир-
ма, выпускающая малоrабаритные rрадирни, составляет для
них соответствующие rрафики охлаждения.
93
На рис. 4.4 приведен rрафик охлаждения воды в пленочных
rрадирнях типа rпв, составленный ВНИХИ. На rрафике дана
зависимость температуры охлажденной воды от температуры
воздуха по смоченному термометру для различных удельных
тепловых Наrрузок. С учетом максимальноrо экономическоrо
эффекта температуру охлажденной воды рекомендуется вы-
бирать на 5---8 ос выше температуры воздуха по смоченному
термометру. rрафик эмпирический. Полученные по нему зна-
чения !1 t имеют поrрешность :!: 0,5 ОС.
rрафик позволяет по заданной тепловой наrрузке и расчет-
ной температуре т найти t 2 , а также решить обратную задачу
по заданным т и t 2 определить теплопроизводительность rpa-
дирни.
Пример 4.4. Определить температуру охлажденной воды,
если температура воздуха по смоченному термометру состав-
ляет 18,5 ос и требуется охладить 16000 кr/ч воды на 4 Ос.
Тепловая наrрузка rрадирни
Q =о Gжсж(tl t 2 ) =о 16000 х 4,19 х 4 =о 268 160 кДж/ч.
1/ 6 8 10 11 11/ 16 18 1012 11/ 26 28 JO
т,'С
Рис. 4.4. rрафик охлаждения воды
для rpадирен типа rПВ:
площади фронтальных сечений
rpадирен, м 2 ; rПВ-20 0,44; rПВ-40
0,96; rПВ-80 1,88; rПВ-160 3,92;
rПВ-320 6,5
Пример 4.5. Определить теплопроизводительность установ-
ленной rрадирни rПВ-80, если заданы температура охлажден-
ной воды (27 ОС), температура воздуха по смоченному термо-
метру (19,1 ОС), количество циркулирующей воды 18000 кr/ч.
Находим по rрафику (рис. 4.4) в точке пересечения соответ-
ствующих штрихпунктирных линий удельную тепловую на-
rрузку qT =о 55,6 кВт/м 2 .
Тепловая наrрузка rрадирни /
Q =о qтFфр =о 55,6 х 1,88 х 3600 == 376 300 кДж/ч.
Температура наrретой воды
t 1 == t 2 + Q/(Gжс ж ) == 27 + 376300/(18000 х 4,19) == 32 Ос.
На рис. 4.5 представлена HOMorpaMMa для определения пара-
метров работы rрадирен типа "Росинка" с двухпоточным оро-
t,,'C
50 1/6
i::i-
ii:
2
'1
i
I
......
8 .
....
10
12
...
'1
16
18
20
Для данной тепловой наrрузки наиболее приемлема rpa-
дирня rПВ.80 с площадью фронтальноrо сечения F фр == 1,88 м 2 .
Удельная тепЛовая наrрузка rрадирни
18,5{8}
i 56,8(6)
J9,2('I}
!I
19, 6(2}
:t:' J
'III::.
q Qж, 1'fJ;I/
1/ f 6 8 10 1'1 ro JII '10 ДliО 8fll01 1'10
t... Рl0/211 .. IPJII/'ID PStI(RI
1. .," I "I P6'O/1 0(
I . ..
Pиanq3l1H pacxQQ08 801161 Qж на
ZI'QiJирню HaJНiJou НОQели
qT == Q/F фр == 268160/1,88 х3600=о 39,62кВт/м 2 .
Температура охлажденной воДы (рис. 4.4, пунктирная линия)
t 2 =о 24,5 ОС.
Температура наrретой воды
t 1 == 24,S + 4 =о 28,S ОС.
94
Рис. 4.5. Номоrрамма для определения параметров работы rpадирен типа "Ро-
синка":
Р5 Pl00 модели rрадирен
95
сителем из полиэтиленовых призм решетчатых ПР50, изrотав
Ливаемых Научно производственной фирмой "Техэкопром".
Конструкция rрадирен требует напора воды перед соплами не
менее 3 м. Для этоrо в каждой модели таких rрадирен чисЛо
танrенциальных сопел BODrEO (см. rл. 8.3) установлено из
расчета обеспечения расхода воды в определенном диапазоне
(рис. 4.5) при напоре не ниже указаннOI'О минимума. Приме
нение HOMorpaMMbI для определения параметров работы rpa
дирни типа "Росинка" показано на примере.
Пример 4.6. Определить перепад температур воды на rpa
дирне "Росинка" модели Р30 при следующих условиях: TeM
пература наrретой воды t 1 == 33,5 ос, температура воздуха по
смоченному термометру t == 19 ос; расход воды на rрадирню
Qж == 28 м 3 /ч.
Последовательность действий при определении показана
на' HOMorpaMMe рис. 4.5 пунктирной линией: Лt == 8,4 ос. При
этом t 2 == t 1 !Н == 33,5 8,4 == 25,1 ос и rлубина охлаждения BO
дЫ t 2 t == 25,1 19 == 6,1 ос. Напор воды перед соплами COCTaB
ляет 3,4 м, что больше требуемоrо минимальноrо напора воды.
Расчетные rрафики диаrрамм для rрадирен типа "Одесса",
в которых оросителем является шаровая подвижная насадка,
представлены на рис. 4.6 и 4.7.
Диаrрамма на рис. 4.6 построена для неизменной темпера.
туры воздуха по смоченному термометру t == 19 ос при изме
няющемся соотношении массовых расходов воздуха и воды
л. == Gв/G ж и может впрямую использоваться для определения
температурноrо перепада по воде при ее различных температу
рах на входе в rрадирню.
Пиаrрамма на рис. 4.7 построена для соотношения массовых
расходов воздуха и воды л. == G B /G ж == 1 и изменяющейся TeM
пературе воздуха по смоченному термометру и может впрямую
использоваться для определения температурноrо перепада по
воде при ее различных температурах на входе в rрадирню.
Если температура воздуха по смоченному термометру отли
чается от t == 19 ос или СОотношение массовых расходов возду
ха и воды G B /G ж не равно 1, то необходимо последовательно
испОЛьзовать эти диаrраммы. В общем случае диаrрамма на
рис. 4.6 СВодит исходную задачу к решению эквивалентной
при GPt/G ж == 1 и такой же температуре t, а диаrрамма на рис. 4.7
позволяет решать задачу о влиянии t на t 2 при различных зна
чениЯХ t 1 .
96
Рис. 4.6. fрафик охлаждения во-
ды для rpадирен типа "Одесса"
12 f(л) при t 19 ос
tr.
JI/
J2
JO
28
26
21/
22
20
18
16
11/
12
18
8
6
О 2 1/ 6 8 10 12 1'/ 16 18 /022 2'1 16 281". 'С
tt."
J8
J6
J'/
J2
JO
28
26
2'/
22
20
18 у,рtJiii(i;лож7еNii#
4'1 46 f1,6 1,0 1,2 1,'1 1,6 1,8A.Kl/Kt
"
2'1
//
Рис. 4.7. fрафик охлаждения воды
для rpадирен типа "Одесса" 12
f(t) при л GвlG ж 1
Пример 4.7. Установлены две rрадирни Oдecca 250 в соот-
ветствии с паспортными данными (G ж == 100 м З /ч, t 1 == 32 ос,
t == 19 ос, /),. t == 5 ос). Необходимо определить перепад темпе
ратур воды в rрадирнях и снимаемую тепловую наrрузку при
следующих исходных данных: G ж == 80 м З /ч, t == 14 ос, t 1 ==
== 36 Ос.
Считаем, что расход воды на каждую rрадирню равен поло
вине CYMMapHoro расхода. Производительность вентилятора
составляет 27 000 мЗ /ч.
Решение. Этап 1. Определяем соотношение массовых pac
ходов:
Gв/G ж == (27000 х 1,142)/(40 х 103) == 0,77
Этап 2. На диаrрамме рис. 4.6 находим точку, образованную
пересечением Линий Gв/G ж == 0,77 и t 1 == 35 ос. Это будет точ
ка 1. Затем через точку 1 проводим rоризонтальную Линию до
пересечения ее с линией Gв/G ж == 1. Появилась точка 2, через
которую проходит линия t 1 == 39 ос.
97
.1
Этап 3. На диаrрамме рис. 4.7 находим точку образованную
пересечением линий т == 14 ос и t 1 == 39 ос. ЭТО будет точка 3,
которой соответствует температура охлажденной воды t2 ==
== 26 ос.
Этап 4. Таким образом, при заданных условиях эксплуатации
перепад температур в rрадирнях
Лt == t t == 36 26 == 10 0 С,
1 2
а снимаемая тепловая наrрузка
Q == 4,19. (2.40) . 103 . 10 == 3352 МДж/ч.
Прuмечанuя: 1. При определении фактических массовых pac
ходов плотности воды и воздуха необходимо принимать при
температуре воды на входе в rрадирню. 2. При расчетах пара
метры, входящие в формулы, необходимо привести к одной си
стеме единиц.
Расчеты по формулам ("вручную"). Технолоrические расче
ты по формулам (4.67) (4.69), естественно, MorYT быть выпол-
нены и "вручную" с помощью обычных микрокалькуЛятороВ.
Однако работа эта трудоемкая и требует определенных HaBЫ
ков. Приходится задаваться искомым параметром, подстав
лять ero в правую часть уравнения, производить вычисления
и в случае несовпадения полученноrо результата с левой
частью задаваться друrим значением искомоrо параметра,
снова производить вычисления и так до тех пор, пока не бу
дет достиrнуто приемлемое совпадение правой и левой час
ти уравнения. Детальная расшифровка величин, входящих в
формулы (4.67) (4.69), приведена в 4.1. Значения энтальпий
i MorYT приниматься по таблице (см. табл. 5.4).
r ЛАВА 5
ПАРА МЕТРЫ ВОЗДУХА ПРИ РАСЧЕТЕ rРАДИРЕН
rрадирни рассчитываются обычно на неблаrоприятные для
работы атмосферные условия в летние месяцы [ода. Однако
вести расчет на наиболее высокие температуры и влажности
наружноrо воздуха нецелесообразно, так как они MorYT наблю
даться в течение rода лишь очень кратковременно. Чем выше
расчетные температуры и влажность атмосферноrо воздуха,
98
тем больших размеров требуется rрадирня и соответственно
выше затраты на ее сооружение. В то же время слишком низ
кие расчетные температуры и влажность воздуха MorYT Приве
сти к тому, что фактические температуры воды на выходе из
rрадирни будут в течение Длительноrо периода в жаркое Bpe
мя rода превышать расчетную температуру t 2 . Это повлечет
за собой недрохлаждение производственноrо продукта в теп
лообменной аппаратуре. Следовательно, при выборе расчет-
ных параметров наружноrо воздуха необходимо принимать во
внимание допустимое ПОвышение температуры воды t 2 сверх
расчетной из условий технолоrическоrо процесса производст-
ва, но оrраничивать период этоrо повышения. /
При расчете rрадирен рекомендуется исходить из cpeДHe
суточных значений температур и влажностей атмосферноrо
воздуха в летние месяцы по мноrолетним наблюдениям.
В качестве расчетных обычно принимаются таКие значения
д и т, которые превосходят среднесуточные в течение не бо
лее 5 дней в rоду, а при менее жестКих требованиях в тече
ние не более 1 О дней в rоду.
Для определения расчетных параметров наружноrо воздуха
можно пользоваться имеющимися табличными данными или
кривыми длительности стояния среднесуточных температур
и влажностей атмосферноrо воздуха для района строительства
rрадирни по данным мноrолетних наблюдений (не менее чем
за 5 10 лет). При отсутствии rOToBbIx данных можно для по
строения кривых длительности стояния температур наружно
ro воздуха предварительно составить таблицы распределения
среднесуточных температур д и т по зонам, например, через 1 ос
и среднесуточной влажности qJ по зонам через 5%. Далее,
сообразуясь с требованиями технолоrическоrо процесса, He
обходимо задаться числом дней в rоду п, в течение которых
допустимо превышение фактических значений д, т и qJ над
расчетными и по кривым определить расчетные температуры
и влажность атмосферноrо воздуха.
Среднесуточные температуры и влажности вычисляются
по данным 4 KpaTHЫX измерений этих величин в течение дня:
в 9, 12, 15 и 18 ч. Данные этих измерений для района строи
тельства (или близлежащеrо района) можно получить в терри
ториальных управлениях rидрометслужбы иЛи в Бюро rидро
метеоролоrических расчетов и справок Пентральной высотной
rидрометеоролоrической обсерватории rоскомrидромета
(109028, Москва, Подкопаевский пер., д.5).
99
В целях экономии времени при обработке материалов MHoro-
летних наблюдений обычно строят кривые длительности стоя-
ния \' И 1 (или <р) только для летнеrо периода ( 100 дней)
и исходя из этоrо определяют обеспеченность, %. Участки
таких кривых в пределах, используемых для выбора расчетных
параметров воздуха, можно рассматривать с достаточной сте-
пенью точности как показывающие продолжительность стоя'
ния соответствующих температур в течение Bcero rода, так
как в остальное время rода эти температуры не повторяются
вовсе или же наблюдаются очень кратковременно.
Изложенный способ определения расчетных параметров
атмосферноrо воздуха требует больших затрат времени и тру-
да. Кроме Toro, исходные данные не публикуются и их прихо-
дится получать в rидрометслужбе. Для 25 пунктов (rородов)
стран CHr данные о среднесуточных температурах и влажно-
сти приведены в Пособии. Однако часто требуется выполнить
расчет rрадирен для мест значительно удаленных от этих
пунктов.
Можно найти расчетные температуры и влажность атмо-
сферноrо воздуха, используя СНиП по климатолоrии. По это-
му СНиПу определяются средняЯ температура воздуха (по су-
хому термометру) наиболее жарких суток t н . ж или "н.ж И сред-
няя месячная относительная влажность воздуха <р в 13 ч наи-
более жаркоrо месяца (июля). Пересчет "н.ж И <р на параметры
входящеrо воздуха для расчета rрадирен производится по
формулам:
для обеспеченности 10
\'
"н.ж Х 0,945,
(5.1)
(5.2)
<р
<р х 0,915;
для обеспеченности 5%
"
"н.ж . 0,867,
<р . 1,0;
(5.3)
(5.4)
<р
для обеспеченности 10%
\'
"н.ж . 0,822,
(5.5)
(5.6)
<р
<р . 1,074.
100
Имея данные по " и <р, можно с помощью психрометрических
таблиц или диаrраммы определить соответствующие им зна-
чения температур воздуха по смоченному термометру 1.
В табл. 5.1 приведены для 48 населенных пунктов значения
расчетных температур и относительной влажности воздуха,
найденные с использованием изложенных способов. Обеспе-
ченности, равной 1 % (табл. 5.1), соответствует продолжитель-
ность стояния температур" и 1 И влажности <р примерно в
течение 1 дня в rоду, обеспеченности 5% в течение 5 дней
в rоду и обеспеченности 10% в течение 10 дней в rоду.
Таблица 5.1. Расчетные параметры &nlосферноro воздуха
для раэличньп населенных пуюс:тов стран сш при обеспеченности, %
Населенный
пункт
Алма-Ата
Арханrельск.
Астрахань
Ашхабад
Баку.
Бишкек.
Волrоrрад
Волоrда.
rрозный.
Дудинка.
Душанбе.
Екатеринбурr
Ереван.
Иркутск
Казань
Киев.
Кишинев.
Краснодар
Красноярск
Кустанай.
Луrанск
Маrадан.
Минск.
Мончеrорск.
Москва
Мурманск.
д q>
32 28
23,3 58
30,4 52
36,3 18
30,9 42
30,3 28
31 33
24,5 56
29,8 43
22,9 59
32 22
25,8 49
29,4 29
22 63
26,8 43
26,7 48
27,9 41
28 55
24,4 55
29,5 41
30,1 30
19,5 61
24,9 51
24,6 53
27 55
22 58
"[ д q>
19,8 27,7 31
18 23,2 63
23,2 28,8 55
20,2 34,8 20
21,7 28,4 46
18,5 27,8 31
20 28,9 37
18,8 22,5 61
21 27,3 47
17,9 21 64
18,4 29,4 24
18,8 23,2 57
18,1 27 32
17,6 20,5 68
18,7 24,6 51
19,4 24,5 52
19,2 25,6 45
21,6 26,5 57
18,6 22,5 61
20,4 27,1 45
18,8 27 37
15,2 17,7 67
18,4 22,8 56
18,5 22,5 58
20,8 24,5 57
17 20,2 63
5
"[
17,4
18,6
22,4
19,8
20,5
17,4
19,3
17,8
19,8
16,8
17,1
17,8
17
16,9
18,2
18,2
18,1
20,6
17,8
19,4
17,8
14,3
17,4
17,4
19
16
10
д
q> "[
26,5
22
27,8
33,9
26,9
26,4
27,6
21,3
25,9
19,9
27,9
21,5
25,6
19,7
23,4
23,3
24,2
25,5
21,4
25,6
25,7
16,9
21,6
21,4
22,9
19,2
34 17
68 18,2
56 21,6
22 19,7
49 18,3
33 16,7
42 19,2
65 17,2
50 19,1
69 16,5
26 16,5
62 17
34 16,3
71 16,5
55 17,8
56 17,8
48 17,4
59 20,1
64 17,2
48 18,5
44 18
72 14,1
60 16,9
62 18
59 17,9
68 15,7
101
Населенный
пункт д
Нижний 26,8
Новrород
Новосибирск 25,4
Омск 27,4
Петрозаводск. 24,5
Петропавловск. 19,4
на Камчатке
Ростов-на-Дону. 29,2
Салехард. 23,7
Самара. 28,5
Санкт-Петербурr 26
Сыктывкар. 25,1
Ташкент 31,2
Тбилиси. 30,1
Тобольск. 26,5
Томск 24,3
Тула 25,5
Уфа 27,6
Ханты-Ман- 26,5
сийск.
Харьков
Челябинск
Чита.
Якутск.
Ярославль.
28,5
26
25
26,3
24,8
ЧJ
48
54
44
58
69
37
57
44
56
49
37
37
53
60
56
44
55
38
51
48
40
53
т
5
д ЧJ
45
54
53
44
58
Продолжениетабл. l
10
т
д ЧJ т
19,6
24 52
17,8
22,7 56 17,3
19,3
19,4
19,1
16
23,3 59
24,1 50
22,5 63
17,8 75
18,2
17,6
17,8
15,2
22 63 17,6
22,5 55 17
21,3 68 17,6
16,9 81 15
19,5
18,3
20,2
20,1
18,3
21
20,2
20,0
19,2
19,6
19,5
20,3
26,8 41
21,8 62
26,2 48
23,2 60
23,1 54
29,4 38
27,7 40
24,3 58
22,3 64
23,1 60
25,3 48
24,3 60
18,4
17,3
19
18,3
17,3
19,8
18,9
18,9
18
18,2
18,3
19,2
25,4 44 17,7
20,6 67 16,9
24,8 52 18,5
21,7 63 17,4
21,9 58 16,9
28,6 40 19,6
26,2 43 18,2
23 62 18,3
21 68 17,4
21,6 63 17,3
23,8 53 17,8
23 64 18,6
19,2
19,4
18
17,8
18,7
26,4
23,7
23
24,1
22,7
18,8
15,8
17,1
16,7
17,6
24,9
22,4
21,8
22,9
21,5
18,6
17,3
16,6
16,2
17,1
52
58
57
47
62
. Значения, определенные с ИСПОЛЬЗ0ванием СНиП по климатическим па-
раметрам.
При выборе обеспеченности метеоролоrических параметров
для расчетов rрадирен следует учитывать влияние Превышения
температуры охлажденной воды над расчетной на работу тех-
нолоrическоrо оборудования. Подразделяют потребителей
охлажденной воды на три катеrории по уровню требований
к ее температуре.
Выбор для них обеспеченности параметров атмосферноrо
воздуха производят с учетом табл. 5.2.
102
Таблица 5.2. Катеroрии потребителей по уровню требований
к температуре охлажденной воды
Катеrории
потребите-
ля воды
Влияние превышения температуры
охлажденной воды над расчетной
на работу технолоrическоrо обо-
рудования
Обеспеченность метеоро-
Лоrических параметров
при расчете rрадирен, %
11
Нарушение технолоrическоrо процес-
са производства в целом и значитель-
ные убытки
Допускаемое временное нарушение
технолоrическоrо процесса отдельных
установок
Временное снижение зкономичности
технолоrическоrо процесса производ-
ства в целом и отдельных установок
10
5
111
Опыт использования данных табл. 5.2 при проектировании
и эксплуатации rрадирен показал, что наиболее часто при
няемой и обеспечивающей достаточную надежность работы
rрадирен является обеспеченность, составляющая 5%, т. е.
5 дней в rоду в жаркое летнее время.
Значение энтальпии входящеrо воздуха ;1 находится из из-
вестных формул по значениям 1'} и rp (табл. 5.3). Эти же значе-
ния 1'} и q> определяют плотность входЯщеrо воздуха для под-
счета относительноrо расхода воздуха по известным таблицам
иЛи rрафикам. Задаваемые значения 1'} и q> являются достаточ-
ными климатическими параметрами для расчетов вентиля-
торных и башенных rрадирен. Однако в последнее время для
расчетов вентиляторных rрадирен получает все большее рас-
пространение использование только значения 1. Это допусти-
мо, учитывая следующие два обстоятельства: значение '1'
ккал/кr, однозначно определяется по значению 1 с помощью
i d-диаrраммы или может быть подсчитано с учетом q> == 1 по
формуле
1"-i:R в (1 + 273,2)
i 1 == 0,241 + ,,(595 + 0,471),
Рб Р 1
(5.7)
rде 1'1 и p плотность и давление насыщенноrо водяноrо пара
как функции температуры воздуха (в данном случае по смо-
ченному термометру Т), определяемые по таБЛ.4.1.
103
:1:
i
\:'.....
':1: t
.
н
r--
5 11
111
:с :1:
ю
В.,.
g,
О 11
e:
S->
Or--
a
5 11
т .
sY
\о ....
ЮID
N
1-< 11
'" '"
'"
;:r
:3
9
. '"
0'::;:-
'"
....
IU
",О
O"IO"IN'l"""'iOOOOI.l")
r---- 00 N ('t") ('t") r---- 00 с)
I,f)" с: 1.&)"" .. ('f")'"' I,f)'"' I,f)"
Аналоrично плотность воздуха 1'в, кr/м З , можно в этом слу.
чае подсчитать по формуле
Рб Р Т
RB(T + 273,2)
+ 1" .
(5.8)
1'в
('f") ('f") ('f") ('f") ('f") ('f") ('f") ('f")
1.&)'" v1 1.&)"' 1.1")'" 1.&)" ..r) 1.&)"' I,f)"
Расход воздуха в вентиляторной rрадирне не зависит от ero
температуры и определяется только количеством, подавае-
мым вентилЯТОрОМ, так как вентилятор машина объемная
и перека чивает заданное количество воздуха вне зависимости
от ero плотности. Поэтому подача воздуха вентилятором изме-
ряется в м З /ч, а не в Kr /ч. В башенных rрадирнях необходимо
задаваться значениями t'l и ЧJ, так как тяrа зависит от разности
плотностей воздуха на входе и выходе из башни, определяе-
мых по указанным пара метрам.
Температура воздуха по смоченному термометру т являет-
ся теоретическим пределом охлаждения воды в rрадирне.
Учитывая, что с приближением расчетной температуры воды
к теоретическому пределу охлаждения т потребуется больший
размер rрадирни, при их проектировании рекомендуется при-
нимать расчетную температуру t 2 исходя из условия: разность
t 2 Т должна быть не менее 4 ос дЛЯ вентиляторных rрадирен
и 8 ос дЛЯ башенных. Более низкие значения разностей t 2 Т
принимаются лишь в тех случаях, коrда это диктуется требо-
ваниями технолоrическоrо процесса производства.
С приближением t 2 к пределу охлаждения требующиеся
размеры охладителя сильно растут. Нередко, однако, при на-
значении исходных данных для KOHKpeTHoro производства
задают слишком низкую ("с запасом") температуру охлажден-
ной воды t 2 , уменьшая при этом разность t 2 Т. IТля башенных
rрадирен уменьшение t 2 Т С 10 до 5 ос приводит К необходи-
мости снижения требующейся для охлаждения воды плотно-
сти орошения qж в 2 2,2 раза. Производительность вентиля-
торных rрадирен при условиях, принятых для расчета (табл. 5.3),
уменьшается, что и требует для охлаждения заданноrо объе-
ма воды увеличения их площади. Поэтому не следует без осо-
бой к тому необходимости принимать слишком малое значе-
ние t 2 т. Оптимальными условиями для работы испаритель-
Ных rрадирен считаются условия, коrда t 2 т"" Лt.
Влияние барометрическоrо давления при обычных ero зна.
чениях, колеблющихся в пределах примерно 720 760 мм рт. ст.,
..
!<:
......
..
!<:
-<
001,()00 1,()-.:t'1.I")0"I с)
:.. :.. :-- ('f").. 0"1.. .. ('f").. '-О..
u
......
3
r---- r---- \.о \о 1,() 1,() r---- r----
CCCCCCO"IO"I
N..NN..N..N..N......;.......
S->
<1
s->
3"
1,() -.:t' 1,() -.:t' 1,() "'ct" 1,() -.:t'
ММММММММ
s->
r---- \.о r---- \.о r---- \.о r---- \D
('f") ('t") ('f") ('1"') ('f") ('f") ('1"') ('f")
......
.....
р.
о
1,() 1,() 1,() 1.1") ..... ....-4.. ....... ...-4
1.&)"' 1.&)"' 1.&)"' vi -.:t' -.:t' -.:t' -.:t'
...... ...... ...... .....
Е
1,() 1,() 1,() 1,() N N N N
1,() 1,() 1,() 1,() r---- r--- r--- r---
с" с" с" с" с" с> с" с"
.......
.....
..., ..., .....
..... ..... N
('f").. ('f") ....-4
...... ........ .......
...... ....-4 ....-4 N N
N N N N N
...... С с.. r--- r---
...... .............. с" с"
.<!
:;: OOOO\.O..\.O...
00.......:........0..0........ .....
.,
:I:
",,"":
Q)oo
u
о :;:
:r:: ""
"
<'i
'"
....
'"
*
u
О
""
О
t: tI:
:;: 1::
Е-<
i::<
:r::
t::
t::
О
i::<
:r::
t::
u
О
105
сравнительно невелико, и ero можно не принимать во внима Продолжениетабл. 4
ние при практических расчетах rрадирен. Однако дЛЯ BЫCOKO
ropHbIx местностей, rде барометрическое давление может по Т, ос Доля rpanyca
нижаться до значений 600 650 мм рт. ст., следует уже учитывать 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
ero влияние. Понижение барометрическоrо давления приво
дит при прочих неизменных условиях к некоторому снижению 13 37,7 37,7 38,1 38,5 38,5 39 39 39,4 39,8 40,2
интенсивности испарительноrо охлаждения, но в случае вен- 14 40,2 40,6 41,1 41,1 41,5 41,9 42,3 42,3 42,3 42,7
тиляторных rрадирен это компенсируется и даже перекрыва 15 42,7 43,2 43,6 43,6 44 44,4 44,8 45,2 45,2 45,7
увеличением 16 45,7 46,1 46,5 46,9 46,9 47,3 47,8 48,2 48,2 48,6
ется уменьшением сопротивления rрадирни и
скорости воздуха вследствие уменьшения ero плотности. В ба 17 49 49,4 49,9 50,3 50,3 50,7 50,7 51,1 51,1
51,5
18 52 52,4 52,8 53,2 53,6 54 54,5
плотностей 54,9 54,9 54,9
шенных rрадирнях уменьшение разности посту- 19 55,3 55,3 55,7 56,1 56,1 56,6
57 57,4 57,4 57,8
пающеrо и уходящеrо воздуха, влекущее за собой и уменьше 20 58,2 58,7 58,7 59,1 59,5 59,9 60,3 60,7 61,2 61,2
ние силы тяrи, оказывается более значительным, чем YMeHb 21 61,6 62 62,4 62,8 63,3 63,7 63,7 64,1 64,5 64,9
шение абсолютных значений плотности воздуха, и при пониже- 22 65,4 65,8 66,2 66,6 67 67,5 67,9 67,9 68,7 68,7
нии барометрическоrо давлениЯ охладительный эффект rpa 23 68,7 69,5 70 70,8 71,2 71,6 72,1 72,1 73,5
72,9
24 73,3 73,7 74,2 74,6 75 75,4 75,8 76,3 76,7
дирни несколько снижается. 25 77,5 77,9 78,3 77,1
В табл. 5.4 приведены значения энтальпий входящеrо воз 78,8 79,2 79,6 80 80,4 80,9 81,3
26 81,7 82,5 83 83,4 83,8 84,2 84,6 85,1 85,5 85,9
духа i 1 при t 1 == О -+ 48 ос, q> == 1 и Р б == 745 мм рт. ст. При друrих 27 86,3 86,7 87,6 .88 88,4 89,2 89,7 90,1 90,5 90,9
значениях барометрическоrо давления значение i 1 следует 28 91,3 92,2 92,6 93,4 93,9 94,3 94,7 95,1 95,5
95,9
подсчитывать по (5.7). Естественно, что табл. 5.З можно пользо 29 96,4 96,8 97,6 98 98,5 99,3 99,7 100,1 100,6 101
ватьсЯ и при определении энтальпии насыщенноrо воздуха 30 101,4 101,8 102,2 102,6 103,1 103,5 103,9 104,7 I
(ср == 1) У поверхности ВОДЫ при соответствующих ее температурах на- 31 106,4 106,8 105,2 105,6
107,3 108,1 108,5 108,9 109,8 110,2 110,6 111
rpeтой t 1 и охлажденной t 2 воды. При ЭТОМ в качестве тeмnepaтy- 32 111,9 112,7 113,1 114 114,8 115,2 115,6 116,5
117,3 117,7
ры Т принимается значение t 1 или t 2 . 33 118,2 119 119,4 119,8 120,7 121,5 121,9 122,8
123,2 123,6
34 124 124,9 125,7 126,5 127,4 127,8 128,2 128,6
129,5 129,9
35 130,7 131,6 132 132,8 133,7 134,1
134,9 135,8 136,6 137,4
Таблица 5.4. Значения энтaльnий вхопящеro воздуха i 1 , Kд-!кr 36 137,8 138,7 139,1 139,9 140,4 141,2 142 142,9
37 145 145,8 146,6 143,7 144,1
Доля rpanyca 147,5 148,3 149,2 150 150,8 151,7 152,5
38 152,9 153,8 154,6 155 155,9 156,7 157,5 158,4
Т ос 159,2 160,1
, 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 39 161,7 161,7 162,6 163,4
164,2 165,1 165,9 166,3 167,6 168,4
40 168,9 169,7 170,5 171,8
172,6 173,5 174,3 175,1 176 177,2
О 9,6 9,6 10 10,5 10,5 10,5 10,9 10,9 11,3 11,3 41 178,1 178,9 179,7 180,6 181,4
182,3 183,1 184,4 185,2 186
1 11,3 11,7 11,7 12,2 12,2 12,6 12,6 13 13 13,4 42 186,9 187,7 188,5 189,8 190,6 191,5
192,7 193,6 194,8 195,7
2 12,4 13,4 13,8 14,2 14,2 14,7 14,7 14,7 15,1 15,1 43 196,9 197,8 198,6
199,4 200,3 201,1 202 202,8 204 205,7
3 15,5 15,5 15,5 15,9 16,3 16,3 iб,з 16,8 16,8 17,2 44 207 207,8 209,1 209,5 210,3
212,4 213,3 214,1 215,8 216,6
4 17,2 17,6 17,6 17,6 18 18,4 18,8 18,8 18,8 19,3 45 217,9 218,7
219,6 220,8 222,1 223,3 224,2 225,4 226,3 227,5
5 19,3 19,3 19,3 19,3 19,7 19,7 20,1 20,1 20,5 20,S 46 228,3 229,6 230,9 232,1
233,4 234,6 235,9 236,7 238 238,8
6 21 21 21,4 21,4 21,8 21,8 22,2 22,2 22,6 23 47 240,1 241,8
242,6 243,4 244,7 245,9 247,6 248,9 250,1 251,4
7 23 23,5 23,5 23,8 23,9 23,9 24,3 24,7 24,7 25,1 48 253,9
255,6 256,9 258,1 259,8 260,6 261,9
8 25,1 25,6 26 26 26,4 26,4 26,8 26,8 27,2 27,2 263,6 264,2 266,1
9 27,6 27,6 28,1 28,5 28,5 28,9 28,9 29,3 29,3 29,7
10 29,7 30,2 30,6 30,6 31 31,4 31,4 31,8 31,8 32,3
11 32,3 32,7 33,1 33,1 33,5 33,9 34,4 34,4 34,8 34,8
12 35,2 35,2 35,6 35,6 36 36 36,4 36,9 37,3 37,3
106
rЛАВА 6
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ВОЗДУХА
В ВЕНТИЛЯТОРНЫХ rp АдИРНЯХ
6.1. Аэродинамический расчет подачи
вентиляторов rpадирен
Задача определения расхода воздуха может возникнуть при
проектировании и привязке rрадирен, а также во время
эксплуатации для проведения работ По реконструкции. С этой
целью производят аэродинамический расчет rрадирни. Для
ero выполнения необходимо знать тип и конструкцию rрадир-
ни, марку вентилятора, основные размеры rрадирни (секции),
ее входных окон, воздухораспределителя, оросителя, водорас-
пределителя и водоуловителя. Полезно также иметь завод-
скую rрафическую характеристику вентилятора, представляю-
щую собой зависимость между подачей воздуха, создаваемым
давлением, мощностью и коэффициентом полезноrо действия
данноrо вентилятора..
В данной rлаве предложена усовершенствованная методи-
ка расчета подачи вентиляторов rрадирен, разработанная
НИИ водrЕО. Скорректирована формула для определения
полноrо аэродинамическOI'О сопротивления rрадирни. Входя-
щие в нее веЛичиНы приведены в соответствие с реально зна-
чимыми и измеряемыми. Учтено наличие зон завихрений по
площади орошения rрадирни и их влияние на подачу вентиля-
тора. Заводские rрафические характеристики вентилятороВ
rрадирен представлены аналитически в виде, удобном для
расчетов на пэвм. Даны примеры расчетов расходов воздуха
в типовых rрадирнях.
Материалы натурных и лабораторных исследований позво-
ляют выразить общее сопротивление сеКции или ОДНQвенти-
ляторной rрадирни следующим образом:
РС == (Р вх + Р ор + Р вр + Рву + Рп.в)Ф + Р д ,
(6.1)
rде сопротивления элементов rрадирни обозначены: Р вх
входа в rрадирню, включая воздухораспределитель, с учетом
поворота потока воздуха в ороситель; Р ор оросителя; Р вр
водораспределителя; Рву водоуловителя; Р п . в подхода воз-
духа к вентилятору на пути от водоуловителя до обечайки;
Р д сопротивление, добавляемое при подаче на rрадирню
108
воды. Это сопротивление зависит от rидравлической наrруз-
ки, типа оросителя, водораспределителя и размеров секции;
Ф коэффициент, учитывающиЙ влияние формы секции в
плане на общее сопротивление rрадирни (табл. 6.1). Подсчет
сопротивления секции, Kr/M 2 , производится по формуле
,\,(.)2
Р
С 2g "'с'
(6.2)
rДе (.) скорость движения воздуха в свободном сечении rpa.
дирни, м/с; '\' плотность воздуха, кr/м З , принимается такой
же, что указана в характеристике вентилятора, обычно равна
1,2 кr/м З *; c коэффициент сопротивления секции rрадирни,
определяемый по формуле
c == L == ( BX + oph + BP + BY + п.в)Ф + д, (6.3)
rде коэффициентыI сопротивления обозначены по аналоrии
с типовыми проектами. Все они безразмерные, кроме коэффи-
циента op' который, как принято, имеет размерность 1/м;
h высота оросителя, м.
В табл. 6.2 приведены значения отдельных элементов и
результаты аэродинамическоrо расчета некоторых характер-
ных типов rрадирен. Значения op и BY берутся такими же, как
и в соответствующих проектах. Значение BP принято по данным
натурных исследований этих элементов на опытной установ-
З 78 21 7
Ке. начения BX == 6 4е . FBX/F c определены на основании
исследований на моделях с учетом натурных измерений, Ко-
торые при различных отношениях площади входных окон F BX
(
. Осевой вентилятор "объемная машина", которая при любой плотности
воздуха подает одно и то же ero количество (расход). С изменением плотности
воздуха меняется только давление (разряжение), создаваемое вентилятором.
Целью аэродинамическоrо расчета rрадирНИ является, как известно, определе-
ние расхода воздуха в ней и средней по объему скорости движения воздуха в
сечении оросителя, которая входит в теплотехнический расчет и находится
излаrаемым методом. Если принимать дpyroe значение ,\" то нужно предва-
рительно пересчитать на это значение и характеристику вентилятора, что в
данном случае будет лишней работой, так как давление как таковое в даль-
нейших расчетах не используется. При подсчете в теплотехническом расчете
массовой скорости воздуха l' следует принимать соrласно фактическим ра-
счетным (или измеренным) метеоданным.
109
Форма rрадирни в плане (стрел-
ками указано направление пото-
ков воздуха)
Соотношение
сторон
Козффициент Ф
к площади орошения секции Fc приведены ниже:
FBX/F c . . . . . . 0,5 0,48 0,46 0,44 0,42 0,4
BX ... .... . о 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
FBX/F c . . . . . . 0,38 0,36 0,34 0,32 0,3
BX ........ 2,0 3,0 5 7 10
Таблица 6.1. Значения коэффициента Ф, отражающеrо влияние формы
rpадирни 8 плане на ее аэродинамическое сопротивление
o
1 : 1
b
I \
0,8
Значение п.в принято по данным анализа натурных иссле-
дований, а д определено по формуле
д = qж(0,2/ + Koph + К вр hвр)П,
(б.4)
3:4
2:3
1: 2
1,1
1,2
1,3
rде 0,2 коэффициент удельноrо сопротивления дождя под
оросителем, отнесенный к скорости воздуха в свободном rори-
зонтальном сечении rрадирни так же, как и все друrие коэф-
фициенты сопротивления в (б.2) (б.4); 1 половина длины
воздухораспределителя, м; К вр коэффициент сопротивления
дождя в водораспределительном устройстве, принятый для
трубчатоrо водораспределителя с танrенциальными пласт-
массовыми соплами BOnrEO по данным натурных исследова-
ний равным 0,1; h BP высота дождя в водораспределителе,
при соплах факелами вниз обычно равна 0,8 м, факелами
вверх 2,35 м; П коэффициент размерности для перехода к
безразмерному значению д, при единицах измерения, приня-
тых в данном случае, равен 1 ч/м 2 ; Кор коэффициент сопро-
тивления дождя в оросителе, принимаемый в соответствии
!
o
,
I '
1: 1
0,9
Таблица 6.2. Значения отдельнЬtt элементов и результаты аэродина wическоro расчета xapaктepНЬtt nmов rpадирен
Номер про- Коэффициенты аэродинамическоrо сопротивления
Марка Тип оро- екта, по Fc, FBX/F c l,M h,M qж, UJ, м/с Gв.I0 З, Рп
венти- сителя которому м 2 м з /(м 2 . ч) Кор мЗ/ч
лятора приняты BX op BP BY п.в Ф д c
Fc и h
lBf 25 Пленоч- 901-6-39 16 0,4 3,76 4 0,075 0,84 0,4 4,7 10 3 22,3 2,63 151,2 9,43
ный дере- 16 0,4 3,76 12 0,075 0,84 0,4 4,7 10 9,1 28,4 2,47 142 10,6
вянный
Капель- 901-6-НВ1 16 0,4 1 3,88 4 0,137 11,60 0,4 4,7 10 4 65,1 1,89 108,6 14,22
ный дере- 16 0,4 1 3,88 9 0,137 11,60 0,4 4,7 10 9,1 70,2 1,83 105,6 14,38
вянный
110 111
Марка
венти-
лятора
Номер про-
екта, по Fc,
которому м 2
приняты
Fc и h
Тип оро-
сителя
1Bf 50
64
64
Пленоч- 901-6-51
ный дере-
вянный
Капель- 901-6-51
ный дере-
вянный
Пленоч- 901-6-48
ный дере-
вянный
Капель- 901-6-46
ный дере-
вянный
Брызrаль- 901-6-43
ный
Брызrаль-
ный
192
192
16
16
64
64
2Bf 70
144
144
192
192
lВf 25
с данными, приведенными ниже:
Тип оросителя
Пленочный деревянный . . . . . . . . . . . . .
Пленочный асбестоцементный . . . . . . . .
Пленочный пластмассовый иэ волнистых
Листов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Капельный деревянный . . . . . . . . . . . . .
Брызrальный . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
FBX/F c
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,075
0,29
0,12
0,137
0,61
,,м
h,M
q.,
м Э /(м2. ч) Кор
4
12
0,075
0,075
2
2
3,36
3,36
4
9
0,137
0,137
2
2
3,48
3,48
4
12
0,075
0,075
3
3
3,36
3,36
4
9
0,137
0,137
4
4
3,64
3,64
4
7
4
7
0,61
0,61
0,61
0,61
4
4
1
1
3,6
3,6
3,6
3,6
Характеристика рабочей зоны веНтилятора на rрадирне, т. е.
в пределах отклонений от номинальной подачи 1 O 25%, ана-
литически может быть выражена следующей зависимостью:
н == Но KxG;,
(6.5)
rде Н давление воздуха, создаваемое вентилятором,
Па (Kr/M 2 ); НО давление (условное) при нулевой подаче воз-
духа, Па (Kr/M 2 ); Кх коэффициент характеристики вентиля-
тора, (Kr . ч 2 )/м 8 .
112
Коэффициенты аэродинамическоrо сопротивления
BX op
1
1
10,70
10,70
10,70
10,70
1
1
1
1
BP BY п.в Ф
0,77
0,77
0,4 4,7 10
0,4 4,7 10
д
c
Продолжениетабл_ 2
ОВ .10 Э.
(,), м/с РП
мЭ/ч
2,64
2,47
609,4
569,7
9,89
12,05
16,14
16,84
11,55
13,84
14,04
14,85
!
0,4 4,7 10
0,4 4,7 10
0,77
0,77
0,4 4,7 10
0,4 4,7 10
4,5
13,6
.23,2
32,3
2,12
2,05
487,5
471,4
10,53
12,1
10,87
11,9
Значения величин НО и Кх определяются по характеристи-
кам вентиляторов. Для вентиляторов типовых rрадирен они
приведены в табл. 6.3.
Из зависимостей (6.2) и (6.5) с учетом
0,4 4,7 10
0,4 4,7 10
1,1 8,7
1,1 19,6
0,92
0,92
0,92
0,92
0,4 4,7 10
0,4 4,7 10
0,4 4,7 10
0,4 4,7 10
1,1 15,5
1,1 27,1
1 10,7
1 18,7
G B == 3600F c (,)
5,4
12,2
58,7
65,5
2,76 1430,1
2,47 1277,9
1,82 1256,9
1,74 1199,8
2,16 1490,3
2,02 1392,9
2,43 139,7
2,26 130,3
получаем формулу для подсчета подачи вентилятора, мЭ/ч:
(6.6)
G ==
в
Но
Кх + J1 c/[(3600Fc)2 2с]
6,1
18,4
24,8
37,1
(6.7)
Изложенный аналитический метод аэродинамическоrо расче-
та вентиляторных rрадирен является приближенным в той
части, что сопротивления отдельных элементов rрадирни, осо-
бенно подхода воздуха к вентилятору, еще недостаточно изу-
чены и MorYT быть уточнены. В формуле (6.7) также не учиты-
вается наличие в rрадирнях зон завихрений, образу ющихся
при малых сопротивлениях оросительной части, например,
113
69,3
80,2
36,9
48,S
30,1
36,7
Таблица 6.3. АзродинaloOlЧеские характеристики вентиляторов rpадирен у брызrальных, пленочных деревянных rрадирен, и снижающих
Марка венти- Уrол на- Номиналь- Полное Частота Но' K x .10 10 . фактический расход воздуха.
лятора клона ная пода- давле. враще- Па (Kr/M 2 ) (Kr. ч 2 )/м 8 Можно подсчитать площадь растекания Fp потока воздуха
лоneс- ча возду- ние. Па нияп, ПО оросителю и затем коэффициенты заполнения сечений по
тей а. ха G B . (Kr/M 2 ) мин l формуле
rpад. тыс. м з /ч
К з =' FplFc. (6.8)
1Br 25 16 120 137 (14) 380 189 (19.2) 4.29 С учетом наличия в rрадирнях зон завихрений, образующих
2Br 50 16 500 147 (15) 178 265 (27) 0.46
2Br 70 16 1100 157 (16) 170 217 (22.7) 0.055 СЯ при малых сопротивлениях некоторых типов оросителей,
(K-100)Br 104 13 2700 167 (17) 110 253 (25.8) 0,0182 например, брызrальных, пленочных, разреженных, снижающих
Вальке 4Е-18 10 000 147 (15) 74 306 (31.2) 0.00162 фактический расход воздуха, формулу (6.7) для подсчета по-
3Br 25 22 156 137 (14) 365 198 (20.2) 2.49 дачи вентилятора можно переписать в следующем виде:
06 300 N° 12.5 45 157 (16) 730 286 (29.2) 62.22
06-300 N" 8 23 235 (24) 1410 471 (47.9) 430.556 НО
06-300 N° 8 15 98 (1 о) 930 196 (20) 425.287 G B КХ + 1' с/[(3600КзFс)2 2g] (6.9)
Таблица 6.4. Прю..ер расчета рааодаВ03 духа для некоторых типов rpaдиpeн
Марка Номер Fc. Тип оро- Расчетные коэффициенты qж. FB/F c д c К з G B .10 З.
венти- проек м 2 сителя h.M м з I(M 2 . ч) мЭ/ч
лятора та б.ор op Ф '.М Кор К вр h Bp
2Br 70 901-6 43 192 Капель- 3.8 16.1 10.7 1.1 4 0.137 0.1 0.8 4 9 0.2 5.6 12.6 68 75 0.99 1 1256 1222
ный
Брыз- 3.6 16,1 0.92 1.1 4 0.61 0.1 2.35 4 7 0.2 12.9 22.6 34.3--44 0.88.....0.94 1426 1388
rальный
2Br 70 901 6-47 144 Пленоч- 4 16.1 1.18 3 0.075 0.1 0.8 4 12 0.267 3.9 11,8 24.7 32.6 0.86.....0.93 1316 1270
ный
1Br 50 901-6-29 64 Пленоч- 3.68 16,1 1.08 2 0.075 0.1 0.8 4 12 0.307 3 9.1 23.1 29.2 0.92.....0.96 590 572
ный
Капель 3.68 16.1 12,5 2 ОД7 0,1 0,8 4 9 0.307 3.9---8'9 66 71 470--460
ный
Брыз- 3.8 16,1 0,92 2 0,61 0,1 0.8 4 7 0,307 11,2 19,6 30,8 39,2 0.97 1 568 543
rальный
1Br 25 901-6-59 16 Пленоч 3.42 16,1 0,93 0.075 0,1 0,8 4 12 0,307 2,2---6.4 21.4 25.7 0,9.....0,94 145 141
ный
Капель. 3,46 16,1 11.6 0.137 0,1 0,8 4 9 0,307 3---6.8 59,2---63 112 110
ный
Брыз- 3,4 16,1 0,92 0.61 0.1 0,8 4 7 0,307 9.4 16,5 28.6 35,7 0,96.....0,99 138 132
rальный
Br 104 901-6.65 324 Пленоч- 3,5 16,1 1,18 4.5 0.075 0.1 0,8 4 12 0,262 5 14.9 25.2 35,1 0.85.....0.94 2762 2674
ный
3Br 25 24 Брыз- 1,76 16.1 0,92 1,1 1,5 0,61 0,1 0,8 4 7 0,204 5,8 10.2 25.3 29.7 0.76.....0'83 182 180
rальный
114 115
Площадь растекания потока воздуха по секции rрадирни
(оросителю) и соответственно К з во MHOroM зависят от ее co
противления c и отношения площадей поперечных сечений
вентилятора F B и секции Fc. Эта зависимость по данным ис
следований может быть выражена эмпирической формулой
К З =о th {[2,19(F B /F c )2 0,84(F B /F c ) + 0,12] c }.
(6.10)
Значение К З по данным исследований для существующих
rрадирен колеблется от 0,76 до 1.
Расчет подачи вентилятора (расхода воздуха через секцию)
может быть теперь выполнен по (6.9) с использованием значе
ний Ф и отдельных элементов, приведенных выше. Примеры
расчета расхода воздуха ДТlЯ нескольких типовых rpадирен npиведе-
ны в табл. 6.4. Коэффициент сопротивления брызrальноrо ороси-
теля б.ор подсчитан по данным табл. 6.2:
б.ор =о BX + BP + п.в + BY =о 1 + 0,4 + 10 + 4,7 =о 16,1.
П оrрешность при определении расхода воздуха, возникаю-
щая вследствие вариаций c и К з , вызываемых особенностя
ми форм потока и аэродинамических сопротивлений, созда
ваемых различными конструкциями rрадирни, соrласно про-
веденным подсчетам не превышает в среднем 3%.
По изложенной методике выполнены подсчеты подачи воз
духа вентиляторами в типовых проектах rрадирен, приведен-
ные в табл. 6.5, а также составлены алrоритмы для nporpaM
мы расчетов rрадирен на ПЭВМ.
Для оценки падения давления при проходе воздуха через
rрадирню или ее элементы иноrда используют критерий Эйле
ра Еи, численно равный половине коэффициента сопротив
ления , т. е. =о 2Еи. Обычно им пользуются при исследова-
ниях на моделях rрадирен, так как cor ласно теории подобия
при вынужденном движении rидравлическое сопротивление,
вызывающее падение давления дВижущейся среды в канале
или при обтекании тел, должно быть связано с друrими вели
чинами, характеризующими условия течения, функциональ
ной зависимостью
Еи =о f(Re),
(6.11 )
116
Таблица 6.5. ТeIНолоrические характериCТИItИ
типовьп венТИЛЯТОрНЫХ rpaдиpeн
Марка Номер
венти- проекта
ля тора
Br 104 901 6-65
и
901-6-66
2Br 70 901-6-43
2Br 70 901-6-46
2Br 70 901-648
2Br 70 901 6-61
2Br 70 901-6-62
1Br 50 901-6-29
1Br 50 901-6-34
1Br 50 901-6-51
2Br 25 901-6-59
Пло- Тип оро-
щадь сителя h, м А, M l m
сек-
ции,
м 2
324
Пленоч 3,5 0,35
ный
192
Капель- 3,8 0,293
ный
Брыз- 3,6 0,252
rапьный
Капель- 3,64 0,293
ный
192
Брыз-
3,7 0,222
144
rальный
Пленоч- 3,36 0,31
ный
Капель- 3,67 0,359
ный
Брыз- 2,0 0,261
rальный
Пленоч- 3,68 0,341
ный
Капель- 3,68 0,309
ный
Брыз- 3,8 0,255
rальный
Пленоч- 3,68 0,341
ный
Капель- 3,38 0,309
ный
Пленоч- 3,36 0,31
ный
Капель- 3,48 0,293
ный
Брыз
192
192
64
64
64
3,0 0,255
16
rальный
Пленоч- 3,42 0,324
ный
Капель- 3,6 0,302
c.o'
M l
0,365 1,18
0,45 10,7
0,29 0,92
0,45 10,70
0,29 0,92
0,38 0,77
0,45 17,19
0,29 0,77
0,38 1,08
0,45 12,5
0,29 0,92
0,38 1,08
0,45 12,5
0,38 0,77
0,45 10,7
0,29 0,92
0,38 0,93
0,45 11,6
К ор .10 З , Gв.10 З,
м' ч/кr мЗ/ч
0,075
0,137
0,61
0,137
0,61
0,075
0,137
0,61
0,075
0,137
0,61
0,075
0,137
0,075
0,137
0,61
0,075
0,137
ный
Брыз- 3,4 0,257 0,29 0,92 0,61
rальный
2720
1240
1400
1250
1400
1290
1130
(
1425
580
465
550
580
470
585
490
570
140
110
135
117
Марка Номер
венти- проекта
лятора
lBr 25 901-6-39
2Br 25 901-6-60
2Br 25 901-6-56
2Br 25 901-6-58 16
3Br 25 901-6-67.83 24
06-300 901-6-5/75 8
N° 12,5
06-300 901-6-49 8
N" 12,5
06-300 901-6-50 8
N" 12,5
06-300 901-6-52 2
N"8
118
Продолжение табл. 6.5
ПЛо-
щадь Тип оро- h, м А, M l т
сек- сителя
ции,
м 2
c.o'
M l
Кор .103, G B . 10 3,
М' ч/кr м 3 /ч
16 Пленоч- 3,76 0,318 0,38 0,84 0,075
ный
Капель- 3,78 0,302 0,437 11,6 0,137
ный
16 Пленоч- 2,97 0,357 0,38 1,18 0,075
ный де-
ревянный
Пленоч- 2,64 0,363 0,7 5,27 0,419
ный ви-
ниплас-
товый
Капель- 3,0 0,374 0,45 11,6 0)37
ный
16 Пленоч- 3,81 0,351 0,38 1,21 0,075
ный
Капель- 3,86 0,302 0,45 11,6 0,137
ный
Брыз- 2,5' 0,25 0,29 0,92 0,61
rальный
Пленоч- 3,5 0,344 0,59 2,73 0,29
ный ас-
бестоце-
ментный
Брыз- 1,76 0,25 0,29 0,92 0,61
rальный
Пленоч- 3,08 0,363 0,7 5,27 0,419
ный
Капель- 3,45 0,293 0,45 10,7 0,137
ный
Пленоч- 3,68 0,335 0,38 1,02 0,075
ный
Капель- 3,54 0,302 0,45 11,6 0,137
ный
Пленоч- 3,36 0,338 0,38 1,04 0,075
ный
Капель- 3,54 0,302 0,45 11,6 0,137
ный
Пленоч, 3,42 0,339 0,38 1,06 0,075
ный
140
110
140
130
115
140
110
140
130
180
53
50
56
49
56
49
15
Продолжение табл. 6.5
ПЛо-
Марка Номер щадь Тип оро.
венти- проекта сек. сителя h, м А, M l т
ции,
лЯТора м 2
c.o'
M l
К ор .l0 3 , GB.I0 3,
м' ч/кr м 3 /ч
06-300 901-6-53
N° 8
Капель- 3,43 0,309 0,45 12,5 0,137
ный
2 Пленоч- 3,4 0,352 0,38 1,24 0,075
ный
Капель- 3,43 0,309 0,45 12,5 0,137
ный
2 Пленоч- 3,21 0,363 0,7 5,27 0,419
ный
13
12
15
20
06-300 901-6.55
N° 8
или при обычной степенной форме
Eu == cRe т ,
(6.12)
rде Eu == l\PgI(')'(,}2) критерий Эйлера.
Отсюда
== l\P2g 1(')'(,}2) == 2Eu.
(6.13)
6.2. вентиляторныe установки
Одним из необходимых условий эффективной работы вен-
тиляторных rрадирен является правильный выбор экономич-
ных вентиляторов.
Для rрадирен обычно используются специальные осевые
отсасывающие или наrнетательные вентиляторы. При приме-
нении отсасывающих вентиляторов обеспечивается более рав-
номерное распределение воздуха по поперечному сечению
в основании rрадирни, чем при использовании наrнетатель-
ных, так как вход воздуха и поворот ero под прямым уrлом
для движения вверх осуществляется при меньших скоростях.
Снижение скорости движения воздуха при входе достиrается
блаrодаря осуществлению входных окон большоrо сечения
со всех или с двух сторон rрадирни. Равномерность распределе-
ния воздуха является важным фактором в получении охлади-
теЛьноrо эффекта rрадирни.
119
При отсасывающих вентиляторах имеется меньше возмож
значительной степени облеrчают конструкцию каркаса rpa
fрадирню, в ее входные окна. тсасывающие вентиляторы вы-
брасывают воздух вверх со скоростью б 10 м/с, и (по наблюде
ниям за работой действующих rрадирен) вертикальное направ
ление потока влажноrО воздуха после вентиляторов сохраня-
ется на участке высотой 10 12 м, что почти исключает воз-
можность рециркуляции воздуха. При наrнетательных венти
ляторах воздух выходит из rрадирни со скоростью около 1,7
2,5 м/с, и уже сравнительно слабый ветер может приводить к
задуванию уходящеrо теплоrо влажноrо воздуха вниз и заса
сыванию ero вентилятором, что ведет к резкому ухудшению
охладительной способности и требует увеличения размеров
rрадирни.
При наrнетательных вентиляторах требуется больший по
высоте размер входных окон, что вызывает необходимость в
повышенном напоре для подачи воды на rрадирню. Поэтому
наrнетательные вентиляторы при:меняются для rрадирен с пло-
щадью орошения не более 1 б м 2 . В холодную поrоду лопа-
сти наrнетательноrо вентилятора MoryT обмерзать, так как на
них попадают вместе с холодным воздухом частицы воды, BЫ
носимые из rрадирни. В отсасывающих вентиляторах возмож-
ность обмерзания исключается, так как лопасти их постоянно
омываются тепЛЫМ воздухом.
С Конструктивной точки зрения установка наrнетательных
вентиляторов более проста и они более устойчивы ввиду тoro,
что их можно располаrать на фундаментах, непосредственно
на земле. Облеrчается доступ для их ремонта и обслужива
ния, проще соединения с электродвиrателем, чем у всасываю-
щих вентиляторов. С несущеrо каркаса rрадирни снимается
наrрузка от вентилятора, редуктора и двиrателя, что облеrча-
ет каркас и исключает ВОЗМОжНОСти вибрации во время рабо
ты вентилятора. Последний недостаток вентиляторных rpa
дирен с всасывающими вентиляторами относится не ко всем
их типам, так как есть конструкции вентиляторных rрадирен,
в которых редуктор и электродвиrатель устанавливаются под
ними, а наrрузка от вентилятора, выполненноrо из леrкоrо
алюминиевоrо сплава, передается в основном на вертикаль
ный вал, соединяющий вентилятор с редуктором. Тихоходные
вертикальные электродвиrатели, посаженные на одном валу
с вентиЛятором, почти полностью устраняют вибрацию и в
ри использовании отсасывающих вентиляторов имеется
возможность значительНоrо увеличения диаметра рабочеrо
колеса, что позволяет снижать число вентиляторных YCTaHO
вок дЛЯ больших rрадирен, увеличивать их экономичность
и уменьшать создаваемый шум. В случае установки oceBoro
наrнетательноrо вентилятора увеличение диаметра рабочеrо
колеса связано с увеличением высоты подачи воды, а следо
вательно, и расхода электроэнерrии на циркуляционные на-
сосы.
Во избежание вибрации и частных расцентровок peKOMeHДy
ется обеспечивать достаточную жесткость опорной конструк-
ции вентилятора, надежность крепления и соединения ero
с электродвиrателем. Для предохранеНl-lЯ оборудования и
конструкции rрадирни от повреждения nследствие возникно
вения внезапной вибрации, например, при нарушении балан
сировки вентилятора, поломки лопастей и друrих причинах,
в оборудоr-ание rрадирен иноrда включаются вибрационные
предохранительные выключатели. Конструкции их MorYT быть
весьма разнообразны. Вентиляторы и редукторы должны быть
доступными для осмотра и ремонта, а электродвиrат,пи
надежно защищены от воздействия влаrи. Для монтажа Mexa
ническоrо оборудвания в отдельных случаях предусматрива
ются подъемные механизмы, но чаще применяются передвиж-
ные подъемные краны.
Лопасти вентиляторов MorYT изrотавливаться из алюминие
вых сплавов, пластмасс, нержавеющей стали или обыкновен
Ной стали со специальным антикоррозионным покрытием.
В особых случаях они rуммируются. При выборе материала для
изrотовления лопастей и друrих элементов вентиляторной
установки необходимо обращать внимание на их стойкость
против коррозии, особенно в СЛучае устройства отсасывающих
вентиляторов.
Вследствие значительных изменений параметров наружноrо
воздуха, которые влияют на степень охлаждения воды в rpa-
дирне, желательно, чтобы количество подаваемоrо вентиля
тором воздуха можно было реrулировать соответственно этим
изменениям. Такая реrулировка подачи вентиляторов осуще-
ствляется изменением частоты вращения (что достиrается
применением rидромуфт или двух скоростных мноrополюСНЫХ
120
121
электродвиrателей), а также поворотом лопастей иЛИ изме-
нением их числа.
В построенных по отечественным проектам rрадирнях для
создания искусственной тяrи применены серийно изrотавли-
вающиеся осевые вентиляторы марки Br (вентиляторы rради-
рен) и осевые вентиляторы общепромышленноrо назначения
марки 06-300. Технические характеристики выпускавшихся на
конец 1990 r. этих вентиляторов приведены в табл. 6.6. В обо-
значении вентиляторов марки Br первая цифра указывает
номер модификации, цифры после букв Br условный диа-
метр рабочеrо колеса в дециметрах.
Срок службы вентиляторов установлен не менее 10 лет.
Ресурс работы до nepBoro капитальноrо ремонта не менее
Таблица 6.6. ХарактериCТИJtи вентипяторов rpaдиpeR
Марка
вентиля-
тора
Номиналь- Номиналь- Частота Мощность
ная пода- ное дав- враще- злектро-
ча воэду- ление, Па иия, двиrателя,
ха G B , мин l кВт
ТЫС. м з /ч
Масса вен-
тилятора,
Kr
Вентиляторы для ерадирен
3Br 25 156 137 365 11 830
2Br 50 500 147 178 30 4960
2Br 70 1100 157 178 75 9300
1Br 104 2700 167 110 200 16250
Фирмы "Нема" 2700 196 91 250 14 500
с диаметром
10,4 м
Фирмы "Вальке"
с диаметром, м:
10,4 2700 196 127 250
20 10000 157 65 800
В,
Рис. 6.1. Вентиляторная установка марки Br:
1 диффузор; 2 корпус; 3 коллектор; 4 привод; 5 рабочее колесо
20 000 ч. На рис. 6.1 приведена обобщенная схема вентилятор-
ных установок Br 25, Br 50, Br 70. Их rабариты даны в табл. 6.7.
Лопасти вентиляторов 2Вl 50 и 2Br 170 изrотовлены из стали
марки Ц3-04, а 3Br 25 из алюминия марки К-121а, Br 104
Литые из алюминиевоrо сплава К-I00. Привод вентиляторов
Br тихоходный электродвиrатель вертикальноrо испоЛнения.
Последняя буква в марке двиrателя указывает на вид ero
охлажде'ния: О воздушное, В водяное.
В обозначении вентилятора общепромышленноrо назначе.
Ния номер указывает значение условноrо диаметра рабочеrо
колеса в дециметрах. Лопасти вентиляторов 06-300 стальные,
Привод асинхронный электродвиrатель rоризонтальноrо ис-
Вентиляторы общепромышленноео назначения Таблица 6.7. rабариты вентиляторньп YCТ&НOBOIt
06-300 NO 4 6 250 2850 0,75 16,1 Марка Размеры, мм
06-300 N° 5 5,5 95 1410 0,37 22 вентиля- D 1 D 2 Н 1
06-300 N° 6,3 11 150 1410 1,5 34 тора D з Н 2 Нз
06-300 NO 8 15 98 930 0,8 67,5
06-300 NO 8 23 23,5 1410 3 86 Br 25 3000 3000 2520 1870
1000 480
06-300 N° 1 О 30 180 950 3 146 Br 50 6000 5910 5040 3720 700
2200
06-300 N° 12,5 45 157 730 4 207 Br 70 8400 8400 7050 5150 3000 1000
122 123
'-
Таблuuа 6.8. Конструктивные разwеры вентиляторов
общеnPONЫПIЛенноro назначения
Диаметр
Номер рабочеrо Размеры, мм
венти- колеса
лятора вентиля-
D Dl D 2 D з А Б r Е ж К н
тора, мм
4 400 160 403 430 460 200
Е 5 500 200 503 530 560 250
6,3 630 252 633 650 690 315
8 800 320 805 830 860 750 250 550 320 32,5 806 315
10 1000 400 1006 1035 1060 900 330 670 400 32,0 960 394
12,5 1250 500 1258 1285 1320 1100 400 850 500 47,0 1160 494
ж 6
Н
Рис. 6.2. Осевые вентиляторы марки 06.300 общепромышленноrо назначения
полнения. Вентиляторы N° 4....б,3 ИЗ1'отавЛивали без станин,
N° 8 12,5 со станинами. Конструктивные размеры вентилято-
ров общепромышленно1'О назначения (рис. 6.2) приведены в
табл. 6.8. В индивидуальных проектах 1'радирен Mo1'yT приме-
няться и ДРУ1'ие марки вентиляторов.
Все вентиляторы типа Br были ИЗ1'отовлены Ашхабадским
заводом нефтяно1'О машиностроения (" Ашнефтемаш"), а вен-
тиляторы 06-300 Крюковеким вентиляторным заводом. Аэро-
динамические схемы и характеристики вентиляторов марок
Br и 06-300 были разработаны ПАrи. Конструктивное оформ-
ление вентиляторов Br выполнено институтом ВНИИНефте-
маш совместно с "Ашнефтемашем", а вентиляторов 06-300
непосредственно Крюковским вентиляторным заводом.
В табл. 6.6 приведены также характеристики вентиляторов
1'ерманских фирм "Нема" и "Вальке", достаточно широко при-
менявшихся до 1990 1'. в проектах 1'радирен для нефтехимиче-
ской и химической промышленности.
124
к настоящему времени вентиляторное оборудование, уста-
новленное в основном в 70....s0-e 1'оды, на большинстве 1'радирен
отработало свой ресурс и вышло из строя. Замена e1'o при ре-
конструкции rрадирен в новых экономических условиях и но-
вых 1'осударственных 1'раницах представляет определенные
трудности. Появились НОвые ИЗ1'отовители вентиляторно1'О
оборудования, а старые видоизменились. Иностранные фирмы
предла1'ают свое оборудование по стоимости в 2 3 раза дороже
отечественноrо.
Вентиляторы общепромышленно1'О назначения имеют те-
перь несколько новые обозначения. Однако характеристики
их соответствуют значениям приведенным в табл. 6.6. В тради-
ционном металлическом исполнении их по-прежнему выпус-
. кает Крюковский вентиЛяторный завод, входящий с недавне-
1'0 времени в АО "Мовен" (1'. Москва). Такие же вентиляторы,
но из композиционных материалов ИЗ1'Отавливает АО "Ком-
вен" (1'. Москва), которое принимает также заказы на вентиЛя-
торы, отличающиеся от серийных по аэродинамическим ха-
рактеристикам ИЛи условиям эксплуатации.
Вентиляторное оборудование типа Br выпускается несколь-
Кими фирмами. Здесь уместно отметить, что цифры перед
буквами Br, обозначавшие различные модификации эт
вентиляторов, в новой транскрипции опущены. Характеристи-
ки всех "новых" вентиляторов Br соответствуют иЛи БО вся-
Ком случае должны соответствовать по подаче и давлению зна-
чениям, приведенным в табл. 6.6. Необходимость соответствия
125
характеристик обусловлена основным их назначением YCTa
новке вместо вышедших из строя серийных вентиляторов
Ашхабадскоrо завода.
Вентиляторы Br 25 в настоящее время изrотавливает
ТОО "Питон" (r. Москва). Кроме варианта с тихоходным элект
родвиrателем BACOMI0 19 16 завода " Электромашина"
(r. Улан Удэ) возможна их поставка с редукторным приводом,
разработанным совместно специалистами MOCKoBcKoro верто-
летноrо завода им. Миля, ВНИИНефтемаша и " Ашнефтемаша".
Изrотовитель редукторов завод "Красный Октябрь" (r. CaHKT
Петербурr). По желанию заказчика диффузоры MorYT быть
изrотовлены из стали или стеклопластика. Колесо вентилято-
ра включает ступицу из алюминиевоrо сплава и четыре лопа-
сти из композиционных материалов. Уrол наклона лопастей
реrулируется. Такие лопасти прочнее и долrовечнее алюминие
вых производства завода" Ашнефтемаш".
Вентиляторы Br 50 со стальными колесами и диффузорами
изrотавливает АО "Сафоновский электромашиностроитель-
ный завод" ("СЭЗ") (r. Сафоново Смоленской обл.). ОН же из
rотавливает и тйхоходные электродвиrатели 2ACB0710S32
к этим вентиляторам. Отдельно стеклопластиковые диффузо
ры к Br 50 более 20 лет изrотавливает предприятие УП 314-24
(r. Петровское Пуrанской обл.). Вентиляторы Br 70 со стальны
ми колесом и диффузором, а также тихоходным электродвиrа-
телем новой конструкции 2ACB0710L34 выпускает АО "СЭЗ".
ТОО "Надежда" (r. Москва) освоило выпуск колес вентилято
ров с лопастями, анаЛоrичными выпускавшимся длительное
время заводом "Ашнефтемаша" с верхним креплением лон-
жерона к листу лопасти (модификации 2Br 70 и 6Br 70) и сталь-
ных диффузоров.
ТОО "Питон" (r. Москва) освоен выпуск рабочих колес
Br 70-ПС с четырьмя лопастями объемноrо профиля из стекло-
пластика. Попасти разработаны U.Аrи по техническому зада
нию ВНИИНефтемаша и спроектированы специалистами Мос-
KOBCKoro вертолетноrо завода им. Миля. Масса колеса по срав-
нению с серийным колесом со стальными лопастями снижена
в 3,5 раза. Попасти леrки, прочны, антикоррозионны. Колесо
может быть установлено на вал электродвиrателя непосред-
ственно на rрадирне без применения подъемНоrо крана.
С 1996 r. тоо "Питон" ПОСтавляет редукторные приводы для
вентиляторов Br 50 и Br 70 с вынесенным за пределы диффу
126
зора быстроходным электродвиrателем, проектирование и из
rотовление которых осуществляется совместно специалистами
институтов НИИПТУrлемаш, ВНИИНефтемаш и MOCKoBcKoro
вертолетноrо завода им. Миля.
Вентиляторы Br 104 на сеrоднЯшний день в России не изrо
тавливаются, а стоимость импортных (фирм "Нема", "Вальке"
и др.) с такими параметрами в большинстве случаев не соот-
ветствует финансовым возможностям наших предприятий.
В создавшихся условиях при реконструкции rрадирен типа
CK 400 получает все большее распространение испоЛьзование
взамен вышедших из строя колес Ф 10,4 м колес с вертолетны
ми лопастями. Эти лопасти, отработали свой летный ресурс,
но имеют значительный запас прочности, позволяющий им
отработать в условиях rрадирен по оценке специалистов еще
не менее 20 лет. Такие лопасти значительно дешевле импорт-
ных, менее материалоемки и должны обеспечивать долrовеч-
ность за счет BbIcoKoro качества материала и тщательной их
сборки. Шестилопастные колеса для вышедших из строя BeH
тиляторов фирмы "Нема" и Br 104 диаметром 10,4 м с лопастЯ-
ми вертолета МИ-6 изrотавливает НПФ "Эковинт" (r. Моск-
ва), а с лопастями вертолета МИ-8 и облеrченной ступицей
АО "Казанский вертолетный завод". Вентиляторы Ф 10,4 с
вертолетными лопастями работают на АО " Казаньорrсинтез",
Саратовском заводе "Нитрон" и друrих предприятиях.
Естественно, что аэродинамические характеристики серий
ных вентиляторов Br и вентиляторов с вертолетными лопастя-
ми не вполне совпадают. Вместе с тем, как показывают про-
веденные натурные испытания, их рабочие точки по подаче
воздуха MorYT быть достаточно близки, что позволяет обеспе
чить требуемую в конкретных случаях степень охлаждения
воды на реконструируемых rрадирнях. Пело в том, что уста-
навливаемые в реконструируемых rрадирнях пластмассовые
оросители и водоуловители в ряде случаев создают меньшее
сопротивление проходу воздуха, чем ранее применявшиеся,
Под которые в свое время были разработаны вентиляторы мар-
ки Br. Поэтому нескольКо меньшая подача воздуха вентиля
торами с вертолетными лопастями по сравнению с серийны
не столько оrраничивает их область применения, сколько на-
стоятельно диктует необходимость в каждом конкретном слу
чае, как, впрочем, и при вентиляторе любоrо типа, аэродина
мичесКоrо и тепловоrо расчета rрадирни с компоновкой ее
Проточной части под подачу воздуха этим вентилятором.
127
Делаются попытКи использования вертолетных лопастей
и самолетных винтов, отработавших летный ресурс, для изrо-
товления вентиляторов и друrих диаметров взамен серий-
ных (прежде Bcero Br 70 и Br 50). Например, на АО "Казанский
вертолетный завод" изrотовлен промышленный обра-зец вен-
тилятора Ф 4 м на базе рулевоrо винта вертолета ми-8 для спе-
циальных rрадирен. Этот вентилятор предназначен для уста-
новки с rоризонтальным расположением оси, что следует учи-
тывать при реконструкции rрадирен. В то же время эти попыт-
ки при всей кажущейся перспективности и экономической
привлекательности в условиях недоrруженности авиазаводов
по своему прямому назначению требуют весьма серьезноrо
подхода к делу. При недостаточно обоснованном принятии
решений желаемый результат получить не удается.
Применение вертолетных лопастей и самолетных винтов
для изrотовления KOl1ec вентиляторов rрадирен может ока-
заться перспективным при всесторонней проработке создавае-
МbIX конструкций с учетом требований по значению подачи
воздуха на конкретных rрадирнях и надежности эксплуатации.
Таким образом, в настоящее время имеется возможность
оснащения всех типов реконструируемых rрадирен вентилято-
рами отечествеНноrо производства. Реконструкцию rрадирен
с заменой вентиляторноrо оборудования для достижения тре-
буемых технолоrических показателей необходимо производить
с помощью ВНИИНефтемаш, НИИ водrЕО и Союзводоканал-
проекта.
rЛАВА 7
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ВОЗдУХА
И ТЕМПЕРАТУРЫ ОХЛАЖДЕННОЙ Boды
ПРИ ЕCI'ECfВЕННОЙ ТЯI'E
7.1. Башенные rpадирни
Существуют виды rрадирен, в которых движение воздуха'
создается не вентиляторами, а с помощью естественной тяrи.'
К таковым можно отнести башенные, эжекторные и открытые
rрадирни, а также вентиляторные rрадирни при отключенных
вентиляторах. В каждом из этих видов природа и орrанизация
движения воздуха имеют свои особенности.
128
В башенных rрадирнях естественная ТЯrа возникает вслед-
ствие разности масс столбов наружноrо воздуха и HarpeToro и
увлажненноrо воздуха внутри rрадирни. Расчет тяrи и тепло-
вой расчет башенной rрадирни не MorYT быть отделены дру!'
от друrа и должны производиться совместно. Это усложняет
задачу потому, что заранее не известен расход воздуха, зави-
сящий в башенной rрадирне как от начальноrо состояния
воздуха, так и от степени ero HarpeBa и увлажнения в ороси-
теле.
Проектированием и научными исследованиями башенных
rрадирен долrие rоды занимались отделы Техническоrо водо-
снабжения и охладителей ТЭС ВНИИr им. Б. Е. Веденеева и
Проектирования rрадирен Ленинrрадскоrо отделения вrпи
"Теплоэлектропроект" (позже ЛОАТЭП). Этими орrанизация-
ми на основании обобщения большоrо материала, накоплен-
Horo за два десятилетия работы в указанном направлении,
разработаны Технические указания (ТУ) вен 14.67 [15], которые
распространяются на вновь проектируемые и модернизируемые
противоточные rрадирни производительностью зооо зо 000 м З /ч
с площадью орошения 500---4000 м 2 ; ту' стали первым опытом
выПолнения такой работы по башенным rрадирням.
В основном в соответствии с ТУ ВСН 14-67 математической
лабораторией Внииr им. Б. Е. Веденеева выполнены на ЭВМ
технолоrические расчеты типовых башенных rрадирен для
построения rрафиков охлаждения воды. Каждый типовой
проект имеет свой rрафик, являющийся технолоrическим пас-
портом rрадирни, по которому определяется температура
охлажденной воды или выбирается типоразмер rрадирни.
Ленинrрадским отделением А томтеплоэлектропроекта
(ЛОАТЭП) совместно с внииr им. Б. Е. Веденеева разработаны
Проекты двух серий башенных rрадирен, условно названных
"новая" и "старая". Все эти rрадирни испарительные. rрадир-
ни новой серии имеют Площадь орошения 1100, 1600, 2300 и
3200 м 2 ; старой серии 1200, 1600,2100,2600,3200 и 4000 м 2 . В rpa-
дирнях обеих серий устанавливается двухъярусный асбесто-
цементный ороситель с ярусом высотой 1,2 м, расстояниями
Между ярусами 0,05 м и между асбестоцементными листами
в свету 0,025 м. Проекты старой серии искЛючены из каталоrа .
Перечня типовых проектов и MorYT применяться как материа-
лы для проектирования.
129
Температуру охлажденной воды башенных rрадирен новой
серии следует определять по rрафикам, приведенным на
рис. 7.1 7.4, а rрадирен старой серии по rрафикам, данным
на рис. 7.5 7.16. rрафики составлены для барометрическоrо,
'давления 0,0984 МПа [736 мм рт. ст. или 1 Krc/cM 2 (1 aT)J.
Температура охлажденной воды, определенная по rрафи-'
кам, соответствует условиям работы rрадирен при штиле. По-
правочная кривая в условиях ветра составляется по данным
натурных исследований rрадирен в процессе их эксплуатации.'
Расчетные rрафики для rрадирен новой серии (рис. 7.1 7.4)
позволяют определять для каждоrо ее типоразмера rарантий-
ную температуру охлажденной воды t 2 в зависимости от тем-"
пера туры наружноrо воздуха по сухому термометру d 1 И ero'
относительной влажности qJ l' плотности орошения q,[{ и темпе-
paTYPHoro перепада /),.t в следующих диапазонах: d 1 == 10 -:-
+ 40 ос; <Р 1 == 20 -:- 100%; qж == 6 -:- 10 м З /(м 2 . ч); М == 6 -:- 12 ос.
Расчетные rрафики для rрадирен старой серии (рис. 7.5..,
7.16) для каждоrо ее типоразмера состоят из OCHOBHoro и вспо-
моrательноrо rрафика поправок на температурный перепад.'
По основному rрафику температура t 2 определяется в зави-
tz, .С
1/5
1/5
1/0
1/0
10
J5
J!
30
JO
25
2!
20
20
11
15
10
5
5
О
О 5 10 15 20 25 JO J511".{;
о
2! 10 15 1B 1
Рис. 7.1. rрафик охлаждения воды для башенной rрадирни с площадью орош
ния Fop = 1100 м 2 (высота rрадирни 52 м; высота воздуховходных окон 4,5
диаМетр башни на уровне верха оросителя 38,2 м; диаметр выходноrо сечени
башни 25 м)
130
tz,'C
'/5
'/S
'/0
1/0
J5
J5
JO
JO
25
2s
20
15
10
10
1
О
, О 5 10 15 20 25 JO J511,,"C
Рис. 7.2. rрафик охлаждения воды для башенной rpадирни с площадью ороше-
ния F ор = 1600 м 2 (высота rpадирни 62 м; высота воздуховходных окон 5,5 м;
диаметр башни на уровне верха оросителя 46 м; диаметр выходноro сечения
башни 30 м)
'tJ,.C
1/0
JO
20
10
О
10
О
20
JO
'10
,"C
Р /
ис. 7.3. rрафик охлаждения воды для башенной rрадирни с площадью ороше-
ния Fop = 2300 м 2 (высота rрадирни 75 м; высота воздуховходных окон 6,5 м;
диаметр башни на уровне верха оросителя 55 м; диаметр выходноrо сечения
башни 36 м)
20
10
131
tt,'C 1/5
'15
1/0 1/0
J-f ;15
JO JO
20
10
О
20 10 О 10 20 JO 1/0
z/;, 'С
';t 1 ..c 6
"
4 ..C" 6 2
t{,'C J6
1"
11
О
11
.. ттт" 1:0& е/. ос
о ,00
12 1/0
2" ., О
11
101 1" 1 4е,.& i/ 10'
/
I/
6
6 ;10
,06tJ/'c 11
20
10
Рис. 7.4. rрафик охлаждения воды для башенной rpадирни с площадью ороше-
ния Fop 3200 м 2 (высота rрадирни 88 м; высота воздуховходных окон 7,5 м;
диаметр башни на уровне верха оросителя 65 м; диаметр BbIxonHoro сечения
башни 42 м)
О Ю м н w
Il;,'C
Рис. 7.6. rрафики охлаждения воды и поправок на 6.1 для rpадирен с площадя-
ми орошенwr Fop 1200; 1600; 2600 м 2 (все размеры и 6.1 те же, что на рис. 7.5;
пЛотность орошения qж 8 м З /(м 2 . ч); для rpадирни с F ор 2600 м 2 к темпе-
ратуре охлажденной воды 12' определенной по rраФику, вводится поправка
5t 2 0,2.C)
tt. ос
Iе/..с 6
'f
t
6 6
r.{,'CJ6
t'I,
11
О
12
'10
oO't'.
1
.
.0
,.1°
1f. ос J6
t!'
12
О
12
30
10
10
О
10
JO
20
1/0
t1,.C
1/."&
.,04'10
i/:;1f!
20
10
10
О
Jo
Рис. 7.5. rрафик охлаждения воды И поправок на 1"11 для rрадирен с плошадями
орошения Fop 1200; 1600; 2600 м 2 (соответственно высота rpадирен 48,4; 53,7;
71 м; высота воздуховходных окон 3,3; 3,3; 4,3 м; диаметр башен на уровне вер-
ха оросителя 40; 46; 58,2 м; диаметр BbIxonHoro сечения башен 26; 30,4; 37,9 м;
плотность орошения qж "" 6 М З I(M 2 . ч); перепад температур воды 6.1 10.С;
для rрадИРНИ с Fop 2600 м 2 к температуре охлажденной воды 12' определенной
по rраФику, вводится поправка /j 12 0,2 ос)
'10
."C
Рис., 7.7. rрафики охлаждения воды и поправок на 6.1 для rpадирни с плош nя-
ми орошения Fop 1200; 1600; 2600 м 2 (все размеры и 6.1 те же, что на рис. 7.5;
плотность орошения qж 10 м З /(м 2 . ч); для rpадирни с F ор 2600 м 2 к темпе-
ратуре охлажденной воды 12' определенной по rрафику, вводится поправка
O!2 0,20C) 133
10
20
t,'
",.'С' tr,.C
'ТI !f'.'OO
,
11
4t,.c , $; 1/0 .к' '10 61
i64t..C . O"
",.С .16 60 1/.'С J6 '1.
Z., ,,0 zv
71 if .% тI
О О
12 JO 1!
'/0
,.C
Рис. 7.8. rрафики охлаждения воды и поправок на t.1 для rpадирни с площадью
орошения F ор '" 2100 м 2 (выотаa rpадирни 64,8 м; высота воздуховходных окон
3,8 м; диаметр башни на уровне верха оросителя 52,2 м; диаметр выходноrо се-
чения башни 33 м; плотность орошения qж '" 6 м З /(м 2 . ч); перепад температур
воды t.1 '" 10 ОС)
10
о
О
10
10
10
О
10
20
JO
'/0
t4,"C
20
JO
Рис. 7.10. rрафики охлаждения воды и поправоК на t.t для rpадирни с площадью
орошения Fop '" 2100 м 2 [все размеры и t.1 те же, что на рис. 7.8; плотность оро-
шения qж '" 10 м З /(м 2 . ч))
t"OC
At,.c 1/
If,.C J6
2"
12
О
"
'10
о
rf,,'C 311
11/
71
О
7!
е 1 ,"С
"jl If,"
Т2
zv
I
1" 11 4t,'C
'10
olJ'
If ф' о
,
D
"
JO
10
TO О 10 20 JO '10
tJ;,'C
Рис. 7.9. rрафики охлаждения воды и поправок на 1'11 для rpадирни с плошадью
орошения Fop '" 2100 м 2 [все размеры и 1'11 те же, что на рис. 7.8; плотность оро-
шения qж '" 8 м З /(м 2 . ч)]
'10
4, 'С
Рис. 7.11. rрафики охлаждения воды и поправок на 1'11 для rpадирни с плошадью
орошения Fop '" 3200 м 2 (высота rpадирни 81 м; высота воздуховходных окgи
5 м; диаметр башни на уровне верха оросителя 64,4 м; диаметр выходноrо се-
чения башни 40,4 м; ПЛотность орошения qж '" 6 м З /(м 2 . ч); перепад темпера-
ТУР воды М '" 10 ОС)
10
10
О
10
20
JO
134
135
tl'O( t2'"'
'/0 OO '/0 oo
! ,
"
"t/"C '/ ,,0.10
."' .16
z,f."CJ6 :10 11/ :10
lI/ 1/
,1 (1
О 1!
,!
t z / ос tz,"C
4.or
1/0 " '/0 .,00
'iI$fO. ttl
,'C 16 J6 " ,О
'. 012,11 7141,"'
11 r1."& 16 '
о 1'/ ...
1! 12 6 :10
о ..,
7' ..,oltz"C
10
10
Д
10
20
JO
'/0
/"C
Рис. 7.12. rрафики охлаждения воды и поправок на l:1t для rpадирни с площадью
орошения Fop 3200 м 2 [все размеры и l:1t те же, что на рис. 7.11; плотность оро-
шения qж 8 м З /(м 2 . ч)]
10
1
О
20
JO
'/0
';:с
10
Рис. 7.13. rрафики охлаждения воды и поправок на l:1t для rpадирни с площадью
орошения Fop 3200 м 2 [все размеры и /).t те же, что на рис. 7.11; плотность оро-
шения qж 10 м з /(м 2 . ч)]
136
10
18
О
JO
'/0
zf. 'С
10
20
Рис. 7.14. rрафики охлаждения воды и поправок на l:1t для rpадирни с площадью
орошения Fop 4000 м 2 (высота rpадирни 91,5 м; высота воздуховходных окон
5,5 м; диаметр башни на уровне верха оросителя 72 м; диаметр BbIxoAHoro се-
чения башни 41,6 м; плотность орошения qж 6 м з /(м 2 . ч); перепад температур
воды l:1t 10 ОС)
70
10
О
,0
l{, 'С
10
20
10
Рнс. 7.15. rрафик охлаждения воды и поправок на l:1t для rpадирни с площадью
ОРошения Fo!, 4000 м 2 [все размеры те же, что на рис. 7.14; плотность орошения
qж 8 м З /(м 2 . ч)]
137
IZ, 'С
00'/0
ifl
1/0
O
';"С :16
Z'I
'!
О
1!
10
10
О
JO
'10
v,,'C
10
20
Рис. 7.16. rрафики охлаждения воды и поправок на .tJ.t для rpадирни с площадью
орошения Fop 4000 м 2 [все размерь! те же, что fia рис. 7.14; плотность ороше-
ния qж 10 м З I(M 2 . ч)]
симости от 1' <1'1' qж И !J.t в следующих диапазонах: 1 == 10 +
+ 35 ос; <1'1 == 20 + 100%; qж == 6 + 10 м з I(M 2 . ч); М == 10 ос.
Для значений !J.t, отличающихся от 10 ос (в диапазоне 4
16 ос), к температуре воды t 2 вводится поправка, определяе-
мая по вспомоrательному rрафику в зависимОСТИ OT!J.t и l'
При определении температур охлажденной воды, если тем-
пература наружноrо воздуха отрицательна, необходимо иметь
в виду, что температура охлажденной воды в зимнее время.
не должна опускаться ниже определенноrо уровня во избежа-
Ние обледенения конструкций rрадирен. Для типовых башен-
Ных rрадирен ЛОЛ ТЭП и внииr им. В. Е. Веденеева мини-
мальная температура охлажденной воды поддерживается на
уровне 10 12 ос.
При реконструкции rрадирен с заменой оросителя, напри-
мер на пластмассовый, модернизацией водораспределитель-'
ной и противообледенительной системы, установкой водоуло-
вителя к rрафику охлаждения воды каждой конкретной rpa-
дирни должны быть введены корректировочные коэффици-
енты. Для их определения НИИ вопrЕО рекомендует про-:
ИЗВОДИТЬ натурные испытания rрадирен, введенных в дейст-'
вие после реконструкции.
138
Примеры определения температуры охлажденной ВОДЫ по
rpафикам. Пример 7.1. rрадирня новой серии. Площадь ороше-
ния Fop == 3200 м 2 . Плотность орошения Q,g == 8 м З I(M 2 . ч). Пере-
пад температур воды !J.t == 8 ос. Температура атмосферноrо воз-
духа по сухому термометру 1 == 24 ос. Относительная вЛаж-
ность атмосферноrо воздуха <1' 1 == 60%.
По rрафику, данному на рис. 7.4, для Fop == 3200 м 2 находим
t 2 в зависимости от p <1'1' qж, !J.t. При этом t 2 == 29,4 ос.
Пример 7.2. rрадирня старой серии. Площадь орошения Fop ==
== 3200 м 2 . Плотность орошения qж == 6 м З I(M 2 . ч). Перепад тем-
ператур воды !J.t == 8 ос. Температура воздуха по сухому термо-
метру 1 == 24 ос. Относительная влажность воздуха <1'1 == 60%.
ПО основному rрафику, приведенному на рис. 7.11, для Fop ==
== 3200 м 2 находим t; в зависимости от l' <1' 1 при !J. t == 1 О ос.
При этом t == 30,8 ос. Поправка к t; на перепад температуры
!J. t, от личающейся от 1 О ос, при !J. t == 8 ос и 1 = 24 ос по попра-
вочному rрафику рис. 7.11 бt 2 == 1 ос. Следовательно, t 2 ==
== t бt 2 == 30,8 1 == 29,8 ос.
В ряде случаев возникает задача определения температуры
охлажденной воды t 2 по тем же параметрам, что и в приме.
рах 7.1 и 7.2, за исключением перепада температур воды !J.t.
Вместо !J.t в этом случае задается расчетное значение темпера.
туры воды t 1 на входе в rрадирню. Эта задача может быть реше.
на с помощью rрафиков для rрадирен новой и старой серий.
Она иллюстрируется для старой серии на примере.
Пример 7.3. rрадирня старой серии. Площадь орошения Fop ==
== 1200 м 2 . Плотность орошения qж == 8 м З /(м 2 . ч). Температура
ВОЗдуха по сухому термометру t\ == 15,5 ос. Относительная влаж-
ность воздуха <1' 1 == 73%. Температура воды, поступающей на
rрадирню, t 1 == 38,4 ос.
По основному rрафику (рис. 7.6) для Fop == 1200 м 2 находим t
в зависимости от qж, l' <1'1 при !J.t == 10 ос. При этом t; == 29,7 ос.
Палее задаемся тремя значениями перепада температур:
t..t 1 == 8 ос, !J.t 2 == 12°С и !J.t э == 16°С.
ПО поправочному rрафику (рис. 7.6) определяем поправку
бt 2 к температуре t; при 1 == 15,5 ос и каждом принятом значе.
ниl1 1\ t:
ПРI1 t.. t 1 8 0 С бt 2 1.5 ос;
При !J.t 2 12 ос бt 2 + 1,1 ос;
ПРI1 l\t з 16 ос бt 2 + 2,8 ос.
139
Температура охлажденной воды для ЭТИХ условий t 2
М 2 :
при !lt 1 8 ос t 2 29,7 1,5 == 28,2 ос;
при !lt 2 12 ос t 2 29,7 + 1,1 == 30,8 ос;
при!lt з 16 ос t 2 29,7 + 2,8 == 32,S ос.
Температура поступающей воды t 1 == t 2 + !l t:
при Мl == 8 ос t 1 28,2 + 8 == 36,2 ос;
при!lt 2 12 ос t 1 30,8 + 12 == 42,8 ос;
при М з 16 ос t 1 32,S + 16 == 48,5 0 с.
t
Строим rрафик зависимости t 2 от t 1 при трех значениях
!lt == 8; 12 и 16 ос (рис. 7.17). По этому rрафику определяем иско-
мое значение t 2 при заданном значении t 1 == 38,4 ос. При этом
t == 28 1 ос тоr д а пе р епад температур воды !lt == 38,4 29,1 ==
2 , ,
== 9,3 0 с.
нии водrЕО совместно с оРrРэс, внииr им. Б. Е. Веденее-
ва, Мосэнерrо, мноrими ТЭС и друrими орrанизациями участ-
вует в работах по реконструкции башенных rрадирен. одной
из основных составляющих этих работ является замена асбес-
тоцементных и деревянных оросителей на пластмассовые с
выполнением соответствующих технолоrических расчетов.
В ходе работ выяснилось, что технолоrический расчет rрадирен,
приведенный в ТУ ВСН 14-67, не учитывает более поздних раз-
работок в части методики подсчета коэффициентов массо-
отдачи, определения коэффициентов сопротивления оросите-
лей и не ориентирован на использование компьютерной тех-
ниКи. Сложное совместное решение уравнений тяrи и тепла
в ТУ ВСН 14-67 предлаrается осуществлять методом подбора
в результате трудоемких последовательных вычислений вруч-
ную и составления по их результатам таблиц и rрафиков для
определения искомых значений температуры охлажденной
воды и сКорости воздуха в башенной rрадирне.
В 1991 r. нии водrЕО для оРrРэс выполнена модерниза- i
ция расчета башенных rрадирен, представленных в
ТУ ВСН 14-67, и на этой основе разработана "Проrрамма расче-
та высоты оросителя при реконструкции башенной rрадирни".
Высота пластмассовых оросителей определяется в зависи-
мости от их технолоrических хараКтеристиК и требующихся
условий охлаждения. Задачей проrраммы расчетов на ПЭВМ
являетсЯ определение высоты оросителя, необходимой для
140
Рис. 7.17. rрафик поправок
(к примеру 7.3)
t,,"C
'18
JG
JJt;"c
'16
охлаждения воды при задан-
ных условиях. Поверочным
расчетом определяется тем-
пература охлажденной воды.
Расчеты выполняются по
методике, учитывающей
тепломассообмен в актив-
ном объеме оросителя. При
расчете использованы ре-
зультаты исследований
нии водrЕО. В качестве ис-
ходных данных для расче-
тов принят набор парамет-
ров, входящих обычно в за-
дание на реконструкцию ба-
шенной rрадирни.
Технолоrические характеристики оросителя (А. т, c.o' Кор)
ПРИНимаются по результатам ero исследований или по Литера-
турным данным. В задании на расчет можно указывать одну
иЛи три, четыре и более высоты оросителя, определяемые по
конструктивным соображениям. Проrраммой предусмотрен
подсчет температуры охлажденной воды для каждой указан-
ной в задании высоты оросителя. Эти данные являются выход-
Ными. ПО ним определяется на основе технико-экономических
расчетов наиболее подходящая высота оросителя для задан-
ных условий работы rрадирни.
Расчетный параметр t 2 находится по (4.67) с учетом зависи-
мостей, приведенных в rл. 4.
Сила тяrи в башенной rрадирне с высотой башни Нб опреде-
ляется по формуле
z == (Нб + 0,5h)(I'B1 I'B2)'
'1'1
1/2
'10
.18
.1'1
28
J!
29
J2
JO
(7.1)
Плотность входящеrо в rрадирню и выходящеrо из нее воз-
духа находится по формулам
Рб !jJ 1 p
1
I'B 1 == RB(t) 1 + 273,2) +!jJ 1»"\') 1 ; (7.2)
141
1'82 =
Рб !Р2 Р д
2
RB(I' 2 + 273,2)
(7.3)
+ !р 2 '\'';, .
2
Температура выходящеrо воздуха
i 2 i1
(12 == (11 + (tcp 1\) ,
1т 11
(7.4)
rде t cp вычисляется по (4.53) (обозначена как t m ).
Полное сопротивление башенной rрадирни определяется
по формуле
z' == общ
'VB.cp <д P.CP
2с
ЧW6р ( '\'В1 + I'В2 )
общ 2с .
(7.5)
Общий коэффициент аэродинамическоrо сопротивления
rрадирни общ находится на основании ее лабораторных аэро-
динамических исследований.
При предварительных аэродинамических расчетах rрадирен
с площадью орошения 500 3000 м 2 , конструктивно соответст-
вующих rрадирням, представленным схематично на рис. 7.18
7.20, общие коэффициенты аэродинамическоrо сопротивления
MorYT быть определены по rрафикам, приведенным на этих
т !
SO '10
с. ор
JO 2// 10 О 0,2 0,'1
KIJ(}I(: t:op Fop....... Fl1xlFO p ....... (,ррl Z::06Uf
0,5 0,8
с:.рр! '05Uf
Рис. 7.18. rрафики для определения общих коэффициентов аэродинамическо-
ro сопротивления башенных Противоточных rрадирен с площадями орошения
F ор 500 --;- 3000 м 2 С оросительным устройством постоянной высоты и воздухо-
направляющим козырьком (по опытам Ю. С. Недвиrи)
142
1,0
рисунках. rрафики выражают зависимости коэффициентов
сопротивления от площадей (высот) воздуховходных окон И
коэффициентов сопротивления оросительноrо устройства
(конструкций оросителя и плотностей орошения). rрадирни,
для которых составлены рис. 7.18 7.20, имеют следующую кон-
структивную характеристику: плановая конфиrурация Пра-
50
Сор
0,8 1,0
'I1Р/ (,о5щ
Рис. 7.19. rрафики для определения общих коэффициентов аэродинамиче-
cKoro сопротивления башенных ПРОтивоточных rpадирен с площадями ороше-
ния Fop 500 --;- 3000 м 2 И оросительным устройством постоянной высоты без
воздухонanравляющеrо козырька (по опытам Ю. С. Недвиrи)
т
50 1/0
t. qp
110
20 70 О О, 2 О, '1
КЛЮI(: t:I1P F",....... F,x/Fq,....... t,qp/ t. q 511/
0,6 0,8 7,0
С ор / t,О6Щ
рис. 7.20. rрафики для определения общих коэффициентов аэродинамическо-
ro СОпротивления башенных противоточных rрадирен с площадями орошения
Рор 500 --;- 3000 м 2 С ОРОсительным устройством ступенчатоrо профиля и возду-
хонаправляюшим КОЗЫРЬ1<ОМ (по опытам Ю. С. Недвиrи)
143
вилъный мноrоуrолъник (восьми шестнадца тиуrольник);
форма башни пирамидальная; плановая компоновка ороси-
тельноrо устройства секторная с расположением щитов или
блоков оросителя параллельно rраням rрадирни; система водо-
распределения лотковая; водоуловитель отсутствует.
Алrоритм решения (7.5) СВОДится к нахождению скорости
движения воздуха (U в рабочем диапазоне (0,5 1,5 м/с) и тем-
Пературы воды t 2 , при которых z == z'. Сравнение z и z' идет до
тех пор, пока разница z z' будет меньше или равна заданной
поrрешности. Значения h и соответствующие им значения t 2 ,
а также характеристики (для контроля) А и Ah и значения
(U и д 2 , помещенные в таблицу, являются выходными данными
расчета.
Пример 7.4. Определить температуру охлажденной воды для
оросителя ПР50 при трех высотах (1; 1,25 и 1,5 м) в реконструи-
руемой башенной rрадирне с площадью орошения Fop = 1600 м 2
(рис. 7.18). Заданные условия: высота башни (от верха ороси-
теля до BbIxonиoro сечения) Н б == 43 м; площадь входных окон
F Bx :::: 530 м 2 ; условия охлаждения G ж = 10000 м 3 /ч; t 1 == 35 ОС;
t 2 = 27 ос (требуемая по предварительной экспертной оценке);
климатические условия д 1 = 24,5 ос; t == 19 ОС; 1fJ 1 == 57%; Р б =
== 745 мм рт. СТ. ДЛЯ оросителя высотой h == 1 м технолоrические
и конструктивные характеристики: А == 0,971 l/M; т = 0,36;
op == 11,44; Кор == 0,393.
Определение значения А при друrих высотах оросителя за-
ложено в проrрамме и производится в ходе решения задачи
на пэвм.
Решение. Исходные данные вНосятся в расчетный бланк
(табл. 7.1). При этом общ определяются по рис. 7.18 для каждой
Таблица 7.1. Расчет высоты оросителя башенной rpaдИpНИ
при рехонcrpухции
Объект: тэц
Дата: 21.05.96
Исходные данные:
fрадирня:
Ороситель:
Площадь орошения:
Высота башни:
Площадь входных окон:
Рис. 7.1'8
ПР50
Fop = 1600 м 2
Нб = 43 м
F BX = 530 м 2
FBX/F op = 0,334
144
условия охлаждения:
Климатические условия:
Ороситель:
h = 1 м
А = О,9711/м
т = 0,36
Определить t 2 при различных значениях h.
Номер h, м op общ
варианта
1 1 11,4 49,S
2 1,25 14,3 53
3 1,5 17,2 55,5
Продолжение табл. 7.1
G ж = 10000 м 3 /ч
t 1 = 35 .С
t 2 = 27 ос
д 1 = 24,5.С
t 1 = 19 ос
!р 1 = 57%
Рб = 745 мм рт. ст.
!Р 2 = 100%
op = 11,44 11м
Кор = 0,393
K = 1,1
Таблица 7.2. Расчет высоты орocитenя башенной rpaдиpни
при рехонcrp}'lCЦИИ
Объект: тэц
Исходные данные:
fрадирня:
Ороситель:
ПЛощадь орошения:
Высота башни:
ПЛОЩадь входных окон:
у сЛовия охлаждения:
КЛиматические условия:
Дата: 21.05.96
Рис. 7.18
ПР50
Fop = 1600 м 2
Нб = 43 м
F BX = 530 м 2
FBX/Fop = 0,334
G ж = 10000 м 3 /ч
t 1 = 35 ос
t 2 = 27 ос
д 1 = 24,5.С
t 1 = 19 ос
1fJ 1 = 57%
Рб = 745 мм рт. СТ.
!Р 2 = 100%
145
l1рооолжениетабл.l2
Ороситель:
op 11,44 11м
Кор 0,393
K 1,1
h 1 м
А 0,971 1/м
m 0,36
Варианты исходных данных
Результаты расчета
Номер
вари- h, м
анта
op . h общ
w
д 2 12
30,S 27,6
30,7 27,3
30,9 27,1
А
А. h
1 1
2 1,25
3 1,5
11,4 49,S
14,3 53
17,2 55,S
0,971
0,865
0,786
0,971
1,081
1,18
0,68
0,67
0,66
высоты оросителя. После проведения вычислений на пэвм
получаем в выходной информации (табл. 7.2) то, что требуемую
температуру охлажденной воды 27 ос с точностью до 0,1 ос
будем иметь в заданных условиях при высоте оросителя h ,.,
,., 1,5 м.
Представленные в табл. 7.2 результаты расчета позволяют
также с помощью технико-экономическоrо анализа оценить,
что более целесообразно для конкретных случаев иметь h ,.,
== 1,5 м и t 2 == 27 ос или h == 1 м и t 2 == 27,5 ос. Методика такой
оценки приведена далее (см. r л. 17).
7.2. OrкpЫTыe rpадирни
Эффект охлаждения воды в ОТКрытых rрадирнях в большой
степени зависит от СиЛы и направления ветра. Поэтому иХ при-
менение оrраничивается воЗМОЖНостью размещения на откры,
той площадке хорошо продуваемой ветром, а также допусти-
мостью KpaTKoBpeMeHHoro повышения температуры охлаж-
даемой воды в период штиЛя. Располаrать открытые rрадирни
следует длинной стороной перпендикулярно rосподствующе.
му направлению ветра в летний период. I'радирни OTKpbIToro
типа, как правило, имеют капельный ороситель, Брызrальные
открытые rрадирни 8 настоящее время практически не при-
меняются.
146
Расчет открытых капельных rрадирен производится по эrvf пи -
рическим rрафикам охлаждения воды (рис. 7.21). I'рафиКJ-i со-
ставлены для следующих расчетных данных: число рядов ре.
шетника (ярусов оросителя) пр == 10; '1 == 20 ос; w == 1,5 м/с.
Уrол наклона жалюзи составляет 450, ширина rрадирен без
учета жалюзи равна 4 м. При друrих значениях пр, '1 И W К
данным rрафиков вносятся поправки с помощью коэффJ.iци-
ентов, опредеЛяемых по rрафикам поправок (рис. 7.22).
Расчет rрадирни сводится к определению требуемой ее пло-
щади орошения Fop или температуры охлажденной водЫ t 2 .
Пример 7.5. Требуется определить площадь орошения rpa.
дирни при усЛовиях; G]f{ == 60 м Э /ч; '1 == 19 ос; t 2 == 28 ос; Л t ==
== 12 ос; w == 1 м/с; пр == 10.
По rрафикам, приведенным на рис. 7.21, для Лt == 12 ос и t 2
'1 ,., 28 19 ,., 9 ос определяется плотность орошения q
== 4,8 м Э /(м 2 . ч).
По rрафикам, данным на рис. 7.22, принимаются коэффици-
енты: а, == 0,95; a w == 0,9; а п == 1.
Расчетная площадь орошения с поправками будет равна
q,r:. == 4,8 . 0,95 . 0,9 . 1 == 4,1 м Э /(м 2 . ч). Требуемая ПЛощадь оро-
tz r, ос
11
9
7
5
,J
1
2 .J
1/
5 G
'ж' н"!(н 1 .у)
Рис. 7.21. rрафик охлаждения воды для открытой капельной rрадирнИ
147
lXf «61 «пр
р 1,9 1,9
1,! 1,7 1,7
I,J 1,5 7,5
1,1 I,J I,J
0,9 1,1 1,1
0,9
0.7
1'/ 18 22 26 ' О 1 2 J '1 5 10 1'1 18
а) r,"c /} H/ 6) пр
Рис. 7.22. rрафики поправок к расчету открытой капельной rрадирни:
а поправка к плотНости орошения на температуру по смоченному термо-
метру; б то же на скорость ветра; в то же на число рядов решеток оросителя с
шения rрадирни Fop == 60/4,1 == 14,6 м 2 . К установке принимает-
ся rрадирня с площадЬЮ орошения 16 м 2 .
Пример 7.6. Требуется определить температуру охлажденной
воды при следующих условиях: G ж == 60 м З /ч; Fop == 16 м 2 ; Лt ==
== 12 ос; (,) == 1 м/с; Пр == 10; Т 1 == 19 ос.
Расчетная плотность орошения составляет Ц == 60/16 ==
3,75 м З /(м 2 . ч). Коэффициенты по rрафикам (рис. 7.22):
а"( == 0,95; а(,) == 0,9; а п == 1.
Плотность орошения qж, приведенная к условиям rрафика
q
qж == ==
сх"(а(,)а п
3,75
0,95 . 0,9 . 1
4,38 м З /(м 2 . ч).
По rpафику, данному на рис. 7.21, при Лt == 12 ос и q ==
4,38 м З /(м 2 . ч) принимается разность температур t 2 T ==
== 8,4 ос. Искомая температура охлажденной воды на rрадирне
t 2 == 19 + 8,4 == 27,4 ос.
Проектирование открытых rрадирен и определение разме-
ров их теХНОлоrических и конструктивных элементов произ-
водится в соответствии с установившейся практикой для той
конструкции, к которой относится расчетный rрафик. При
проектировании rрадирен, соответствующих rрафикам рис. 7.21.
и 7.22, необходимо придерживаться следующих положений.
Высота оросителя открытой капельной rрадирни принима-
ется не более 10 м при числе ярусов решетника от 10 до 12.
148
Расстояние между щитами решетника по высоте принимает-
ся от 0,75 до 0,9 м.
Ширина активной зоны оросителя без учета жалюзей долж-
на быть не более 4 м (из условий продуваемости ветром).
Щиты решетника изrотавливаются из HecTporaHHbIx планок
шириной 60 0 мм и толщиной 8 1 О мм.
Планки крепятся к брускам щитов решетника в два ряда
так, чтобы вода, стекая с планки BepXHero ряда, попадала на
середину планки нижнеrо ряда.
Щиты в rрадирне устанавливаются с переменой направления
планок на 900 в соседних по высоте ярусах.
Жалюзи в открытых rрадирнях изrотовляются в виде доща-
тых щитов шириной 1000 1500 мм и устанавливаются на rpa-
дирне наклонно под уrлом 600 с заходом по высоте один над
друrим на 150 200 мм для уменьшения уноса воды или вер-
тикально, выполненными из решетчатых верТИКаЛЬНЫХ жалю-
зи типа аэратор.
Распределение воды по площади оросителя осуществляется
в виде напорной трубчатой системы с водоразбрызrивающими
соплами или безнапорной системы с применением желобов
со сливными трубками и разбрызrивающими розетками.
В современных проектах открытых rрадирен применяется
в основном напорная система, обеспечивающая больший охла-
дительный эффект. Водораспределительная система, как пра-
вило, выполняется двухзонной: верхНЯЯ (расчетная) для
летних условий эксплуатации и- нижняя для зимних. Ниж-
няя зона водораспределения имеет упрощенную конструкцию
без разбрызrивания с разливом воды из перфорированных дыр-
чатых труб (или из переливных желобов с зубчатыми борта-
ми). Для предупреждения переохлаждения воды следует
предусматривать трубы для сброса теплой воды непосредст-
венно в бассейн, минуя ороситель.
В безнапорной системе насадки (сливные трубки) в водо-
распределительных желобах устанавливаются равномерно по
всей площади сечения оросителя на расстоянии 500 700 мм
одна от друrой.
Высота падения струи от насадки до розетки должна быть
не менее 500 мм, считая от нижнеrо края насадки.
Диаметр сливной трубки d c следует определять, исходя из
расчетноrо расход а воды , по формуле
d c == 8,9 /q ж .f с /( 1l Щ), (7.6)
149
rде fc площадь оросителя, обслуживаемая одной сЛивной
трубкой, м 2 ; Нс высота уровня воды над устьем трубки, м.
Коэффициент расхода 11 следует принимать:
При остром выходном крае трубки. . .. 0,82
При cпerKa закруrпенном крае трубки, 0,9
При хорошо закрyrпенном крае трубки 0,95
Внутренний диаметр сЛивных трубок должен быть не менее
IS мм во избежание их быстроrо засорения. Слой воды над дном
рабочеrо желоба должен составлять при расчетном режиме не
менее 120 мм. Высота бортов желоба над уровнем воды в них
принимается не менее SO мм иЛи определяется необходимостью
про пуска форсированноrо расхода охлаждаемой воды.
rрадирни значительных размеров рекомендуется разделить
на отдельные секции, допускающие их отключение на время
ремонта или очистки водосборноrо бассейна. В этом случае
высоту рабочих водораспределительных желобов следует при-
нима ть из условия пропуска Bcero (форсированноrо) pacxoдa'
воды на оставшиеся в работе секции rрадирни.
В открытых брызrальных rрадирнях оросительное простран-
ство остается свободным от решетника для беспрепятственно-
ro падения капель воды в водосборный бассейн.
Водораспределительная система выполняется трубчатой
с соплами различной конструкции, применяемыми для друrих
типов rрадирен иЛи брызrальных бассейнов.
Расстояние между рядами сопел принимается в зависимо-
сти от их конструкции. При ширине rрадирни 4 м расстояние
между рядами сопел принимаеся 0,8 1 м и от крайних сопел
до жалюзи должно быть не менее O,S м с учетом диаметра фа-
кела разбрызrивания сопла. Сопла следует устанавливать на
высоте 2 м от уровня воды в водосборном бассейне с направле-
нием факела разбрызrивания вверх или на высоте 4 м с направ
лением факела разбрызrивания вниз.
Водосборный бассейн открытых rрадирен ВЫПолняется под
всем оросителем на ширину активной зоны. В зонах жалюзей
предусматривается водосборная розетка с уКло ом в сторону
бассейна для стока воды и оrраждающим по внешнему кон-
туру бортиком.
Размещение rрадирен на rенплане промышленноrо пред-
приятия должно осуществляться тоЛько в один ряд с учетом
беспрепятственноrо доступа к НИм воздуха. Расстояние между
отдельными rрадирнями в ряду следует Принимать не ме-
150
нее S м. rрадирни нужно располаrать длинной стороной пер
пендикуЛЯРНО rосподствующему направлению ветра в летний
период. Направление ветра в зимний период по возможности
должно обеспечивать унос паров и капель воды в сторону от
близрасположенных сооружений и дороr.
rЛАВА 8
ТЕхиолоrИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ rp АДИРЕИ
8.1. Оросители
Оросители являются основным конструктивным элементом.
rрадирни, определяющим ее охлаждающую способность. Кон-
струкция оросителя должна обеспечивать получение достаточ-
ной площади поверхности охлаждения при оптимальном аэро
динамическом сопротивлении. В зависимости от характера
преобладающей поверхности охлаждения оросители MorYT
быть: пленочные, капельные (капельно-пленочные), комбини-
рованные и брызrальные. Каждый тип оросительноrо устрой-
ства может иметь весьма разнообразные конструкции отдель-
ных элементов и размеры, а также может выполняться из
различных материалов.
При выборе типа оросительноrо устройства в каждом кон-
кретном случае должно производиться сопоставление охлаж
дающей способности и стоимости rрадирни. Значение потерь
напора при движении воздуха в оросителе также является
неотъемлемым показателем ero работы, так как оно характе-
ризует эксплуатационные затраты на rрадирню. Необходимо
учитывать и ряд друrих показателей долrовечность, изна-
шиваемость материала, прочность и массу оросителя, леr-
кость установки, доступность ремонтов и осмотров, а также
наличие в охлаждаемой воде взвешенных веществ и аrрессив-
ных примесей.
Основным типом оросителей, обеспечивающих наиболее
высокий эффект охлаждения, является пленочный, но он
чувствителен к наличию в воде нефтепродуктов, взвешенных
Веществ и друrих примесей, вызывающих зарастание зазоров
между элементами. При пленочных оросителях концентрация
нефтепродуктов в воде не должна превышать 2S мr/л, а кон-
151
центрация взвешенных веществ 50 мr/л. При наличии в обо-
ротной воде жиров, смол и нефтепродуктов, общая концент-
рация которых составляет 25 120 мr/л, применяют капельные
или капельно-плеНОчные оросители, выполненные из сетча-
тых элементов, а при концентрации указанных веществ в от-
дельности, равной более 120 мr/л, брызrальные.
При наличии в охлаждающей воде примесей, аrрессивных
по отношению к материалам конструкций rрадирен, ЭКономи-
чески целесообразно предусматривать обработку и очистку
воды с целью исключения или уменьшения степени аrрессив-
ности и заrрязненности.
Оросительные устройства вентиляторных и башенных rpa-
дирен по своей конструкции аналоrичны. Вентиляторные rpa-
дирни с пленочным оросителем выполняются, как правило,
противоточными. Наряду с пленкой в оросителях TaKoro типа
образуется определенное количество капель и мелких брызr,
свободная поверхность которых, как и поверхность пленки,
участвует в тепло- и массообмене между водой и воздухом.
За последнее время стали применяться чисто пленочные оро-
сители ячеистой и листовой конструкций, в которых количе-
ство капель сводится до минимума или полностью исключа-
ется. !Циты и решетки пленочных оросителей MorYT изrотав-
ливаться из различных материалов: дерева, асбестоцемента,
пластмассы, металла, бумаrи и картона, пропитанных различ-
ными смолами, и др. Долrое время основными материалами
для изrотовления оросительных устройств служили дерево и
асбестоцемент.
Пленочные оросители. Деревянные оросительные устрой-
ства плеНочноrо типа ВЫПОЛняются из прямоуrольных брус-
ков толщиной 8 13 мм и шириной до 100 мм. Из них изrотавли-
ваются щиты высотой 1,25 2,6 м и шириной до 2,5 м за счет креп-
ления досок широкой rранью к ДBYМ TpeM вертикальным рей-
кам с промежутками в 40 150 мм. Доски по высоте в соседних
щитах MorYT располаrаться в одной плоскости или "враз беж-
ку". Применение отдельных щитов для монтажа пленочных
оросителей не оправдало себя на практике, поэтому они соби-
раются, как правило, в жесткие блоки. Расстояния между щи-
тами блочноrо деревянноrо оросителя 20---80 мм. Блоки по вы-
соте устанавливаются в один или два яруса на rоризонтальные
опорные балки каркаса оросителя или подвешиваются к ним'
на стаЛьных тяrах. Щиты в блоках двухъярусноrо оросителя
152
MorYT устанавливаться во взаимноперпендикулярном направ-
лении.
При устройстве оросителя из отдельных щитов они распо-
лаrаются вертикально или под небольшим уrлом к вертикали
(до 150). При этом направление наклона щитов меняется на
обратное при переходе от яруса к ярусу. HaK OHHoe поЛожение
щитов несколько повышает сопротивление проходу воздуха
в сравнении с вертикальным, но при этом исключается воз-
можность проскока капель и струек воды на значительную
rлубину без соприкосновения с планками оросителя.
Щиты обычно изrотовляются из нестроrанной древесины
хвойных пород деревьев, пропитанной антисептиком, или
мяrколиственных пород деревьев, модифицированной. Крепеж-
ные изделия применяются С антикоррозийным покрытием
(оцинковка, омеднение и др.).
Характеристиками охлаждающей способности оросителя
являются величины А и т, которые соrласно (4.28) не зависят
от rидравлической наrрузки и температурных условий ero ра-
боты, а также климатических факторов. Приняв в этой фор-
муле л =о 1, что соответствует, в частности, q.,({ =о 10000 Kr/(M 2 . ч)
и w == 2,3 м/с (при)' == 1,2 Kr/M 3 ) имеем
А == xv'. 10 4.
(8.1)
Таким образом, при одинаковых условиях можно с достаточ-
ной полнотой и большой наrЛЯдностью сопоставлять охлаж-
дающую способность оросителей по значению А (см. рис. 14.1).
Экспериментально установлено, что А пропорционально удель-
ной площади контактной поверхности пленки F пл , м 2 /м 3 ,
или, что то же самое, насыщенность 5, м 3 /м 3 , оросителя элемен-
тами ero конструкции планками, щитами и др., т. е.
А == х + I1F пл ,
иЛи
(8.2)
А == у + 5.
(8.3)
в НИИ водrЕО экспериментально установлена зависимость
коэффициента А и c.o от F пл и 5 для пленочных деревянныIx
Оросителей
А == 0,215 + 0,01l2F пл ;
c.o == 0,44 + 15,945.
(8.4)
(8.5)
153
Указанные зависимости А и от степени насыщения S
справедливы только при rомоrенной структуре оросителя, т. е.
при относительно равномерном заполнении ero элементами
сравнительно небольшоrо сечения, употребляемыми обычно
в оросителях.
Оросители из дерева имеют следующие недостатки: древе-
сина чувствительна к химическому и биолоrическому воз-
действию, а планки оросителей не MorYT быть тоньше 10 мм
из-за коробления и разрушения древесины в результате вымы-
вания водой из нее лиrнина (делиrнификация). В результате
этоrо для связи клеток в древесине остается лишь целлюло-
за и она становится непрочной. Процесс делиrнификации
идет более интенсивно при высоКих значениях рН и значи-
тельном содержании в воде активноrо хлора.
Асбестоцементные оросители. Изrотавливаются из стандарт-
ных плоских или волнистых листов. Асбестоцемент, как и де-
рево, хорошо смачивается водой, он rиrроскопичен, впитыва-
ет в себя воду в количестве до 12% собственной массы. Блаrо-
даря этим качествам по ero Листам обеспечиваетсЯ хорошее
растекание пленки воды, Что являетсЯ важным свойством в
улучшении охладительноrо эффекта оросителя.
Расстояние между асбестоцементными листами ороситель-
Horo устройства обычно принимается 15---45 мм. Учитывая, что
толщина асбестоцементных листов меньше, чем деревянных,
активная поверхность соприкосновения пленок воды с возду-
ХОМ в единице объема асбестоцементноrо оросителя при оди-
наковых расстояниях между щитами выше, чем деревянноrо.
Это обстоятельство позволяет уменьшить высоту оросителя,
а следовательно, и снизить высоту подачи воды. Расстояние
между листами менее 15 мм нежелательно, так как может
произойти засорение промежутков, что вызовет заметное до-
полнительное сопротивление движению воздуха и увеличение
массы оросителя. Асбестоцементные листы в оросителе следует
устанавливать преимущественно вертикально, так как при на-
клонном положении обращенная книзу поверхность не пол-
ностью смачивается.
Применяется, как правило, блочная конструкция оросите-
лей из асбестоцементных листов. При сборке блоков из плос-
ких листов или волнистых с параллельным расположением
волн устанавливаются разделитеЛьные элементы (фарфоро-
вые, пластмассовые и др.), фиксирующие расстояния между
154
листами. В оросительных устройствах из волнистых листов с
чередующимися вертикальным и rоризонтальным расположе
ниями волн расстояние между листами определяется высотой
волн, поэтому разделительные элементы не требуются.
Недостатком асбестоцементных оросителей является срав-
нительно большая масса на единицу площади, что вызывает
утяжеление несущих конструкций, ero концероrенные свой-
ства и склонность к зарастанию поверхности листов солями
карбоната кальция.
Максимальные размеры стандартных асбестоцементных
листов: плоских 1200 х 1600 мм, волнистых 994 х 2500 и 994 х
х 2800 мм. Толщина плоских и волнистых непрессованных ли-
стов составляет 8 10 мм, плосКих прессованных 6 мм.
Пластмассовые пленочные оросители. Такие оросительные
устройства являются одним из наиболее проrрессивных и рас-
пространенных типов. Пластмасса противостоит химическому
воздействию мноrих растворов, кислот, щелочей и солей, что
выrодно отличает ее от древесины. Однако в охлаждаемой
воде содержатся уrлеводороды, как, например, на нефтепере-
рабатывающих заводах, в этом случае таких пластмасс, как
полистирол, следует избеrать.
Ведущие зарубежные фирмы по строительству rрадирен
"Бальке-Дюрр" (rермания), "Хамон" (Франция), "Марли"
(США), "Мунтерс" (Швеция) и друrие активно ведут разработку
пластмассовых оросителей и применяют их в действующих
rрадирнях. Эти разработки усиливаются в связи с дефицитом
дерева, плохими эколоrическими свойствами асбестоцемента
и удорожанием энерrии. К созданию оптимальноrо профиля
указанные фирмы идут разными путями в зависимости от
Вида материала, ero толщины, принятых по условиям прохода
Воздуха и воды размеров ячеек и т. п. Все большее применение
находят пластмассы для изrотовления оросителей в Болrарии,
Венrрии, Румынии, Чехии, Словакии и Китае.
Пленочные (сотовые или ячеистые) оросители из пластмас-
сы, а точнее из бумаrи, впервые начали применять в неболь-
ших серийных rрадирнях заводскоrо изrотовления 30 лет тому
Назад. Пытаясь реализовать большую производительность в
малом объеме, изrотавливали оросители с удельной площадью
Поверхности 500 м 2 1м3. Получили очень высокую производи-
тельность, но ороситель часто закупоривался. Исходя из ука-
занных соображений, в rермании применяют пленочные оро-
155
сители с расстояниями между листами 12; 15; 19 и 27 мм, с
удельной площадью поверхности обмена соответственно 240;
180; 140и 110 м 2 /м Э .
Однако не только удельная площадь поверхности опреде-
ляет охлаждающую способность оросителя. Большое значе-
ние имеют следующие условия: вода должна стекать по оро-' I
сителю ровной пленкой, а не отдельными ручейками или струй- ' "
ками; соприкасающаяся С ВОздухом поверхность водяной плен-.
ки должна непрерывно обновляться путем турбулентноrо"
перемешивания.
Для изrотовления пластмассовых оросителей используют
поЛивинилхлорид, полиэтилен низкоrо давления, насыщен-
ные полиэфирные смолы, ударопрочный полистирол, полимер
стирола и акрилнитриала и др. Все эти исходные материалы
листы или пленки обычно имеют rладкую rидрофобную поверх-
ность. Чтобы изrотовить из них оросители, удовлетворяющие
указанным выше условиям, необходимо видоизменить их f
поверхность и форму.
В нии BOnrEO проведено множество испытаний оросителей: '
из полимерных материалов различной конфиrурации, чтобы
выявить и выделить по возможности в чистом виде конструк-
ТИВНые факторы, влияющие на эффективность оросителя.
Обобщенные данные испытаний наиболее подходящих кон- '
струкций приведены в табл. 8.1. ОНИ показывают насколько
эффективны различные методы интенсификации оросителей
из пластмассовых листов или пленки.
Интенсификация охлаждающей способности пластмассо-
вых оросителей может быть осуществлена путем использова-
ния таких приемов, как создание шероховатой, пористой или
ВОЛНистой поверхности, подбор оптимальноrо числа и формы
волн, перфорирование листов или замена их сетками, а также
устройство разрывов по ходу движения воды и воздуха, обес-
печивающих чередование капельных и пленочных режимов
движения воды и за счет этоrо пере распределение и допол-
нительную турбулизацию взаимодействующих потоков и по-
вышение тепломассообмена. Наибольший эффект интенсифи-
кации охлаждения достиrается за счет комбинирования ука-
занных выше приемов. Например, сочетание в конструкции
пористой Поверхности с подбором оптимальноrо числа и формы
волн увеличивает эффективность охлаждения в 2,7 раза по
сравнению с оросителем из rладких плоских листов. Перспек-
156
Таблица 8.1. Сопоставление теПfonоrических характеристик оросителей
при различных способах интенсификации
Материал и KOHCТPYK
ция
Толщи
на лис-
та 6,
мм
Плоские листы:
ПВХ rладкие
ПШУПС пори-
стые
Плоские сетки:
ТТ0203
ТА0101
ТТ0309
Волнистые листы,
ПВХ, rладкие,
17 волн:
перекрестНо под 0,6
уrлом 900
nepeKpecTHo под 0,6
уrлом 600
Полиэтилен волны
rофры С насечками
канавками:
перекрестно под
уrлом 600
с отверстиями
10 х 20
0,6
2,4
2,5
3
4,3
с отверстиями
15 х 30
ПШУПС пористые
перекрестно под
уrлом 900;
5 волн 2,4
9 волн 2,4
12 волн 2,4
18 волн 2,4
хv/Fпл,
11м3 m
,lIM
45
62
0,25
0,41
3
4,42
Рор'
А/А п . r ."I"'n.r
кr/м Э
1
1,38
1
1,4
1,67
1,78 4,13
1,13 1,84
1,93 4,7
2,4 4,84
2,38 4,38
1,89 4
2,71 6,8
2,4 7,1
2,04 7,9
1
1,47
34
62
45
63
75
0,69 4,54
0,60 7,36
0,63 8,58
1,51
2,45
2,86
20
21
37
80
0,62 12,38
34
34
57
50
49
90
90
90
90
" За F пл сеток принята полная (с двух сторон) площадь поверхности полотна,
ВКЛючая отверстия.
Пр имечание. В соответствии с (8.1) В Х1 /= А.10 4;Ап.r коэффициент плос-
KOro rладкоrо листа.
51
0,44 5,51
87
0,72 14,11
108"
0,72 14,52
107"
0,63 13,14
85
122
108
92
0,65 12,02
0,73 20,41
0,64 21,73
0,77 23,65
157
тивными направлениями дальнейших конструктивных поиСков
интенсификации охлаждающей способности оросителей яв-
Ляются применение сеток вместо листов и устройство турбу-
лизирующих разрывов по ходу движения воды и воздуха. Эти
направления еще недостаточно разработаны, но таким путем
можно получить экономию материалов в 1 ,5 2 раза при сохра-
нении и даже увеличении охлаждающей способности. За ба-
зу при сопоставлении оросителей в табл. 8.1 приняты техноло-
rические характеристики AI1.r И 11.r оросителя из rладких ЛИ-'
став ПВХ. Листы имели вертикальные волны, но поскольку на'
путях движения воды и воздуха не быЛо никаких препятствий"
их можно рассматривать как плоские.
Из данных табл. 8.1 следует, что созданием пористости ',
шероховатости можно повысить охлаждающую способность '
оросителя примерно в 1,4 раза. Аналоrичноrо и даже боль-
шеrо эфекта дО 1,7А/ AI1.r МОЖНО достиrнуть, применяя вместо'
листов сетки; причем сетки по сравнению с листами при оди-
наковой охлаждающей способности MOryT иметь в 1 ,5 З раза
меньшую массу и соответственно требуют меньше материала
для изrотовления.
На рис. 8.1 показаны схемы и общий вид указанных в табл. 8.1
сетчатых оросителей, приведены размеры сеток и их конструк-
ции. Заметно большей удельной охлаждающей способностью
обладают при одинаковой высоте оросители из сеток марок,
ТТОЗО9 и ТАОI01. В обеих этих сетках конфиrурация ячееК
образована как бы переплетением толстых нитей, что создает!
лучшие условия для турбу лизации потоков воды и воздуха
по сравне'нию с относительно плоской сеткой марки ТТО20З.
В то же время следует отметить, что влияние конфиrурации!
и размеров ячеек сеток на охлаждающую способность оросите-
лей в настоящее время изучено еще недостаточно и соответ"
ствующие зависимости (судя по литературе) еще не установ-,
лены.
Устройством волн на rладких листах в зависимости от их,
направления можно увеличить значение А в 1,1 1,8 раза. Даль-;
нейшая интенсификация может быть осуществлена путем"
создания на волнах-rофрах канавок, насечек и отверстий, спо-,
собствующих замедлению движения пленки по поверхности
листов, увеличению ее растекания и усилению турбу лизации.:
Этими способами можно достичь увеличения А(Вху') в 1,9 ,
2,4 раза. Причем число, форма и размеры отверстий должны
быть оптимизированы (табл.8.1).
ki.. g=10;1i;20;+DИIi
+.!
Q)
71
i '
LI s
8)
r А, 1/,.,
22
20 1,
18
1; 1,
lJ,.
12 1,
10
8 4
G
J,. 4
2
О а
*' v '\
/
2 // ...........
1/ A
о '/
/
8 //
//
1/
v
f
о
5 9 12 18
"иСАII 21111/1, шт.
Рис. 8.2. Зависимости коэффициен-
тов А и от числа rофр на 1 м вы-
соты I1леНОЧНоrо оросителя
Рис. 8.1. Схемы оросителей из I1ЛОСКИХ сеток различных марок:
а ТТО309; б ТТО203; в Т АО101
Применение пористых волнистых листов вместо rладких
при примерно равном числе волн может повысить А/ AI1.r
С 1,8 до 2, т. е. эффект несколько меньший, чем при замене
плоских rладких листов пористыми. Однако следует иметь
в виду, что в данном случае (табл. 8.1) имело место также и
Изменение форм волн, количественное влияние KOToporo на
А пока не установлено. Были проведены исследования пленоч-
ных оросителей из пористоrо шероховатоrо ударопрочноrо по-
листирола (ПШУПС) с числом двухсторонних rофр на 1 м дли-
ны листа от О (табл. 8.1, плоские листы) до 18 (волнистые ли-
сты). Результаты этих испытаний (рис. 8.2) показали, что по
мере увеличения числа rофр возрастает аэродинамическое
СОпротивление оросителя, причем очень сильно на начальном
159
участке кривой (до 9 rофр), а затем возрастание заметно
спадает. При наличии до девяти rофр на 1 м высоты листа ко-
эффициент А, определяющий охлаждающую способность оро-
сителя, возрастает анаЛОrиЧНО сопротивлению, а затем умень-
шается. Это позволяет считать, что существует оптимаЛЬНое
число rофр (возмущений), определяющих режимы движения
потоков воды и воздуха и степень их перемешивания. Следова-
тельно, путем определенноrо сочетания вдоль листов по ходу
воды и воздуха плоских и волнистых участков можно добить-
ся значительно большей охлаждающей способности оросите-
ля, чем при сплошных волнистых или плоских листах. В дан-
ном случае за счет применения пористоrо материала и оптими-
зации числа волн удалось повысить значение А по сравнению
с оросителем из rладких плоских листов в 2,7 раза (табл. 8.1).
Значительная интенсификация охлаждающеrо эффекта за
счет дополнительной турбулизации потоков воды и воздуха,
лучшеrо их перераспределения и перемешивания cor ласно
ряду экспериментов различных исследователей может быть
достиrнута путем разрыва сплошных листов по высоте.
В табл. 8.2 и на рис. 8.3 демонстрируется, что рациональным
размещением разрывов можно при равной охлаждающей спо-
собности добиться значительноrо уменьшения количества,
ма териалов на устройство cOToBoro оросителя из пленки ПКНП'
толщиной б,., 0,7 мм и снизить ero аэродинамическое сопро-)
тивление по сравнению с оросителем из сплошных ПО высоте
сотовых блоков с прямыми вертикальными канавками. Эк оно-':
Таблица 8.2. Вnияниe разрЫВОВ ПО Высоте на Охлажда!ОIЦJD способность
COТOBOro nnacтмaccoBoro оросителя ,.
Пленочная часть Число А '104
Высоха раз А,1/м , l/M F пл Рор'
число яру h п . ч , разры рыва hp' м Kr/M 3
сов N м вов 11м3
)
\
7 1,0 О О 0,785 8,25 52 52
6 0,85 1 0,14 0,811 7,11 63 44
5 0,70 2 0,15 0,784 5,90 73 37
4 0,55 3 0,15 0,642 5,48 75 29
3 0,4 2 0,3 0,549 4,27 84 22
2 0,3 1 0,7 0,461 3,50 107 15
1 0,15 0,310 2,81 141 7
160
Рис. 8.3. Влияние числа ярусов N по
высоте на аэродинамическое сопро
тивление (а) и охлаждающую способ
ность (б) cOToBoro пластмассовоrо оро-
сителя
t'c..,
8
7
1
5
.
]
2
1 2 J . N
О 4066 0,0/5 402! o,0JO 0,0J6 0,01,50,051
S ,.,J;,.,z
. а)
},у'"
0,7
0,1
0,5
0,+
D,J
0.2
мия матерИЛО8 на устройство
оросителя при этом может до-
стиrать 30% без какоrо-либо
ущерба для охлаждающей спо-
собности оросителя.
Устройство разрывов по высоте в оросителях, состоящих из
решетчатых пластмассовых элементов, малоэффективно.
Увеличение охлаждающей способности оросителей обычно
сопровождается увеличением их аэродинамических сопро-
тивлений, что, как правило, считается нежелательным. Однако
этоrо не всеrда следует опасаться, так как для обеспечения
paBHoMepHoro и полноrо растекания потока воздуха по сечению
оросителя он должен обладать определенным сопротивле-
нием (см. rл. 6). Поэтому для окончательной оценки эффек-
тивности и рациональности применения KOHKpeTHoro ороси-
теля целесообразно проводить техник о-экономические расче-
ты с учетом всех влияющих факторов. Основными из них яв-
ЛЯются охлаждающая способность и аэродинамическое сопро-
Тивление оросителя.
калельно пленочныe оросители. Выполненные из дерева
ОРОсители состоят из двух или более частей, располаrаемых
непосредственно друr над друrом. ПО своей конструкции ка-
пельная и пленочная части TaKoro оросителя не отличаются
от обычных капельных и пленочных. Конструкции капельно-
Пленочных оросителей из полимерных материалов MorYT быть
анаЛоrичны деревянным. Однако более перспективными
ЯВляются конструкции капельно-пленочных оросителей,
ВЫПолненные из пластмассовых сеток, сформированных в ви-
де призм, rофролистов и др. По возможности работать на за-
rРЯзненной воде капельно-пленочные оросители, выполнен-
1 2
12 +1
J .. 5 1 N
15 61 ///6 /21 /J/
!'N", ,.,'/,.,' oj
О
161
ные из сетчатых элементов, имея значительно уменьшенную
высоту ( 1 м), не уступают капельным деревянным выСОтой
2 3 м, а некоторые конструкции и превосходят их.
При реконструкции rрадирен с целью максимальноrо ис-
пользования сохранившихся элементов MorYT применяться
и комбинированные капеЛьно-пленочные оросители, напри-
мер, из асбестоцементных листов в нижнем ярусе и полимер.
ных сеток или листов различных видов в верхнем.
Капельные оросители. Эти оросители конструктивно пред-
ставляют собой объемную решетку из планок или реек. Основ'!
ным материалом для их изrотовления служит древесина хвой.,
ных пород деревьев, пропитанная антисептиком, или мяrк
лиственных пород деревьев, модифицированная. Планки име-
ют в сечении прямоуrольную или треуrольную форму. ПОЯВИВ.i'
шаяся было тенденция к изrотовлению капельных оросителеi;t>
традиционной конструкции из синтетических материалов 9"
нашей стране развития не получила. Они были быстро вытес-:
нены сетчатыми капельно-пленочными оросителями, с успе-:
хом применяющимися на такой же заrрязненной воде, как и;
капельные, но имеющими больший охлаждающий эффект и'
лучшую технолоrичность изrотовления и монтажа.
Насыщенность S капельноrо деревянноrо оросителя пр ,
сечении планок 50 х 10 мм принимается S == 0,015..;- 0,02 мЗ/м Э
В случае сечения планок 50 х 6 мм (из модифицированной ,"
весины) SM == 0,009..;- 0,011 мЗ/м З . Число планок и расположен"
их по объему оросителя в обоих случаях соответственно од
наково. Расчетные скорости движения воздуха в типовых к
пельных rрадирнях составляют 1,6 2,1 м/с. Зная насыщеннос
иЛи задаваясь ею, значения А и KOHKpeTHoro капельно
деревянноrо оросителя cor ласно (8.3) Moryт быть подсчитан
по следующим эмпирическим формулам:
при толщине планок б == 10 мм
А == 0,17 + 7,7S,
c.o == 1,1 + 656,7S;
при толщине планок б == 6 мм
А == 0,17 + 12,8S M ,
c.o == 1,1 + 1091,7S M .
162
Пособие по проектированию rрадирен ориентирует на удель-
ные rидравлические наrрузки для rрадирен с капельным ороси-
телем qж == 6 ..;- 10 м З /(м 2 . ч). В реальной практике проектиро-
вания капельные rрадирни в зависимости от условий охлажде-
ния воды рассчитывают на qж == 4 ..;- 9 м З /(м 2 . ч), а иноrда и
более.
Брызrальные оросители. Это оросительные устройства запол-
ненные воздухонаправляющими щитами, предназначенными
для улучшения распределения воздушноrо потока. Щиты вы-
полняются в виде спаренных блоков из досок, волнистых асбес-
тоцементных листов или листовоrо стеклопластика. Расстоя-
ние между щитами принимается обычно 0,4 0,5 м. Поскольку
щиты несколько увеличивают поверхность соприкосновения
воды с воздухом, в отдельных случаях при необходимости
увеличения эффективности охлаждения расстояния между
ними уменьшают до 0,2 и даже до 0,1 м. Тоrда этот брызrаль-
ный ороситель работает как разреженный пленочный. Охлаж-
дающая способность брызrальных оросителей примерно на 20%
ниже капельных при таком же расходе материала (дерева).
Это обуславливает целесообразность применения rрадирен
с такими оросителями только при невысоких требованиях к
температуре охлажденной воды, содержащей большое количе-
ство механических заrрязнений или вещества, способные
образовать трудно удаляемые отложения на элементах ка-
пельноrо или пленочноrо оросителя. Поэтому брызrальные rpa-
дирни находят применение, в основном, на металлурrических
предприятиях в системах оборотноrо водоснабжения доменных
иконверторных rазоочисток, прокатных цехов, rазоrенератор-
ных производств, аrлофабрик и Т.п. Удаление из брызrальной
rрадирни воздухонаправляющих щитов снижает охлаждающую
способность в 2 2,5 раза (табл. 8.3). Близки к ним ПО этому по-
казателю эжекционные rрадирни.
Технолоrические характеристики. Для основных типов
Оросителей, из числа наиболее широко применяющихся в
странах CHr, технолоrические характеристики приведены в
табл. 8.3. Схемы этих оросителей показаны на рис. 8.4. Зljаче-
ния коэффициента А указаны для конкретных высот, имеющих-
ся в таблице. Из анализа и обобщения результатов мноrочис-
ленных экспериментальных исследований известно, что зна-
чение А при h < 2,8 м зависит от высоты оросителя. Эта зависи-
мость может быть выражена полученной в НИИ BonrEO
163
...
о
t:: ,:.
t:: с:>.
t
(3
,.....
f.. N]
О ,
t:: ...
t::
о: '
...М
;З
g t2
х х .......
'" ...
о
..... ,
:;;-
с:>.
:.:0 ..;
':!:
I
:s:
:s:
f
=
=
I
о
I
'! ::;;
и,
.....
Е
::;;
,
.....
::;;
..:
t::
.,
:S:
с:>.
Q)
f<
.,
::g
...;
CQ
t!
::r
::!
.а
::!
с:>.
f<
U
Х
о
r-<
с:>. "":
Q) со
::;; c..i
о ., :S:
:I: х с:>.
164
о
'" '" '"
о .... со
:::;
'" "'....
со '" '"
..., ...,
.... .... ....
о о '"
ciciё
со со \D
О ..... '"
,...........: "'fI:t"""
со со \D
'" '" \D
о'"' о.... о
cu
:;;
:х:
;з-
о
:х:
cu
..... .... '"
.... ..., ....
'" '" ....
о" с5 о""
.... о ....
M"
о
:J I
с:>..
Q) .
1::[1
Q)
:ii
:S: u
а а g
'" о' t::
'" \D t::'
(Т)
..........r-<
«
t::t:: 0
r-<r-<r:::
...........
..... '" со
..... '" '"
" ,
ММ t"--V')
('f"')('f"')"'II:t('f"')"""
..т "'IIt' (т\ ,..... ..т
о" о'"' о о о"
.....
N N ,..... t"--
Q о DO ..; о'"'
,.....,..... М...-4,.....
..т..т О N...-4
..t..t\Or---
о'" о" о о"" о"
00 0'\ ,..... \о
t"--V')('f"')N-.т
,.....r---oooo
,........ о"':.....;' о"
'"
'"
,
....
'"
\D
...,
....
,
о
....
'"
....
\D
....
,
.....
со
'"
....
.....
.....
о'
со
о
"'..
о
'"
о.
...,
....
'"
...;
...,
...,.
о
\D
\D
c::i
...,
'"
"".
О
со
о
\D
о'
ul f:'
о о ci
+ + +
r---......т... ... М...dО'\... ...
О,.....,.....о,..................-4...............04.........
(; f<
t; Х
Q) Q) ><
10 ::;;
<gt::
1::[
:I:
t::
+
><
t::
><
t::
(; + (; +
t; t; 1::[
Q)Q)Q)Q):I:
'E 'E !::
« ::! « ::! +
'"
\D
....
,
'"
....
'"
....
....
"'..
о
....
.....
\D
....
...,.
о
.....
'"
\D
c::i
,.....
...,
c::i
+
.... "'-
......
..... ............
...,
.....
,
...,
.....
....
о
'"
c::i
....
",'
.....
.....
\D
c::i
'"
со
"'..
.....
><
t::
10 :ii r::r
U t; ':S: _О
I::[:s: ' $ .д :ii,.....
03IQx x x!:: x :ii:S::
g .e: 8 E t:
:s::e6 iC + + +фl
(I):I: , . c:>.t::c:>.t:: t:: t::
r-< ::g(l):S: :S:(I) (1) (1).......0&
r........ . r-< r-<: r-< :s::
:ii .:s::r..."';'IO IO«IO« G;1O«.J.r:::
f< :S:: ::;;t::::;;0::;;0 ::;;0;:::00
E 5g s sl::[ s t::
.....,
.... I '"
'<>
t-.
со
'"
...,
.....ё
'" .....
, ,
..... .....
'" '"
.... ....
'" '"
.... ....
00
t"--.. t"--..
'" '"
..... .....
..... .....
.... ....
о" о
'" \D
.... .....
о...,
...:
...,.
.....ё
'и
f<
'i
::g 8-
. -&
., о
t::
<::>
....
а, ....
:;; '"
:х: '"
;з- c::i
о
:х:
'"
"
s:::
6
:х:
'"
"
'"
s::: ....
..q-'"
о
...,
.....
,
'"
'"
\D
со
q
О
....
\D
...;
'"
....
c::i
о
IQ
Q)
А
Q)
1::[
:i:
'"
t::
t:
",-
:.:
>- :ii
g:, f<
о
:S:
:S: :S:
r...
....
....
....
\D
,
со
....
'"
'"
.....
о'
'"
'"
.....
'"
\D
<:5
....
.....
\D
о'
.....
.....
со
......
1::[
:I:
t::
. "'It" I 4)
о...т О ::Q
.е:-е-.е:х
о ,..... о IE
"" Q) """
':S:' ti
.......... .........
.g .g ",g
i?;:>-i?;:>-\D!:I.
r-< r-< -е- r-<
...
....
.....,
....
'"
\D
,
...,
'"
oc:Il:"--"'IIt'('t"),..........."'IIt'
('f"')1.I')('f"')""It'V')""It'('f"')
.............................................................
0"1 N м..т ""It' ""It',..... ""It'
('f") ""It' '0:::1" ('f"') ('f"') ('f"') "'IIt' ('f"')
,
\D
'"
\D
\D
'"
ci
1.1') NN('f"')('f"')('f"')OQN
..т ""It' "'IIt' 0"1 0"1 0"1 \о \о
М ......,..... ('t") ('t") ('t") с:> ""It'
о'" о'" с>... о""' о"" о" ,........ с>...
\D
,.,-
v') v') ""It' ""It' ""It'
r--- N N ""It' ""It' "IIIt' r--- "'IIt'
,........ ocJ,............c..,._.i''''IIt'... ...
....... ..............,.....,............ N"""
.....
...,
ci
0"1 V')L(')\O\O\O""It'\O
v') \о \о ('t") ('t") ('f") v') ('t")
ci о'" с;;' о'" о"" ci о'" о
...,
со
....
о-
,..... 1.1') r--- ,..... v') \о N
"IIIt' ('f"}1.I')t"--\Ооооо
\о 0"1 r--- 0"1 00 r--- ""It' V')
О о о'"' (:3' о'" о'" 'f"""4'" ,........
...,
v:. ...:-- 'f"""4
:ii
10
>-
.
'"
:S:
I
А о
А u f< 1.1:1
:S: ., r... :=!
I::[ Q) ' 1::[ 0 8-
:ii Q) t:
f< U О
;g ., ё::;:: !:;
" iC:S::H
!,Q 2J t:: :I:
а>
:ii
f<
.,
:r
f<
Q)
U
.... '"
.... <
'<>
....
...,
'" ...,
,........ .........
..... .....
о :Е
1.1:1 Х
g Ei g
::; о i?;:
t: Q)
>< :S:: :ii
::;::
.g:I:
>-17:' 2J
i' о'"
a..a..::Q
t::t::X!:l.
t-.
....
..,..,.....
...,...,,,,
",
...,...,.....
",,,,,,,
со со со
\D\D....
.............
О о'" о"
'" '"
\D \D
- .......
о о .
..... ...... \D
\D \D '"
..., ..., \D
с> о" о'"
со .... '"
....0'"
\D ..., со
о" о" о'"
...,
.........
с:>.
cu
::;;
:S:
t::
о
t::
:S:
f<
Q)
U
Q)
:S:
u
О
t::
t: ::;;
...... ::;;
о ...,
..... ......
о х
«...,
<-<С-
со
....
'"
....
cu
:;;
:х:
'"
"
cu
s:::
t!
....
\D
,
со
.....
....
..,
......
о
...,
",'
.....
...,
.....
о
'"
о
"'.
о
.....
'"
о
IQ
Q)
с:>.
Q)
1::[
со
....
,
\D
'"
...,
...,
,
'"
'"
\D
'"
,
'"
'"
....
о'
...,
'"
'"
ci
'"
.....
'"
c::i
'"
.
\D
",,"
.....
...,
.....
.....
...,
....
о'
....
c::i
....
c::i
....
....
'"
ci
'"
\D
\D
ci
.....
со
'"
c::i
'"
'"
...,
'"
о"
о: :S:
., ::r
:r :s:
'"
с:>. о
...... о t:
:а ::;;
t::
:i
Q)
O
c:>.ul.l:l
'ig'iI:f:s:Ei
.ф :=! J, ::;; :I: О
.....0,..:.0t::2J
:;' :;'t::6
t::0t::oO ""
r-< r-< (I):I:
:s:
х
.,
t::
t:
<::>
...
:S:
Х
.,
t::
t:
<::>
...
....
...
165
...,
00
t!
..
<u
::3
;r
<u
""
а
IQ
о
...
g ><
3'g
:I:t:: D:
", «!
CIJ ,Q :I:
t t
o
м ...
:;;-
р.
,><0,;
<? "
'-',
O)J> ...
Е
"
,
...
'(
"
.s::
1::
«!
:s:
р.
CIJ
..
«!
D:
:s:
::!
:.:
»
р.
..
u
:I:
О
:.:
g
Е-<
р. "":
CIJ 00
" J
О «! :s:
:t :I: р.
166
'"
"
,
...
,
.М
,Q "
..,
u ...
О :.:
:I:
...
'"
,
r--
'"
...
'"
,
r--
'"
r--
r--
...
с'
N
N
с'
"'-
00
"'.
'"
N
\D
с'
\D
с'
\D
а.
<".
r--
с'
00
ci
N
1=1
:t
t::
:i!
" IQ
О :s:
:.:: "
Zu "
g
:t 3' u '" ...
t:: у а5' »
u О IE >
о :.:: О CIJ ..
(1) Е-< " 8
:"
.
...
'"
,
r--
'"
...
'"
,
r--
'"
r--
'"
'"
с'
00
'"
'"
ci
'"
\D'
.......
'"
'"
'"
ci
а.
'"
ci
'"
r--
"'-
...
а.
N
'"
ci
00
ci
N
:.::
... u
:х: р.
t::
uO
о:.::
(1)
:i!
" IQ
О :s:
"
"
«! О \D
.a::;'
а5' >:!:
"
",'
'"
... ...
'" '"
, ,
r-- r--
'" '"
N
N N
с'" с'"
'" '"
00 ",'
'" r--
'"
с" с'"
r-- \D
\D С
... '"
........ о'"
00
с' N
:i!
" IQ
О :s:
:.:: "
u «s
... :s: '" :.:
IQ «! О
Р. Р. 1::
:х: CIJ u '"
t:: у а5' »
UOIE
О:.:: О CIJ
(1)E-<"
::Е
.
:.::
" 't u
'-;' :s:
\D 1=1 IQ
:J:tp.
t:: 2J
' U 6
.. о:.::
8 (1)
'"
N
,
r--
N
'"
N
,
r--
N
'"
N
'"
ci
'"
\D
.......
С
00.
'"
N
00
с'
'"
ci
r--
с
С.
...
а.
r--
'"
ci
00
ci
N
"
О i
«!
:.: "
«! О \D
p.1::...
'-'''''''
а5' ':!>:
IE
{3. " 8
;r
",'
'"
N
N
N
<u с'
:о
;r
.о
а
'"
.,
:о
1:>.
tq
с
r--
,
а.
...
...
\D
ci
N
а.
ci
а.
N
ci
r--
",'
О
IQ
CIJ
Р.
CIJ
1=1
Q
D:
1::
IQ
«!
Р.
\D
«!
J, :I:
с »
а. I:t
t:: '"
Е-< g
Q
D:
1::
IQ
«!
Р.
:а...
::;
а...:.
с »
CIJ а. I:t
S Ш
...,
'"
00
,
\D
'"
...
\D
ci
...
\D
ci
N
а.
ci
а.
N
ci
...
ci
'"
'"
N
с'
\D
'"
...
с'
'"
'"
Q
D:
'" 1::
CIJ IQ
'" «!
Р. IQ
:а... О
::;
a ,a
CIJ а. I:t ..
s g
...,
'"
I
:I:
CIJ
"
CIJ
1::
'"
..
:а
:I:
IE
CIJ
"
u
:а
'"
:s:
1::
:s:
"
"
с
CIJ
Л
...1::
.r::
..
IQ
:I:
:s:
а
р.
CIJ
IQ
"
CIJ
:s:
:I:
CIJ
1::
IQ
«!
Р.
«!
:с
»
..
О
IQ :с
:с
CIJ CIJ
"
:s:
.. р.
О ..
" О
1=1 5
6 ,Q
'" ..
"" «!
t::
D: \::
О
.. ..
:s: »
u I:t
О »
р.",
О :s:
@' t
':!>: :s:
:s: р.
:s:
:t
..: ..
а. CIJ
00 :s:
а. :.:
... u
ci CIJ
С :J'
... :s:
, ...
... О
U 3
00 :с
N ..
1<.. CIJ
'" ..
м О
:s:
:.:: «!
;:) {3.
tI) .
N :I:
\D :I:
... «!
u
..(
« '"
« "
О
:.:
u
»
...
»
р.
I:t
:.:
...
»
!?i
Q
»
О
1::
.
IQ
:а
:с
CIJ
IE
О
1::
»
с
'"
""
t::
»
I:t
D:
р.
"
О
I:t
IE
«!
:.:
IQ
I
;':s:
:а ..;
.
CIJ IQ
:s:
О ..
1:: р.
CIJ
r
IQ
О
..
"
$
ЛЛf'НQI/NDlе
М 2 1Поо J
HIU
6
7
'/J
"
..............
I
i i
;:: 50
qr а)
168
IJ
Рис. 8.4 (начало)
t;;:
8
..........
Ю. И. Арефьевым эмпирической формулой
А == А . 1 7h o.52
О' ,
(8.1 О)
rде Ао значение А при h == 2,8 м.
Для удобства пересчета значения А, приведенноrо в табл. 8.3,
полученноrо при испытаниях, на А 1 при высоте h 1 формула
(8.10) может быть преобразована и представлена в виде
А 1 == A(h/h 1 )o,52 "" A "';h/hl
(8.11)
Формулы (8.10) и (8.11) действительны только для оросите-
лей с однородной структурой по высоте. В случае, если струк-
тура оросителя по высоте неоднородна, например, у комбини-
рованных оросителей, пере счет А на А 1 усложняется. Кроме
Toro, необходимо пере считывать и характеристики т. , Кор
и Рор'
Рис. 8.4. Схемы оросителей (продолжение):
а общий вид листа; б расположение листов в блоке; в схемы решеток;
с схема сборки решеток в блоки (план); д схема приэмы; е схема сборки
приэм в блоки; ж схема решетки ОП ПНД; э элемент оросителя ОС ПНД;
и схема сборки решеток ОП ПНД по высоте оросителя; 1( схема расположения
элементов ОС ПНД в блоке БОС ПНД-1-1 (параллельная волна); 11 то же в блоке
БОС ПНД-1-2 (перекрестная волна); м то же в блоке БОС ПНД-1-З (наклонные
трубы); н то же в блоке БОС ПНД-1-4 (перекрестная волна с проставками шири-
ной 10 мм между листами); 1 деревянные воэдухонаправляющие щиты; 2
Капли брыэrальноrо потока
169
Ка"ельно "леночные капельны(
11 rJ Фб"J lФ
". 1
70 =
". ". с::.
... II:S:II tI:D CD
10 /i-O
Iii ittif 7110 к 7110
15 II:S:II ш3 а:а
"""" if
''''''''' :-r 25
"",,,,, 21
0""1/'" 10 (Д
9 "",,, 50
2 2.2 '1. и)
25
В) З6 500
16
.... 2)
11
18
Н"жнщj J1PYc
е)
19 20
11111
I1111
11111 !':>
IIIII
II111
1(111
11111
Х
Рис. 8.4 (продолжение)
170
r,;;
11')
Рис.8.4 (продолжение)
171
920
J)
к}
М}
23
DНj /JZIIЛJ,н",е
+0...10. +20тЯО
.&.::.A A 'Р
A . 2
10
62
Пример 8.1. Заданы характеристики оросителей пленочноrо
ЛОЛ ТЭП (h л == 2,4 м) и капельно-пленочноrо ПР50 (h п == 1 м)
типов (табл. 8.3, N° 2 и 16)
Ал == 0,479 1/м; m л == 0,66; л == 4,3 1/м;
К ор . л == 0,37; Р ор . л == 371 кr/м Э ;
172
"
о о
.
.
.0
О
2)
1
J'vU 'V OA
<
O
Рис. 8.4 (окончание)
Кор.п == 0,393; Р ор . п
0,36; п == 11,441/м;
34 кr/м З .
А п == 0,971 1/м; m п
Требуется определить характеристики комбинированноrо
оросителя высотой h K == 1,7 м, состоящеrо из двух частей
(рис. 8.4, N° 8):
ЛОЛ ТЭП высотой h л . к == 1,2 м и ПР50 высотой h п . к == 0,5 м.
Решение. 1) По формуле (8.11) определяем значения Ал и
А п при полной высоте оросителя 1,7 м:
A == Ал /hл/h == 0,479 / 2,4/1, 7' == 0,569 1/м;
A == Ап /hо/h к ' == 0,971 /1/1,7 == 0,7451/м.
2) Определяем значение А к к омбинированноrо оросителя:
А hл.кА + hп.кА
к
h K
1,2.0,569 + 0,5.0,745
1,7
0,621 l/м.
3) Аналоrично п. 2 находим значения т к , K' Кор.к И Р ор . К ком-
бинированноrо оросителя:
т к 1,2 . 0,66 + 0,5. 0,36 0,57;
1,7
K 1,2.4,36 + 0,5.11,44 6,44 1/м;
1,7
Кор.к 1,2 . 0,37 + 0,5 . 0,393 == 0,377;
1,7
Р ор . к == 1,2.371 + 0,5.34 272 кr/м Э .
1,7
Охлаждающая способность некоторых видов rрадирен с раз-
Личными типами оросителей приведена в табл. 8.4. Как видно
из таблицы, практически одинаковую охлаждающую способ-
ность при равных rидравлических наrрузках, скорости возду-
ха, температуре наrретой воды и метеоролоrических факторах
имеют оросители высотой БОС ПНД-I-2 0,84 м; ПР50 1,05 м;
"Бальке-Дюрр" 1,29 м; ТПВВ 1,4 м; трубчатый Ф 44 1,84 м;
ЛОЛ ТЭП 2,4 м и деревянный 3,09 м. Чем меньше требующая-
ся высота оросителя, тем выше ero охлаждающая способность.
Из рассмотренных в табл. 8.4 пластмассовых оросителей
наилучшей охлаждающей способностью при О,!:Хинаковых ус-
Ловиях по параметру t 2 Т обладают: ПР50-Д, комбинированный
ЛОЛТЭП + ТПВВ, БОС ПНД-I-2, ПР50 и ТПВВ. Уступают им по
этому показателю на 1,5 3 ос оросители "Бальке-Дюрр", трубча-
173
Таблица 8.4. ОхщuкдaDщая способность нехоторьп видов rpaдиpeн
с различными тшиши оросителей (Рб 745 wмpT. ст.)
Тип оросителя,
ero номер на
рис. 8.4
f':..t,
12'
ос
qж,
м 3 /(м 2 . ч)
11'
ос
12 Т,
ос
А, Kr/Kr
h,M
ос
Секционная zрадирня с пЛощадью орошения секции 64 м 2 ,
W = 2,45 м/с, ,, 24,S ос, т = 19 ос, qJ = 57%
ПР50-Д, 17 1 8,5 1,21 40 25,7 14,3 6,7
Секционная zрадирня с площадью орошения секции 144 м 2 ,
W = 2 м/с, " 24,5 ос, т 19 ос, qJ = 57%
ПР50, 16 1,3 7 1,2 35 25,6 9,4 6,6
ТПВВ, 3 1,4 7 1,2 35 26,1 8,9 7,1
"Бальке-Дюрр", 15 1,35 7 1,2 35 26,3 8,7 7,3
БОС пнд-и, 22 0,84 7 1,2 35 26,3 8,7 7,3
ТР60, 14 1,5 7 1,2 35 27,1 7,9 8,1
Трубчатый Ф 44,12 1,3 7 1,2 35 27,7 7,3 8,7
Р500, 18 1 7 1,2 35 28,1 6,9 9,1
Брызrальный (без 2,4 7 1,2 35 31,1 3,9 12,1
воздухонаправляю-
щих щитов)
Секционная zрадирня с площадью орошения секции 192 м 2 ,
W = 1,6 м/с, " 24,S ос, т 19 ос, qJ 57%
БОП ПНд, 21 2 8 0,84 35 26,S 8,5 7,5
ПР50, 16 1,3 8 0,84 35 27 8 8
ТПВВ, 3 1,4 8 0,84 35 27,S 7,5 8,5
"Бальке-Дюрр",15 1,35 8 0,84 35 27,8 7,2 8,8
Трубчатый Ф 44,12 1,3 8 0,84 35 29,1 5,9 10,1
Отдельностоящая zрадирня типа СК-400 с площадью орошения 380 м 2 ,
W = 2,08 м/с, " 24,S ос, т = 19 ос, qJ = 57%
1,05 8 1,09 35 26,S 8,5 7,5
1,29 8 1,09 35 26,S 8,5 7,5
1,4 8 1,09 35 26,S 8,5 7,5
1,84 8 1,09 35 26,S 8,5 7,5
3,09 8 1,09 35 26,S 8,5 7,5
ПР50, 16
"Бальке-ДЮрр", 15
ТПВВ, 3
Трубчатый Ф 44, 12
Деревянный, 11
Башенная zрадирня с площадью орошения 1600 м 2 . Высота срадирни 53,7 м,
W = 0,75 м/с, " 26,8 ос, т = 18,4 ос, qJ 41%
ПР50-д, 17 1 7 0,45 38 28 10 9,6
ЛОАТЭП,2
ПР50,16
Высота срадирни 53,7 м,
W 0,96 7 1 м/с, д 24,6 ос, '( = 18,2 ос, QJ 51 %
2,4 6,84 0,61 41 29,1 11,9 10,9
1 6,84 0,6 41 29,3 11,7 11,1
174
Продолжение табл. 8.4
ТИП оросителя,
ero номер на
рис. 8.4
f':..1,
ос
1 l'
ос
12'
ос
t 2 Т,
ос
h, м
qж, А, Kr/Kr
м 3 /(м 2 . ч)
"Бальке-Дюрр", 15 0,9 6,84 0,6 41 30,S 10,5 12,3
Трубчатый Ф 44,12 1,4 6,84 0,59 41 30,7 10,3 12,5
ТР60,14 1,25 6,84 0,55 41 30,9 10,1 12,7
Высота срадирни 53,7 м,
w 1,44 м/с., " 10 ос, т 10 ос, qJ 100%
ПР50- Д, 17 7 0,87 38 18 20
Высота срадирни 62 м,
w = 0,97 7 1,07 м/с, д 24,S ос, '( 19 ос, QJ 57 %
ПР50- Д, 17 1 6,9 0,61 43 27,6 15,4 8,6
Тоже 1 8,9 0,51 43 29 14 10
"Бальке-Дюрр",15 1,35 6,9 0,59 43 30,8 12,2 11,8
Тоже 0,9 6,9 0,6 43 31,9 11,1 12,5
Брызrальный 2,4 6,9 0,56 43 35,6 7,4 16,6
Башенная zрадирня с площадью орошения 3200 м 2 , высота срадирни 81 м,
W = 1,28 7 1,42 м/с, д = 24,S ос, '( 19 ос, QJ 57 %
1,9 10 0,6 43 29,S 13,5 10,5
Комбинирован-
ный, 6
ПР50, 16 1
ЛОАТЭП,2 2,4
ТПВВ, 3 1,4
Трубчатый d> 44, 12 1,4
"Бальке-Дюрр", 15 0,9
Брызrальный 2,4
43
43
43
43
43
43
30,2
30,3
30,4
32,1
32,3
35,6
12,8
12,7
12,6
10,9
10,7
7,4
11,2
11,3
11,4
13,1
13,3
16,6
0,58
0,58
0,55
0,56
0,56
0,54
10
10
10
10
10
10
. При открытых жалюзийных решетках в воздуховходных окнах.
тый Ф 44 и ТР60. Оросители же в виде рулонов из сето}: А брыз-
rаЛьные rрадирни (без оросителей) имеют недоста'Iv-iНУЮ ох-
лаждающую способность при обычно применяемых rидравли-
ческих наrрузках rрадирен.
При выборе оросителей следует учитывать их технолоrиче-
Ские особенности. Охлаждающая способность rрадирни при
Одинаковых параметрах воды и атмосферноrо воздуха тем вы-
Ше, чем больше значение произведения А . h оросителя. При
равенстве этоrо параметра в rрадирнях С малым относительным
175
расходом воздуха (А '= Gв/G ж < 1), что характерно для башенных
rрадирен, предпочтительнее применять оросители и с мень-
шим значением показателя степени т при А. Коrда А > 1 эф-
фективнее по охлаждающей способности оказываются ороси-
тели с более высокими значениями т. При А '= 1 параметр т
не влияет на охлаждение воды.
Следует учитывать также, что по сравнению с трубчатыми
и листовыми оросителями решетчатые конструкции требуют
меньшеrо коЛичества материала на изrотовление. Они допус-
кают и большую неравномерность распределения воды по вер-
ху оросителя, которая, как правило, имеет место в практиче-
ских условиях эксплуатации rрадирен, поскольку поток воды
при движении сверху вниз в их объемной решетчатой структу-
ре имеет возможность свободноrо перераспределения. При
этом поверхность охлаждения, состоящая из пленок, стекаю-
щих по перемычкам решеток, и капель, срывающихся с них и
падающих вниз при мноrократном дроблении, непрерывно
обновляется и турбулизируется потоком воздуха, что интенси-
фицирует процесс испарЕ'НИЯ (охлаждения) воды. Трубчатые
оросители, как и листовые, при высоте 0,7 1,5 м требуют рав-
HOMepHoro распределения воды в rрадирне, поскольку возмож-
ность ее перераспределения в объеме имеется только в про-
странстве между трубами и листами. В трубах, занимающих
около 50% активноrо объема rрадирни, возможность TaKoro
перераспределения отсутствует. При расходе воды, например
1 О 400 м З /ч, для rрадирни площадью 1520 м 2 при равномерном
орошении на площадь, занимаемую каждой трубкой Ф 44 63 мм,
должно попасть 0,01 ,02 мЗ/ч воды. При несоблюдении этоrо
условия некоторая часть активноrо объема трубчатоrо ороси-
теля может вообще не участвовать в процессе охлаждения во-
ды. Целесообразно блоки трубчатых оросителей изrотавливать
малой высоты (250 300 мм) и устанавливать в rрадирне с разры-
вами в вертикальной плоскости.
8.2. Водоуловители
Работающая rрадирня выбрасывает в атмосферу воздух,
насыщенный водяными парами и содержащий капельки во-
ды размером 100 500 мкм. Значение капельноrо уноса реrла-
ментируется СНиПом. Она определяется так же, как потеря
воды вследствие уноса ветром (что для rрадирен неточно) в
процентах от расхода охлаждаемой воды. Значение допускае-
176
Moro СНиПом уноса зависит от вида охладителя и состава за-
rрязнений оборотной воды (см. табл. 9.1). Фактическая эффек-
тивность водоуловителей соrласно опубликованным отечест-
венным и зарубежным данным колеблется в пределах O,OOI
0,5%, по сообщениям из Японии это значение для попереч-
ноточных rрадирен с водораспределением без разбрызrива-
ния составляет 0,0001%. Такое разнообразие оценок значения
уноса может быть объяснено различием не только усЛовий,
в которых работают Водоуловители (скорость воздуха, расход
воды, конструкция и размеры водоуловителя и rрадирни),
но и методов измерений капельноrо уноса.
При сопоставлении технолоrических характеристик раз-
личных водоуловителей следует обязательно обращать вНима-
ние на условия и методику испытаний сравниваемых конст-
рукций. Эти требования объясняются мноrообразием сущест-
вующих на сеrодня методик и при боров для испытаний водо-
уловителей, а также большим влиянием на результаты таких
факторов, как качество монтажа водоуловителей, скорость
движения воздуха, конструкции водораспределителя и ороси-
теля, размеры капель, плотность орошения.
По этим причинам, например, фирма "Евро-Мунтерс" (rep-
мания) в каталоrах своих водоуловителей (1990 r.) специально
оrоваривает, что приведенные в них данные получены для
противоточных rрадирен в лабораторных условиях на оборудо-
вании фирмы при идеальной установке образцов. Указывается
скорость движения воздуха (3 и 3,5 м/с) и плотность орошения
[15 и 22 м З /(м 2 . ч)] для каждоrо типа водоуловителей.
Чтобы в натурных условиях получить такие же высокие пока-
затели водоулавливания (0,007 и 0,001%), как и прилаборатор-
Ных испытаниях, фирма считает необходимым соблюдение
следующих основных требований:
тщательная расстановка блоков водоуловителя так, чтобы
не было сквозных щелей между блоками и стенками rрадир-
ни, а также самими блоками;
вертикальная составляющая скорости движения воздуха не
должна превосходить максимально допустимое значение ни
в одной точке водоуловителя по всему сечению rрадирни;
все измерения характеристик водоуловителя должны произ-
водиться непосредственно над водоуловителем по методике
Фирмы иЛи соrласованной с ней;
177
монтаж и сборка профильных (жалюзийных) водоуловителей
должны осуществляться по инструкции.
В течение 30 лет НИИ водrЕО занимается исследованием и
разработкой конструкций водоуловителей. Вначале измерения
водоу лавливающей способности производились объемным
способом, однако этот способ при испытаниях полномасштаб-
ных образцов водоуловителей требует больших затрат време-
ни и обеспечивает поrрешность имерений лишь до 0,01%, что
в настоящее время не всеrда достаточно. Поэтому были разра-
ботаны и задействованы специальная опытная установка и
методика, обеспечивающая необходимую точность результатов
(0,001%) в соответствии с уровнем современных мировых тре-
бований. По этой методике измерение количества уносимой
через водоуловитель в виде капель воды производится кондук-
тометрическим при бором, разработанным в НИИ водrЕО.
В этом приборе капли воды из воздушноrо потока, прошедшеrо
через водоуловитель, осаждаются на электропроводную бума-
ry, способную изменять свое электрическое сопротивление про-
порционально количеству осевшей на нее влаrи. С помощью
прибора НИИ водrЕО можно в течение KopoTKoro времени
(около 30 с) с достаточной точностью определить унос воды
в любой точке над водоуловителем в широких диапазонах ско-
рости воздуха и плотности орошения и таким образом снять
поле концентраций капель воды в воздухе, подробно исследо-
вать распределение уноса над водоуловителем и оценить эф-
фективность caMoro водоуловителя.
Все известные конструкции водоуловителей работают по од-
ному принципу осаждение летящих вверх капелек воды на
препятствии за счет инерции при отклонении воздушноrо по-
тока для оrибания этоrо препятствия. В качестве препятствия
используются деревянные, асбестоцементные или пластмассо-
вые дощечки, планки, лопатки, соты (каналы) различной кон-
фиrурации, располаrаемые в 1 3 ряда, а также волокна сеток.
Различные типы водоуловителей отличаются друr от друrа
не только материалом, но и формой указанных элементов (пре-
пятствий) и их расположением.
В НИИ ВодrЕО за период с 1964 r. И'сследованы и разработаны
десятки разнообразных конструкций водоуЛовителей из дерева,
металла, асбестоцемента, стеклопластика, полимерных мате-
риалов. Наиболее эффективные из них рекомендовались к при-
менению.
178
Долrое время основным типом водоуловителей, использо-
вавшихся в отечественных rрадирнях, были деревянные жалю-
зийные. Однако они удовлетворяют предъявляемым требо-
ваниЯм только при качественном изrотовлении и монтаже;
нуждаются в специальной раскладке блоков и постоянном над-
зоре за состоянием конструкций в процессе эксплуатации, по-
скольку в условиях работы rрадирен быстро разрушаются и те-
ряют оптическую плотность, что приводит К резкому увеличе-
нию уноса капель. Кроме Toro, дерево становится все более
дефицитным и.дороrостоящим материалом и требует специаль-
ной обработки против rниения. Поэтому все большее внимание
уделяется разработке и освоению водоуловителей из полимер-
ных материалов. Как конструкционный материал пластмассы
позволяют значительно усовершенствовать конфиrурацию водо-
уловителей и снизить их массу, но требуют при этом высокой
теХНОЛОrичности изrотовления. Несоблюдение этоrо требова-
ния не позволяет внедрить в промышленность даже самую эф-
фективную конструкцию пластмассовоrо водоуловителя.
В то же время в уrоду технолоrичности нельзя поступаться
требованиями, которым должен отвечать водоуловитеЛь как
элемент, соответствующий своему назначению в работе rpa-
дирни. Конфиrурация водоуловителя во MHoroM определяет
характер потока воздуха на входе в конфузор и подходе к вен-
тилятору. Конструкция и расположение лопаток и решеток во-
доуловителя должны обеспечивать направление потока возду-
ха вертикально вверх к вентилятору, выполняя в этом случае
функцию направляющеrо аппарата. При этом аэродинамиче-
ское сопротивление лучших образцов известных зарубежных
водоуловителей (см. выше) не превосходит 2,5 3 скоростных
напора. Водоулавливающая способность водоуловителей суще-
ственно зависит от скорости воздуха w перед ним и плотности
орошения qж.
Эта зависимость может быть представлена в виде
qYH = з,44.10 5qун.тq:wУ,
(8.12)
или, принимая для упрощения х = у, что не всеrда достаточно
правомерно,
( qжW ) у
QYH = QYH.T ,
14,57
(8.13)
179
rде QYH.T табличные значения QYH при W 2,35 м/с и Qж
6,2 м З /(м 2 . ч).
При накоплении и анализе данных выяснилось, что значе-
ния х и у сильно разнятся для различных конструкций ВОДО-
уловителей, что леrко объяснить большим разнообразием
струкур потоков воздуха, а также значений и форм площадей
для осаждения и задержания капелек. В то же время диапазон
скоростей воздуха, в котором работают водоуловители rради.
рен, невелик: в вентиляторных rрадирнях он равен 2 3 м/с,
причем в ТИПОВЫх не превышает 2,5 м/с; в малоrабаритных
достиrает 4 м/с; в башенных обычно O,7 1,3 м/с. Вместе с тем
конструкции водоуловителей не являются универсаЛьными '
для всех скоростей и условий работы. Так, жалюзийные двух-
рядные водоуловители обычно малоэффективны при скоростях
воздуха свыше 2,5 м/с и в скошенных ero потоках.
Аналоrичным образом это относится и к аэродинамическому
сопротивлению водоуловителей. Что касается плотности оро-
шения, то на значение капельноrо уноса преобладающее влия-
ние оказывает rранулометрический (дисперсный) состав ка-
пель, находящийся в потоке воздуха, а не плотность ороше-
ния.
Поэтому рациональнее производить испытания водоулови-
телей в зависимости от их назначения не менее чем при трех
скоростях воздуха и достаточно cTporoM rидравлическом режи-
ме в части дисперсности и расхода капельноrо потока, и этими
данными пользоваться при расчетах капельноrо уноса.
Изложенные принципы и закладываются при составлении
характеристиК современных пластмассовых водоуловителей.
На рис. 8.5 показаны схемы пластмассовых водоуловителей, из-
rотавливаемых в настоящее время в нашей стране. НИИ ВОД-
rEO принимал участие в той или иной степени в разработке
этих водоуловителей и провел их технолоrические испытания.
Все они обладают водоулавливающей способностью, отвечаю-
щей требованиям СНиП (табл. 8.5).
Водоуловитель с криволинейным очертанием лопаток (полу-
волн) изrотавливается из жесткоrо поливинилхлорида. Пласти-
ны-лопатки поставляются потребителям преимущественно
в связанных пакетах по 10 20 штук в комплекте с монтажными
и дистанционны и трубками. Сборка пластин в блоки водоуло-
вителя производится на месте монтажа rрадирни в соответ-
ствии с конструкторской документацией. Возможна поставка
180
'
+j Lj
6
!;>nи \ \
//
ди 151
,J 20 1.-
6
1\ - B А
\ I
А 1(/1111. tJ111
7РР 7РР
17РР
а
1
6 5 6 8
, : ' tt
5и
7)1v lfK (/ пfltlCll1116xl1
If)
Рис. 8.5. Схемы пластмассовых водоуловителей:
а пластина водоуловителя ВОЖ-1; б схема сборки пластин ВОЖ-1 в блок
БВОЖ-1
водоуловителя rотовыми блоками, ИМЕ.ЮЩИМИ rабариты, ука-
заННЫЕ потребителем.
Водоуловитель 'уrолковый разработан АОЗТ "ИН ВНИИr".
Высота каплеулавливающей пластины (уrолка) равна 187 мм,
длина 1,6 м. Изrотавливается он из ПВХ и стеклопластика.
Трапециевидный водоуловитель состоит из профилированных
ПЛастин, соединенных н блоки при помощи полимерных трубок
181
Таблица 8.5. Технолоrические характеристики пластwaссовьп водоуловителей
Номер D.P, мм
на Водоуловитель Ы, BY
рис. 8.5 м/с QyH' % вод. ст.
С криволинейным очерта- 1 0,003 5,1 0,3
нием лопаток (полуволна), 1,5 0,003 4 0,5
ПВХ 2,35 0,004 3 1
2 Уrолковый, ПВХ 1 0,003 5,1 0,3
2,35 0,006 4,2 1,4
3 Трапециевидный, типа 1 0,001 6,5 0,4
ВПД-40/205 2,35 0,003 5,2 1,7
4 Решетчатый из элементов 1 0,003 2,3 0,1
ПР 50 (5 слоев), ПНД 1,5 0,001 2,6 0,3
2,35 0,004 2,9 0,9
5 Ячеистый из винипласто- 2,35 0,002 2,1 0,8
вой калаидрированной
пленки
6 Сотовый из стекло.ткани 1 0,001 7,8 0,5
2,35 0,002 9,7 3,3
7 Из профилированных 2,35 0,03 15,7 (11 *) 5,3
полиэтиленовых пластин
8 Жалюзийный двухрядный 1 0,015 1,3 0,1
изстеклопластиковых 2,35 0,022 1,7 0,6
пластин
9 Полуволна с водоотводя- 1 0,001 6,5 0,4
шими канавками 1,5 0,002 5,8 0,8
(БВОЖ-l), ПВХ, 2 0,003 5,3 1,3
ЭКО-сервис К 2,35 0,003 4,9 1,6
3 0,006 4,7 2,6
* При мелких вертикальНЫХ rофрах на пластинах.
и дистанционных rильз между пластинами. Пластины изrотав-
ливаются из стабилизированноrо ПНД (заводом "АНД r АЗ-
ТРУБПЛАСТ") или пластифицированноrо ПВХ.
Рабочие элементы ячеистоrо водоуловителя имеют в верти- ,
кальном сечении высотой 160 мм криволинейное очертание,
по форме близкое к волне, а в плане (по длине) вид извилистой,
линии с чередующимися ПЛоскими вершинами и впадинами
длиной по 50 мм. Такая форма рабочих элементов позволяет.
при стыковке вершин со впадинами смежных элементов
182
создать ячеистую конструкцию водоуловителя. Для Придания
выходящему из водоуловителя потоку воздуха вертикальноrо
направления и удобства монтажа рабочие элементы имеют свер-
ху и снизу плоские участки (отrибы).
Рабочие элементы ячеистоrо водоуловителя изrотавливают
из винипластовой каландрированной пленки толщиной 0,4
1,1 мм марки КПО. Эта пленка применяется как антикоррозион-
ный материал, стойкий к кислотам и щелочам, для изrотовле-
ния изделий техническоrо назначения. Материал не rорит и
не поддерживает rорения. Температурный диапазон эксплуа-
тации пленки от 50 до +60 ОС. Скрепление рабочих элементов
водоуловителя между собой и сборка их в блоки производится
при помощи фиксирующих элементов пластмассовых трубок,
развальцованных по концам. Фиксирующий элемент трубка
толстостенная фl0 20 мм из ПВХ. Материал трубок не rорит
при отсутствии инициирующеrо пламени и предназначен для
изrотовления изделий, работающих в аrрессивных средах.
Температурный диапазон их эксплуатации от 50 до +60 ОС.
Материалы, из которых изrотовлен водоуловитель, в условиях
монтажа и эксплуатации не выделяют в окружающую среду
токсичных веществ и не оказывают вредноrо воздействия на
орrанизм человека.
Весьма перспективны водоуловители сотовой конструкции.
Они MorYT быть изrотовлены из стеклоткани ПНД или ВП
в виде монолитных блоков размерами 1,5 х 1 х 0,25 м с кана-
лами прямолинейноrо очертания в вертикальной плоскости.
При виде сверху водоуловитель представляет собой шестиrран-
ные соты.
Решетчатый водоуловитель собирается из трех пяти слоев
призм ПР50 (пат. 2004993, РФ, кл. 6F 28F 25/08,1993 r.). Из ПР50
MorYT быть собраны водоуловители различной высоты для обес-
печения требуемой степени водоулавливания. Сборка водо-
уловителей осуществляется простой укладкой элементов
ПР50 на несущие балки при повороте каждоrо последующеrо
ряда элементов на 900 по отношению к предыдущему. Это осо-
бенно удобно для малых rрадирен с площадью орошения до
64 м 2 . Для установки в больших rрадирнях водоуловитель из
ПР50 может быть скомпанован в виде блока необходимых раз-
меров. Водоу ловитель применяется преимущественно в соче-
тании с оросителем из таких же призм ПР50.
Призмы ПР50 ИЗI'отавливаются 000 "НПФ Техэкопром" из
стабилизированноrо сажей полиэтилена низкоrо давления на
базе марки 273 79. Этот материал не изменяет свои физико
механические свойства при эксплуатации rрадирен в зимний
период с температурой наружноrо воздуха до 60 ос и в летний
период при температуре воздуха в rрадирне до 50 ОС.
Водоуловители из профилированных полиэтиленовых плас
тин изrотавливают в виде блоков. Пластины выполнены в виде
равносторонней трапеции в поперечном сечении с вертикаль-
ными rофрами. Размеры блока равны 1 х 1,6.
Отличительной особенностью водоуловителя 9 в табл. 8.5
является наличие на поверхности пластин водоотводящих ка-
навок для сбора и отвода капельной влаrи, осевшей на поверх-
ности пластин, что приводит к повышению ero водоулавливаю-
щей способности в сравнении с водоуловителем 1.
В табл. 8.6 приведены технико экономические показатели
водоуловителей из различных материалов наиболее хараКтер-
ных типов из числа применяемых у нас в стране и за рубежом.
Принципиальные схемы их показаны на рис. 8.6. Конструкции
1 и 2 (те.бл. 8.6 и рис. 8.6) широко распространены в нашей CTpa
не и за рубежом.
Конструкция 3 представляет собой два слоя оросителя из
поливинилхлорида, поставленные один на друrой со сдвиrом
на 1 лист, чтобы орrанизовать поворот потока, идущеrо
вдоль ложбин волн. Высота каждоrо слоя 125 мм. Таким обра
зом, высота этоrо водоуловителя составляет 250 мм. Использо-
вание конструкций пластмассовоrо оросителя в роли водоулови-
теля находит достаточно широкое применение. Конструкция
водоуловителя из листов ПВХ с длиной волны 60 мм и высотой
15 мм была изrотовлена и испытана в нии водrЕО.
Конструкция 4 представляет собой ячеистый водоуловитель
из пористоrо шероховатоrо ударопрочноrо полистирола
(ПШУПС). Он обеспечивает значение уноса капель при CKOpO
стях движения воздуха 2,5 и 3,2 м/с менее 0,001% при BY == 4,1.
Сотовый ВОДОУЛОВ}1тель 5 по водоулавливающей способности
соответствует уровню жалюзийноrо деревянноrо водоуловите
ля при d == 50 мм (1) и асбестоцементноrо из волнистых листов
(2), что можно вполне считать удовлетворительным. Однако по
сравнению с ячеистыми ВОДОуловителями (3 и 4) показатель по
носу у Hero хуже в 1,5 2 раза, а аэродинамичеСКое сопротивле
ние в 2 3 раза выIе..
Ячеисто-жалюзийный водоуловитель 6, собираемый из лис
тов С V образными турбулизаторами, имеет хорошую водоулав
184
I
1
t
:с
о
111
..
6 о (1')
:х: 1:; >:!:
>< t: ........ CD
о. ,Q 1:;
., «1 .. «1
t:: u :Х: t:l
,Q
.ь * t
1:; .. о
«1 u Р,
g
з
:S:
:Х:
.,
1:;«
t:
'"
о. '"'
:.: :.:
>.
IQ
О...Р
.,
:S: 1:;
:Х: .,
., ..
1:; :S:
IQ IQ
:S: о
Ь 1:;
0.;;-
5 g
u IQ
I
о.
>:1:
I
IQ
:s:
t
:s:
о.
I!
"
.,
:s:
I
о
:с
о
111
6
Е-<
::!
'"
I
О
....
..
:х: с.>
:Q '#
:Х: р, t:l
g :.: о
;:1 «1 IQ ""
О и>.........
:S: о I:! :с
c5
.:s .
:.: :S:
«1 :Х:
!t
:Х: t:l
>. «1 :Х:
:>' ,Q
«1 1:;
:с .,
'" t:
'"
::!
,
....
'"
,;
,
'"'
:.:
1:;
«1
:S:
р,
.,
..
«1
-о
00
'"
:!
;j
.а
..
u
:Х:
о
:.:
:S: :S:
::1
t: :.:
:S: >.
f--< р,
«1 u
О :Х: :S:
:х: о.
N О ...,
N ...,
'1) '1) '1)
("01" м" ("01"
....
r-- о ....
"'fIt''' ..,; ('1")
::: -.:t"V')
\t') \t') t.n t.n
('I'}"fIt''' ('t')
.... "'''''
('f') ..... 00 "'I:t'
"fIt'''N..o
....
00 ('f') М.. \D\t)N.....
........ м" ...........c.. N..
....
....
о
о.
\о
..., N
о с:>
о о
с;:)' с;;'
00
r--
о
о.
('1 00
('1 ....
О.. О..
о о
00"" ....
....с ....с ('f") .....
0000
0000
00"'0"'0"
,.., 00 ,..,
..... «::) N....c
Q О «::) О
О о" о" с:;'
-.:t' N 'V r---
..... \D 'r---O\OO
r--- N ..... ,....,0.....0
о" с:;' с) о" о" c:i о"
о
IQ
.,
Р,
.,
1::1:
>:S:
:S: :Q '- .. >:s:
J:S::X:bObo:Q
:S:I:l\Ot"--\Оt.nt:
Q 11 11 11 11 ;s:
"O "O
t.E
6.. u
t:s: t::
., ><>.>< I
.,Q:jSQ:j:
« ::1 t:: t:: t:: I
tI)
11
ct:
>:s:>:s:
:а :s ,:5;
... .. :Q
u U IQ
:S: :S: о
., ., ..
:>' :>' о
t!:t!:u
<'>
('r') I.t')\O
о
....
r--
'1)
...,-
'1)
'1)
....
('1.
N
N
r--
о
о
о.
....
о
о
о.
00
о
о.
'1)
....
о
ci
:
>:5:
:S:
..,
>:s:
:Q
>:;fJJ
1:;
&> >
t!::ct::Qt!:Q
....
00
a JJ
60'
...
GO'
tI S
% ,.
6
'"
Рис. 8.6. Принципиальные схемы водоуловителей
ливающую способность и аэродинамическое сопротивление
ero в 2 раза меньше, чем у водоуЛовителя 5. Уменьшение BY
объясняется, по-видимому, прежде Bcero тем, что у водоулови-
теля 6 центральный уrол поворота рБ,вен 120°, а не 90°, как в
конструкции 5.
Водоуловители конструкции 7 и 8, применяемые в зарубеж
ной Практике, обладают высокой водоулавливающей сПособ
186
,
. .
J
ностью И предназначены для работы в rрадирнях с повышенны
ми скоростями воздуха. Их характеристики приняты по катало
ry фирмы Мунтерс (Евроформ).
Характеристики водоуловителей 1 6 (табл. 8.6) приведены
для следующих условий: плотность орошения qж = 6200 Kr/(M 2 Х
Х ч)j скорость движения воздуха перед уловителями 2,3 м/с;
напор воды перед соплами Н = 4 м; водоу ловители расПоЛаrа
лись на трубах водораспределительной систеМЫj расстояние
от водораспределителя до оросителя составляло 0,8 м; сопла
обращены факелами вниз. В таблице приведены два распро-
страненных способа оценки капельноrо уноса из rрадирни:
в килоrраммах с 1 м 2 площади rрадирни в плане за час,
Kr/(M 2 . ч), и в rpaMMax в 1 м Э воздуха, r/м Э . Оценка эффектив-
ности работы (водоулавливающей способности) водоуловителей
про изведена по отношению значений уноса капель и расхода
воды qун/qж (как в СНиП 2.04.02 84). Коэффициент сопротив
ления отнесен к скорости движения воздуха в свободном сече
нии rрадирни перед водоу ловителем.
При выборе водоуловителя в конкретном случае необходимо
учитывать, что каждому из них присущи свои достоинства и
недостатки. Они различаются материалом, схемой сборки бло-
ков и механической Прочностью, а также значением аэродина
мическоrо сопротивления проходу воздуха.
8.3. Водораспределительные устройства
Водораспределительное устройство является технолоrиче-
ским элементом rрадирни, во MHoroM определяющим ее эффек-
тивную и надежную работу. Оно должно обеспечивать paBHOMep
ное распределение воды по оросителю при небольших энерrо-
затратах, не создавая ощутимых препятствий проходу и рас-
пределению потока воздуха. В брызrальных и эжекторных rpa-
дирнях параметры водораспределительноrо устройства в зна-
чительной мере определяют степень охлаждения воды.
Диапазон размеров капель и пленок воды, создаваемых BOДO
распределителем, должен, с одной стороны, способствовать
уменьшению капельноrо уноса из rрадирни, а с друrой не до-
пускать образования водяных струй в оросителе. С этих пози-
ций опимальный размер капель составляет 2 3 мм в диаметре.
В то же время в эжекторных rрадирнях основным требованием
Является обеспечение большой площади поверхности тепло-
187
обмена в капельном потоке, что приводит к существенному
уменьшению размеров капель и соответственно к увеличению
уноса. Такое требование может быть удовлетворено только
специальной конструкцией сопел при давлении более 200 кПа.
Такие сопла не будем рассматривать. В некоторых случаях
(в основном в брызrальных rрадирнях) конструкция и материал
водораспределителя должны быть рассчитаны на пропуск воды
с большим содержанием взвешенных веществ. Исследованиями
и разработкой водораспределительных устройств уже давно
занимаются в нашей стране и за рубежом.
Водораспределительные устройства rрадирен можно разде-
Лить на три основные rpYnnbl: разбрызrивающие, без разбрызrи-
вания и подвижные. Разбрызrивающие водораспределитель-
ные устройства, в свою очередь, подразделяются на безнапор-
ные, представляющие соЕой системы открытых желобов и лот-
ков, и напорные, выполняемые из закрытых желобов или труб
с соплами или разбрызrивателями, к которым вода подводится
с большим иЛи меньшим напором. В промышленных вентиля-
торных противоточных rрадирнях в нашей стране в последнее
время применяются, как правило, разбрызrивающие напор-
ные водораспределительные устройства, представляющие со-
бой систему стальных трубопроводов, оборудованных пластмас-
совыми соплами различных видов и конструкций.
Трубчатые системы распределения воды rрадирен относят-
ся к системам большоrо сопротивления, в которых разбрызrи- .
вающие сопла располаrаются с постоянным шаrом (обычно
0,5 1 м). Равномерность распределения воды в таКих системах
достиrается за счет существенно большеrо сопротивления про-
ходу воды в соплах, чем изменение пьезометрическоrо напора
в трубопроводе за счет потерь на трение и восстановление ско-
pocTHoro напора при изменении скорости движения воды.
Методы расчета трубчатых систем распределения воды осно-
ваны на общеизвестных законах rидравлики при движении жид-
кости по трубопроводу с переменной массой. Расчет напорных
водораспределительных систем заключается в определении
таких диаметров труб и скорости движения воды в них, при
которых обеспечиваются примерно одинаковые напоры воды
перед соплами и не происходит засорение труб взвешенными
частицами.
Водораэбрызrивающие сопла. Современные требования к
разбрызrивающим соплам rрадирен в части экономии энерrо-
188
затрат и равномерности распределения воды по оросителю
MorYT быть сформированы следующим образом: они должны
обеспечивать развитый факел разбрызrивания воды с радиу-
сом 1,5 2 м при 5 30 кПа и не подверrаться засорению при кон-
центрации взвешенных веществ в оборотной воде около 100
150 мr/л в присутствии механических включений (окалины,
продуктов коррозии стали и т. п.).
По принципу действия сопла разделяются на центробежные,
струйно-винтовые и ударные. Большое разнообразие сопел обус-
ловлено, с одной стороны, поиском конструкции, которая при
малом напоре воды и достаточной производительности обеспе-
чивала бы требуемые rидравлические характеристики, а с
друrой стремлением Каждой фирмы иметь свою конструкцию
сопла, чтобы изrотавливать все элементы rрадирен на собствен-
ном производстве и по патентным соображениям.
Сопла ранее изrотовлялись, в основном, литыми из чуrуна
или цветноrо металла. За последние 30 лет в нашей стране и
за рубежом для изrотовления сопел стаЛи применять пласт-
массу полиэтилен, полистирол и др.
Сопла из пластмасс не подверrаются коррозии в условиях
работы rрадирен, проще и дешевле в изrотовлении и имеют
меньшую шероховатость внутренней поверхности, что при про-
чих равных условиях увеличивает их пропускную способность.
Пластмассовые сопла обладают также более устойчивыми rид-
равлическими характеристиками.
При проектировании водораспределительных систем rради-
рен соПЛа подбирают с учетом их пропускной способности, ra-
баритов факелов разбрызrивания при располаrаемом напоре
воды и степени заrрязненности оборотной воды. Во всех случаях
расположение сопел на трубах водораспределительной систе-
мы должно обеспечивать равномерное распределение воды по
ПЛо ади оросителя.
На работу центробежных сопел влияют, в основном, значе-
Ние смещения оси входноrо канала относительно оси камеры
закручивания R Bx , диаметр d K и высота h K камеры, а также пло-
щадь входноrо канала fBX и радиус выходноrо отверстия ТО'
rеометрические размеры сопел центробежноrо типа объеди-
Няются обычно безразмерным коэффициентом Ас, называемым
rеометрической характеристикой сопла. Коэффициент Ас
определяется:
для танrенциальных сопел
Ас == R BX To/f Bx ;
(8.14)
для сопел с винтовым вкладышем
в сумме это потери напора в сопле:
Ас == R BX ТО COSrx./fBX'
(8.15)
hw == C(U) /2g),
(8.17)
rде rx. уrол между направлением движения выходящей из
вкладыша воды и нормалью к оси сопла.
Для низконапорных центробежных сопел, применяемых в
rрадирнях, коэффициент Ас имеет малые значения (преимуще-
ственно от 0,1 до 0,4), но для некоторых конструкций, например,
эвольвентноrо сопла с D == 32/79 (d K == 150 мм) Ас "" З. rабариты
факелов разбрызrивания и размеры капель в факелах ударных
сопел зависят от формы и конструкции отражателя, а также
напора воды.
Эффективность работы сопел в rрадирне определяется их
основными технолоrическими (rидравлическими) характери-
стиками, зависящими от заданноrо напора перед соплами:
расхода воды через сопло, радиуса факела разбрызrивания,
распределения воды в зоне факела.
Для всех типов сопел зависимость расхода от напора может
быть получена с помощью уравнения Бернулли
rде c коэффициент rидравлическоrо сопротивления сопла
(насадка).
Очевидно, что ударные и струйные водораспределительные
устройства с прямым проточным сечением имеют значительные
энерrетические преимущества перед центроб.ежными, винто-
выми и друrими соплами, в которых различными препятствия-
ми в виде направляющих, закручивающих и тому подобных
устройств, создающих rидравлическое сопротивление, 'изме-
няется направление движения потока жидкости или ему При
дается вращение.
Из (8.16) и (8.17) получаем
rx.1U) Рl (Zl Z2) Р2
+ + ...... ==
2g Pi ' ,:!g
rx.2U) U)2
+ c 2 (8.18)
2g 2g
rx.1U) Рl
+ + Zl
2g pg
rx.2U) Р2
+ + Z2 + hU),
2g pg
(8.16)
Левая часть выражения представляет собой полный напор
в мерном (первом) сечении перед соплом:
rде U)1' U)2 средние скорости потока в первом и втором сече-
ниях, м/с; а 1 , а 2 коэффициенты кинематической энерrии по-
тока, учитывающие неравномерность распределения скорост й
по ero живому сечению (коэффициенты Кориолиса); g YCKope
ние свободноrо падения, м/с 2 ; Рl и Р2 статическое давление
жидкости в первом и втором сечениях, Па (Krc/M 2 ); Zp Z2 reo-
м трические высоты центров сечений над плоскостью отсчета
(энерrия положения), м; hU) потери напора (энерrии) между
первым и вторым сечениями, м.
Уравнение (8.16) выражает закон сохранения энерrии потока
реальной жидкости при ero движении между первым и вторым
сечениями. Под первым сечением подразумевается сечение
подводящеrо трубопровода на некотором расстоянии перед
. соплом. В этом сечении измеряется напор перед соплом. За вто-
рое сечение принимается сечение струи на выходе (срезе) из
сопла.
На участке между первым и вторым сечениями имеются
только местные потери на вход в сопло и внутри сопла, т. е.
190
rx.1U)
Не == Н п ==
2g
Рl Р2
+ pg + (Zl Z2) p;--
(8.19)
Обычно принимают а 1 == а 2 == а. Коэффициент можно опреде-
Лить расчетом. Как правило, при турбулентном режиме движе-
ния потока в трубах rx. == 1,05 -7 1,1, НО в некоторых случаях rx.
может доходить до 4,57. При ламинарном движении жидкости
в трубах rx. == 2. При обработке результатов стендовых испыта-
ний принимали rx. == 1. Имевшее место фактическое отклонение
rx. от единицы учитывалось величиной 11.
Из (8.16) и (8.19) путем известных преобразований и упроще-
ний получаем расчетную зависимость для определения pacxo
да при истечении жидкости через сопла (насадки):
qc == 360011 Fc /2gHc,
(8.20)
rде qc расход воды через сопло, м З /ч; коэффициент расхода;
191
Fe площадь сечения сопла на выходе, м 2 ; Не полный напор
с учетом CKOpocTHoro напора при подходе потока к соплу и раз
ности отметок точки измерения напора и выхода воды из соп-
ла,М.
Коэффициент расхода (теоретически) характеризует исполь.
зование энерrии жидкости, поступающей в сопло, для создания
скорости (кинетической энерrии) струи, выходящей из соп-
ла. При отсутствии rидравлических потерь он равен единице.
Практический расчетный (общий) коэффициент расхода, полу-
чаемый из опытов (измерений), отЛичается от теоретическоrо
тем, что учитывает разность площадей выходноrо отверстия
сопла и вытекающей из Hero струи, неравномерное распределе-
ние скоростей по сечению потока, условия размещения сопла
на трубе и ососенности методики измерений. Коэффициент
расхода зависит от числа Рейнольдса, размера отверстия и на-
пора.
При праКТlfческих измерениях значение коэффициента рас-
хода сопла может получиться и более единицы. Так, в некото-
рых таблицах коэффициентов расхода сопел приведены их зна.
чения до 1,18. При составлении rидравлических характеристик
сопел используется усредненный в диапазоне рабочих напоров
коэффициент расхода.
Большие исследовательские работы по водораспределитель-
ным системам rрадирен выполнены НИИ водrЕО более чем
за ЗО лет. Эти работы обеспечили широкое внедрение пласт-
массовых сопел по типовым и индивидуальным проектам rpa.
дирен.
В табл. 8.7, составленной по данным испытаний на стендах
НИИ водrЕО, приведены rидравлические характеристики
осНовных типов пластмассовых сопел, применяющихся в на-
стоящее время в rрадирнях. Радиус факела разбрызrивания
R ф измерялся примерно на уровне оси трубы при направлении
факела вверх и на расстоянии 0,8 1 м от выхода из сопла при
направлении факела вниз. Значение радиуса факела в зависи-
мости от характера ero образования в различных направлениях
может быть неодинаковым и изменяться на :t 10% от указан
Horo в таблице. Высота факела h ф измерялась от оси сопла.
Типы конструкций сопел, представленных в табл. 8.7, показаны
на рис. 8.7.
Анализ данных табл. 8.7 в подтверждение имеющеrося опы-
та проектирования и эксплуатации подчеркивает несколько
192
,
!I
!
Q Q)
..,
о. о
u :J: м ..... м '"
Ь :J: u"\ с-- u"\ u"\ ..... "'. ""
.., о. I о. I о. I о' о' I о о.
::t :J:
'" ::Е
:s: u"\ u"\
:J: .EJO 00 u"\ с-- "" С--.
111 '1. м '1 '1. "" "'. '1
'" 'f ..... '1
1:; u"\ u"\ u"\ '" u"\ u"\ I u"\ u"\
с-- u"\ м '" '" ... "" с-- 00. ""'.. '" М. с-- u"\
.., о. о. о. о. о' о. о. о. о. о.
..... ..... о о
'"
.EJO
..,
:s: ::Е
:J:
.., .EJO 00 "'. С--. С--.
1:; .с: .....
111 ""'.. '" '" ..... I
'" '" I I I u"\
о. 00. I '" с-- "" "'. 00. ""'.. С--. м С--. ""
t:: " ..... ..... ",. о' ..... ..... ..... '" I ..... о. ..... о.
'" О.
:r: ..,
111
111
t:
о
u
IQ
О
u
u
!
t
:1:
t;
:1:
=
с::
.....
,..:
ос;
'"
:r
:r
.а
:r
,
'"
::Е
u
о'
::Е
::r:: u
:ci
о.
..,
.::Е ::Е
:;j ::Е
о.
:s:ъ
'" о
1:;
t:: ,Q
о 111
ul:t
t:: о
:s: ><
f-<
::Е '" CJ
о :J: :s:
:r: о.
::Е
.EJO
'"
<:;
с:
о
u
QJ
:;;
;r
11;
QJ
10
о
с>.
...
;r
:3
"" ...
i ,"' 1"'
'J"'>t"-- VJOOOO\DO'\
N" ......j. N о" N" '" N......-4..
u"\ с--
"'. u"\
( .. 00.. .....-4
",J,ooJ \,,,,.,, '1
V1"""'4.....-4.....VJr---NО\ООN
.....-4........-4 N'" ....j. С"'1'"' N"' 'J"')'" ('t1"' С7\" 1.1)"'
i i i
""'.. i ""'.. ""'.. i
("1.......("1.......("1.......("1......1:"1......
о
.....
1::1
О
I:Q
:s:
:s:
:r:
..,. JI
:д
:J: "t)
,Q .
1:; '"
'" .....
:s: '
::!
11
!i: Q
'"
f-<
о
'"
11
"t)
'"
м
JI
-б'
'"
.....
,
о
'"
11
Q
vi
.....
,
'"
м
JI
Q
<r1
...
11
"t)
f.. .ь
:J: 1:;
.., ..,
2
а :J: .....
. . JI
..,
.., 1:; "t)
0\0
:J: О "".
,Q о с--
1:; 111,
'" :s: '"
:s: ... м
::! о 11
g. Q
з: 4) Q)"
'" о о
f-< :J: :J:
'"
'"
,
'"
м
11
Q
'"
м
",.
I
м '"
N"'O'"
'"
<:
с: 00
о
u 00 i
QJ ..... .....
:;;
ф
о
...
;r
:r
ф .....
6 .....
;r I
}:1 ...... 00...
"'.....с--
с>.
...
l)
.....
,.
..... м
00" ('t1"
м
I
u"\
м о.
'"
I
'" .....
о
u"\
.....
6
.....
1::1
О
I:Q
:S:
:s: 11
:r: о
"t)
4i'
о р.,
:t: u"\
\о'"
»'
0.0
... u"\
u 11
Q
11
"t)
... ..
cт)fs1
.., :s:
о :r:
I:Q
::!
2 ;:;:
1:;
о
(Т)<
...,
.....
193
"-
oci
"
...
Q)
;:1
:I:
Q)
'"
ci
1с>
О
194
<'1 <'1 '" ..... 00 <'1 <'1 ,..., <'1
00 00 00 '" 00 00 00
с:;" с:; t-- 00
4) 4) c c с- о с- с- c
О. О
<.> Х ..... .... <'1 '" ..... <'1 <'1 <'1
Ьх '" '" 00 '" '" '" 00 00 00
4) с- с- о с- с- с- с- о c
Х
о!
4)
о!
-&
4)
:s:
х
4)
IQ
о!
О.
t::
о!
:r:
'"
:s:
х
IQ
::!
-&
.<::
..
О.
V
IQ
IQ
::!
-&
Q:;
Р'
......
'"
::!
<.>
о'
::!
:Z:<.>
:Q
о.
v
::! ::!
::! ::!
o.
:s: .
о!
:Q
t:: IQ
о......
<.>
t:: о
:s: ..
f--<
о.
v
::! о! <.>
О Х :s:
:r: о.
::!
-&
Q:;
t--
cf
'"
\D <o::t" r--- \D
0"0"'0"'0'"
.....
'7
<'1
<o::t""' м"' \о
t--
'1-
.....
\D о'" 00
<--- <[ '"
I ..... ..... I
...О"N"t.n..t"--...
С"') N...... N......
<'1_
.....
I
'" 00
0"'0"
'1
'" '"
..... ,...,
........0...
00_
.....
I
'"
00 00
"':0'"
"'-
'1 '1 '1 i
v) I.f") L/"') L/"')
N о" м 0.......;-0('.1......
с
.....
11
о: о
:s:
00-
::! .....
ь 11
f--<Q
r--
00
'"
<'1
.....
11
о
,...,-
<'1
......
С
'"
11
Q
.... :s:"'
11 Х
.J'
-& -
_С
8
x
;!! 11
Q
:-
о Р'
Х
>:S:
о!
:3F
'<:>
'" N..
<'1- <[
t:3й"J...-4
2 ........ .....j'......... о'"
О
"
Q)
:о '"
:I: <'1
о.. ...... f""'t
'" ..... \Q
",J,,,,d,
r-: LЛ'" <o::t""' N
v-
о
хоо
11
v о
о! _
-&'"
,...,
11
::!Q
"-
'"
'" '"
cf -
"'''' I
С"')...... с"') N
0"0"0"'0"
<'1 <'1
I I
"'- '"
0......0
:i
v
<'1
V,...,
:;; 11
Q
6
о
E!
о
"':;:
;:;:;:
u:r:
00
::!
v
v
...
о!
!I:
о!
о.
...
о ....
Q
<.>
v ....-
P'<'I
U
о р..
uu
'"
'"
<'1_
'1
'" <'1
..... .....
0"0'"
'"
'1-
'"
<o::t" N М......
0"'0"'0"0"
'"
00
'1- '"
"'""!.
<'1
I
'" 00
.........0...
""'..
<'1 ,...,
I I
...... \D <o::t" со
..........0..........0..'
<--_
t--
...._ I
'" '"
'"
00
[---
I
'" .....
'" '"
.. tf"')" \D
....
'"
I
'"
'"
"'-
<'1
"'..1
..... .....
'" '"
<1 <1
'" '"
о ..... с;'
....
<'1
11
Q
:i
v
v
...
о!
!I:
о!
о.
...
о
::!
:Q
х <'1
t::<'I
а (1) 11
bQ
ut:::
....
<'1
11
Q
....
<.>
:s:
о.
со>
....
....
....
00_
'1
СС).. 00..
..... .....
I I
OOL/100\D
.......................... .........
00
.....j. .........
'" ....
cf '1-
М...... N......
о'" 0"'0"'0'"
'" <'1
м'" м'"
I I
N 0'\ ..... \D
..........0...........0...
'" '"
'1- '" '1-
С"')...... N.....
0"0"0"0'"
.....
,...,- 00
I
LЛ"й"... <o:t"...1
..... о............
"' '"
'1 '1
й" й" с"') с"')
0"0.................;.
<'1
11")1 i
tr) tr) t"-- с----.
0"0"'0"0"
'" ,...,
м'" м'"
I I
\о \D t"-- с----.
............................ .......
00
..... <'1- <'1 <'1 ""'.. <'1 "'-
..... ..... t-- '" ",- '" ..... f .....
I I - <'1_ ..... <'1 '1 1 '1 '1
00 t-- "'_ <--_ i I
",- .... '" N ",- <'1_ '" "', <--_ <--_ '" '"
00 '" .... ,..., ..... ..... ..... '" .... ",- .... ..... ..... 00- 00
'" '" t-- '" '" '"
<'1- <'I '1 'Т' с- <'1- <'1- '"
I I 1 I I N.. "'-
'" '" ,..., t-- ,..., "'- ,..., "'- '" '1 '1
о ..... с- ..... о о с' с c с ..... о
:s:
::r
х
о!
о.
о
"-<
t::!
О
:;:
:;: о:
:r:
aJ о
о t::
... ::!
о! о
Р'
сз I!
xQ
-&(1)
U :s:
'"
<'1
11
Q
ъ.
о.
Q
t::!
v
х
о
- - ,
с !:' :s: '"
:Q :Q
::! ::! ::! 11
11 Q
&Q&b
00
,...,
......
'"
....
11
Q
00
<'1
11
Q
'" ,.,
.... ....
....
....
' :l
aJ v
о v Р'
... Р' о
о! о
Р' - v
::! v о.
о. о!
v о о! ... '"
'" :it .. ... '" "'
<'1 ... V ..... ... <'1
11 о ... ... 11 <.> 11
... ::! о: v
Q о :s: t:: Q а Q
х
'"
....
t--.
00
'"
...
Q)
::s
;r
Q)
!(
IC>
О
it
Q) Q)
'" о
b
Q)
:::t Х
.,
1::
Q)
:.:
'"
-&
'"
:s:
х
..
Q)
:s:
х
Q)
1::
..
'"
'"
t:
'"
:r:
::i
-&
.с:
"
'"
Q)
..
..
::i
-&
D:;
:>'
.....
м
::i
::i
:х:: и
N N N t.r) 00
00 00 а.. 00 00
с3' о'" 0-' о" с3'
::i
-&
D:;
'" '"
{ oro .),
t.n..t.n.. ........-I...
.....-1 ....-I
I I
oro
'"
\о ,.., 0'\..
'Т" oro 1 I 'т '1
('f')('f')""II:t"-.:t't.r)t.r)\О\О\О\С)
о'" С;,"' о'" о" с;)' с3' о'" с3' о'" с:3'
r--
",'
f ","
..... I
.............-1.......-1............
а..
t.r) м'" 00
;:. oro.), <,{
М..М..."""'"...C'I...
...... ...... ...... ...... ......
U
о'
а.., ....
0'\.. \о ...... М....
'1 1 ... 1 i
М..М... -.:t'..-.:t'.. I r---...r---... r'f1..
NN('f')("f")\D\D\D\Ooooo
'"
I
f
..... .....
oro oro
м" N N
I I I
...... ...... ...... ...... ...... ......
:д
'"
Q)
::i ::i
'" ::i <i :z :z :z :.:'
., :s:'
"'....:: о Q) Q) Q) Q)
:s: .t:t ... :.: :>' :>' :>' :>'
'" :>' о о о о
о :>' о <: <: <: <:
., " ,11 = 1:: Q) Q) Q) Q)
<: :д <: х Q) '" '" со '"
r: Q) о '" '" '" '" '"
O '" :s: '" r-- "'с ....... ..."" ... 00
U t:t '" '" ........ од'" ОД'" ,11'" ,11 '"
... »
t: о о ... :s: 11 ... 11 ... 11 ... 11 ... 11
:s: " .... х g.Q 11:: Q 11:: Q 11:: Q 11:: Q
E--< о Q) t: t: t: t:
Х ::f
=
'" r--
Q) 00 ""
::i '" u .....
о Х :s:
:r: '"
.....
I
1>: со
'" ...
'" Q)
о ::i
... '"
.. :s:
:д t:t
t:t I
о о
.. ""
:i
g ::i
'" 11::'
Х :s:
::i Х
Q) Q)
:>' '"
о "
\D :s:
'" ..
со '"
'"
::i :д
о со
::i Q)
4' ::i
» '"
:.:
Q) со
::i ...
о Q)
:.: ::i
Qj '"
со
I
t: :.:
'" ""
2'"
о .
U '"
'"
:.: о
:s: U
...
U О
:s: ....
со о
Q) Х
... Х
:.: '"
:s: t:t
... '" :.:
U " :s:
'" ...
:>' U
>:>: '"
о :.: Q)
Х о ...
Х Со:.:
Q) t; aj
U 1>: "
'" Х "
... ii
.g
'" '"
11:: со ..
'" Х ...
I .. о ::i
" '" '"
'" Q) '" <i
<: i:: t: <:
5 ,....;
u .. t:t
" 11:: I "
:д :s: '" :s:
Х Х :.:
a.i 8. м
со :>' ... ..
t; Q) U
"'::i 11::
со :s:
со '" Х
. i::
ь ь
общих положений, которые необходимо учитывать при разра-
ботке и применении сопел в I'радирнях.
1. Каждому типу сопел соответствует свой номинальный
напор, который обеспечивает наиболее рациональные харак"
теристики при работе сопла, учитывая диапазон плотностей
орошения и необходимость paBHOMepHOI'O распределения воды
путем перекрытия факелов.
2. Наименее энеРI'оемкими являются ударные сопла, но они
обладают и большим радиусом разБРЫЗI'ивания, что при полом
факеле может создать затруднения в обеспечении равномер-
Horo распределения воды по площади оросителя.
3. Технические характеристики сопел очень чувствительны
к изменениям размеров их элементов и соотношений этих раз-
меров. Даже кажущиеся незначительными отклонения от ре-
комендуемых размеров элементов сопел MOI'YT привести к су-
щественному уменьшению расчетноI'О значения R ф и наруше-
нию равномерности орошения площади факела, а также ска-
заться на значении 11. Поэтому при ИЗI'отовлении водораспреде-
лительных устройств необходимо CTpOI'O соблюдать их рекомен-
дуемые размеры. В случае отклонений размеров необходимо
проводить проверочные исследования ИЗI'отовленных сопел.
Для получения хороших результатов разработка новых, oдep-
низация существующих конструкций и их производство долж-
ны сопровождаться выполнением основательных научно-иссле-
довательских работ.
4" При вЫборе сопла для конкретной I'радирни следует учи-
тывать следующие критерии: имеющийся или расчетный напор
воды; I'абариты факела, их соответствие размерам I'радирни и
схеме подачи водь! (вверх вниз); возможность обеспечения но-
минальным " CXOДOM qc расчетной плотности орошения qж при
установке ОДНОI'О сопла на каждые O,8 1,5 м 2 площади ороше-
ния I'радирни; в случае заI'рязненной воды способность конст-
рукции сопла пропускать ее, не засоряясь; стоимость с учетом
доставки; качество ИЗI'отовления (соответствие ТУ). В каждом
конкретном случае любой из указанных выше критериев или
сочетание ДBYX Tpex критериев MOI'YT быть определяющими.
ИНОI'да в качестве водоразБРЫЗI'ивающих сопел для I'радирен,
если это экономически оправдано, применяются форсунки
ШИрОКОI'О назначения, например форсунка каскадная высоко-
производительная типа фr (рис. 8.7, N° 17). СОI'ласно проспекту,
форсунка типа фr предназначена для среднеI'О и I'рубоI'О рас-
197
"
.....
::::. ....
Центроlрежные сопла
2 0150 J
пыления жидкости в rрадирнях, скрубберах, конденсаторах,
а также для распыления заrрязненной жидкости большой тем-
пературы с частицами размером до 10 15 мм. Форсунка изrо-
тавливается из нержавеющей стали или металла, защищенноrо
от коррозии специальным покрытием. Конструктивно она пред-
ставляет собой мноrотарельчатое сопло диаметром 35 мм, рас-
считана на применение с расходом qc до 70 м З /ч при напоре
Нс до 25 м. Характеристика может быть представлена форму-
лой
020 r.,
;::
.....
NJJItJ .".
И3б"!
Стр!/йно-в//нтовые сопла
.f т .2" о тр.2"
0"'0
S'ilapHI1'8 сопла
Iro 8 0 D .f rж t;1 JО ' 0150
tr) ... .....
т .1 .# М.10 02'"
ИЗо
12 rt>lf2
При установке Bcero расчетноrо числа сопел факелами раз-
брызrивания, направленными вниз, сеть труб меньше зашлако-
вывается по сравнению с установкой сопел факелами вверх,
но условия для охлаждения капельноrо потока перед ороси-
телем ухудшаются. Для непрерывноrо удаления заrрязнений
из труб достаточно размещать в нижней их части для работы
факелами вниз примерно 25% расчетноrо числа сопел; осталь-
ные 75% сопел устанавливаются факелами вверх. Во всяком
случае "промывные" сопла, направленные факелом ВНиз,
рекомендуется устанавливать на тупиковых участках труб.
Для этоrо целесообразно применять сопла с прямым каналом.
Размеры капель при разбрызrивании ВОДЫ соплами. Опреде-
ление rранулометрическоrо состава капель в потоке воздуха
200
7
qc == 13,8Щ.
11
0130
1+
15
Рис. 8.7. Водораэбрыэrивающие пластмассовые сопла
198
16
мл
Рис. 8.7 (продолжение)
(8.21)
17
rp. lf+ "
9)3,
'5
t\;j
199
сопряжено со значительными трудностями. Для этой цели cy
ществует ряд методов, которые условно можно ра зделить на
три rpynnbI: 1) метод непосредственноrо измерения капель;
2) методы, основанные на замене жидкости расплавленным
веществом, капли KOToporo отвердевают при движении в ат-
мосферном воздухе; 3) косвенные методы (фотоrрафирование
и др.).
Обработку статическоrо материала по дисперсности рас-
пыла производят преимущественно в безразмерных критериаль-
ных параметрах, определяемых в зависимости от rеометриче-
ских размеров разбрызrивателей, скорости, вязкости, плотности
и nOBepxHocTHoro натяжения разбрызrиваемой среды. Теорети-
ческих формул для определения размеров капель не существу-
ет. Поэтому обобщенные экспериментальные критериальные
зависимости получают исходя из теории подобия и анаЛиза
размерностей.
В зависимости от принятоrо способа усреднения диаметра
капель распределение их по фракциям получается различным.
Это усреднение может производиться по числу d ep ' площади
поверхности d f или объему d v капель:
d ep LПjdj
п
d f I 1
П '
fFiI
d v I I
== 3 ,
П
(8.22)
(8.23)
(8.24 )
rде пi число капель данноrо диаметра; п общее число ка-
пель.
Более характерным для оценки площади поверхности воды
в факеле является средний эквивалентный диаметр (диаметр
по Заутеру):
r п'd З
I I
d == 2
э L Пidi
d З
v'
== 2"'"'
d f
(8.25)
Если принять за единицу среднеарифметический диаметр
капель d ep , то диаметр d f больше d ep в 1,5 раза, d v в 1,2 раза и
d э в 1,3 раза.
200
Специальным прибором, разработанным в нии водrЕО,
были измерены размеры капель в факелах разбрызrивания со-
пел из пластмассы. При статистической обработке результатов
для каждоrо опыта определялся средний арифметический
d ep и эквивалентный d э диаметры капель. Получены опытные
коэффициенты для определения диаметров капель d ep и d э , мм,
в зависимости от напора воды перед соплом Не В формулах
d ep == Cep/Vii::,
d э == Сэ/Щ,
(8.26)
(8.27)
rде Сер, С Э коэффициенты, определяемые экспериментально
для данноrо типоразмера сопла (табл. 8.8).
Таблица 8.8. Коэффициенты Сер и С Э по ДaННЬD4 опытов
Направление факела
Сопло
вниэ вверх
Сер С Э Сер С Э
Танrенциальное, Dy = 20 х 12 мм 23 34 24 42
С эубчатым отражателем, Dy = 32 мм 28 42
Танrенциальное, Dy = 32 х 16 мм 27 50 28,5 50,5
в критериальной форме с учетом rеометрических размеров
сопел, режима истечения и физических свойств жидкости
(вязкости, плотности и nOBepxHocTHoro натяжения) выражение
имеет вид
d /d == 47 85А О.6Rе О,7п о,1
э о , с '
(8.28)
rде d o диаметр выходноrо отверстия сопла, мм (для вычис-
11;
лений Re и П, м); П == определяющий критерий.
Р Ж о d o
При проведении опытов входящие в (8.28) параметры измен я-
Лись в следующих пределах: Ас == 0,1 ..;.- 0,26; Re == 21500 ..;. 86400
и П == (0,08 ..;.- 0,125) . 10 5. Максимальное отклонение значений
диаметров капель при вычислениях по (8.28) от опытных данных
не превышало 20%, что в технике разбрызrивания жидкостей
считается вполне приемлемым.
201
Таблица 8.9. Размеры капель при разбрызrивании воды соплом
раструбныw D 50 х25Р по (8.28) (d o 25,5 .10 3 м;
Ас 0,112; Re 112300 +- 252000; П 5,4 . 10 7)
ле 2 Mlc диаметр витающих в воздухе капель составляет 0,5 мм.
Кроме 'r'oro, мелкодисперсное разбрызrивание воды при водит
к необходимости уменьшения rеометрических размеров сопел,
что вызывает засорение их взвесью оборотной воды и увеличе-
ние энерrетических затрат на разбрызrивание. Следует пом-
нить, что основное назначение сопел является возможно бо-
лее равномерное распределение воды по оросителю при мини-
мальных энерrетических затратах, чему способствуют оПтималь-
ные размеры капель, равные 2 3 мм.
Оценка неравномерности распределения воды соплами.
Удельные потоки воды в факелах сопел распределяются нерав-
номерно не ТОЛько по радиусам, но и ПО окружностям. Это прин-
ципиально усложняет теоретические расчеты распределения
воды в rрадирнях при rрупповой работе сопел. Они MorYT быть
выполнены с допущением некоторой поrрешности путем осред-
нения эпюр q(r) по разным направлениям (радиусам) факела.
Неравномерность поля орошения rруппой сопел можно толь-
КО в первом приближении определить в результате решения
rеометрической задачи о наложении концентрических полей
орошения. Кроме Toro, что поля орошения случайно асиммет-
ричны, результирующее поле формируется и процессами rид-
родинамическоrо взаимодействия факелов. Это ПрИНЦИПиаль-
но усложняет решение.
Использование в расчетах водораспределения по оросителю
эпюры q(r) при водит к очень rромоздким вычислениям супер-
позиции эпюр отдельных сопел. Поэтому желательно опериро-
вать некоторыми компактными характеристиками неравномер-
ности орошения в факеле отдельноrо сопла. Обычно неравно-
мерность ПОТОков оценивается коэффициентами неравномер-
ности, которые MorYT быть вычислены различными способами.
В теории расчета водораспределительных устройств rрадирен
по аналоrии с распределительными устройствами аппаратов
химической технолоrии мерой неравномерности q(r) считает-
ся модуль отклонения средней плотности орошения от q. Сред-
нее значение q и средний модуль отклонения от Hero MorYT
рассчитываться с различными весовыми коэффициентами, что
отражается на количественной оценке неравномерности оро-
шения.
Неравномерность орошения площади единичным соплом,
Получаемая в виде опытной эпюры q(r), может оцениваться
ПО (8.28) с достаточной для практических расчетов точностью
можно определить размеры капель при разбрызrивании воды
центробежным соплом, если известна ero rеометрическая ха-
рактеристика Ас, режим работы (число Re) и физические свой-
ства воды (параметр П).
В качестве примера в табл. 8.9 приведены вычисленные по
формуле (8.28) размеры капель при разбрызrивании воды рас-
трубным соплом D == 50/25Р (рис. 8.7).
При разбрызrивании воды центробежно-струйными форсун-
ками с диаметром выходноrо отверстия d o == 1 +- 25 мм при пере-
паде давлений Р == 0,05 +- 1 МПа В. С. rалустов рекомендует
следующую формулу для определения диаметров капель
d э , мм:
d == О 154P 0,44 d o ,23 ( 8.29 )
Э' о ,
rде d o , мм.
Например, для цельнофакельноrо сопла D == 50/40 (d o == 15 мм)
диаметр капель при Р == 0,05 МПа (5 м вод. ст.) d э == 0,154 х
х 0,05 O.44 . 150,23 == 1,07 мм.
При выборе типа сопел следует учитывать, что при тонком
распыливании воды капли мелких фракций MorYT уноситься
уходящим из rрадирни воздухом или же полностью испарять-
ся, что увеличивает потерю воды и при водит К увлажнению воз-
духа, ухудшающему охлаждение остальных капель. По данным
Л. д. Бермана при скорости воздуха в противоточном охладите-
Не, м Qe' мЗ/ч dэ,мм d ep ' мм
1 7,78 5,9 4,6
1,25 8,7 4,8 3,7
1,5 9,53 4,6 3,5
1,75 10,29 4,3 3,3
2 11 4,1 3,2
3 13,52 4 3,1
4 15,61 3,2 2,5
5 17,45 3 2,3
202
203
коэффициентом K p:
Rф
L I q (r) ql 6. r
r'" О
K p
(8.30)
qRф
rде q среднее значение q(r), получаемое делением площади
эпюры на радиус факела R ф .
Среднеквадратический критерий неравномерности орошения
вычисляется по формуле
K p == Oq/ q,
(8.31 )
rде 02
q
R ф
2 L q2(r)r6.r
r'" О
((i)2.
R 2
Ф
ПО всем оценкам наблюдается следующая закономерность:
для сопел, установленных факелом вверх, с ростом напора He
равномерность уменьшается, для сопел, установленных факе-
лом вниз, увеличивается.
Условие, при котором поток воды q в любой точке зоны оро-
шения факела одиночноrо сопла одинаков и равен средней
плотности q, характеризуется коэффициентом HepaBHOMepHO
сти K p == О.
Соплам, приведенным в табл. 8.7, при рабочих напорах свой-
ственно неравномерное распределение воды в отдельном фа-
келе, т. е. Кнр> О. Опытные значения коэффициента K p в за-
висимости от условий работы сопел даны ниже:
Условия работы сопел
Нс '" 2 + 4 м; факелы направлены вниз; расстояния
от сопел до верха оросителя равны 0,8 1 м; Rф '"
'" 0,2 + 1 м . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Нс '" 0,5 + 2,5 м; факелы направлены вверх; pac
стояния от сопел до верха оросителя равны 0,25
0,5 м; Rф '" 0,5 + 3 м . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
,
Кнр
0,б 1
0,8 ,2
Первой причиной неравномерности водораспределения в
rрадирнях является неравномерность факела орошения от
204
единичноrо сопла; второй невозможность такой установки
сопел (даже с равномерным факелом каждоrо), при которой
суперпозиция этих факелов давала бы равномерное поле
удельных потоков воды в оросителе. Закономерности как пер
вой, так и второй неравномерности MorYT быть rлубоко изуче-
ны только экспериментально.
Решением задачи определения неравномерности распреде-
ления воды rруппой сопел является отношение среднеквадра-
тическоrо разброса плотности орошения по всему оросителю
к средней плотности орошения. Анализ результатов широких
экспериментальных исследований позволил получить для
различных типов сопел среднестатистические с язи между
средней пЛотностью орошения q, определяемой установкой
сопел и напором, и среднеквадратическим отклонением плот-
ности орошения от О q'
Все характеристики построены в диапазоне напоров от мини-
мально допустимоrо, при котором факел полностью racHeT и
вода падает на ороситель струей, до напора, превышение ко-
Toporo не рекомендуется по энерrетическим затратам на подачу
воды. При ориентации сопел факелом вверх rраницы напора
равны соответственно 0,5 1 и 2--4 м при ориентации факелом
вниз 1 и 4 м.
Опытные данные о распределении воды rРуппой сопел при
взаимодействии факелов разбрызrивания обобщены следую-
щей эмпирической зависимостью:
, ( f ) 0,4
Кнр == МК нр ,
НсRф
(8.32)
rде М безразмерный коэффициент, зависящий от расстояния
от сопел до оросителя (при факелах вниз) и направления факе-
Лов разбрызrивания; f площадь оросителя, обслуживаемая
одним соплом, м2.
Независимо от типоразмеров сопел при их установке факела-
ми вверх коэффициент М == 0,6. При факелах сопел, направ-
ленных вниз, значения этоrо коэффициента равны:
Расстояние от сопел до верха оросителя, м 0,5
Коэффициент М . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,3
0,75
0,9
1
0,5
Отклонение данных Кнр, вычисленных по (8.32), от опытнЫх
или расчетных значений не превышает :t 9,5%, что для инже-
205
нерных расчетов распределения воды в rрадирнях является
вполне приемлемым.
Например, для сопел раструбных с D == 50 х 25Р по (8.32) Кнр ==
== 0,13 (Н С == 1,5 м; K p == Oq/(j == 0,25; f == 1,56 м 2 ; R ф == 1,4 м и М ==
== 0,6). Расчетом на эвм перекрытия факелов этих сопел с ис.
пользованием экспериментальной эпюры q(r) одиночноrо фа-
кела получено Кнр == 0,12, т. е. отклонение от расчетных значе-
НИй [по (8.32)] СQставляет 8%.
Допускаемая неравномерность распределения воды сопла-
ми по оросителю rрадирен KHp:S;; 0,25.
Системы распределительных труб и лотков. В rрадирнях мо,
rYT применяться трубчатые или лотковые системы распределе-
ния воды. Напорные трубчатые системы в сравнении с лотковы-
ми безнапорными создают меньшее сопротивление проходу
воздуха, менее Чувствительны к колебаниям расхода воды и
проще в эксплуатации. По этой причине в нашей стране при-
мерно с 1970 r. rрадирни проектируются и строятся с трубчаты-
ми водораспределительными системами. Однако за рубежом
лотковые водораспределительные системы широко исполь-
зуются. Они более экономичны по энерrозатратам на подачу
БСщы на rрадирни.
Схема трубопроводов в плане принимается соответственно
форме поперечноrо сечения rрадирни. При работе этих систем
происходит Снижение расхода в направлении движения воды
по трубопроводу (лотку) вследствие попутноrо ero оттока че-
рез разбрызrивающие сопла (насадки).
rидравлический расчет систем заключается в определении
диаметров маrистральных и распределительных труб При за.
данном напоре воды в начале системы, при которых обеспе-
чивается относительно равномерное распределение расходов
воды по трубам и через разбрызrивающие сопла.
Показателем равномерности распределения воды трубой
т тр между установленными на ней соплами служит отношение
расхода воды через первое qCl И последнее qС.П по ходу движе-
ния сопла, т. е.
т тр == qCl / qс.п,
(8.33)
Применительно к rрадирням следует добиваться, чтобы по-
казатель равномерности распределения воды т тр == 0,9 -;- 0,95.
Он является функцией отношения площади всех отверстий
f OTB в CTeHj<e дырчатой трубы к площади ее поперечноrо сече-
206
ния fTP' Это отношение принято называть конструктивным
отношением дырчатоrо распределителя Kw' Указанное значе-
ние т тр == 0,9 -;- 0,95 достиrается при конструктивном отноше-
нии Kw == 0,2 -;- 0,25, т. е.
Kw == I. fOTB / f Tp == 0,2 -;- 0,25.
(8.34)
Опыты, проведенные в НИИ водrЕО А. И. EropoBbIM, пока-
зали, что показатель равномерности распределения воды дыр-
чатой трубой определ яется форм улой
т тр == (1 0,35K w ) J l 0,36K ,B (8.35)
Характерной особенностью истечения воды через разбрызrи-
вающие сопла некоторых конструкций является неполное за-
полнение водой выходноrо отверстия (несовершенное сжатие
струи). Например, в центробежных соплах, в которых происхо-
дит закручивание потока, по оси выходноrо отверстия часть ero
площади незаполнена водой (степень заполнения зависит от
rеометрической характеристики Ас и напора воды). В связи с
этим при расчетах площади отверстий fOTB в (8.34) для сопел
с закручиванием потока следует исходить не из фактическоrо
диаметра выходноrо отверстия сопла d o , а так называемоrо
"приведенноrо" диаметра d пр ' При расчетном d пр обеспечива-
ется такая же подача сопла, что и при диаметре d o , но с совер-
шенным сжатием струи, которое имеет место при истечении
воды через цилиндрический внешний насадок с коэффициен-
том расхода j.1 == 0,82.
Приведенный диаметр d пр , мм, определяется по формулам:
для центробежных и струйно-винтовых сопел
j 4qc '
d пр == 1000;
j.1 П v 2 g Н с
(8.36)
для ударных сопел, в которых истечение воды происходит
через отверстие в виде кольца, образованноrо кромкой выход-
Horo отверстия в корпусе и несколько утопленным в Hero отра-
жателем,
d пр == ..j4fк/П
(8.37)
rде qc пода ча сопла, м З / с; !.I коэффициент расхода, принимае-
207
мый как и для цилиндрическаrа наса.р,ка равным 0,82; f K пла
щадь кальцеабразнаrа выхаднаrа атверстия, мм 2 .
Для ударных сапел с Kpyr лым выхадным атверстием с исте
чением струи при савершеннам сжатии расчеты d np не требу
ются.
В практике праектиравания и реканструКЦИИ rрадирен тип
устанавливаемых сапел чаще BCera известен, чтО' абуславлена
наЛичием их праизвадства и вазмажнастью приабретения.
Обычна задан и свабадный напар вады на атметке распалаже-
ния вадараспределительнай системы, а следавательна, извест-
на и числа требуемых к устанавке сапел, апределяемае па аб-
щему расхаду вады на rрадирню с учетам характеристики
qe He адиначнаrа сапла. В связи с этим задача расчета Baдapac
пределительнай системы rрадирни свадится к апределению
диаМетрав труб при указанных известных уславиях, абеспечи
вающих равнамерный аттак вады па длине.
Степень равнамернасти распределения расхадав вады меж
ду саплами зависит ат саатнашения патерь напара (сапратив
ления) в них и па длине распределительной трубы. При этам
степень равнамернасти мажна павысить увеличением патерь
в саплах или уменьшением их па длине трубы.
Патер и напара в саплах мажна павышать путем уменьшения
числа сапел или их праизвадительнасти. Снизить патери напа-
ра па длине трубы мажна увеличением плащади ее папереч
Hara сечения. Если распалаrаемый напар недастатачен или
увеличение диаметра труб нежелательна, та равнамерное pac
пределение мажет быть дастиrнута путем изменения расстая-
ний между саплами при заданнам напаре (в этам случае па-
требуется применить друrай тип сапел синай характеристикай
qe Не) или уменьшения диаметра трубы па хаду движения Ba
ды, выпалняя ее телескапическай фармы для васстанавления
cKapacTHara напара.
Перед расчетам диаметрав труб разрабатывается схема Baдa
распределительнай системы с указанием расстаяния между
трубами и саплами в плане и па высате да арасителя и вада-
улавителя.
В rрадирнях с плащадью арашения 400 м 2 И балее систему
распределения вады целесаабразна разделять на центральную
и периферийную заны арашения с падвадам вады к ним па ca
мастаятельным трубам, вазмажнастью их палнаrа атключения
и пере распределения вады с центральнай на периферийную
208
зану. Такае устрайства системы паз валяет эксплуатиравать
rрадирню зимай с павышеннай платнастью орашения пери
ферийнай заны или правадить ремантные рабаты внутри rpa
дирни без палнаrа ее астанава. Систему трубаправадав pac
считывают исхадя из уславия прапуска 60% абщеrа расхада ва-
ды на rрадирню периферийнай частью и 40% центральнай.
Затем вычисляется каэффициент неравнамернасти распреде-
ления вады па арасителю Кнр па (8.32). При Кнр 0,25 приступа
ют к расчету диаметрав труб, при Кнр> 0,25 пересматривают cxe
му распалажения трубаправадав, сапел и режим их рабаты или
принимают друrай типаразмер сапел. Павтаряют расчет каэф
фициентав неравнамернасти Кнр да тех Пар, пака ан не дастиr
нет указаннаrа значения.
Диаметр маrистральных и распределительных (рабачих)
труб предварительна рассчитывается исхадя из (8.34). При этам
кантралируют скарасть движения вады: в маrистральных тру-
бах ана далжна быть акала 1,5 2 м/с, в распределительных
не балее 1,5 м/с. Скарасть вады менее 0,7 м/с принимать не pe
камендуется из уславия предупреждения асаждения взвеси
в трубах.
Распределительные трубы MarYT быть стальными, асбесто
цементными и пластмассавыми; маrистральные преимущест
венна стальными. Паверачные расчеты диаметрав труб, пред-
варительна апределенных па (8.34), праизвадятся па извест-
ным фармулам rидравлическаrа расчета трубаправадав с Пере
меннай массай.
При саматечных вадараспределительных системах скарасть
движения вады в рабачих латках принимают равнай 0,2 0,3 м/с,
а в маrистральных 0,5 0,7 м/с. Для абеспечения нармальнай
работы сливных трубак, устраиваемых в днище рабачих латкав
с шаrам 0,7 1 м, rлубина вады в них далжна быть не менее 0,2 м.
Для удабства абслуживания (чистки, смены сливных трубак
и пр.) желательна иметь высату латкав не балее 350 мм и шири
ну их не менее 100 мм. ВО' избежание значитеЛьнаrа стеснения
rрадирни при бальших платнастях арашения высата этих лат
Кав давадится инаrда да 600 800 мм. Диаметр сливных трубак
далжен быть не менее 15 мм из уславия предупреждения за
сорения и апределяется ан па фармуле (7.6).
Разбрызrивающие тарелачки размещаются на 0,5 0,6 м ниже
выхадных атверстий сЛивных трубак cTpara па их вертикальнай
аси. При расчетах латкав пальзуются абщеизвестными фарму
209
лами для определения потерь на трение и местные сопротив-
ления.
Пример 8.2. Рассчитать диаметр распределительных труб
напорной водораспределительной системы секции rрадирни с
площадью орошения F == 144 м 2 (12 Х 12 м) и удельной rидравли-
ческой наrрузкой qж == 10 м З /(м 2 . ч). Располаrаемый напор воды
в распределительной системе Н =о 3 м.
Решение. Принимаем водоразбрызrивающие сопла TaHreH-
циальноrо типа с D == 32/22 (d o == 22 мм), изrотавливаемые в
НИИ водrЕО. Предусматриваем их установку для работы фа-
келами разбрызrивания, направленными вниз, при расстоянии
от сопел до оросителя, равном 1 м. Для определения rидравли-
ческих характеристик сопел воспользуемся табл. 8.7. При Не ==
== 3 м подача qe == 5,26 мЗ/ч == 0,00146 мЗ/с, радиус факела разбрыз-
rивания на Р асстоянии 1 м от сопла R Ф == О 9 м 11 == О 5 М К' ==
, , ,... , , HP
== 0,72 (с учетом Toro, что большему напору соответствует боль-
(
шее значение Кнр)'
Приведенный диаметр сопла, по (8.36)
d пр == j
4.0,00146
0,82.3,14 "/19,62.3'
. 1000 =о 17,2 мм.
Приведенная площадь выходноrо отверстия сопла
3,14 .О,ol72 2
4
f пр ==
=о 0,23. 10 З м 2 .
Число сопел; =о qжF1qе == (10 . 144)/5,26 =о 274 шт.
Принимаем к установке 270 сопел. Составляем схему распо-
ложения маrистральных и распределительных труб и сопел.
Принимаем десять распределительных труб длиной по 10 м.
На каждой трубе устанавливаем по 27 сопел: 14 шт. с одной сто-
роны с шаrом 0,74 м и 13 шт. с друrой с тем же шаrом, но со сме-
щением на 0,37 м. Площадь оросителя, обслуживаемая одним
соплом,
fe =о qe /qж == 5,26/10 =о 0,526 м 2 .
Коэффициент неравномерности распределения воды по оро-
сителю rруппой сопел по (8.32)
210
( О 526 ) 0.4
Кнр =о 0,5. 0,72 =о 0,187.
3.0,9
Для примера определим диаметр одной распределительной
трубы.
Поступление воды в трубу
ql =о q ж F/10 =о (10. 144)110 =о 144 м З /ч =о 40 л/с.
Площадь поперечноrо сечения трубы по (8.34) при Kw 0,2
f Tp =о r.fOTB/Kw =о (6,21.10 З)/0,2 =о 31,05 .10 З м 2 ,
rде r.f OTB =оfпр; =о 0,23.10 З.27:=6,21.10 Зм2.
Диаметр распределительной трубы
d p := J (4. 31,05 - 10 з)/з,14 ' := 0,1988 м := 198,8 мм.
Принимаем d p == 200 мм. По табл. 8.10 для d p =о 200 мм при
q27 := 40 л/с (rде 27 число установленных на трубе сопел) ско-
рость воды в начале трубы w := 1,17 м/с. Через 5 м за счет оттока
части воды по 13 соплам расход воды в трубе q14 := 5,25 . 14 :=
:= 73,5 м З /ч := 20,4 л/с, а скорость w := 0,6 м/с. При такой скорости
возможно осаждение в трубе взвешенных веществ.
Принимаем распределительную трубу телескопической фор-
мы с тремя участками диаметром, длиной и числом установлен-
ных сопел по ходу воды: 1 200 мм, 4 м, 10 шт.; 2 150 мм, 3,5 м,
9 шт.; 3 100 мм, 2,5 м, 8 шт. При этом на концах тупиковых
участков предусматриваем установку промывных сливных тру-
бок диаметром 17 мм с разбрызrивателями воды в виде отра-
жателей.
Рассчитываем конструктивные отношения Kw для участков
распределительной трубы:
1 участок
f Tp := 31,05. 10 3 м, Kw:= 0,23 . 10 3 . 10 0,07;
31,05 . 10 з
2 участок
f Tp =о 17,66. 10 З, Kw 0,23 . 10 З .9 0,11;
17,66 : 10 З
211
1:
u :1:
:3
= i
8 1:;
8' '"
ti =
= 1-;;;-
u"Q а:1
Ia
tr +
N Q)
2.... S
Ш 11 <
a e
о ::11 ::r
I!
p,2
о ...
:1: g. '"
111
М О
00 u
<:1
;:r\O
;:r '"
.а 1:
g.
о
f
I:t
j
Q
Q
ltI
01-
ltI
1"-
....
"
p,
u
3
'"
3
'"
3
'"
3
'"
3
'"
3
"'
3
'" 1
о
'"
....
0000......01.1")0
ci- .. : J-
""
"<:!
o\.OOtf') O\.O
N V)r----О('t)V)
........................МММ
о
'"
....
11
""
"<:!
Or---- r----NI.I)O"I
r----r----ООO"lN('t)
0"'0'" о'" о........ .................
MOOO\.Oo
r----OOO'\ON V)
...... ...... ...... ......
о
'"
N
"
""
"<:!
OV)I.I) ('t)
r---- 00 0'\ ......
с3' о'" о'" о" ......
r----оV)оооо
('t) I.I)\.Оt---оо
'"
r--
.....
1.1")00......1.1)00......
OOO......N trt
0..0................. ........ ".....;........
"<:!""
r----с:>('t)\.ОО'\N
......NNNN('t)('t)
'"
N
.....
1.1) ('t) о 00
r---- 00 0'\ 0"1
0"'0" о'" о'"
.... 00 .....
......Ntrt
......... ...... ......
11
""
"<:!
O......N('t)I.I) O
.................. ...... ...... ...... N
о
00
...... ...... ...... ...... ...... ...... ......
.. ... .. .. :.. ... \о..
"
""
"<:!
'" "'-
tf')" VI.I)\Dr----оо
N
....
11
"<:!""
;g
0"'0" .....;.......
'" '" '"
('t') ..
..... ..... .....
00 '" .....
с3' о........ .........
м... <""l ..
..... .....
N .....
"'!.'"
..... .....
о
о
'"
"
""
"<:!
о N ....
r-- 00 '"
о" о" о'"
\D......V)o
о
о
....
"
""
"<:!
N r---- V) ......
r---- r---- 00 0"1 ......
о" о'" о'" о'"
0"1 О v 0"\
N ('t) V..
..... .....
о о N
'" 00 .....
N N ....
r-- ....
V1..
..... .....
v \D О 1.1) \.о
0"1 ;:::
о
о
....
11
""
"<:!
о 0"1 N v) 00
... ... ... о... ::
('t) о о о о
1.1) \.о r---- 00 0"1
о
о
N
0'\ 0"1
('---.. 00 0'\ ......
О с3' с3' ......
""
"<:!
N
"'!.'"
..... ......
о ....
о .....
..... .....
'" о N
N.. .. v1..
.....
о 0"1 ('t) 00 N
N ('t) ('t) ('t) v v)
о
'"
.....
11
""
"<:!
0"1 с:> ...... ......
.. .. ... ::...
N '" '"
М...
.....
v) r---- 0'\ ...... ('t) о
...... ...... ...... N N N tf')
11
""
"<:!
...... N \.о 00 ...... tf')
... ... ... ... :.. :: :
о
о
.....
\.о 00 0"1 О N ('t)
..... ..... .....
о
'"
11
""
"<:!
...... OOOO
... }::: :-
N '" '"
.. \О...
.....
v1.. ('t) 1.11 00 1.11
...... N (">.1"' м'" м'" ('f'"J"' C'f")"'
Таблица 8.11. Расчетные значения удельных сопротивлений А
в формуле потерь напора h A/q2 (/,104; q, 1о4З/с) ДJlЯ старых стальных
водопроводных труб при Ы 1,2 wc.
(из таблиц Ф. А. Шевелева)
Трубы водоrазопроводные
Условный
проход d,
мм
А
Условный
проход d,
мм
32
50
80
100
125
150
91 720
11 080
1167
281,3
86,22
33,94
175
200
250
300
350
400
450
500
Трубы электросварные
Наружный
диаметр
d H , мм
180
219
273
325
377
426
480
530
Толщина
стенки б,
мм
А
4,5
4,5
6
7
7
6
7
7
20,79
6,959
2,187
0,8466
0,3731
0,1859
0,09928
0,05784
. Значения поправочноrо коэффициента К 1 при Ы < 1,2 м/с определяются
как
( 0,867 ) 0.3
К 1 0,852 1 + ы-- .
3 участок
f Tp = 7,85. 10 З м,
Кы
К Ыср
0,07 + 0,11 + 0,23
3
0,23. 10 З . 8
7,85. 10 з
0,138.
0,23;
По формуле (8.35) определяем показатель неравномерности
распределения воды между первым соплом ql в направлении
течения и последним q27:
т тр = (1 0,35.0,138) J l 0,36.0,1381,8 ' = 0,947,
т. е. 94,7%.
Расход воды через последнее сопло
q27 '"
q 1 т тр
5,25 . 94,7
100
100
4,97 м З /ч.
213
При этом напор воды перед ним по (8.20)
[4,97/(0,5. 0,38 .10 З. 3600)]2
19,62
H q =
27
= 2,69 м.
Потери напора по длине распределительной дырчатой трубы
1 = 1 О м:
H = H q H q = 3 2 69 = О 31 м.
1 27 ' ,
Допустимое значение потери напора в водораспределитель-
ной системе rрадирен ориентировочно составляет O,3 0,4 м.
Такие значения допустимых потерь напора принимаются обыч-
но для rрадирен с площадью орошения 400 м 2 И более. При мень-
шей площади орошения rрадирен потери напора в системе
водораспределения не должны превышать 0,1 м. Для расчетов
потерь напора по длине маrистральных и подводящих труб
со сплошными стенками можно воспользоваться данными
табл.8.11.
rЛАВА 9
ПОТЕРИ ВОДЫ В ОХЛАЖДАЮЩИХ СИСТЕМАХ
ОБоротноrо ВОДОСНАБЖЕНИЯ
Потери воды на испарение Р р капельный унос из rрадирен
Р 2 и сброс (продувку) Р з (в процентах от расхода воды в систе-
ме) характеризуют ее водный режим и называются параметра-
ми ВОДНоrо режима.
Количество испарившейся воды может быть подсчитано ис-
ходя из уравнений тепловоrо и материальноrо баланса:
G Ж1 с ж i 1 G B i 2 = G ж2 с ж t 2 G B i 1 ;
G и = G ж G ж ,
1 2
(9.1)
rде G ж и G ж расходы воды на входе и выходе из rрадир-
1 2
ни, Kr/c; О В расход воздуха, Kr/c.
Количество испарившейся воды может быть выражено так-
же и через расход и влаrосодержание воздуха:
G и = О В (Х 2 Xl)'
(9.2)
Решая совместно эти уравнения, получим следующую фор-
214
мулу для определения количества испарившейся воды:
G Ж1 сжи1 t2)
(i 2 il)/(x2 xl) с ж t 2
(9.3)
G =
и
Этой формулой удобно пользоваться при испытаниях дей-
ствующих rрадирен в натуре или опытных установок в лабора-
торных условиях, коrда требуется определить относительно
точные количества испарившейся воды.
При проектировании систем оборотноrо водоснабжения для
определения расхода добавочной воды (для восполнения ее по-
терь) можно исходить из предложения, что все тепло отнима-
ется от воды только за счет испарения, и тоrда можно написать
G и т Gж tсж.
(9.4)
Отсюда количество испарившейся воды Рl' %, определяется
по формуле
G и tсж
Р 1 = 100 = 100 "" а t. t,
G ж r
(9.5)
rде
а = (сж/т), 100.
(9.6)
При средних температурах воды в rрадирнях значение т мож-
но принять равным 2,43 МДж/кr (580 ккал/кr), тоrда коэффи-
циент а 0,171%/Ос. В действительности блаrодаря наличию
теплоотдачи соприкосновением, особенно значительной при
низких температурах наружноrо воздуха, этот коэффициент
уменьшится. Значения коэффициента а в (9.6) приведены ниже:
Температура воз-
духа (j l' ос . . . . 20 15 10 О 10 20 30 40
Козффициент а,
%/ОС ........ . 0,035 0,042 0,055 0,087 0,12 0,14 0,15 0,16
При охлаждении продукта в сухих rрадирнях с орошением
теплообменников водой (подобно теплообменным аппаратам
оросительноrо типа) потери воды на испарение, вычисленные
по (9.6), увеличиваются вдвое.
Потери воды с капельным уносом Р2' Для снижения потерь
БОДЫ вследствие уноса капельной влаrи с уходящим воздухом
215
Таблица 9.1. Потери оборотной воды вследствие капельноro уноса
из rpадирен
Тип rрадирен
Значения Р 2 , % от рас-
хода охлаждаемой воды
Вентиляторные rрадирни с водоуловителями:
при отсутствии в оборотной воде токсичных
веществ
при наличии тоКсичных веществ
Башенные rрадирни с водоуловителями
Башенные rрадирни без водоуловителей и оро-
сительные теплообменные аппараты
Открытые и брыэrальные rpадирни
0.1....0'2
0,05'
Не более 0,05'.
0.5 1'.
1 1.5
. Р 2 0,05% рекомендуется принимать для малоrабаритных rрадирен.
располarаемых на территории жилой застройки.
.. Дополнительно принимаются потери воды на унос ветром через входные
окна, равные 0'02....0.05% циркуляционноrо расхода воды (при средней скорости
ветра до 3 м/с).
в вентиляторных rрадирнях всех ТИПов предусматриваются
водоуловители. В башенных rрадирнях они устраиваются толь-
ко при площади орошения более 1000 м 2 (табл. 9.1).
В табл. 9.1 меньшие значения потерь Р2 надлежит принимать
для охладителей большей производительности, а также для
расчетов режимов обработки оборотной воды в целях предотвра-
щения карбонатных отложений.
Потери воды на сброс (продувку) из системы РЭ' Эти потери
предусматривают для поддержания расчетной концентрации
растворимых в оборотной воде солей, не выпадающих в осадок.
Значение продувки открытых оборотных систем с мокрыми
rрадирнями не превышает З% расхода оборотной воды и уста-
навливается в каждом конкретном случае из условий поддер-
жания рациональноrо значения коэффициента концентрирова-
ния солей Куп:
КУ"
Р 1 +Р 2 +Р з Р"
==1 +
Р 2 +Р З Р 2 +Р з
(9.8)
или
Р з
216
P1/(K yn 1) P2'
(9.9)
Рациональное значение коэффициента КУ" дЛЯ каждой си-
стемы оборотноrо водоснабжения устанавливается индивиду-
ально технолоrическими и технико-экономическими расчетами
с учетом температурных параметров работы системы и качест-
ва добавочной воды. Значение КУ" обычно поддерживается
около З S; при определенных условиях КУ" может составЛЯТь
6 8.
Продувочная вода оборотных систем в общем случае харак-
теризуется следующими основными показателями: повышен-
ной в несколько раз по сравнению с I10ДПИТОЧНОЙ водой мине-
рализацией; наличием компонентов инrибиторов коррозии и
солеотложений; заrрязнением продуктами. произвсдства и
температурой, на 8 IS ос превышающей температуру воды в
водоеме. В связи с этим в современных условиях при опреде-
лении схемы промышленноrо водоснабжения обязательным
становится одновременное принятие решения по мероприяти-
ям для обезвреживания и утилизации продувочных вод.
Возможны три основных варианта:
сброс продувочных вод после соответствующей очистки до
норм ПДК в водоем;
подача на биолоrические очистные сооружения для очист-
ки совместно с фекальными и производственными сточными
водами с последующим сбросом смеси очищенных вод в водоем
или подачей на повторное использование в техническом водо-
снабжении после соответствующей доочистки;
очистка продувочных вод отдельным потоком или совмест-
но с дождевой и талой водами и возврат на промплощадку
для nOBTopHoro использования.
Методы очистки продувочных вод весьма разнообразны.
Применяются механические, физико-химические, химические
и биохимические методы, а также их сочетания. Предпочти-
тельны те из них, которые обеспечивают максимальное исполь-
зование воды и получение Приrодных к последующей утилиза-
ции осадков и шламов при минимаhьном количестве концент-
рированных сточных вод, выводимых на обессоливание, выпар-
ку и сжиrание.
Нередко продувочную воду оборотных систем с низкими
концентрациями заrрязнений относят к "условно чистой" И
сбрасывают в водоем без очистки, поскольку единственным ее
"заrрязнением" является тепло. С точки зрения водоохранных
мероприятий такое решение в большинстве случаев нерацио-
217
нально. Повышение температуры воды в водоеме на 5 ос и бо-
лее, особенно в летнее время, усиливает жизнедеятельность
микроорrанизмов (например, нитрифицирующих бактерий),
рост водорослей и снижает содержание в воде кислорода, не-
обходимоrо для жизнедеятельности рыб и друrих высших ор- .
rанизмов. Интенсивность протекания этих процессов зависит
от степени "тепловоrо заrрязнения" водоема и концентрации
биолоrически активных веществ в продувочной воде.
Из-за относительно невысоких концентраций орrанических
заrрязнений продувочных вод, наличия в них компонентов
инrибиторов коррозии, биоцидов и повышенной минерализации
в большинстве С./1учаев сброс их на биолоrические очистные
сооружения нецелесообразен из-за дополнительной rидравли-
ческой наrрузки на них и ухудu:ения, как правило, степени
очистки сточных вод при разб""влении малоконцентрированной
продувочной водой.
В последние rоды наметилась тенденция перехода крупных
предприятий, потребляющих большие объемы технической во-
ды, на замкнутые системы водоснабжения без сброса сточНЫх
вод в водоемы. Основным элементом таких систем являются
охлаждающие оборотные циклы с использованием в них сточ-
НЫХ вод в качестве подпитки. Замкнутые системы при опреде-
ленных условиях MorYT оказаться экономически выrодными,
так как rлубокая очистка сточНЫх вод ПО условиям сброса их
в водоем часто дороже, чем подrотовка для повторноrо исполь-
зования. Сдерживающим фактором использования rородских
сточных вод в охлаждающих системах оборотноrо водоснабже-
ния с испарительными rрадирнями являются санитарно-rиrие-
нические проблемы, незамедлительно возникающие на терри-
тории промышленноrо предприятия или электростанции с по-
дачей в водооборот таких сточнЫх вод, в том числе и очищенных
до норм ПДК.
Количество добавочной воды. Количество воды, добавляемой
в систему Р ДОб ' %, равно общей сумме потерь воды в системе:
Р доб == P 1 + Р 2 + Р З .
(9.10)
Кроме Toro, оборотная вода часто расходуется на технолоrи-
ческие и друrие нужды предприятия, что компенсируется со-
ответствующим увеличением количества добавляемой в си-
стему воды дополнительно к Р доб .
218
Анализ параметров водноrо режима системы. При обычных
перепадах температур воды на rрадирнях !;;.t == 8 -7 12 ос летом
испаряется 1,1 2% воды и зимой 0,3 1 %, т. е. потери воды на
испарение P 1 изменяются в 2 3,6 раза в зависимости от колеба-
ний температур наружноrо воздуха и реrулировке не поддают-
ся. Не поддаются реrулировке и потери воды с капельным уно-
сом из rрадирен Р 2 . При поддержании в исправном состоянии
водоуловителей Р 2 является постоянной величиной, завися-
щей от конструкции водоу ловителя и скорости воздуха в rpa-
дирне.
Следовательно изменение водноrо режима системы, оцени-
BaeMoro коэффициентом концентрирования солей Кут может
быть достиrнуто rлавным образом вариацией значения продув-
ки Р з по (9.9).
В НИИ водrЕО д. И. Кучеренко получена следующая форму-
ла для расчетов концентрации хорошо растворимых солей в
оборотной воде при постоянном и непрерывном добавлении
воды в систему и сбросе из нее продувки:
(P 2 + Р з)
P 1 +Р 2 +Р з
N == N o
Р 2 + Р з
P 1
Noe
Р 2 + Р з
а
(9.11 )
rде N o концентрация соли в добавочной воде; N концентра-
ция той же соли в оборотной воде в момент времени t после пус-
ка системы; Q == V /G об продолжительность одноrо оборота во-
ды в системе (V объем воды в системе).
Параметры Р 2 и Р з представляют собой рассредоточенный
и сосредоточенный выбросы в окружающую среду оборотной
воды с содержащимися в ней заrрязнениями. Количество этой
воды в процентах от циркулирующей в системе
Р з + Р 2
P 1
К уп 1
(9.12)
На коэффициент К уп оказывает влияние в основном пара-
метр Р з (продувка).
С точки зрения возможностей снижения выбросов заrрязне-
ний из оборотных систем в окружающую среду целесообразно
эксплуатировать их с минимальным капельным уносом Р 2
и реrулируемой продувкой Р З ' которую можно при необходимо-
сти очистить от заrрязнений.
219
rЛАВА 10
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ rp АДИРЕН
Например, увеличение К уп с 2 до 2,42 при Рl == 1,5% может
быть достиrнуто за счет уменьшения капельноrо уноса Р2
в 10 раз (с 0,5 до 0,05%) или продувки Рз В 1,81 раза (с 1 до 0,55%).
Дальнейшее уменьшение капельноrо уноса из rрадирен Р 2'
С 0,05, например, до 0,001%, т. е. в 50 раз, приводит к увеличению',
коэффициента К уп с 2,42 до 2,49, т. е. Bcero лишь на 0,07.
В НИИ водrЕО в течение ряда лет проводились натурные"
исследования аэродинамических характеристик rрадирен И
на моделях. В результате этих исследований, а также по дан-.
ным зарубежных исследователей удалось установить соотно-,
шение размеров вентиляторных rрадирен и их элементов, ко-:
торые можно рекомендовать при проеКТИровании, исходя из
условия обеспечения оптимальной аэродинамической схемы 1;
rрадирни.
у становлено, что отдельно стоящим l'радирнЯМ целесообраз-
но придавать форму в плане круrлую или близкую к ней MHoro-
уrоЛьную, секционным квадратную или прямоуrольную с':
соотношением сторон не более 4 : 3. При этом аэродинамиче-
ское сопротивление отдельно стоящей rрадирни на 10 20%I
меньше, чем секционной при прочих равных условиях. Некото-
рое представление о влиянии формы в плане на коэффициент'
сопротивления для rрадирен одинаковой конфиrурации и рав-
новеликой площади дает табл. 10.1 (в ней коэффициент со-;
противления восьмиrранной rрадирни принят за 100%).
Размеры входных окон определяются из соотношения пло .
щади окон F OK к площади rрадирни F(K OK == FOK/F), оптималь-!,
ное значение KOToporo по условиям обеспечения paBHoMepHoro"
распределения воздуха в сечении под оросителем и снижениЯ
аэродинамических сопротивлений на вход воздуха с учетом тех',
нико-экономических соображений находится в пределах
Кок == 0,35 -;.- 0,45 и обычно принимается равным 0,4. При этоМ:
высота входных окон Кок будет определяться по формулам: '
для круrлой отдельно стоящей rрадирни диаметром D
KOKF
Н ок == == O , lD , '
ЛD
220
Таблица 10.1. Влияние форыы в пnaне на аэродинawическое
сопротивление rpадирни
Форма rрадирни в плане (стрел
каМИ указано направление по-
токов воздуха)
Соотношение
сторон
Коэффициент
сопротивления, %
b
I \
100
D
t
D
1 : 1
1l0 1l5
1 : 1
120 130
o
4:3
3:2
2:1
lЗ8 148
140 150
153 164
для секционной прямоуrольной с размерами сторон секции
а и Ь, при заборе воздуха с двух сторон
Н ок == Кок F l2a == lCoK Ь/2.
(10.2)
Высота оросителя в каждом конкретном случае выбирается
с помощью техник о-экономических расчетов, в основу которых
закладываются данные испытаний этоrо оросителя. Расстоя-
ние между оросителем и водораспределительной системой
определяется из условий обеспечения paBHoMepHoro распреде-
Ления воды по оросителю и зависит от принятой конструкции
Водораспределителя.
Водоуловители целесообразно располаrать на 2 м выше си-
стемы водораспределения из условий обеспечения свободноrо
прохода для чистки или замены сопел. При направлении сопел
221
факелами разбрызrивания вниз допускается установка водо-
уловителей непосредственно на трубы водораспределитель-
ной системы. И в первом и во втором случаях расстояние от
водоуЛовителя до лопастей вентилятора должно быть не менее
половины диаметра вентилятора. Скорость движения воздуха
в створе расположения водоу Ловителя обычно нецелесообраз-
но принимать более 2,5 м/с во избежание значительноrо уноса
капельной влаrи. В отдельно стоящей rрадирне водоуловитель
при соблюдении указанных условий можно располаrать в кон- '
фузорной части. В случае секционной rрадирни наряду со ска.
занным следует иметь в виду, что из условий наименьших аэро-
динамических сопротивлений и обеспечения плавных потоков
воздуха при движении их от оросителя к вентилятору водо-
уловитель целесообразно располаrать примерно посередине
между оросителем и плоским перекрытием.
Конфиrурация перекрытия может оказывать влияние на
сопротивление rрадирни и распределение потоков воздуха в
ее верхней части на подходе к вентилятору. Исследования
показали, что более блаrоприятные аэродинамические усло-
вия создает конфузорное перекрытие rрадирни по сравнению
с плоским. Влияние высоты плоскоrо перекрытия над ороси-
телем на сопротивление rрадирни сводится к минимуму, если
ее сделать достаточно большой, например 4 м для секционной
rрадирни 400 м 2 . Однако при любой высоте плоскоrо перекры-
тия в верхней части rрадирни под ним образуются завихрения
и застойные зоны. Конфузорное перекрытие обеспечивает бо-
лее плавное сужение потока воздуха к створу вентилятора.
Коэффициент сопротивления rрадирни почти не зависит от
расстояния между оросителем и нижним основанием .конфу-
зора. Поэтому конфузор можно располаrать непосредственно
над оросителем. Следует тоЛько иметь в виду, что водоулови-
тельные решетки MorYT оказаться в сжатом сечении, rде ско-
рость движения воздуха, а следовательно, и аэродинамическое
сопротивление будут велики.
Уrол раскрытия конфузора для rрадирен принимается обыч-
но в пределах 1100. При этом отношение высоты конфузора к
диаметру ero основания D составляет 0,4. При Практических рас-
четах для определения высоты конфузора Н кон задаются yr-
лом ero раскрытия ер Ф
D О вент
Н конФ ==
(10.3)
<р
2tg
2
Сопряжению конфузора с корпусом вентилятора целесообраз-
но придавать форму коллектора, при которой достиrается плав-
ный вход потока воздуха в корпус вентилятора. Теоретически
лучшей формой профиля коллектора является лемниската.
Практически достаточно равномерное поле скоростей поЛуча-
ется при коллекторе, очерченном по дуrе окружности с ради-
усом
т == (0,15 0,2)D BeHT .
(10.4)
Высота коллектора при этом может быть определена по фор-
муле
Н колл
ер
Tt g
4 .
(10.5)
Выполнение таких коллекторов сопряжено с известными
трудностями. Более просты в изrотовлении конические кол-
лекторы и коллекторы, очерченные по ломаной линии (со-
ставленные из двух и более усеченных конусов). Однако поле
скоростей перед вентилятором этих коллекторов менее рав-
номерное, а коэффициент их сопротивления выше, чем :} кол-
лекторов, очерченных по дуrе окружности.
Основное назначение диффузора уменьшение потерь на
удар при выходе воздуха из rрадирни, которые определяются
пЛощадью выходноrо отверстия корпуса вентилятора. Структу-
ра потока воздуха, а следовательно, и потеря давления в диф-
фузоре зависит от типа вентилятора. В то же время диффузор
оказывает большое влияние на кпд вентилятора, поэтому
размеры диффузора подбираются при аэродинамическом расче-
те вентилятора. Исходя из этоrо полное сопротивление rрадир-
ни целесообразно считать до входа в вентилятор, а не до вы-
хода из диффузора.
При проектировании rрадирен размеры диффузора и цилинд-
рической части корпуса вентилятора определяются по паспор-
ту вентиляторной установки. В случае отсутствия к моменту
проектирования паспорта можно ориентировочно принимать
высоту корпуса равной 0,16D BeHT (исходя из условий размещения
в нем колеса вентилятора и дополнительноrо выравнивания
эпюры скоростей воздуха перед лопастями), а высоту диффу-
зора равной 0,7D BeHT С центральным уrлом раскрытия а == 18 200.
Все раз еры подсчитываются в чистоте. При проектировании
223
высота rрадирни может быть несколько увеличена с учетом
размеров конструктивных элементов и узлов, например балок
над входными окнами, пороrа над резервуаром и т. д. Общая
высота rрадирни в отдельных случаях может быть увеличена
в целях снижения рецирку ляции влажноrо воздуха. Это увели-
чение делается в основном за счет диффузора вентиЛЯтора.
Пример 10.1. Рассчитать высотную схему круrлой в плане rpa-
дирни с вентилятором D BeHT == 14 м, площадью орошения F ==
== 750 м 2 , удельной rидравлической наrрузкой qж == 8 м З /(м 2 . ч).
Решение. Диаметр rрадирни
D == j 4F ' == j 4. 750 ' == 30 9
л 3 14 ' м.
,
площадь входных окон F OK принимаем равной 0,4F. Высоту
находим по формуле (10.1): НОК == 0,1 . 30,9 3,1 м.
Высоту оросителя из модифицированной древесины прини-
маем по расчету равной 4 м. Система распределения воды
напорная трубчатая с разбрызrивающими соплами. Учитывая
большие размеры данной rрадирни, целесообразно принимать
высокопроизводительные сопла ударноrо типа с отражателями,
что позволит снизить высоту rрадирни на 0,5 м.
Расстояние от оси труб распределительной системы до верха
оросителя принимаем равным 0,5 м, до водоуловителя 2 м.
Уrол раскрытия конфузора для данной rрадирни можно реко-
мендовать !р == 1040:
30,9 14
НКОНф ==
2tg 520
6,6м.
Радиус сопряжения конфузора с корпусом вентилятора r
0,18D BeHT == 0,18. 14 == 2,52 2,5 м.
Высота коллектора Н КОЛЛ == 2,5tg 260 == 1,2 м.
Высоту корпуса вентилятора принимаем 0,16D BeHT , т. е.
2,24 м; высоту диффузора 0,7 D BeHT 9,8 м и центральный уrол
ero а 18030.
Вертикальная компоновка башенных rрадирен определяется
высотой воздуховходных окон, типом И профилем ороситель-
Horo устройства, а также типом и размерами водораспредели-
тельноrо устройства. Вертикальная компоновка конструктив-
ных элементов в значительной мере определяет характер воз-
224
душноrо потока в rрадирне и влияет на ее аэродинамические
показатели. ОбраЗОЕание в rрадирне воздушных вихрей и ма-
лоактивнЫх зон влечет за собой снижение эффективности ох-
лаждения воды.
Вытяжные башни rрадирен должны иметь дневную марки-
ровку две rоризонтальные полосы с разрывами KpacHoro и
белоrо цветов в верхней части башни и световое оrраждение,
необходимость ВЫПолнения которых в каждом конкретном
случае cor ласовывается с местным территориальным управле-
нием rражданской авиации.
Вытяжные башни rрадирен должны быть оборудованы мол-
ниеприемниками и заземлением (на металлических башнях
молниеприемники не устанаЕливаются).
rЛАВА 11
РАЗМЕЩЕНИЕ rp АДИРЕН
11.1. Расположение rpадирен на промплощадке
При размещении rрадирен на площадке предприятия учиты-
вают характер застройки окружающей территории, стремятся
к меньшей протяженности циркуляционных трубопроводов,
соединяющих потребителей охлаждающей воды с rрадирнями,
а также учитывают направление rосподствующих ветров зимой
и летом, туманообразование и вынос капель воды за пределы
rрадирни, вызывающие обмерзание расположенных вблизи
сооружений.
В целях уменьшения диаметров и протяженности трубопро-
водов водопроводных сетей примеияют при соответствующем
технико-экономическом обс'сновании децентрализацию систем
оборотноrо водоснабжения с максимальным приближением
rрадирен к цехам потребителям воды.
На основании результатов отечественных и зарубежных ис-
следований по взаимовлиянию охладителей друr на друrа
рекомендуется принимать при проектировании минимальные
расстояния между охладителями воды (табл. 11.1).
Расстояние от rрадирен к зданиям и сооружениям в соот-
ветствии с данными СНиП 11-89-80 rенеральные планы про-
Мышленных предприятий (М.: С'!'ройиздат, 1981) приведено в
таБЛ.11.2.
225
Таблица 11.1. Миниыальные расстояния ..е-ду охладителяNИ воды
(..е-ду рядaNИ rpaдиpeн)
Расстояния до rрадирен, М
Сооружения
Вентиляторных
Откры-
тых
Башен-
секцион-
ных
одновен-
тиляторных
ных
Брызrальные бассейны
Открытые rрадирнИ
Башенные rрадирни 30
Вентиляторные секционные
rрадирни плошадью секции, м 2 :
До 10 30
До 20 30
До 100 30
До 200 30
Более 200 30
Одновентиляторныеrрадирни
плошадью, м 2 :
ЗОО ОО 30
400 ---800 30
800 1200 30
30
20
D
30
30
0,5D
30
20
21 33
0,5D
9
12
21
27
33
15 20
15 20
20 25
20 30
21 33
21
27
33
21
27
33
21
27
33
Примечания:
1. D диаметр башенной rрадирнИ на уровне входных окон.
2. Минимальные расстояния между rрадирнями в одном ряду рекомендуют
для rрадирен OTKpblToro типа и вентиляторных секционных 3 м, башенн
0,5D, одновентиляторных с верхним распоЛожением вентилятора две высот,
входных окон. rрадирни с нижним наrнетательным вентилятором MorYT уст
наВЛИватьсЯ боковыми стенками вплотную друr К друrу ИЛИ на некотором рас"!
стоянии для прохода обслуживаюшеrо персонала.
3. При числе секций в ряду менее трех расстояния между открытыми rрадИРД
нями сокрашаются на 30%.
4. В случае размещения в двух соседних рядах rрадирен разной площади,:
расстояние между рядами принимается по rрадирням большей ПЛощади.
l'аблица 11.2. Расстояние от rpадирен к зданияы и соорУжениям
Расстояние от rрадирен, М
ЗданИЯ и сооружения
Вентилятор-
ных на-
земных
Размещенных
на покрытиях
зданий
Башен-
ных
ЗданИя со стенами из материалов, 21 21 9
имеющих марки по морозостойко-
сти не менее МРз 25
Открытые злектрические подстан- 30 42 42
ции и линии злектропередачи
Открытые наземные склады 21 24 15
(не менее)
Наземные и надземные инженерные 9 9 9
сети, оrраждения
Ось железнодорожных путей внеш- 42 60 21
них и сортировочных
Ось внутренних железнодорожных 12" 12" 9"
подъездных путей
Край проезжей части автодороr 21 39 9
общеrо пользования
Край проезжей части подъездных 9 9 9
и внутризаводских автомобильных
дорОr
" При использовании паровозной тяrи и применении cropaeMblx оrраждений
конструкций rрадирен расстояние принимается равным 21 м.
11.2. Взаимодействие вентиляторных rрадирен,
расположенных rруппами
На промышленной площадке вентиляторные rрадирни обыч-
но занимают большую территорию. Размеры rрадирен за послед-
нее время значительно увеличились. Через них прокачиваются
orpOMHbIe массы воздуха. Например, в современной rрадирне
ПЛощадью орошения 1200 м 2 подача только одноrо вентилято-
ра ДОСТиrает 2,8 тыс. мз/с (10 млн. мЗ/ч) воздуха. Таких rради-
рен на Площадке промышленноrо предприятия MorYT быть де-
сЯтки. При расположении rрадирен вблизи друr от друrа вы-
ХОдящий из них наrретый влажный воздух, попадая во входные
227
окна соседней rрадирни, ухудшает ее охлаждающую способ
ность.
Слишком близкое расположение rрадирен друr к друrу или
к соседним сооружениям ухудшает распределение воздуха во
входных окнах и в оросителе, снижает подачу воздуха вентиля-
торами, а следовательно, уменьшает охлаждающую способ
ность rрадирен. Существенное влияние на работу rрадирен OKa
зывает ветер.
Температура и влажность входящеrо воздуха при расчете
rрадирен принимаются обычно по данным ближайшей метео-
станции. Фактически BOKpyr rруппы rрадирен образуется зона
более теплоrо и влажноrо воздуха. Расчет расположенных rруп-
пами rрадирен без поправок на подоrрев и увлажнение входя-
щеrо воздуха может привести к занижению расчетной темпе
ратуры охлажденной воды.
При правильном выборе схемы размещения rрадирен и pac
стояний между ними в значительной мере можно снизить не-
блаrоприятное влияние rрадирен друr к друrу. Этот выбор це-
лесообразно обосновывать технико экономическими расчетами
с учетом всех перечисленных выше факторов.
Для установления степени рециркуляции необходимо оце-
нивать скорость засасываемоrо в rрадирню наружноrо воздуха
на различном расстоянии от входных окон. Значение этой ско-
рости приближенно можно определить (при отсутствии ветра)
по формулам, полученным в результате анализа расчетных
спектров всасывания воздуха перед входными окнами.
Для отдельно стоящих круrлых в плане rрадирен скорость>,
засасываемоrо в rрадирню воздуха
W OK
W s == .
( 0,5П 2 )
+ s+1
НОК D
(11.1)
Для секционных прямоуrольных в плане rрадирен со входом
воздуха с двух сторон
W s ==
2Н ок 1 W OK
4лs 2 + Л(4Н ок + l)s + 2Н ок 1 '
( 11.2)
rде W OK средняя скорость воздуха во входных окнах rрадирнИ,
м/с; Н ОК высота входноrо окна, м; s расстояние от входноrо
228
Рис. 11.1. rрафик зависимости де.
флекторноrо эффекта от скорости вет.
ра при отдельно стоящих rрадирнях:
1 данные НИИ ВОЩЕО; 2 дан-
ные И. В. Брусиловскоrо
1
;t
'"
...
o,5
:::
о
5 10 1S
скорость 6етра,М/С
окна до поверхности спектра равных скоростей, м; D диаметр
отдельно стоящей rрадирни, м; 1 общая ширина входных окон
rрадирни с одной стороны, м.
На расстоянии s > 2Н ок скорость подсасывания воздуха во
входные окна практически мало изменяется, а при s == 2Н ок
она составляет 0,16 для прямоуrольной секционной и 0,12 для
круrлой в пЛане rрадирни от средней скорости во входных
окнах. Расчеты показывают, что при расположении двух рядов
однотипных секционных rрадирен, например, на расстоянии
2Н ок и в случае выключения в одном ряду вентиляторных
установок можно ожидать подсоса влажноrо воздуха до 16%.
Для круrлых в плане однотипных секционных rрадирен подсос
12% влажноrо воздуха при этих условиях будет только в тех
окнах, которые ближе расположены к соседней rрадирне с вы-
КЛюченным вентилятором. Такой подсос наблюдаЛся при ис-
следовании одновентиляторных rрадирен при отсутствии ветра.
В практике эксплуатации нередки случаи работы rрадирен
с отКЛюченным вентилятором, особенно в холодное время ro-
да. При обдувании ветром rрадирен с отключенными вентиля-
Торами проявляется дефлекторный эффект. rрафик зависимос-
ти скорости воздуха в rрадирнях в результате дефлекторноrо эф-
фекта при ветре в диапазоне 0 8 м/с, по данным опытов
НИи водrЕО, приведен на рис. 11.1. На этот же rрафик нанесе-
ны результаты исследований дефлекторноrо эффекта при ско-
Ростях ветра 8, 12 и16 м/с, выполненных и. В. Брусиловским
И др. В результате дефлекторноrо эффекта в отдельно стоящей
rрадирне при обычных для средней полосы ветрах (5 15 м/с)
в ней создаются скорости 0,2 0,7 м/с. При rрупповой работе
rрадирен во второй (по направлению ветра) rрадирне влияние
дефлекторноrо эффекта в 2 раза сильнее. Внутреннее сопро-
229
тивление rрадирни при обдувании ее ветром нарастает с YBe
Личением скорости ветра по квадратичному закону.
Исследование зон распространения влажноrо теплоrо воз-
духа в районе расположения секционных rрадирен проведено
в натуре. Температуру атмосферноrо воздуха замеряли по су-
хому и смоченному термометрам в 18 точках в районе распо-
ложения капельных секционных rрадирен с Fop = 192 м 2 . Высо-
та rрадирен до выходноrо сечения диффузора 16,7 м, высота
входных окон 3,7 м. rидравлическая наrрузка на секцию со-
ставляла 1,94..2,22 Kr/(M 2 . с) [7..8 м З /(м 2 . ч)] при температуре
rорячей воды до 40 ос. Отношение высоты rрадирни к корот-
кой стороне 16,7 : 12 = 1,3, к длинной 16,7 : 48 = 0,35. rрадирни
расположены в четыре ряда по шесть секций в каждом. Точки
измерения температуры располаrали на высоте 1,5 м от у!>овня
земли в одном створе, проходящем параллельно направлению
ветра примерно через центр rpynnbI rрадирен. Температура
воздуха и особенно 1 в районе rрадирен и с подветренной
CTOP HЫ знаЧИ1rелы .о увеличивается по сравнению с темПера-
турои в контрольнои точке, в которой не сказывается влияние
rрадирен. В отдельных случаях разница достиrает: по сухому
термометру 3,2 3, 7 ос, по смоченному 5 5,4 ос.
Зона повышенных температур за rрадирнями с подветренной
стороны, например при ветре 4,5..6 м/с, может распространять-
ся на большое расстояние 100 м и более. Таким образом, в
результате выброса тепловоrо влажноrо воздуха в районе rpa-
дирен и незначительном от них удалении с подветренной сто-
роны создается свой микроклимат.
При расстоянии между рядами 20 м происходит локальная '
рецирку ляция воздуха в rрадирнях, которой не наблюдается
при расстоянии 40 м.
Ветер, движущийся параллельно продольной оси rрадирни,
относит выходящий пар, и в первых секциях по ходу ветра ре-
ци куляция отсутствует. Выходящий из rрадирни увлажнен-
ныи воздух при ветре направляется вниз к входным окнам.
Поэтому, чем длиннее rрадирня, тем меньше поступает свежеrо
воздуха в подветренные торцевые секции. С увеличением ско-
рости ветра рециркуляция возникает скорее с наветренных
торцевых секций, за счет чеrо возрастает общее количество
рециркулирующеrо в rрадирне воздуха. Результаты проведен-
ных исслледований совпадают с данными r. Деr лера, который
на основании подобных наблюдений рекомендует принимать
230
в rрадирне не более трех секций, а сами rрадирни располаrать
уступами по ломаной линии таким образом, чтобы по возмож-
НОСТИ исключить взаимное воздействие влажноrо воздуха, вы-
брасываемоrо из rрадирен.
11.3. Корректировка расчетных параметров
наружноrо воздуха при расположении rpадирен rруппами
Превышение фактической температуры воздуха по смочен-
ному термометру перед входными окнами rрадирен над тем-
пературой по данным метеостанции на 1__20 наблюдается до-
вольно часто, что снижает надежность работы rрадирен и носит
существенный ущерб качеству и количеству выпускаемой про-
дукции.
Разница между температурами воздуха по смоченному тер-
мометру на входе в rрадирню и расчетной при расположении
rрадирен параллельными рядами поперек направления rоспод-
ствующеrо ветра может достиrать 0,5---40 в зависимости от ско-
рости ветра, числа рядов и расстояния между рядами. Эта раз-
ница может увеличится при расположении rрадирен вблизи
иЛи на территории объектов с большим тепловыделением,
создающим микроклимат.
На основании имеющихся данных исследований можно пред-
ложить формулу для ориентировочноrо определения средней
температуры входящеrо воздуха 1 при расположении типовых
секционных rрадирен с площадью секции 64..192 м 2 и отдельно
Стоящих с Fop = 400 м 2 параллельными рядами с расстоянием
между последними 20---40 м и обычных тепловых наrрузках:
1 = 1м + 0,2В[1 + К(п .. l)sin а],
(11.3 )
rде 1м .. расчетная температура воздуха по смоченному термо-
метру на основе данных метеостанции, ос; а .. уrол, образован-
ный между направлением преобладающеrо в расчетный период
ветра и длинной стороной rрадирен; п .. порядковый номер ря-
да rрадирен по направлению ветра; К .. коэффициент, учиты-
вающий влияние расстояния L между рядами rрадирен (при
L = 40, 35, 30, 25 и 20 м коэффициент К соответственно равен
0,1; 0,2; 0,3; 0,5 и 1); В .. коэффициент учитывающий влияние
длины rрадирен (при разрыве между rрадирнями, меньшем
двух высот входных окон): при длине ряда rрадирен 100, 75,
50,25, 10 коэффициент В соответственно равен 1; 0,8; 0,5; 0,2; 0,1.
231
Общая средняя поправка, учитывающая влияние длины
rрадирен для rруппы rрадирен, определяется как среднее.
арифметическое из поправок к каждому ряду.
Для иллюстрации влияния расположения rрадирен на 1 в'
табл. 11.3 приведены поправки к 1м, вычисленные указанным
выше способом для некоторых вариантов расположения трех-
секционных rрадирен с F = 192 м 2 . Из табл. 11.3 видно, что рас-
ПоЛожение rрадирен по схеме 1 требует повышения расчетно-
ro /').1 на 0,5 ос и соответственно увеличения числа секций (ПРI1
условиях примера на 2 3 шт.) для получения Toro же охлаждаю r
,
Таблица 11.3. Поправки IC 1.. при рaэnично.. расположении rpадирен
N° схемы
Схемы размещения rрадирен (размеры даны
в метрах)
(ХО /').1, ос
90 0,5
45 0,4
х1]
...
2
90
45
3
/
D D D ....
/
+0 2 +0 40
/
20 12 +0
90
45
90
45
4
232
0,5
0,3
0,4
0,3
0,2
0,2
lLiero эффекта. Дополнительной постройки секций можно Поч-
ТИ полностью или частично избежать при размещении rрадирен
по схеме 4. Указанное следует учитывать при технико-экономи-
чесКИХ расчетах для определения числа rрадирен и их располо-
жения.
Таким образом, рациональное расположение rрадирен на
площадке предприятия во MHoroM определяет эффективность
их работы. Расчеты охлаждающей способности без учета взаим-
Horo влиЯния rрадирен, а также друrих строений MorYT приве-
сти к ошибкам в определении температуры охлажденной
воды.
Основными условиями рациональноrо расположения rради-
рен можно считать следующие: расстояние между отдельно
стоящими rрадирнями в ряду не менее двух высот входных
окон; секционные rрадирни, а также ряды отдельно стоящих
rрадирен целесообразно располаrать в шахматНом порядке па-
раллельно друr к друrу и направлению rосподствующеrо вет-
ра; расстояние между рядами не менее 10 высот входных
окон; чисЛо секций в rрадирне или число отдельно стоящих
rрадирен в ряду не более трех.
Высокие и большие rрадирни способствуют лучшему рассеи-
ванию выходящих паров воды, меньше увлажняют окружающий
воздух и меньше повышают ero температуру, чем rрадирни низ-
кие и малых размеров. Исходя из этих соображений, число rpa-
дирен в оборотном цикле желательно принимать возможно
меньшим за счет увеличения их размеров. Рециркуляция и
вредное ВЛиЯние веТра на работу rрадирен MorYT быть в значи-
тельной мере снижены за счет рациональной конструкции rpa-
дирен, например устройства высокоrо диффузора, сплошных
ветровых переrородок от оросителя до уровня воды в резервуа-
ре, поворотных жалюзи на окнах, закрываемых с подветренной
стороны, входных окон с высотой, обеспечивающей оптималь-
ные скорости воздуха и др. Увлажнение наружноrо воздуха
BOKpyr rрадирен можно существенно уменьшить путем устрой-
ства высокоэффективных водоуловителей.
В некоторых случаях при соответствующем технико-экономи-
ческом обосновании возможно испоЛьзование малоrабаритных
вентиляторных rрадирен поЛной заводской rотовности в водо-
оборотных циклах с расходом воды примерно 3000 м 3 /ч вместо
секционных rрадирен строительной конструкции. Высота маЛо-
rабаритных rрадирен в 3 раза меньше типовых секционных.
233
Это накладывает определенные особенности работы малоrаба
ритных rрадирен при большом их числе в rpynne: в холодное
время rода опасность рециркуляции, образование тумана на
прилеrающей территории, увеличивающеrося с повышением
перепада температур (количества испарившейся воды); пере-
увлажнение территории и близрасположенных сооружений
из-за низкоrо расположения верхней части таких rрадирен над
уровнем земли даже при допустимом СНиП значении капель-
Horo уноса (не более 0,2%).
Эти обстоятельства требуют соответствующей компоновки
и рамещения rрадирен в водооборотном цикле в плане и по
высоте, т. е. может потребоваться размещение rрадирен неболь.
шими rруппами на крышах производственных зданий и эста-
кадах.
В наибольшей мере из числа изrотавливаемых в настоящее
время приrодны для работы в таком качестве малоrабаритные
rрадирни типа "Росинка", которые характеризуются повышен-
ной охлаждающей способностью и практическим отсутствием
потерь воды с капельным уносом (0,002%).
r ЛАВА 12
СПЕЦИФИЧЕСКИЕrРАДИРНИ
12.1. Поперечно-точные rрадирни
в поперечно-точных rрадирнях воздух движется rоризонталь-
но, т. е. в поперечном направлении по отношению к стекающей
по элементам оросителя вниз воде. Воздух может подаватьсЯ,
механическим способом вентилятором или естественныМ"
путем за счет тяrи вытяжной башни. По распределению ЕОЗ
духа такие rрадирни подразделяются на однопоточные и двух-:
поточные (см. рис.2.5). Тепловые и аэродинамические расчеты'
поперечно-точных rрадирен производятся по тем же принци-
пам, как и противоточных rрадирен (см. rл. 3 7), но с учетоМ
перекрестных направлений потоков воды и воздуха.
Коэффициент тепло-массопередачи f\xv при поперечном то.:
ке воды и воздуха примерно на 15 20% меньше, чем при прот
вотоке при одинаковых условиях за счет менее эффективН()i
ro использования поверхности охлаждения в первом случа
234
в сравнении со вторым. По этой причине размеры поперечно-
точных rрадирен и их стоимость получаются большими, чем
rрадирен противоточных. Это обстоятельство, наряду с их
сильным обмерзанием, rлавным образом и обусловило преиму-
щественное применение противоточной схемы движения во-
ды и воздуха в отечественной практике проектирования и
строительства вентиляторных и башенных rрадирен.
Такой же подход к оценке этих двух схем и за рубежом, од-
нако в странах с более теплым климатом (США, Япония и др.),
чем в России, поперечно-точные rрадирни достаточно широко
исследуются и применяются.
Меньшие высота и аэродинамическое сопротивление Про-
ходу воздуха поперечно-точных капельных rрадирен обеспечи-
вают заметное снижение энерrетических затрат на подачу во-
ды и прокачку воздуха. .
Экономический выиrрыш в энерrетических затратах за пе-
риод окупаемости rрадирен (8 10 лет) во мноrих случаях пере-
крывает потери в капитальных затратах.
Условия расчета поперечно-точных rрадирен отличаются
от противоточных. При противотоке для определения t 2 ре-
шается одномерная задача, так как параметры воды и воздуха
изменяются тоЛько в одном направлении вертикальной оси
rрадирни. При поперечном токе изменение этих параметров
происходит одновременно в двух направлениях по вертикали
и rоризонтали. Для этоrо случая приходится решать двухмер-
ную задачу изменения состояния воды и воздуха.
В нии водrЕО выполнены сопоставительные испытания
одноrо и Toro же деревянноrо капельноrо оросителя объемом
10,125 м З при противоточном и поперечно-точном движении во-
ды и воздуха (рис. 12.1).
Охлаждающая способность TaKoro оросителя при противо-
ТоКе оказалась на 20% больше, чем при поперечном токе, а
соотНошение потерь напора при движении воздуха через оро-
ситель СОставило в среднем 2: 1.
Со стороны входа воздуха в ороситель попере.чно-точной
rрадирни предусматривают жалюзийную решетку для предот
вращения разбрызrивания и уноса капель воды. Ширину лопа-
стей решетки следует принимать около 400 500 мм, расстояние
Между ними по высоте 250 300 мм и уrол наклона лопастей к
веРтикали 450. Коэффициент аэродинамическоrо сопротивле-
ния такой решетки при скорости движения воздуха через нее
235
4
4+
o,
..
,
42
Bl
. O.1tJgx
5// 10qJ l
iJ
0,. 0,50,60.70,80,810
).,KZ/Kl
*
11)
2,0
Рис. 12.1. Зависимость х"lqж f(Л) для деревянноrо капельноrо оросителя вы-
сотой 3 м при движении воды и воздуха а:
071
1 поперечно-точном СА 0,25 11м; т 0,239; c.o = 0,7 1/м; Кор 2, 21q ж .
м . ч/кr; 2 противоточном СА 0,308 1/м; т 0,341; c.o 8,92 1/м; Кор =
0,052 м . ч/кr; б схема деревянноrо оросителя (размеры в мм);. попереч-
ный ток; О противоток
2,5 2,8 м/с составляет 2,2 З,9. Уменьшение уrла наклона лопа-
стей до 21 о приводит к увеличению коэффициента аэродинами-
ческоrо сопротивления решетки в 3,5 раза инеравномерному
распределению скоростей при входе воздуха в ороситель.
Длину оросителя (размер в направлении движения воздуха)
рекомендуется принимать не более 5 5,5 м. При большей длине
оросителя следует устраива ть двухпоточные rрадирни (см.
рис. 2.5).
В нижней части входноrо сечения оросителя образовывается
слабо орошаемая зона шириной около 1 м. Эта часть оросителя
недостаточно эффективно используется в процессе теплообме-
на и подвержена сильному обледенению при холодном атМО-
сферном воздухе. Поэтому входное сечение оросителя с жаЛЮ-
зийной решеткой рекомендуется устраива ть наклонным,
рис. 2.5, в сторону входа воздуха под уrлом примерно 800 к ro-
ризонту. Более высокий эффект охлаждения воды в поперечно-
точных rрадирнях достиrается также при перераспределении
расхода воздуха по высоте оросителя, например, за счет пере-
менной плотности укладки ero элементов или реrулирования
уrлов наклона лопастей жалюзийной решетки. В верхнем се-
чении оросителя, примыкающему к водораспределителю, в
236
котором существует высокая разность температур воды и воз-
духа и парциальных давлений пара, расход воды целесообраз-
но иметь на 15 20% больше, чем в нижнем сечении оросителя.
12.2. Сухие rрадирни
Сухие (радиаторные) rрадирни являются изобретением вен-
rерских инженеров rеллера и Форrо и были поначалу Предна-
значены для охлаждения конденсаторов электростанций.
В нашей стране ВНИИНефтемашем разработаны аппараты
воздушноrо охлаждения АВО, которые по сути являются су-
хими rрадирнями и Применяются в основном в нефтехимиче-
ской промышленности для непосредственноrо охлаждения
воздухом технолоrических продуктов.
Сухие rрадирни представляют собой теплообменные соору-
жения, в которых теплопередающей поверхностью служат ра-
диаторы из оребренных трубок. Для создания тяrи такие rрадир-
ни MorYT быть оборудованы вентиляторами иЛи вытяжной баш-
ней (см. рис. 2.12). Сухие rрадирни применяются как для непо-
средственноrо охлаждения продуктов производства, например
конденсации, так и для охлаждения воды, охлаждающей в
свою очередь теплообменные аппараты.
Передача тепла от наrретой среды, протекающей внутри
трубок радиатора, атмосферному воздуху осуществляется без
неПосредственноrо контакта через сильно развитую поверх-
ность ребер, имеющихся на трубках, за счет теплопроводности
и конвекции. Для интенсификации процессов теплопередачи
ребристые трубы MorYT орошаться снаружи водой.
Радиаторы изrотовЛяются самых разнообразных конструк-
ций, r лавным образом, из стали или алюминия.
Сухие rрадирни применяются в случаях:
коrда необходимо иметь закрытый, изолированный от кон-
такта с атмосферным воздухом контур циркуляции воды в си-
стеме оборотноrо водоснабжения;
высоких температур HarpeBa оборотной воды в теплообмен-
ных технолоrических аппаратах, не допускающих ее охлажде-
ния в rрадирнях испарительноrо типа;
отсутствия или серьезных затруднений в получении свежей
воды на пополнение безвозвратных потерь в оборотных циклах.
Сухие rрадирни не имеют широкоrо распространения в срав-
нении с испарительными rрадирнями из-за их высокой стоимо-
237
сти, малой производительности и большоrо расхода электро-
энерrии.
Оборудованная, например, вентилятором lBr70 сухая rрадир-
ня имеет производительность 170 200 м З /ч, однако секция
испарительной rрадирни с тем же вентилятором имеет произ-
водительность в пределах 1000 2000 м З /ч. Стоимость сухой rpa-
дирни в 5 и более раз (по некоторым публикациям в 2 2,5 раза)
превосходит стоимость испарительной rрадирни при одинако-
вой тепловой наrрузке. Поверхность охлаждения радиаторов
должна быть из-за отсутствия испарения воды большей, чем
поверхность непосредственноrо контакта воды и воздуха в
испарительной rрадирне. Эта поверхность с воздушной сторо-
ны (включая ребра) может достиrать 600 тыс. м 2 , а в крупных
охладителях превышает 1 млн. м 2 . При этом размеры (сечение
и высота) вытяжной башни или размеры и производительность '
вентилятора должны быть большими, чем у испарительной
rрадирни, так как расход воздуха, воспринимающеrо тепло
лишь за счет HarpeBa, в 3 5 раз превышает расход воздуха при
испарительном охлаждении воды. Поэтому при оборотной си-
стеме с сухой rрадирней оптимальное давление пара в конден-
саторе выше, чем при испарительной rрадирне (рис. 12.2) и на-
ряду с повышением первоначальных затрат возрастают также
удельный расход топлива и расход электроэнерrии на собст-
венные нужды. Для АЭС при той же тепловой мощности паро-
reHepaTopa или реактора уменьшается расчетная электриче-
ская мощность энерrоблока, а в летнее время располаrаемая
25
20
>о:
ОС'5
!i!
;:I
;:ii
10
,
5
t:i
o:::t D 10 20 JO
TeMпe/laтgpa наРУЖNО!О
8озiJ!iха lJ" о С
Рис. 12.2. rрафик изменения давления в
конденсаторных установках паровой турби-
ны электроблока пrУ.27:
1 система охлаждения с вентилятор-'
ной испарительной rрадирней; 2 комбини"
рованная система охлаждения; 3 система!
охлаждения с воздушным конденсатором
238
мощность турбоаrреrата может быть заметно ниже расчетной
(номинальной). Для промышленных предприятий при испари-
тельном охлаждении конечная температура продукта t np мо-
жет быть выше начальной температуры охлаждающей воды
t 2 на 4 8 ОС, а при сухом не менее, чем на 10 150 выше темпе-
ратуры воздуха ".
Одним из недостатков систем воздушноrо охлаждения с су-
хими rрадирнями является зависимость их холодопроизводи-
тельности от температуры наружноrо воздуха ", которая резко
меняется не только в течение rода, но и в течение суток. Для
устойчивой работы таких rрадирен требуется также обеспечи-
вать стабильную тепловую наrрузку, в особенности при холод-
ном атмосферном воздухе. При эксплуатации промышленных
производств и паротурбинных установок ТЭП имеет место зна-
чительная неравномерность отбора и поступления тепла на
rрадирни, что сопряжено с повышенной опасностью замерза-
ния и выхода из строя дороrостоящеrо теплообменноrо обо-
рудования сухих rрадирен.
Расчет сухих rрадирен заключается в определении поверх-
ности охлаждения радиаторов для заданных параметров охлаж-
даемой среды и наружноrо воздуха и необходимоrо расхода
воздуха.
Поверхность охлаждения радиаторов Fp определяется по
форму ле
Fp == W/q, (12.1)
rде W тепловая наrрузка радиатора, Дж/ч; q плотность теп-
Ловоrо потока, Вт/м 2 , отнесенная к площади оребренной по-
верхности радиатора.
Значение плотности тепловоrо потока q принимается от 1163
до 2093 Вт/м 2 [1000 1800 ккал/(м 2 . ч)]. Большое значение q
соответствует большему значению разности t 1 d и t 2 ".
При t 2 " 5 РС q == 233 вт/м 2 [200 ккал/(м 2 . ч)].
Расход воздуха в сухой rрадирне определяется по уравнению
G B
G ж (t 1 t2)СЖ
(д вых ")С В '
(12.2)
rде "вых " разность температур HarpeToro в радиаторе и по-
Ступающеrо к радиатору воздуха, ОС.
239
Необходимый напор, создаваемый вентилятором или вытяж-
ной башней, определяется аэродинамическим сопротивлением
rрадирни, которое равно сумме сопротивлений на вход воздуха,
радиаторов и на выход воздуха.
12.3. rибридные rрадирни
fибридная rрадирня это комбинированное сооружение,
в Котором совмещены процессы тепломассообмена, присущие
испарительной и сухой rрадирне. Тяrа воздуха может созда-
ваться вытяжной башней, вентилятором или совместно башней'
и несколькими вентиляторами, размещенными по периметру ,
башни в ее нижней части (см. рис. 2.13, 2.14).
Технолоrические и теХНИКо-экономические показатели rиб.
ридных rрадирен лучше в сравнении с сухими, но уступают
испарительным. Они имеют меньше дороrостоящеrо теплооб-
MeHHoro оборудования и охлаждающая способность их в мень-
шей мере зависит от изменения температуры воздуха О. К до-
стоиНствам rибридных rрадирен можно отнести заметное сни-
жение безвозвратных потерь воды в сравнении с испарительны-
ми rрадирнями и возможность работы без видимоrо паровоrо
факела.
В качестве примера изменение состояния воздуха в rибрид-
ной rрадирне ТЭН Альтбах/Дейцизау (rермания), имеющей
вид по схеме рис. 2.14, показано на диаrрамме рис. 12.3.
Точка 1 на диаrрамме характеризует состояние атмосфер-
Horo воздуха, входящеrо в rрадирню: " == 10 ОС, t == 7,5 ОС, Ip ==
== 70,8% и х == 5,38 r/Kr. При работе в чисто "мокром" режиме
воздух наrревается до " == 28,8 ос с увеличением влажности до
х == 26 r/Kr, точка 2. Состояние воздуха характеризует более
чем 100%-ное насыщение влаrой (паром); на выходе из rрадирни
он наблюдается в виде паровоrо факела.
При работе rрадирни в rибридном режиме воздух, прошед- ,
ший мокрую часть, наrревается до " == 26,5 ос с увеличением
влажности до х == 22,8 r/Kr, точка З. Воздух насыщен парами
воды до 100%-ной влажности. Влаrосодержание ВОЗДУJl.а, про-
шедшеrо сухую часть rрадирни (радиаторы), не меняется и рав-
но влаrосодержанию входящеrо воздуха, т. е. Х == 5,38 r/Kr, а
температура " после подоrрева в радиаторах повышается с'
О == 1 О ос до " == 25 ос, точка 4. Идеальному перемешиванию по-'
токов cyxoro и насыщенноrо воздуха на выходе из rрадирН1-I>,
240
Рис. 12.3. Диаrpамма состояния
воздуха в работающей rибридной
rрадирне при Рб 760 мм рт. ст.;
1 окружающеrо атмосферноrо;
2 выходящеro из rрадирни при
работе только мокрой части; 3
выходящеrо из мокрой части при
работе в rибридном режиме; 4 вы-
ходящеrо из сухой части при рабо-
те в rибридном режиме; 5 выхо-
дящеrо из rpадирни после смещи-
вания насыщенноrо и cyxoro воз-
духа
IfO
10 20 JO "О
3итаДМUIi, а/к,
соответствует точка 5, находящаяся примерно на середине ли-
нии 4 3, которая характеризует следующее состояние смешан-
Horo воздуха: О 26 ОС, Ip 71% и Х 14,5 r/Kr. Как ВИДНО из ди-
arpaMMbI рис. 12.3, относительная влажность входящеrо возду-
ха Ip практически не изменил ась после смешения потоков воз-
духа за охладительными устройствами; повысилась только
ero температура и влажность. На выходе из rрадирни такой воз-
дух визуально не отличается от окружающеrо атмосферноrо.
Предметом тепловых и аэродинамических расчетов rибрид-
ных rрадирен и является поиск оптимальноrо количественно-
{"о состношения поверхностей теплообмена сухой и испаритель-
ной части и необходимых в них расходов воздуха.
Расчеты сухой и испарительной части производятся раздель-
но путем последовательных приближений соотношения масс
воздуха к требуемому состоянию на выходе из rрадирни.
ПО охлаждающей способности rибридные rрадирни превос-
ходят сухие, но уступают испарительным rрадирням. На
рис. 12.2, по данным Теплоэлектропроекта, приведены rрафики
изменения абсолютноrо давления в конденсаторах паровЫХ
турбин в зависимости от вида системы охлаждения.
fибридные rрадирни более сложны при проектировании и
строительстве, требуют повышенноrо внимания и обслужива-
ния при эксплуатации не только самих rрадирен, но и системы
241
водооборота в целом. При недостаточно качественной оборот
ной воде на стенках внутри труб радиаторов образуются солевые
отложения, а оребрения труб заrрязняются пылью входящеrо
воздуха, что приводит к резкому возрастанию тепловоrо сопро
тивления. Это вызывает нарушение расчетных режимов работы
сухой и испарительной частей, а также аварийные ситуации
в зимнее время.
В нашей стране rибридные rрадирни не получили распрост-
ранения из за повышенных требований при эксплуатации и
большей стоимости в сравнении и обычными испарительныlvИ
rрадирнями.
12.4_ rрадирни с ТОНКОСЛОЙНЫМ ОТСТОЙНИКОМ
В водосборном бассейне
В оборотной воде всеrда присутствуют механические приме-
си, поступающие в систему с добавочной водой и с воздухом на,
rрадирнях, а также орrанические вещества, которые использу-.
ются микроорrанизмами в качестве уrлеродноrо и азотистоrо;:
питания. Эти вещества поступают в воду за счет утечек про-;
дуктов из технолоrическоrо оборудования, обработки воды реа-?
rентами, разложения водных орrанизмов, заносимых с доба-)
вочной водой из источника, и др. В результате в оборотной во-"
де достиrается высокая степень концентрирования заrрязне-
ний, в том числе и взвешенных веществ. При этом концентра-
ция последних в оборотной воде, например нефтехимических
предприятий, превосходит на 20 30% произведение концентра- .
ции этих веществ в добавочной воде на коэффициент упарива-
ния. Избыток образуется за счет продуцирован ия взвеси в са-
мой системе частицы биолоrическоrо происхождения и про-
дукты коррозии.
В оборотной воде нефтехимических предприятий и заводоВ
СК дО 80% взвешенных частиц имеют rидравлическую круп-
ность менее 0,2 мм/с (размер менее 10 12 мкм). Такие частицы
трудно поддаются отстаиванию и циркулируют в системе.
Взвешенные вещества с большей крупностью осаждаются
в тех частях системы оборотноrо водоснабжения, rде скорости
воды не велики в водосборных бассейнах rрадирен, в меж-
трубном пространстве теплообменных аппаратов и друrих' и
только незначительная часть их выводится из системы с Ka
пельным уносом и продувочной водой.
242
Вентиляторные и башенные rрадирни проектируются и CTpO
ЯТСЯ С бассейнами по всей площади для сбора и накопления
оборотной воды. Объем воды в системе с учетом вместимости
трубопроводов составляет 30 -;.- 60% производительности систе
мы в час, а время пребывания воды в бассейнах при заполнении
на rлубину около 1,7 -;.- 2 м 20 60 мин в зависимости от типа
rрадирни и rидравлической наrрузки. При таком времени от-
стаивания из оборотной воды в бассейнах выделяется rрубо
дисперсная взвесь с rидравлической крупностью более 0,5 мм/с.
Осадок из резервуаров периодически удаляют вручную или
размывом напором струи со сбросом заrрязненной воды в ив-
невую канализацию. Например на нефтехимическом комбинате
при опорожнении и чистке водосбсрных бассейнов rрадирен
типа CK 1200 1 раз в rод, из одноrо сооружения удаляется око-
ло 500 м З осадка влажностью примерно 90%. Компонентный
состав осадка примерно соответствует составу заrрязнений в
воде, циркулирующей в системе: частицЫ биолоrическоrо про
исхождения ( 30%), минеральные соединения Si0 2 ( 25%),
Аl 2 О з (,." 20%), СаО ( 11%), Fе 2 О з ( 5%) и прочие включения
""9%.
Наиболее распространенным способом удаления взвешенных
веществ из воды является отстаивание. Известно, что продолжи-
тельность отстаивания пропорциональна Еысоте слоя осветляе
мой воды. С уменьшением высоты слоЯ расчетная продолжи
тельность отстаивания также уменьшается.
Для интенсификации осаждения взвеси в водосборных бас
сейнах rрадирен и орrанизованноrо удаления из них осадка
в НИИ водrЕО разработаны несколько вариантов бассейнов
с тонкослойными отстойниками. Они отличаются rлавным
образом конструкцией устройств для удаления осадка.
Для вновь проектируемых систем, в которых можно ожидать
интенсивноrо образования осадка, в водосборных бассейнах
rрадирен СК-400 предусмотрено механическое вращающееся
Устройство со скребками для HenpepbIBHoro удаления осадка по
Типу тех, которые применяются в канализационных радиальных
отстойниках.
На рис. 2.4 приведена схема rрадирни типа СК-1200 с TOHKO
слойным отстойником. Водосборный бассейн rлубиной 2,5 м
ВЫполнен с профильным днищем и кольцевым лотком для
сбора осадка. Лоток делит объем бассейна на центральную и
периферийную зоны. Над лотком по разные стороны от ero вер-
243
12.5. Малоrабаритные rрадирни типа "Росинка"
тикаhьной оси установлены две секции полок, выполненных
из плоских или rофрированных Листов жесткоrо материала
(стеклопластик) и образующих с каждой стороны 20 каналов,
наклонных под уrлом 450 к rоризонту. ДЛина полок 2 м, высота
каналов (ярусов) 70 мм. Над секциями полок, несколько вы-
ше уровня воды, размещен rоризонтально экран из плосКих
плит. В нижней части лотка размещено устройство для сбора
и удаления осадка в виде кольцевой перфорированной трубы,
а под экраном Кольцевой перфорированный трубопровод для;,
отвода из резервуара охлажденной и осветленной воды.
В прямоуrольных водосборных бассейнах секционных венти-i
Ляторных rрадирен целесообразно применять упрощенные;
устройства для удаления осадка в виде дырчатых труб.
Проекты rрадирен типа СК-1200 с тонкослойными отстойни_'i
ками в водосборных бассейнах, разработанные rипрокаучуком
и rосхимпроектом по рекомендациям НИИ водrЕО, реализо-
ваны в строительстве на нескольких предприятиях нефтехими-
ческой отрасли. Однако широкоrо раСПространения такие кон"
струкции не Получили Из-за большей сТоимости rрадирни и
затрат на ЭКсплуатацию и ремонт, а также увеличенных потерь
оборотной воды при сбросе из бассейнов малоконцентрирован-
Horo осадка.
rрадирни "Росинка" (см. рис. 2.6, а) разработаны и изrотавЛи-
ваются Научно-производственной фирмой "Техэкопром"
(r. Москва) на базе научных исследований НИИ водrЕО при-
мерно с 1992 r. Обладая высокими ЭКсплуатационными каче-
ствами блаrодаря специфичности конструкции, rрадирни это.
ro типэ. за сравнительно короткий срок стали находить все боль.
шее применение в системах оборотноrо водоснабжения различ-
ных холодильных установок с расходом воды 5 500 м Э /ч и бо-
лее. Специфичность Конструкции заключается в схеме распре-
деления воды.
Традиционная схема это расположение системы водорас.;
пределен ия над оросителем, чем обусловливается подача во-
дЫ соплами на Hero сверху. При этом время Контакта воды с
воздухом опредеЛяется скоростью движения пленок воды по
элементам оросителя (0,1 0,3 м/с в зависимости от плотности
244
орошения, профиля и состояния поверхностей), с оростью па-
денИЯ капель и брызr между элементами и высотои оросителя.
В rрадирнях "Росинка" водораспределитель расположен
между ярусами (слоями) оросителя. При этом сопла направлены
вверх. Такая схема распределения воды пр менима при кон-
струкции оросителя в виде пространственнои решетки, про ни-
цаемой для капель воды в любом направлении.
В rрадирнях "Росинка" применен капельно-пленочныи оро-
ситель из призм решетчатых ПР50 двухпоточный (см. рис. 8.4,
п. 17). Причем верхние 4..5 рядов призм BepxHero яруса оросите-
ля выполняют роль водоуловителя.
Контактной поверхностью тепломассообмена между ВОДОИ
и воздухом В оросителе ПР50 служит поверхность пленок на пе-
ремычках призм и капель, образующихся в пространстве меж-
у ними. Для пластмассовых оросителей поверхность пленок
тносительно невелика .. около 50 м 2 В 1 м Э ПР50. Однако в ре:
зультате эффективноrо распределения воды в ero объе но
решетчатой структуре (в верхнем ярусе вода проходит двоинои
путь) коэффициент массопередачи xV' В зависимости от моде-
ли rрадирен "Росинка" составляет 13300 .. 22000 кr/(м Э . ч Х
Х Kr/Kr) в рабочем диапазоне rидравлических наrрузок qж.
== 13,9 -;.- 19,2 м Э /(м 2 . ч) И скорости движения воздуха w == 2,2
25 м/с Такой высокий показатель массоотдачи (для мало-
r бари;ных rрадирен xV' обычно не превышает 15000 кr/(м Э х
х ч . Kr/Kr) достиrается блаrодаря увеличенному времени кон-
такта воды с воздухом, MHoroKpaTHoMY дроблению капель и
турбулизации пленок и капель потоком воздуха, что интенси-
фицирует процессы испарения, т. е. охлаждения воды.
При обычных климатических условиях европейской части
страны в летний период перепад температур воды /),t на I]'ади р -
нях "Росинка" равен 5,6 8,8 ос при температуре наrретои. BO Ы
t 1 == 32 ос и t == 19 ос с rлубиной охлаждения tt == t 2 t == 4 7 С.
Друrие rрадирни (см. рис. 2.6, 2.7) в этих же условиях. охлаждают
Воду при /), t == 5 ос с tt == 7 -;.- 8 ОС.
Сопоставление охлаждающей способности rрадирен при
ОДинаковых значениях t l' t И qж. МОЖНО проводить по темпера-
ТУрному коэффициенту эффективности охлаждения воды Kt,
равному отношению действительноrо перепада температур
ВОДы к максимально возможному перепаду при теоретиче-
СКом пределе охлаждения Т, т. е.
245
t 1 t 2
Kt ==
t 1 1
,
(12.3)
Являясь безразмерным относительным значением, коэффи-
циент Kt в некоторой мере соответствует требованиям терми-.
ческоrо кпд rрадирни: для идеальноrо процесса охлаждения
(t2 == 1) значение Kt == 1, для реальноrо (t2 > 1) коэффициенТ:
Kt< 1.
Для моделей rрадирен "Росинка" коэффициент Kt различеli ,
из-за неодинаковой в них плотности орошения при номиналь.:'
ном расходе воды и составляет для t 1 == 32 ос и 1 == 19 ос от о,4з r i ч
до 0,67. Для rрадирен друrих конструкций при тех же условиях;
Kt "" 0,38 7 0,4. .
Для малоrабаритных rрадирен, размещаемых преимущест .',
венно в черте rородской застройки, следует принимать нижний"
предел капельноrо уноса, per ламентированноrо для вентиля ,,,
торных rрадирен, т. е. 0,05% и менее. ' ,
В процесс е эксплуатации "Росинок" значение капельноrо",
уноса не превышает 0,002% расхода воды. Капельки воды эф-
фективно задерживаются при MHoroKpaTHoM контакте с пере,:
мычками решеток ПР50 на выходе воздушноrо потока из rрадир';
ни. Однако для балансовых расчетов безвозвратные потери?,
воды за счет капельноrо уноса для rрадирен "Росинка" при: с;'
нимаются 0,01% с запасом на утечку воды через сальники на-,"
сосов и арматуры. "
Существенные проблемы при эксплуатации rрадирен вызы,[
вает отложение на оросителях солей карбоната кальция в виде!
накипи в комплексе с продуктами биолоrическоrо происхож,}
дения, коррозии и пыли. Заrрязнение оросителя, как правило, '
снижает охла?Кдающую способность rрадирни из-за увеличени"r':
аэродинамическоrо сопротивления проходу воздуха и умень-
шения ero расхода. Часто по этой причине rрадирни выходят и:l
строя. Солевым отложениям и заrрязнению наиболее подвер-
жены оросители из листов с малыми (до 10 16 мм) каналаМJof
для прохождения воды и воздуха.
8 rрадирнях "Росинка" размеры ячеек призм ПР50 составляЮТ
примерно 20 х 30 ММ (см. схему 16, д на рис. 8.4). Заrрязняться
они MorYT лишь в особо неблаrоприятных случаях при высокой
карбонатной жесткости воды, не прошедшей стабилизацион'
ную обработку, и наличии в воде механических примесей с,
концентрацией более 120 мr/л. В таких случаях оросители!
ПР50 леrко, в течение 3 4 ч, демонтируются через открытыЙ,
верх rрадирни, прочищаются и устанавливаются на место.
12.6. rрадирни "Озон-400"
В соответствии с типовым проектом 901-6-105.93 rрадирня
"озон-400" площадью орошения 400 м 2 предназначена для
применения в системах оборотноrо водоснабжения с расходом
воды до 3300 м З /ч. Оборотная вода не должна содержать само-
возrорающиеся примеси, масла, нефтепродукты и заrрязнения,
вызывающие трудноудаляемые отложения, а также не должна
быть аrрессивной по отношению к конструкциям rрадирни.
Отличительной особенностью rрадирни "Озон-400" от одно-
вентиЛЯТОрНЫХ rрадирен типа СК-400 площадью орошения
400 м 2 , широко распространенных на нефтехимических пред-
приятиях в особенности заводах синтетическоrо каучука, яв-
ляется наличие трех вентиляторов марки Br-70 (рис. 12,4) вме-
сто одноrо марки Br-104.
rрадирня "Озон-400" представляет собой двенадцатиrранник
в плане, разделенный на три секции (сектора) переrородками
из стеклопластика. Каждая секция снабжена индивидуальным
вентилятороМ 1 и имеет индивидуальный подвод наrретой
воды.
Водосборный бассейн, об-
щий для трех секций, выпол
нен из монолитноrо железо-
бетона. Несущий каркас вы-
полнен из стальных прокат-
ных профилей с обшивкой из
листовоrо стеклопластика.
Система распределения во-
ды 2 предусмотрена из поли-
этиленовых напорных труб с
установленными на них соп-
лами раструбноrо типа, на-
правленными факелами раз-
брызrивания вверх, ороси-
Тель 3 из тонкостенных
(0,9 мм) полиэтиленовых roф-
I
Рис. 12.4. rрадирня "Озон-400"
с площадью живоrо сечения оро-
ruения 400 м 2
11.6
пG
План на отм. ;'''
...
...
...
...
-.:
...
116
116
247
ротруб диаметром 63 мм, водоуловитель 4 также из полимер.
ных материалов.
Вентиляторы rрадирни работают в автоматическом реЖиме
с включением и выключением отдельных секций для реrули.
рования температуры охлажденной воды.
При при вязке rрадирни "Озон.400" к конкретным усЛОвиям
эксплуатации требуется замена примененноrо в тиПовом про.'
екте устаревшеrо оросителя из rофротруб с невысокой охлажда-
ющей способностью (см. табл. 8.3, п. 13) на более эффективные
полимерные оросители, изrотавливающиеся в настоящее время
в российской Федерации. В особенности конструктивно подхо{':
дит для этой rрадирни двухпоточный ороситель (рис. 8.4, п. 17).':
12.7. Применение rpадирен в процессах очистки воды
Вентиляторные rрадирни применяются в качестве пленочных
,
деrазаторов для улучшения качества воды артезианских сква.
жин. Использующиеся в деrазаторах контактные насадки в
.;;
виде мноrослойных поддонов, заrруженных кусками кокса,
антрацита, керамическими кольцами Рашиrа, неудобны в, r
эксплуатации из-за частоrо засорения взвесью и требуют высо.':>
\
конапорных вентиляторов для прокачки воздуха. "1}
Для применения в качестве деrазаторов наиболее подходя.,;
щими являются rрадирни с незасоряющимися, высокопроницае ',
мы ми пластмассовыми оросителями, обеспечивающими в TQ':
же время достаточно большую поверхность контакта воды С,.:
воздухом при интенсивной их турбу лизации. .. /
В зависимости от типа вентиляторной rрадирни на 1 м Э ох:. .::.
лаждаемой (аэрируемой) воды подается от 500 700 до 1000"';;"
..1
1500 м Э воздуха, что значительно больше требуемоrо относи:'
тельноrо расхода воздуха для удаления из воды paCTBopeHHЫ
rазов.
При исПользовании rрадирен в качестве водоподrотовитель'
ных установок целесообразно эксплуатировать их с плотностью
орошения 15 20 м Э /(м 2 . ч) И более. .
На окисление 1 Mr двухвалентноrо железа расходуется
0,143 Mr кислорода. Процесс обоrащения воды кислородом при
непосредственном контакте ее с атмосферным воздухом в оро-
сителе вентиляторной rрадирни происходит весьма интенсиВ"
но до полноrо насыщения 11 12 мr/л 02 при температуре арте-
248
зиансКоЙ воды 7 10 ос и атмосферном давлении. Для окисле-
ниЯ, например, 30 мr/л Fe 2 + в Fе Э + требуется 4,25 мr/л 02' Про-
цесс окисления железа кислородом завершается достаточно
полно при обеспечении необходимоrо времени контакта в ре-
зервуаре после rрадирни.
В оборотной воде содержится, как правило, достаточное ко-
личество орrанических заrрязнений. Они поступают в систему
с добавочной водой и технолоrическими продуктами при не-
плотностях теплообменной аппаратуры.
Необходимое количествО воздуха и блаrоприятная темпе-
ратура среды при наличии питательных веществ в охлаждаемой
воде обусловливают образование на оросителе rрадирен био-
лоrичесКой пленки, которая может быть использована для про-
ведения процесса окисления орrанических веществ. В нашей
стране rрадирни, специально эксплуатирующиеся в режиме
биоокислителей, не применяются, а сам процесс окисления,
протекающий в этих сооружениях, пока не вышел из стадии
экспериментальных исследований. При этом на мноrих пред-
приятиях при эксплуатации промышленных охлаждающих си-
стем оборотноrо водоснабжения с rрадирнями наблюдается
значительное улучшение санитарно-rиrиеническоrо состояния
оборотной воды по сравнению с добавочной водой.
Основным сдерживающим фактором эксплуатации rрадирен
специально в режиме биоокислителей является опасность за-
rрязнения окружающей среды в районе расположения rрадирен
выбросами вредных веществ с отработанным атмосферным
воздухом, что требует разработки специальной конструкции
rрадирни для проведения процессов окисления сточных вод.
Друrим важным фактором является то, что при подаче в систе-
му оборотноrо водоснабжения недостаточно доочищенных
по орrаническим заrрязнениям сточных вод, из расчета на их
ОКисление на охлаждающих rрадирнях, не решена проблема
предотвращения биолоrических обрастаний теплообменноrо
оборудования. Кроме Toro, не определена область применения
rрадирен, как биоокислителей, их окислительная мощность в
зависимости от катеrории сточных вод и др. При этом следует
отметить, что никакое друrое сооружение систем водноrо хо-
ЗЯЙства промышленности, кроме rрадирен, не может осуще-
СТвлять одновременно четыре функции охлаждение воды,
биохимическую очистку от орrанических примесей, отдувку
Летучих орrанических веществ и осветление путем отстаивания
воды в водосборных бассейнах под rрадирней.
249
В технической литературе приводится качественный состав
биоценоза биолоrической пленки на оросителе вентилятор.
ных rрадирен нефтехимических и нефтеперерабатывающих
предприятий. Отмечается цикличность в формировании био-
ценоза. Биопленка нарастает до определенной толщины, обус-
ловленной количеством питательных веществ в воде, затем
отрывается от оросителя и смывается в водосборный бассейн
rрадирни. В этот период ухудшается качество воды по ХПК
и прозрачности. Максимальная длительность пребывания био-
ценоза биопленки на оросителе rрадирен составляет 20 ЗО сут.
Степень биохимической очистки, %, на rрадирнях ориентиро-
вочно можно принимать: по эфироизвлекаемым до 40; по
ХПК З6 29 и по БПК s 40 50. Зависимость между ХПК воды
до rрадирни (х) и ХПК на выходе из rрадирни (У) дЛЯ нефте-
перерабатывающих предприятий: У = 0,695Х 12,859; для заво-
дов синтетическоrо спирта У = 0,7ЗЗХ 4,105.
Абсолютное снижение БПК s при однократном прохождении
оборотной воды через rрадирню для нефтеперерабатывающих
предприятий составляет 20 40 мr/л, а для заводов синтетиче- ,
cKoro спирта 10 20 мr/л. rрадирню в оборотной системе можно
рассматривать как один из видов биолоrических окислителей
с малой орrанической наrрузкой.
Перспективно использовать полимерные оросители ПР50
(см. рис. 8.4, схема 16), имеющие объемную решетчатую струк-
туру, в качестве заrрузки биофильтров и аэротенков при новом
строительстве и модернизации станций биофильтрации и
аэрации.
rЛАВА 13
ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ для rРАДИРЕН
13.1. Общая часть
Требования к материалам, Применяемым при строительстве
и модернизации rрадирен, сформулированы в ряде норматив-
ных документов. В настоящем справочном пособии считаем,
полезным привести следующие основные положения и реко-
мендации.
Строительные конструкции и технолоrическое оборудование,
rрадирен Подверrаются интенсивному механическому воздей-
ствию потоков воды и воздуха в специфических условиях ра-
250
боты, вызывающих ускоренный их износ: влажность паровоз-
душной среды внутри rрадирни достиrает 100% при температу-
ре до 50 ОС; температура воды, орошающей конструкции, состав-
ляет обычно до 50 ОС, но на некоторых производствах достиrает
60 ос и более; значительные внутренние напряжения в кон-
струкциях, возникающие в зимнее время при замораживании
в водонасыщенном состоянии пористых строительных материа-
лов; попеременное увлажнение и высушивание конструкций
в летнее время; изменение физико-химических свойств строи-
теЛьНЫХ материалов под воздействием аrрессивных примесей,
нередко присутствующих в оборотной воде и атмосферном воз-
духе, а также солнечной радиации; напряжения, возникающие
в конструкциях от вибрации при работе вентиляторов и скоро-
CTHoro напора ветра.
Аrрессивность воздействий усуrубляется их циклическим
характером, зависящим от климатических факторов (колеба-
ния наружних температур, изменения направления и скорости
ветра, интенсивности солнечной радиации и др.) и технолоrи-
ческих условий эксплуатации rрадирен (тепловой наrрузки,
частоты и длительности перерывов в работе и др.).
При температуре оборотной воды более 50 ос дЛЯ изrотовле-
ния строительных конструкций и технолоrическоrо оборудова-
ния rрадирен применяют материалы, способные работать в
такой среде длительное время (15 20 лет) без разрушения,
специальные меры защиты конструкций от температурных
воздействий иЛи предварительноrо охлаждения воды.
При особенно аrреССИВНDЙ по отношению к строительным
материалам оборотной воде целесообразна ее обработка для
Исключения или уменьшения степени аrрессивности_
Наrрузки, воздействующие на конструкции rрадирен, приня-
то подразделять на основные и особые сочетания наrрузок.
Основные сочетания наrрузок состоят из постоянных, длитель-
ных и кратковременных наrрузок. Особые сочетания наrрузоК
СОстоят из постоянных, длительных, кратковременных и одной
из особых наrрузок.
К постоянным наrрузкам относятся: вес сооружения (вес не-
сущих и оrраждающих конструкций); вес и давление ['рунтов
(насыпка и засыпка). К длительным относятся наrрузки: от во-
дораспределительной системы; от оросителей и веса водяной
Пленки; от водоуловителей; от веса вентилятора, электродви-
rателя, конфузора и диффузора; от пыли; от cHera, принимае-
251
мая по енип 2.ot.07 85 С коэффициентами, 0,3; 0,5; О,б СООТВет_ "
<". .I
ственно для 111; lV; V и Vl климатических районов. ,i
к кратковременным наrрузкам относятся: масса Людей, ре. { . .
МОНтных материалов в зонах ремонта конструкций и оборудо.;\i'
вания; снеrовая наrрузка, принимаемая по СНиП 2.01.07 85 с1!
коэффициентами: 0,7; 0,5; 0,4 соответственно дЛЯ Ш; lV; V и Vlj'
климатических районов; от наЛедей, образующихся на оrраж4"
дающих конструкциях и оросителе; аэродинамическая от CKoL'i#
pocTHoro напора ветра.
Обледенение может возникнуть практически в любом мест
оrраждающих конструкций rрадирни, но чаще Bcero, лед обра'
зовывается на конструкциях воздуховходных окон И Нижнеl'
сечения оросителя даже при применении специальны
устройств для противообледенительной защиты, в особенност \
при их неисправности и неправильной эксплуатации (см.;
rл.14.3). ;(
Из опыта проектирования и эксплуатации вентиляторньttt;
rрадирен при средней зимней температуре наиболее холодно";
пятидневки ниже минус 10 ос как для каркаса в целом, так 10\"",
для оросителя принимают расчетную равномерно распределеw',
ную наrрузку от обледенения по всей площади оросителя, рав- ','
ную 200 Kr/M 2 . При температуре от минус 10 ДО минус 5 ос эт",!'
наrрузка принимается равной 100 Kr/M 2 . При температуре вы4').
ше минус 5 ос наrрузка от обледенения не учитывается. Ha;f
rрузку от обледенения не рекомендуется учитывать и при при."
менении проверенных практикой надежных способов защитЫ',
воздуховходных окон и оросителя от образования льда.
Для башенных rрадирен допоЛнительная наrрузка от льдВ:,'!
образующеrося на оросителе, принимается равной примерН$!'
"
10% ero собственноrо веса.'
К особым наrрузкам относятся: сейсмические; от дебалансi3
ротора вентилятора; аварийая при отрыве лопасти у вентилЯ";
тора.
Нормативные наrрузки с коэффициентами переrрузки иi
динамичности выдаются технолоrическими орrанизациямИ:
в виде заданий на проеКтирование по стандартам или катало'
raM, а для нестандартноrо оборудования в соответствии с
паспортными данными заВодов-изrотовителей иЛи по рабочим;
чертежам.
При проектировании и расчете строительных конструкций;
rрадирен учитывают коэФФициент надежности, зависящий ОТ:
класса ответственности зданий и сооружений.
Форма, rабаритные размеры и расположение элементов строи-
тельных конструкций и технолоrическоrо оборудования в зна-
чительной мере влияют на аэродинамическое сопротивление
проточной части rрадирни, определяющей электропотребление
электродвиrателями вентиляторов и тяrу башни, а в конеч-
ном счете ее охлаждающую способность. Элементы, располо-
женные внутри rрадирни, должны оказывать минимальное со-
противление проходящему через нее воздушному потоку.
С этой целью необходимо стремиться, чтобы конструкции рас-
положенные на пути воздушноrо потока, имели обтекаемую
форму и rладкую поверхность. Учитывая, что аэродинамиче-
ское сопротивление элементов rрадирни можно достоверно
оценить лишь в комплексном взаимодействии их друr с дру-
rOM, при разработке новых конструкций rрадирен требуются
их аэродинамические испытания на моделях иЛи rоловных об-
разцах в натуре.
Следует учитывать, что в зависимости от режима работы тех-
нолоrических аппаратов конкретный режим работы rрадирни
в течение суток и rода может быть различным. В типовых про-
ектах вентиляторных rрадирен для усредненных условий при-
меняется обычно общее число часов работы rрадирни в rоду
7000, в том числе с вентилятором 4000. Разнообразие техноло-
rических режимов и климатических условий, в которых рабо-
тают строительные и технолоrические конструкции rрадирен,
а также разнообразие статических и динамических наrрузок
создают предпосылки, а во мноrих случаях вызывают необхо-
димость прора ботки нескольких вариантов проектных решений
с Применением различных строительных материалов.
Надлежит предусматривать доступ к водоуловителю, систе.
ме распределения воды и вентиляторной установке для ре-
монта и обслуживания путем устройства лестниц, входных
дверей, решетчатых ходовых мостков и площадок, не создаю-
щих заметноrо препятствия проходу воздуха.
Строительные конструкции и технолоrическое оборудова-
Ние MorYT быть из различных материалов, приrоднЬ!х для рабо-
ты в условиях rрадирен. При этом следует по возможности из-
беrать применения асбестоцемента в обшивке, оросителях и
Водоуловителях из-за ero канцероrенных свойств.
ВодосБОРН:>lе бассейны rрадирен выполняются из монолит-
Horo или сборно-монолитноrо железобетона. По периметру
бассейна предусматривается железобетонная розетка. Водо-
'1
253
сборные бассейны поддоны для вентиляторных rрадирен
,
располаrаемых на кровлях насосных станций иЛи ПРОИЗводст.
венных зданий, допускается выполнЯть стальными. Поддонi:.J
из стали выполняются также в rрадирнях малоrабаритных
Комплектно-блочноrо исполнения.
Аэродинамические козырьки, жалюзи поворотные, тамбур
ветровые переrородки и переrородки между секциями (в в
тиЛяторных rрадирнях) выполняются из Листовой стали, де
ва, стеклопластиковых иЛи пластмассовых листов.
Выбор материалов для rрадирен и расчеты конструкций с
дует производить соrласно рекомендациям пособия.
В настоящем справочном пособии не рассматриваются спо
бы антикоррозионной защиты строительных конструкций и о
рудования из за большоrо их разнообразия и непрерывно',
совершенствования, а также по той причине, что эти спосо'
защиты предусматриваются в проектах строящихся и рек'
струируемых rрадирен.
При необходимссти возобновления антикоррозионной эа;
... ,,)
щиты конструкции при ремонте rрадирни следует руководст "
ваться СНиП 2.03.II 85, СНиП II1 18 75 и положениями прое
та, по которому построена rрадирня.
254
13.2. Оrраждающие КОНСТРУКЦИИ
Надежность работы и срок службы rрадирен в значительна,
мере определяются типом материала, прочностью и качества'
исполнения оrраждающих конструкций (обшивки). В зимн",
время перепад температур снаружи и внутри rрадирни може
достиrать 60 ос и более, что создает значитеЛьные в них те
пературные напряжения.
При наличии неплотностей в обшивке, вследствие протече
через них воды, контактирующей с холодным воздухом, с внеШ
ней стороны оrраждающих КОНструкций образуются налед
разрушающие, как правило, обшивку в зоне этих неплотн
стей. Кроме Toro, неплотности в обшивке ухудшают режим рабо
ты вентилятора и снижают тяrу башни, что приводит к yxy1Jl:
шению охлаждающей способности rрадирни. Щели общей пл:
щадью Bcero Лишь 4% ПЛощади обшивки MorYT уменьшить рас:';'
ход воздуха через ороситель на 20%, что приводит к недоохлах<5
дению воды не менее чем на 1 ос в зависимости от состояни
воздуха, расхода воды и Конструкции оросителя. Поэтому пр
проектировании и строительстве rрадирен необходимо обра
щать внимание на обеспечение rерметичности обшивки.
При температуре атмосферноrо воздуха примерно минус
20 ос и ниже лед интенсивно начинает образовываться на BHYT
рЕ нней и внешней стороне устья вытяжной башни (в вентиля
торных rрадирнях диффузора) за счет выделения KOHдeHca
ционной влаrи на их холодных поверхностях при контакте с
HarpeTbIM насыщенным воздухом, выходящим из rрадирни.
Куски льда при падении повреждают лопасти вентилятора,
разрушают конструкции водоуловителя, системы распределе-
ния воды и оросителя. Разработаны специальные мероприятия
для предотвращения обмерзания железобетонных оболочек
и обшивных каркасных вытяжных башен (см. rл. 14.3).
Вентиляторы rрадирен в процессе разrонки, работы и OCTaHOB
ки создают вынужденные колебания несущих конструкций.
Параметры колебаний зависят от типа вентилятора, схемы
установки (отсасывающая или наrнетательная) и режима ero
работы (частоты вращения). Эти колебания rрадирен не влия
ют на людей и производственные процессы, а оценивается лишь
их влияние на несущую способность строительных KOHCTPYK
ций rрадирен.
Динамические наrрузки от вентиляторов в эксплуатацион
ном режиме MorYT значительно превышать значения, peKOMeH
дуемые заводами изrотовителями и принятые в типовых Про
ектах. Необходимо обращать особое внимание на балансиров
ку при их монтаже и ее проверку в процессе эксплуатации.
Поэтому при расчете несущих конструкций rрадирни необ-
ходимо учитывать резонансные области, создаваемые вентиля-
торной установкой. В некоторых случаях может рассматривать
ся возможность применения вибровыключателей.-
Строительные несущие конструкции rрадирен MorYT быть
Выполнены из монолитноrо или сборно монолитноrо железобе
тона, стали и дерева.
Вентиляторные rрадирни с железобетонным несущим KapKa
сом MorYT быть применены в районах с расчетной температурой
наружноrо воздуха 40 ос и выше (расчетная температура Ha
ружноrо воздуха принимэется средней наиболее холодной пяти
дневки по СНиП 2.01.01 82 "Строительная климатолоrия и
rеофизика"), кроме rрадирен, эксплуатируемых в условиях,
коrда оборотная вода аrрессивна к сульфатостойкому бетону
и происходит частая остановка rрадирен в течение суток или
255
недели из-за отрицательных температур атмосферноrо воз-
духа.
Вентиляторные rрадирни со стальным несущим каркасом мо-
{'ут быть применены: в местностях с расчетной температурой
наружноrо воздуха ниже 40 ос; в случаях установки их на кров-
лях зданий и сооружений; в районах труднодоступных или отда-
ленных от предприятий, изrотавливающих элементы сборных
железобетонных конструкций; в случаях частой остановки ра-
боты rрадирен из-за отрицательных температур атмосферноrо
воздуха (в течение суток или недели).
В башенных rрадирнях вытяжную башню из монолитноrо
железобетона принимают в районах с расчетной температурой
наиболее холодной пятидневки ( 28 ос и выше). Такие башни
проектируют rиперболической формы.
Стальной каркас башни каркасно-обшивных rрадирен прини- ..
мают в районах с расчетной температурой наиболее холодной
пятидневки, как правило, до 40 ос.
Вытяжные башни с металлическим каркасом и из сборl-ЫХ
железобетонных панелей MorYT иметь различную форму в за-
висимости от размеров. Башни rрадирен малой и средней про-
изводительности (площадью орошения до 800 900 м2) проекти-
руют пирамидальной формы, rрадирен большой производитель-
ности (площадь орошения 1000 м 2 И более) rиперболической
иЛи близкой к ней формы.
Вентиляторные rрадирни с деревянным несущим каркасом
MorYT быть применены: при секции rрадирни площадью не бо-
лее 64 м 2 ; при оборотной воде или rазовой среде, имеющих
слабоаrрессивную кислую среду; в районах, {'де древесина не
является дефицитным материалом.
В башенных rрадирнях дерево для изrотовления несущеrо
каркаса не используется за исключением одноrо типоразмера
. площадью 16 м 2 .
В деревянном исполнении запроектированы открытые {'ра-
дирни.
Обшивка rрадирни с металлическим каркасом может быть
выполнена из алюминиевых иЛи стальных (оцинкованных) rоф-
рированных листов толщиной не менее 1 мм, листовоrо стекло-
пластика и железобетонных стеновых панелей. В отдельнЫХ
случаях возможно применение обшивки из асбестоцемент-
ных волнистых листов усиленноrо профиля или деревяН- i
ных антисептированных досок.
256
Для возможности осмотра, профилактическоrо ремонта и
окраски стальноrо каркаса обшивочный материал к Нему Кре-
пится с внутренней стороны rрадирни, а к каркасу из сборных
железобетонных элементов и дерева с внешней.
Асбестоцементные волнистые листы по rOCT 16233 77 При-
меняются в районах с расчетной температурой ПЯтидневки
до 23 Ос. При более низкой температуре обшивка выполняет-
ся из металлических листов или деревянных щитов.
Железобетонные стеновые панели применяются при отрица-
тельных температурах ( зо ос и выше), при оборотной воде,
не аrрессивной к сульфатостойкому бетону, и работе rрадирни
при отрицательных температурах без частых остановок в тече-
ние суток иЛи недели.
При режимах работы с частыми остановками обшивка rрадир-
ни выполняется метаЛЛической с соблюдением следующих
условий: должны быть решены вопросы защиты алюминиевых
листов от электрохимической, межкристаллитной, щелевой
и кавитационной коррозии; стальные оцинкованные листы
применяются преимущественно в вентиляторных rрадирнях
и только при слабоаrрессивных средах.
Из-за тяжелых температурно-влажностных усЛовий эксплуа-
тации rрадирен применяемые для устройства их оrраждающих
конструкций материалы в большинстве случаев не отвечают
требованиям долrовечности без дополнительных средств за-
щиты.
По опыту эксплуатации rрадирен обшивка, как правило,
выходит из строя значительно раньше, чем каркас, что пример-
но соответствует данным табл. 13.1.
Приведенный в табл. 13.1 срок службы асбестоцементной об.
Шивки 15 лет соответствует условию обязательной пропитки
Листов на всю rлубину петролатумом иЛи каменно-уrольным.
пеком. Без такой пропитки асбестоцементные листы начинают
расслаиваться уже после 2 3 лет от начала эксплуатации.
Срок службы алюминиевой обшивки наибольший в сравне-
Нии с деревянной антисептированной и асбестоцементной, но
и СТоимость ее выше. Стоимость 1 м 2 этих обшивок соотносит-
ся как 1: 0,62 : 0,33.
Большое преимущество в сравнении с деревом и асбесто-
цементом как материалами для обшивки rрадирен имеет стек-
ЛОпластик. За счет ero пластичности, леrкости, высокой проч-
Ности на изrиб, широкоrо TeMnepaTypHoro интервала примени-
257
Таблица 13.1. Срок службы каркасн<н>бшивньа: конструкций
rpадирен по Д&ННЬШ ЛОАТЭП
Конструкция
Срок службы,
<оды
Металлический каркас без антикоррозионной
защиты (неаrрессивная среда)
Металлический каркас с реrулярно возобнов-
ляемой антикоррозионной защитой
Деревянная неантисептированная оБUlивка
Деревянная антисептнрованная оБUlивка
Алюминиевая оБUlивка
Асбестоцементная оБUlивка
15 20
35
10
15
20
15
мости (табл. 13.3), а также стойкости к аrрессивным средам уве- .
личивается срок службы обшивки и при правильном монтаже!!
и эксплуатации Повышается ее rерметичность.
Листы полиэфирноrо стеклопластика по ОСТ 6.II 390 75,;
используемые в качестве обшивКи rрадирен, принимаются раз-"
мерами: ширина 1200 мм; толщина 1,9 мм; шаr волны 125 мм;!,
высота волны 51 мм; водопоrлощаемость 0,7. Длина листов M(i)-(
жет достиrать 4800 мм.!;
По данным исследований внииr им. Б. Е. Веденеева, сртс'"
службы обшивки из волнистых листов полиэфирноrо стекле.!
1
пластика с учетом воздействия эксплуатационных и климати."
ческих условий для районов средней Полосы России и Сиби}') ,
составляет не менее 25 лет при условии, что напряжения lJ!i
листах не превышают расчетных (130 МПа на изrиб и 62,5 мпal; .
на растяжение).
Для повышения оrнестойкости оrраждающих конструкций:
целесообразно применять стеклопластик самозатухающеrо..
типа на основе полиэфирной смолы ПН-IС.
Научно-исследовательскими и проектными орrанизацияМИ.
предлаrались и друrие листовые материалы в качестве обшив-
ки rрадирен: винизол, керопласт, rетинакс, стеклотекстоЛИТ:
И др. Однако по ряду причин практическоrо применения они
пока не получили. .
Наиболее долrовечными являются оrраждающие конструк-.
ции rрадирен из железобет на. Можно рассчитывать на 35 40-:
летний срок их службы. В значительной мере разрушение же-
258
лезобетонных несущих опор и оболочки в зоне воздуховходных
окон происходит из-за отсутствия защитных покрытий и несо-
вершенства конструкции противообледенительных устройств.
В последние rоды для обшивки каркасов вентиляторных
rрадирен (в основном малоrабаритных и секционных) стали
использовать длинномерные профили типа ЭПЛ-200, имеющие
ширину 200 мм, толщину 1,5 мм и длину до 11 мм. Они изrотов-
ляются из материала на основе полив ин ил хлорида с добавле-
нием стабилизаторов, модификаторов, смазок и друrих компо-
нентов, в Основном отечественноrо производства. Минималь-
ная температура атмосферноrо воздуха, при которой MorYT при-
меняться профили ЭПЛ-200, составляет зо ОС. Стыковка про-
филей, прикрепляемых к каркасу вертикально, осуществляет-
ся при помощи имеющихся в их боковых rранях специальных
пазов круrлой формы в поперечном сечении. Однако из-за от-
сутствия доста точноrо опыта эксплуатации rрадирен с такой
обшивкой в течение значительноrо времени выводы о приrод-
ности работы ЭПЛ-200 в таком качестве делать преждевре-
менно.
Для изrотовления конфузоров и диффузоров вентиляторов
используется преимущественно листовая сталь. Имеется по-
ложительный опыт ЭКСПлуатации секционных rрадирен с венти-
Ляторами Br25, Br50 и Br70, в которых диффузоры выпоЛнены
из стеклопластика. В отдельно стоящих rрадирнях с вентилято-
рами диаметром 10,4 и 20 м конфузоры И диффузоры целесо-
образно изrотавливать в монолитном или сборном железо-
бетоне.
13.3. Технолоrическое оборудование
К материалам для изrотовления оросителей и водоулови-
телей rрадирен предъявляются следующие требования:
срок службы 15 20 лет без разрушений и выщелачивания при
соБЛюдении норм эксплуатации;
достаточная жесткость и прочность конотрукции при малой
толщине составляющих ее элементов (листы, рейки, планки
и т. п.);
ХОРошая смачиваемость при относительно rладкой поверх-
ности конструкций;
недефицитность и сравнительно невысокая стоимость.
Кроме Toro, в отдельных случаях материалы должны иметь
Повышенную оrнестойкость.
259
260
В период 1950 85 rr. материалом для изrотовления ороси-
телей и водоуловителей вентиляторных rрадирен была древе-
сина, а башенных асбестоцемент и древесина. В те rоды эти
материаЛы при качественном изrотовлении из них конструк-
ций удовлетворяли требованиям по технолоrическим показа-
телям и сроку службы, соответствующему нормативному сроку'
окупаемости капиталовложений для rрадирен. Однако древе-
сина и асбестоцемент не позволяют совершенствовать конструк- .'
ции И повысить эффективность работы rрадирен, увеличить;
срок амортизации и снизить затраты ручноrо труда.
Деревянные оросители и водоуловители приходят в полную
неrодность через 10 12 лет эксплуатации, а иноrда и раНЬШе,
,\-
из-за вымывания из них связывающеrо вещества целлюлозы..
В результате постепенно происходит разрушение древесины,;.
а соответственно ухудшение техноЛоrических показателей f
Этому в значительной мере способствует хлорирование оборот
ной воды, а также биолоrические и химические процессы, пр
исходящие на поверхности древесины, находящейся во влаrоо;'
насыщенном состоянии. Интенсивность химическоrо разруше
ния древесины повышается с увеличением рН оборотной в
ды. Так, при увеличении рН с 5 до 9 основной материал орос
телей сосна разрушается в 10 15 раз быстрее. Делиrнифик
ция деревянных изделий, обработанных специальными анТй:
септическими растворами, замедляется и срок их службы уве,
личивается в 2 раза. При некачественной обработке (пропитк '
не на всю rлубину) или при ее отсутствии, что нередко прак'
тикуется, деревянные оросители и водоуловители интенсивн .
разрушаются уже после 2 З лет эксплуатации.
Стоимость оросителей из асбестоцементных листов и сохра
ность их технолоrических показателей за время работы во мно.
rOM зависят от качества листов и сборки блоков, химическоrO,
состава оборотной воды и уровня эксплуатации rрадирни. Сле.-о.
дует отметить, что качество асбестоцементных листов в послеД-,t
ние rоды УХУДШИЛось они заметно начинают разрушатьсS:&':,
(расслаиваются при попеременном замораживании и оттаив&-'
нии) после З 5 лет эксплуатации. Кроме Toro, на поверхносnt'
асбестоцементных листов иноrда происходит выделение карбо-':
ната кальция в виде накипи, нарастание которой в комплексе,!
с продуктами биолоrическоrо происхождения и пылью из &1"';'
[;
мосферноrо воздуха приводит к уменьшению зазоров между
листами оросителя и увеличению ero массы. Вследствие этоrо'
происходит снижение охлаждающей способности rрадирни за
счет увеличения аэродинамическоrо сопротивления проходу
воздуха и cooTBeTcTBeHHoro уменьшения ero расхода.
ЛОЛ ТЭП при водит следующие данные по срокам службы
оросителей (табл. 13.2).
Таблица 13.2. Сроки службы оросителей
Оросители
Срок службы,
rоды
Деревянные неантисептированные
Деревянные антисептированные
Асбестоцементные
ПНД (неrорючая композиция)
6
14
15
Более 15
Примерно с 1980 r. в Российской Федерации с нарастающим
объемом производства для изrотовления оросителей и водо-
уловителей применяются полимерные материалы (пластмассы).
Используется преимущественно полиэтилен низкоrо давления
марки 27З 79 стабилизированный сажей с повышенной стой-
костью к термо- и фотоокислительному старению при переработ-
ке и эксплуа;rации и в меньшей мере поливинилхлорид.
Пластмассы механически прочны, долrовечны (при прав иль-
ном выборе условий и надлежащей эксплуатации можно рас-
считывать на 20 25 летний срок службы пластмассовых ороси-
телей и водоуловителей), стойки к различным аrрессивным сре-
дам и воздействию влаrи, упруrи и эластичны. По массе пласт-
массы для пленочноrо оросителя требуется в 10 15 раз меньше,
чем асбестоцемента и в З раза меньше, чем дерева. Пласт-
массы леrко поддаются прессованию, сварке, литью, экструзии,
склеиванию. С помощью добавок-наполнителей пластмассам
можно придавать различные желаемые физик о-механические
характеристики. Высокая технолоrичность обработки обеспе-
чивает возможность изrотовления из них изделий различных
Конструктивных форм и способствует индустриализации строи-
тельства. Указанные свойства пластмасс позволяют обеспечить
Конструкции rрадирен и повЫсить их эксплуатационные ка-
чества.
Вместе с тем пластмассовые конструкции подвержены
биолоrической коррозии, для предотвращения которой в со-
261
став пластмасс вводят специальные присадки, например Про-
изводные винила. В качестве антибактерицидных добавок
к пластмассам применяют также производные трихлормеркап-
танов и четвертичных нефтеновых солей аммония. Некоторые
материалы rорючи (табл. 13.3), что в общем случае не оrраничи-
вает применение конструкций из них в rрадирнях, а диктует
лишь необходимость соблюдения правил противопожарной
безопасности при проведении монтажных работ и эксплуатации
rрадирен с такими конструкциями. Учитывая высокие техноло-
rичеСКие свойства ПНД фирмой "ЭКа-сервис К" проведены
экспериментальные работы и начат выпуск оросителей из не.'
;,/
rорючей ero композиции. Они дороже оросителей из полиэти-,\
лена обычных марок.
Поливинилхлорид по надежности от возrорания занимает
первое место после асбестоцемента. Он характеризуется как'
трудновоспламеняемый и самозатухающий, для возrорания
ero необходимо инициирующее пламя. "
Си<:темы распределения воды в rрадирнях изrотавливаются j '
как правило, из стальных труб. Срок их службы значительно:!:
превышает время работы оросителей иводоуловителей за ред-:,
ким исключением, коrда система выходит из строя из-за сале,;,;
вых и друrих отложений на стенках труб при отсутствии стаби"'.
лизационной обработки и очистки обор тной воды. ,\
Существенный интерес представля т выполнение систем,
распределения воды в rрадирнях из пластмассовых труб. В cpaB.;i<1
нении со стальными они имеют меньшую массу, леrко пома-i,'
ются механической и тепловой обработке, обладают неболь.\
шим rидравлическим сопротивлением, стойкостью к коррози-
онному воздействию оборотной воды, а также в меньшей мере
подвержены отложениям на их стенках минеральных солей
и взвешенных веществ.
Проект вентиляторной секционной rрадирни с системой
распределения воды из пластмассовых труб разработан Союз-
водоканалпроектом. rрадирня предназначена для охлажде-
ния морской воды. Особенностью конструкции системы явля-
ется наличие в ней частых ОПор под трубами во избежание их
проrиба от веса наrретой воды.
За последние 30 лет в нашей стране и за рубежом для изrо-
товления сопел стали применять пластмассу: полиэтилен, поли-
стирол и др.
262
:s: :3
10; Р.
О :s:
i:: t
111
О
о.
;
х
ir
о
с
.,
t
':1:
о
111
u
Q)
:1:
1:3
Q)
;
:а
6
!i!
е
ь
I:!
:s:
Р.
о
10;
><
10;
:s:
:I:
:s:
111
:s:
о
i::
:s:
::r
:s: >:S:
-&А
:s: :I:
.. :I:
u .,
., 111
О
i:: Р.
ь.
:s: :s:
:s: u
10; >:S: 10;
о :i!
i:: :I: 10;
:s:
с
O
Р.!::
b
:3
i:: 10;
""'
""'
.....
:I:
Q)
10;
:s:
..
'"
:s:
"
о
i:: :t
i::
'"
:::т
:::т
111
о
.,
:s:
Р.
Q)
..
.,
::;
.,
111
..
u
>:S:
о
111
U
\о '"
с с
-Т1
..... .....
с с
....-f..0...
00
"'..
,
00
"'.
>:S:
:s:
..
u
Q)
«)
.....
,
00 '"
'" с
....-f...0...
.... ....
....-f...N...
\о
'" с
"'. 'Т.
'Т'"
'" с
0"'0
i::
«)
'"
1
'" '"
'" с
0"0"
.....
'"
с.
1",
\о '"
'" С
с;;" с'"
с
00
'"
'"
",с С 1
i"i'"l'
r--- с с......
N r--- \D ....-f
\о
.....
I
;; 1 1
с
с
с
I.I1cgj
,"l',g
V") с о с
...-.4 v") 0"1 ('f")
с
с с
с с ('f") с
\о 0"1 ..... \о
с
с
с '"
v") <::)...........
r iJ
1.110\,00
N \о 'i"'I 0"1
'"
«)
1
'"
'"
с
'"
..... "'..... I
1il
r--- 0"1 r--- ......
Р.
С
'"'
::; ., .s
.., i::
.... .Q
i:
::; t
:I: Q) Q) о :s:
.." ;J:I::s:
Q) о а :r:I:
2g 8.
:u t; g
:тхС.;х:фи
8'ca
:s: Q)
:s: '"
.. :1:
., ....
11: ..,
U :s:
с
с
,
'с
с '"
'" '"
:s:
Р. Q)
С :s:
.; :I:
i:: Q)
i а
.. :>.
: Q)
g- t::s
>.:co.>..QU
..QQ)
;,
gti:s.<>-
о t::
'"
....,
I
;;
с
00
'"
I
с::>
с::>
'"
'"
.....
I
с::>
.....
'"
I
......
.....
с::>
с::>
'"
I
с::>
с::>
....,
с::>
с::>
,
с::>
с::>
....
с::>
с::>
'1
с::>
'"
'"
-1-
с::> с::>
'" '"
I I
Q) ..... Q)
11: I 11:
:E :E
+
с с
101
-1- 00 Q)
c'lI:c'"
",c:s:\O
I :=::t + u
-1-
с::> с
'" '"
I I
-1- -I-
с ..... с
с::>
\о
с::> +
-1-
J с
I I i
oV")cV")
7 7
I I
+ -I-
..... <::) 9"'"'1 С
с::>
'"
I
..... Q) .....
I IE I
с::> :s: с
:t::З
-1-
с::> с
'" "i'
I
..... CD 1"""4 Q)
111:1 11:
:@:E :E
u
0:' i;;
:s: ..
u
10; о :r:I:
l:j,;»:s:
с:: .. >;s
1:: f-< ..Q
,'" ., :I:
Р. ':1: р. р.
i:' g
а:! <J а:! а:!
Р.оР.Р.
Q) t"") Q) CU
t:: о t:: С
g.
E--< E--<E--<
-1-
с
'"
+
:s: '"
:t I
с
\о
+
с'"
"'
+ u
:t
>:S:
:s:
а
!2
.,
><
:>.
..
'"
..,
о
::;
'"
U
I
'"
U
,i
:s:
:r
!2
р.
о
....
Q)
:I:
I
:t
с
'"
+
с
'"
+
,i
:s:
:r
!2
р.
о
....
I
Q)
:s:
i :I:
.. .,
:r
::;.Q Q)
:S:" ::;
:I: :s:
Q):r р.
t::
Р. О
С
I
Сопла из пластических масс не подверrаются коррозии )
условиях работы rрадирен, они проще и дешевле в изrотовл .
нии и имеют меньшую шероховатость внутренней повеРХНОСj
ти, что при прочих равных условиях увеличивает их пропус -
ную способность. При выделении из воды взвешенных частиц
и минеральных солей отложения на поверхности таких сопел
не образуются.
rЛАВА 14
ЭКСПЛУАТАЦИЯ rРАДИРЕН
14.1. Приемка rрадирен в эксплуатацию
Необходимо уделять внимание тщательной приемке rради-
рен в эксплуатацию, своевременному техническому обследова-
нию и поддержанию в рабочем состоянии строительных конст-':
рукций и технолоrическоrо оборудования. Кроме Toro, необ-:'
ходимо поддерживать правильный водный режим в оборотной;
системе.
При Приемке rрадирен в эксплуатацию нужно проверить ,
соответствие выполненных работ проекту, обратив особое вни-.
мание на правильность основных размеров и высотных отметок'
отдельных элементов rрадирни, наличие проектноrо количе-
ства установленных разбрызrивающих устройств, запорно-ре-'
rулирующей арматуры, противообледенительных устройств
и т. П.; нужно проверить качество выполненных работ, в том
числе ОТСУТСТБие щелей и проемов в обшивке, надежность
крепления листов, наличие антикоррозионноrо покрытия
метаЛЛических конструкций, rидравлическую плотность трубо- .
проводов и резервуаров, а также состояние установленной ар-
матуры, воздухонаправляющих козырьков и ветровых переrо-
родок, действие поворотных щитов. Особое внимание следует
уделять качеству монтажа вентиляторных arperaToB, в часТ-
ности, правильности их центровки и балансировки, обеспече-
нию требующихся уrлов установки лопастей и указанных заво-
дом зазоров между лопастями и корпусом вентилятора. Следу-
ет проверить мощность, потребляемую электродвиrателем при
264
работе вентилятора с лопастями, установленными на указан-
ные в паспорте оптимальный и максимальный уrлы. Все обна-
руженные при приемке дефекты должны быть устранены до
окончательной передачи rрадирни в эксплуатацию.
Для обеспечения нормальной эксплуатации rрадирен долж-
на быть составлена соответствующая инструкция для обслужи-
вающеrо персонала. Периодические осмотры rрадирен рекомен-
дуется производить не реже чем один раз в месяц.
Ороситель должен равномерно заполнять все rоризонталь-
ное сечение rрадирни; при монтаже орОсителя из отдельных
блоков не должно оставаться промежутков, так как через них
может устремиться воздух, минуя блоки. Необходимо устранить
все повреждения конструкций оросителя и завалы их посторон-
ними предметами (щитами, досками и т. д.), влияющие на рав-
номерность распределения воды и Еоздуха. Стеснение живоrо
сечения rрадирни вызывает пере распределение воздуха и воды
и, как следствие, ухудшение работы rрадирни.
При наличии в rрадирне пластмассовых оросителей и водо-
уловителей не следует производить сварочные работы в местах
непосредственной близости к Ним во избежание возrорания.
Перед заполнением системы трубопроводов и резервуара
rрадирни водой необходимо убрать строительный мусор и лиш-
ние предметы.
В период эксплуатации rрадирни должен быть орrанизован
сбор двух видов информации о ее работе.
Технолоrический вид информации включает: измерения и
реrистрацию в журнале температур наrретой и охлажденной
воды, параметров атмосферноrо воздуха, расхода воды на [ра-
дирню, данных о заrрязнениях оборотной воды и их концентра-
ции; сведения об эффективности работы отдельных элементов:
оросителя, водоразбрызrивающих устройств, водоуловителя,
ПРотивообледенительной системы и др.; вентиляторной уста-
новки частота вращения, потребляемая мощность, наличие
Вибрации, режим и периодичНость работы и др.
Строительно-конструктивный вид информации включает
наблюдения с реrистрацией в журнале за состоянием строитель-
ных конструкций и технолоrическоrо оборудования rрадирни.
Проrрамма сбора данных в эксплуатационных условиях долж-
на тщательно планироваться и контролироваться.
Известно, что приблизительно до 50% случаев выхода из
СТроя (отказов) инженерных сооружений и оборудования проис-
265
14.2. Испытания rpадирен
ходит по вине обслуживающеrо персонала вследствие необу.
ченности и плохой орrанизации производства. В этой связ
знание cBoero сооружения, в данном сЛучае rрадирни, особен
ностей ее работы на базе систематической реrистрации дaHHЫ :
позволит более целенаправленно и с большим эффектом ис.}.
пользовать трудовые и мв териальные средства на ремонт ил
реконструкцию.
Испытания rрадирен различных типов и видов сходны межд
собой по методике, применяемым измерительным прибора
и приспособлениям. Отличаться они MorYT объемом выполня
мых измерений в зависимости от поставленной цели и зада
испытаний.
Проверка соответствия охлаждающей способности и аэро
намической характеристики вентиляторной rрадирни расче
ным условиям производится обычно при приемке rрадирен
эксплуатацию, а также с целью внесения необходимых корре
тивов в проекты. Перед началом испытаний на rрадирне еле
ет устранить все строительные недоделки и нарушения ко
струкций, полученные во время эксплуатации. Проточная час.
rрадирни должна быть очищена от биообрастаний, заилен
и т. п., элементы водоуловителя, водораспределителя и оро
теля должны быть расположены в cTporOM соответствии с n
ектом иЛи техническими преДЛожениями, а неисправные и
поврежденные заменены. Следует обратить особое вниман
на целостность обшивки и плотность швов. Дверные и друr
проемы во время испытаний должны быть плотно закры
Живое сечение проточной части rрадирни и входные окна до
ны быть освобождены от посторонних предметов: досок, пр
строек, дополнительных ходовых мостов и т. п.
Вентилятор должен быть приведен в рабочее состояние.
Лопасти установлены под одинаковым фиксированным уrЛОI>«
Уrол установки лопастей рекомендуется подобрать путем проб-
ных пусков так, чтобы потребляемая электродвиrателем мощ,j
ность соответствовала паспортному максимальному КПД,
иЛИ по крайней мере находилась в рабочей зоне мощности двИ-
rателя.
Недопустимо снижение rидравлической наrрузки ниже пре-
дела; при котором факелы разбрызrивания воды не перекрыва-
266
ются. При этом происходит неравномерное распределение во-
ды по оросителю, сохраняющееся практически по всей ero
высоте. В тех случаях, коrда снижение rидравлической наrруз-
кИ обосновано, нужно вносить соответствующие изменения в
водораспределительные системы rрадирен: заменять приня-
тые по проекту разбрыrивающие сопла на сопла меньшей Про-
пускной способности, изменять тип, число, расстановку сопел
и др.
Схема подвода воды к rрадирне должна обеспечивать воз-
можность ее работы во время испытания с плотностью ороше-
ния, отличающейся на 10% расчетной, и с тепловой наrрузкой,
отличающейся на 20% расчетной.
Для проверки работы rрадирни при приемке ее в эксплуа-
тацию можно считать достаточныt.< получение следующих дан-
ных: расхода воды, температуры воды на входе и выходе из [ра-
дирни, температуры атмосферноrо воздуха по сухому и смочен-
ному термометрам, поля скоростей и давлений воздуха перед
вентилятором, мощности, потребляемой электродвиrателем
веНТИЛятора, скорости и направления ветра, напора воды пе-
ред соплами, атмосферноrо давления.
Для оценки системы оборотноrо водоснабжения с rрадирней
целесообразно иноrда определять количество и температуру
добавочной воды, количество взвешенных и растворенных
веществ в циркуляционной и добавочной воде, которые MorYT
вызвать отложения взвешенных веществ и солей, коррозию,
биолоrические обрастания и др.
При аэродинамических испытаниях rрадирни измеряются
скорость и направление ветра, а также температура наружноrо
воздуха. Скорость ветра измеряется чашечным анемометром
на уровне верхней части входных окон на некотором отдалении
от нее чтобы не было побочных воздействий. Желательно так.
же измерить скорость ветра на уровне выхода из вентилятора
(диффузора). Хорошие результаты MorYT быть получены, если
сКорость ветра составляет не более чем 75% средней скорости
ВОздуха на выходе из венТиЛЯтора. Испытания не следует про-
Изводить при скорости ветра на уровне верхней части входных
ОКон более 5 м/с, если ветер меняет направление более чем
на 450, а также, если порывы ветра превышэют на 2,5 м/с сред-
НЮlC скорос.ть потока воздуха во входных окнах во времЯ изме-
рений.
Направление ветра измеряеся флюrером в тех же точках,
267
268
что и скорость. Простейший флюrер рейка с привязанной на
конце леrкой НИТью.
Температура наружноrо воздуха по сухому и смоченному
термометрам измеряется с помощью психрометра на расстоянии
до 50 м от rрадирни. Измерения производятся в начале и конце.
Психрометр помещается на высоте 1,5 м от земли в защищен.
ном от воздействия прямых солнечных лучей и ветра месте.
Поток наружноrо воздуха всасывается в rрадирню через вход-
ные окна rоризонтально, затем поворачиваясь к верху, проходит
через ороситель, водораспределитель и водоуловитель. При
проходе через эти элемеНты в зависимости от их конфиrура.
ции поток воздуха растекается и перераспределяется по сече-
нию rрадирни. Конфиrурация водоуловителя во MHoroM опре-
деляет характер потока воздуха на входе в конфузор и подходе
к вентилятору. В зависимости от конструкции и расположения
решеток водоуловителя поток воздуха может быть закручен
ным, направленным вертикально вверх или иметь друrие фОР-'
мы. Практически водоуловитель на входе в конфузор rрадир-
ни работает по отношению к потоку воздуха как напраВЛЯЮЩИЙ'i
аппарат. Конфузор, на сколько это оказывается возможныщ"
выравнивает за счет поджатия поток воздуха на подходе к вен.'
тилятору. Для уменьшения сопротивления выхода воздушноro,i
потока из вентилятора служит диффузор, который является"
частью вентиляторной установки и предназначен для выпол,
нения трех задач:
1) повышения КПД вентилятора, в частности, за счет сниже
ния потерь на удар при выходе воздуха и, как следствие, ПрИ-;
водит к экономии мощности, расходуемой на ero при вод (на"
12 20% и более); .
2) снижения ре циркуляции влажноrо rорячеrо воздуха иj'
вентилятора во входные окна rрадирни;
З) снижения шу ма, создаваемоrо вентиляторной установкой.:
Измерения расхода воздуха на вентиляторной rрадирне MO ;
{'ут быть выполнены в четырех местах: 1) на выходе потока;
воздуха из диффузора; 2) в сечении перед вентилятором, оТ-
стоящем от Hero на 0,5 1 м; З) в сечении над водоуловителем
на расстоянии 1 1,5 м от Hero; 4) во входных окнах.
Наиболее точные результаты MorYT быть получены в сечении'
перед вентилятором, однако выполнение измерений в этом се- :
чении связано с определенными трудностями и не всеrда без-
опаснО.
С позиций меньшей трудоемкости и достаточной точности
результатов лучше проводить измерения p cxoдa воздуха
крыльчатыми иЛи чашечными анемометрами в сечении над
водоуловителем на расстоянии 1 1,5 м от Hero. При меньшем
расстоянии на результатах измерений может сказываться
влияние аэродинамических следов элементов конструКций
водоуловителя, а при большем расстоянии неудобно произво
дить измерения.
Выбранное мерное сечение необходимо точно измерить в
натуре на уровне устанавливаемой при измерениях оси анемо-
метра. Площадь MepHoro сечения должна быть определена
"в чистоте" за вычетом всех площадей, находящихся в сече
нии конструКций rрадирни опорная колонна вентилятора,
стойки каркаса и т. п. Необходимо помнить, что ошибка в оп
ределении площади MepHoro сечения приведет к соответствую-
щей ошибке в рачетах расхода воздуха.
Перед началом разметки измерительных точек рекоменду-
ется оценить распределение потока воздуха по выбранной пло
щади MepHoro сечения с помощью флюrеров или леrких бума
жек, подхватываемых потоком воздуха. Это делается для вы-
явления наличия или отсутствия в мерном сечении "мертвых"
зон и завихрений. "Мертвые" зоны MorYT образовываться над
широкими лотками, в местах развала лопатоК водоуловите
ля и т. п. Завихрения обычно образуются при неудачном рас-
кладе решеток водоуловителя с наклонНЫМИ лопатками, мо-
{'ут быть и друrие причины.
Площадь "мертвых" зон должна быть вычтена из площади
MepHoro сечения, так как воздух там не идет.
Влияние площади завихрений на площадь MepHoro сечения
и расхода воздуха должно быть оценено с учетом направления
результирующей скорости.
Число точек измерения скорости принимается в зависимости
от степени неравномерности поля скоростей в мерном сече
нии. Очевидно, что чем больше искажено поле скоростей,
тем больше точек измерения должно быть расположено Б этом
сечении. Расположение точек измерения во MHorOM определя
ется формой MepHoro сечения. Способ обработки результатов
(Подсчета средней скорости) также влияет на число и размеще-
ние ТОчек измерения.
Существует довольно MHorO различных способов подсчета
Средней скорости и соответственно вариантов размещения и
269
числа точек измерения, в том числе и нормированных между-
народными стандартами (ИСО).
Для измерения расхода воздуха в мерном сечении над водо-
уловителем rрадирни наиболее подходящим представляется
линейно-лоrарифмический метод Чебышева как универсаль-
ный метод для симметричноrо, симметрично-неравномерноrо
и HepaBHoMepHoro профилей скоростей в круrлом кольцевом И
прямоуrольном сечениях. ОН имеет широкое применение, пред"
ложен стандартами ИСО и в рекомендациях для ПРОИзводст-
венных исПытаний вентиляторов. Средняя по расходу скорость
подсчитывается при этом методе как среднеарифметическое
значение измеренных местных скоростей.
Например, мерное сечение над водоуловителем rрадирни
СК-400 является кольцевым с отношением диаметра (радиу.
са т) опорной колонны под вентилятором к диаметру (радиу-
су R) rрадирни T/R == 0,15; это соотношение должно быть под-
считано по измерениям, проведенным в натуре (табл. 14.1).
Таблица 14.1. Координаты точех изweрения в кольцевом сечении
при paзJIИЧНЬa отношениях r/R
Отношение
радиусов
r/R
Расстояние точек измерения от стенки конфузора в долях
радиуса R при 4 точках на радиусе
2
3
4
0,1
0,15
0,2
0,3
0,04
0,04
0,04
0,04
0,2
0,19
0,18
0,18
0,4
0,39
0,38
0,36
0,70
0,67
0,64
0,58
Измерение целесообразно проводить на двух взаимно пер-
пендику лярных диаметрах, т. е. на четырех радиусах при общем
числе точек измерения равным 16. При этом диаметры (радиу-
сы) с точками измерений не ДОЛЖны проходить через мертвые
зоны или зоны завихрений.
MorYT быть использованы и друrие способы разметки точек
измерения и Подсчета средней скорости (расходной состав-
ляющей). Важно, чтобы они обеспечивали достаточно пред ста-
вительные и точные резуЛьтаты при относительно небольших
трудозатратах на измерения и подсчеты расхода воздуха.
270
При измерениях чашечным анемометром следует иметь
в виду, что чашечный анемометр по своим конструктивным осо-
бенностЯм (отсутствие обечайки) измеряет полный вектор
скорости независимо от ero направления. В расчет количества
воздуха проходящеrо через мерное сечение над водоуловите-
лем входит только вертикальная составляющая этоrо вектора.
Поэтому неосходимо в точках измерения с помощью флюrера
определить уrлы отклонения вектора скорости от вертикали
для учета этоrо фактора при вертикальной составляющей и
по ним средней вертикальной составляющей скорости расхо-
да воздуха.
Крыльчатый анемометр располаrается перпендикулярно к
плоскости вращения лопастей вентилятора, а не к потоку.
Аэродинамическое сопротивление rрадирни может быть
определено путем измерения полных давлений в том же мер-
ном сечении над водоуловителем и в тех же точках, что и из-
мерение скоростей.
Для оценки потерь давления от этоrо сечения до вентиля-
тора можно также про извести измерения полноrо давления
на расстоянии примерно 1 м перед вентилятором. Для измере-
ний полных даЕлений используются датчики полноrо даЕления
(экранированные трубки Пито) или трубки Прандтля (пневмо-
метрические трубки). Отсчеты перепадов давлений в трубках
производятся с помощью микроманометров, соединенных с
трубками резиновыми шланrами. При измерении полных дав-
лений следует обращать внимание на возможные поrрешно-
сти в случае отклонения потока от вертикали особенно возле
стенки конфузора.
Коэффициент сопротивления rрадирни подсчитывается по
Формуле
== 2gP (14.1)
1'8' w 2
rде р среднее полное давление под вентилятором, Krc/M2;
'У в плотность воздуха, принимаемая равной 1,2 Kr/M 2 ; w
средняя по расходу скорость движения воздуха подсчитанная
из соотношения
w F wF
мер.сеч мер.сеч обш.rр'
(14.2)
FОбщ.rр общая площадь живоrо сечения rрадирни внутри обо-
Лочки в свободном сечении над оросителем.
271
При безветренной поrоде (штиле) расход воздуха через ['ра-
дирню может быть измерен во входных окнах с помощью чашеч-
ных анемометров. В расчет в этом случае берется rОризонталь_
ная составляющая вектора скорости. Разметку точек во вход_
ных оКнах выполняют так, чтобы каждая из них была центром
равновеликой площади свободноrо сечения входных окон.
Точки измерения рекомендуется размещать в вертикальн
мерных створах, расположенных равномерно по периметру ['ра!
дирни. Целесообразно Принимать не менее 8 створов по 5 точе
в каждом вертикальном створе, итоrо не менее 40 точек изме.
рения. При подсчете расхода воздуха из общей площади ЖИВQ:-
['о сечения входных окон вычитается площадь живоrо сечения,
занимаемая колоннами и друrими конструкциями, если ОНI1
имеются во входных окнах. При штиле расход воздуха по из.
мерениям во входных окнах может быть измерен с ДOCTaT 1
ной для практики точностью. Однако При наличии ветра oТr
клонения в значениях скоростей и соответственно расхо.ц.
воздуха MorYT быть весьма существенны.
Сбычно измерения про изводятся на "сухой" rрадирне (
подачи на нее воды) во избежание закупоривания капелька
воды импул:"сных отверстий измерительных трубок. Сопроти"
ление rрадирни при подаче на нее воды с различной пд
ностью орошения определяется пересчетом полученноrо П
данным экспериментов значения по формуле
== qж(h c.o + 0,025L + 0,2),
(14.3)
['де L половина расстояния по rоризонтали, которое ПРОХОДиТ
воздух под оросителем; c.o коэффициент сопротивления
cyxoro оросителя высотой 1 м.
Количество воды, поступающей на rрадирню, измеряюТ с
помощью диафраrмы или друrими приборами. Диафраrма доЛЖ-
на быть изrотовлена и установлена на трубопроводе, подающем
воду на rрадирню, в соответствии с Правилами 28 б4. В качестве
вторичноrо прибора может быть применен ртутный дифмано-
метр ДТ-50, цифровой электронный ИЛи в крайнем случае ВОДО-
воздушный П-образный дифманометр.
Температуру воды измеряют ртутными стеклянными термо-
метрами или элеI<тротермометрами с ценой деления 0,1 ас
(точность отсчета 0,05 ас) при прямом контакте с водой. Для
этоrо на подающем трубопроводе монтируют выпускную ТI>уб-
ку и в поток воды помещают термометр. Температура воды,
272
падающей в виде капель и брызr в сборный резервуар, почти
всеrда значительно колеблется и в любой точке резервуара
неустойчивая. Поэтому температуру воды на выходе из rрадир-
ни измеряют в сборных лотках, устанавливаемых под оросите-
лем на уровне нижнеrо края входных окон и Проходящих от
центра (или от разделительной переrородКИ в секционных
rрадирнях) до наружной кромки резервуара. Число Лотков
(не менее четырех) принимаю т в зависимости от размеров ['ра-
дирни, формы ее в плане и степени равномерности распределе-
ния температур воды в струях по площади под оросителем.
Полученные по данным испытаний значения подачи воздуха
и потери давления вентилятора наносят на ero заводскую ха-
рактеристику. На эту же характеристику наносят результаты
измерений мощности, потребляемой электродвиrа телем и
подсчитанной на основе полученных данных КПД вентилятор-
ной установки. ПРОИЗЕ<еденное таким образом сопоставление
паспортных данных вентиляторной установки с результатами
испытаний ее работы на действующей rрадирне позволяет
судить о режиме работы вентилятора, заrрузке электродвиrа-
теля, правильности выбранноrо у. ла установки лопастей, воз-
можности (в случае необходимости) повышения подачи или
давления вентилятора ИЛи снижения количества потребляе-
мой электроэнерrии.
Отклонение скоростей воздуха в сечении перед вентилято-
ром от средних значений по концентрическим окружностям
обычно допускается не более 10%. Большие отклонения MorYT
Явиться причиной поломки лопастей вентилятора или сниже-
ния ero КПд.
Оценку охлаждающей способности rрадирни производят пу-
тем сопоставления расчетных температур охлажденной воды
с температурами, полученными при испытаниях, а также по
коэффициентам массоотдачи. Последний способ является
Основным. ОН позволяет Производить относительную оценку
ОХЛаждающей способности rрадирни, коrда условия ее работы
При испытаниях отличаются от расчетных.
Коэффициенты массооrдачи x'" по данным испытаний вы-
Числяют по формулам, приведенным в rл. 4.
После подсчета значений x'" строят rрафик зависимОСТИ
Ме == ЛА). Сопоставление результатов испытаний с линией, по-
строенной по расчетным (проеКТНblМ) данным, показывает
насколько охлаждающая способность испытываемой rрадирни
соответствует расчетным условиям.
273
274
Необходимо учитывать, что на охлаждающую способность,
rрадирни и соответственно на ху' оказывают влияние степень
равномерности распределения воздуха и воды по оросителю,}
степень раздробления воды на капли и пленки в оросителе, ,
т. е. поверхность соприкосновения воды с воздухом, перепад
температур воды и средняя температура воздуха. Поэтому иО; ,
пытания rрадирни следует производить в условиях, максималыl
но приближающихся к расчетным.
Материалы испытаний rрадирни должны содержать:
краткое описание rрадирни: конструкция и материал ороСИ' :
теля, водоуловителя и водораспределителя; обшивки, ветро-/
вых переrородоК, вентиляторной установки; ,
схему вертикальноrо сечения rрадирни с указанием фаКтИI!'i
ческих размеров ее общей площади и координаты расположе;., '
ния MepHoro сечения;
схему rрадирни в плане с указанием точек измерения CKOpoJ.\
сти ветра и ero направления;
схему MepHoro сечения с разметкой точек и указанием КОН>-'
струкций моrущих повлиять на результаты измерений;
ведомости измерений всех неосходимых для расчетов веЛJ.f"l/'
чин, в том числе расхода воды, если аэродинамические испыТlf;\ 1 V
ния производились при подаче воды на rрадирню, темпера ТУ',!
наrретой и охлажденной воды, параметров атмосферноrо ВОэ"i,
духа;
результаты подсчета расхода воздуха и полноrо давлениst
с указанием при какой скорости и направлении ветра произвO'i'
дились измерения, а также на "сухой" или "мокрой" rрадирне;.i
мощность, потребляемую вентилятором с указанием yrJJ4.;
установки лопастей;
результаты измерений капельноrо уноса, если такие изме- .:'
рения производились.
Испытания башенной rрадирни в системах техническоrо
водоснабжения тепловых и атомных электростанций реrламен- ,
тированы инструкцией Минэнерrо (ВСН 25 80). Эти испытаниЯ"
подразделяются в зависимоси от поставленной цели на: прие-1
мочные; эксплуатационные; балансовые исследования rолоВ-,
ных rрадирен.
Приемочные испытания rрадирни при вводе ее в эксплуата-'
цию сводятся к определению фактической температуры ох-,
лаж денной воды и сопоставлению с расчетным ее значением.
Если фактическая температура охлажденной воды на выходе
из rрадирни не превышает расчетное ее значение, то работу
таКОЙ rрадирни можно признать удовлетворительной. В про
тивном случае выявЛЯются причины неудовлетворительноrо
охлаждения воды с последующим их устранением и доведени-
ем работы rрадирни до расчетных параметров. Это и является
цеЛью приемочных испытаний. Эксплуатационные испытания
rрадирни проводятся в процессе ее эксплуатации с целью конт-
ролЯ за работой rрадирни после про ведения ремонтов и полу-
чеНИЯ исходных данных, небходимых для составления rрафи
ков поддержания режима экономическоrо вакуума со стороны
циркуляционноrо водоснабжения.
В задачу испытаний rоловных rрадирен входят:
установление эффективности охлаждения воды в rрадирне,
влияния действия ветра на работу rрадирни, а также отдель-
ных ее частей (оросительное устройство, разбрызrивающее
устройство, воздухораспределительное пространство и др.)
при основных исследованиях;
определение значений опытных величин, входящих в чис-
ЛО исходных данных для технолоrическоrо расчета rрадирни
(коэффициенты тепло и массоотдачи, общий коэффициент
аэродинамических сопротивлений и пр.) при специальных ис-
следованиях;
определение веЛИЧИН, учитываемых в технолоrическом
расчете rрадирни по данным лабораторных исследований
(охлаждение воды в факелах разбрызrивания, оросителе и воз-
духораспределительном пространстве);
определение эффективности водоулавливания и коэффици
ента аэродинамическоrо сопротивления установленноrо BOДO
у Ловителя;
определение выпадения осадков из факела rрадирни (интен-
сивНость выпадения, rранулометрический состав капель, дли-
на и ширина зоны выпадения осаДКОЕ).
На основании полученных результатов испытания rоловных
образцов rрадирни производится оценка эффективности Приме
Ненных оросителя, водораспределительной системы и BOДO
УЛОвителя.
14.3. Эксплуатация rpадирен в зимнее время
Поступление в r адирни :оло ноrо атмосферноrо воздух{{
даже с температурои близкои к О С, приводит, как правило, ,
обледенению их КОНСТРУКтивных элементов, что значитель»"
усложняет эксплуатацию. ;
Особенно интенсивно происходит обмерзание входн
окон rрадирен. Образующиеся в период низких (минусов
температур наружноrо воздуха наледи во входных окн
стесняют их проходное сечение, затрудняют, а иноrда и п
кращают Проникновение воздуха в пределы rрадирен. В ря
случаев наледи распространяются внутрь rрадирен, что прив
дит к поломкам, а иноrда и к обрушению оросителя.
При льдообразовании в Проточной части rрадирни сокра
ется поверхность контакта охлаждаемой воды с воздухо
уменыпается расход воздуха и в результате УХУДUlается ох
дительный эффект этих сооружений. В вентиляторных r
дирнях уменьшение расхода воздуха, прокачиваемоrо че
rрадирню, приводит к сдвиrу "рабочей точки" на характе
стике веНтилятора (а в H) влево, а следовательно, к испо
зованию этоrо оборудования при низких значениях кпп. Кр,
ме Toro, наледи в оросителе, а также во входных окнах Mor"
быть ПРичиной крайне неравномерной эпюры скоростей виж
ния воздуха перед вентилятором, что может повлечь за соб
ПОВЫUlенный износ и даже поломки ступицы и лопастей ве{
тиЛЯтора. Нередко к этому нежелательному явлению прив:
дит и образование наледей внутри rрадирни в конфузоре'
диффузоре при эксплуатации rрадирни в зимнее время с
исправным водоу ловителем.
Проблема предотвращения льдообразования является о
щей как для вентиляторных, так и для баUlенных rрадир
и средства борьбы с этим нежелательным явлением мо
быть в некоторой мере одинаковыми. В вентиляторных rp
дирнях льдообразование может происходить интенсивне
Ta как темпера тура охлажденной воды у этоrо типа сооруж i ,
нии, как правило, ниже, а скорость движения воздуха вЫ .
(отн()сительный расход воздуха л. больше), чем в башенн
Зимняя ЭКсплуатация башенных rрадирен является боле
сложной, что связано с трудностями реrулирования в них рас).!
хода воздуха (баUlенноrо эффекта) и со значительно более не"
равномерным распределением воздуха по rоризонтально
сечению из-за большей площади в сравнении с вентилятор'
276
НЫМИ rрадирнями. Обобщение методов предотвращения
льдообразования в rрадирнях по опыту эксплуатации и лите.
ратурным данным показывает, что эти методы сводятся в
основном к следующему:
1. Перераспределение воды по площади rрадирни повы-
шение плотности ОрОUlения в центральной части оросителя
за счет полноrо прекращения подачи воды на ero периферий-
ную часть.
2. Создание ПОВЫUlенной плотности ОрОUlения "водяной
завесы" на периферии оросителя с умеНЬUlением или полным
прекращением подачи воды на ero центральную часть.
3. Установка против входных окон на 0,5 0,7 м над уровнем
земли на расстоянии 1,5 2 м от rрадирни раэбрызrивающих
устройств, через которые подается часть (25 30%) поступаю-
щей на rрадирню наrретой воды.
4. Установка разбрыэrивающих устройств над верхней кром-
кой входных окон внутри rрадирни.
5. Прокладка трубопровода с разбрызrивающими устрой-
ствами на уровне верхней кромки входных окон снаружи rpa-
дирни при подаче в Hero части (25 30%) наrретой воды.
6. Установка защитноrо экрана входных окон на расстоянии
примерно 2 м от rрадирни при размещении верхней кромки
экрана на уровне или несколько ниже (на 0,5 1 м) верхней кром-
ки входных окон и при установке разбрызrивающих устройств
по п.5.
7. Устройство обоrревающеrо трубопровода по периметру
ВХодных окон и по стойкам несущеrо каркаса при подаче в
Hero части наrретой воды, поступающей на rрадирню.
8. Расположение крайних стоек опорной конструкции ороси-
тельноrо устройства внутри rрадирни на расстоянии 1,5 2 м
от вертикальной плоскости входных окон.
9. Устройство над входными окнами плотноrо козырька
(навеса) для улавливания воды, стекающей по внутренней
Поверхности оБUlИВКИ, и для отвода этой воды во внутрь rpa-
дирни.
10. Устройство наружных тамбуров перед входными окнами
rрадирен, навесных щитов, перекрывающих часть входных
Окон, поворотных щитов во входных окнах и BHYTpeHHero
Экрана вытяжной баUlНИ.
11. Подача всей охлаждаемой воды на часть секций rрадирен
277
с Полным отключением остальных, т. е. работа части секций,.
с повышенными удельными rидравлическими наrрузками.'
12. Подача всей охлаждаемой воды на все секции, но с вы4
ключенными вентиляторами.
13. Изменение режима работы вентиляторов снижение их
Производительности посредством уменьшения частоты вращ
ния электродвиrателя, с помощью rидромуФт скольжен
или изменения уrла атаки лопастей вентилятора.
14. Реверс вентилятора прокачка воздуха через оросите
в обратном направлении.
15. При остановке rрадирни подача воды по байпасу в
зервуар rрадирни.
16. Дополнительно к основной водораспределительной
стеме, располаrаемой выше оросителя, устройство нижн
вспомоrательной водораспределительной системы в воздух
распределительном пространстве под оросителем с размещ
нием сопел равномерно по площади живоrо сечения rрадир
для работы факелами разбрызrивания, направленными ве
тикально вверх. Для этоrо целесообразно применять центр
бежные или струйно-винтовые сопла (см. табл. 8.З). При ХОЛО
ном атмосферном воздухе в нижнюю вспомоrательную си
му подается не менее 50% наrретой воды от расчетноrо расх
да на rрадирню. При подаче в эту систему всей воды BepXH5t
система выключается из работы.
Степень эффективности пере численных методов зави
от условий эксплуатации rрадирни, состояния ее конструкц
и метеоролоrических факторов и каждый из методов не явЛ
ется радикальным для всех случаев. Один и тот же метод
жет оказаться эффективным при одних условиях эксплуата
ции rрадирни в одном реrионе и не давать эффекта при эти.
же условиях в друrом. Это обстоятельство обусловливает He
обходимость поиска методов борьбы с обмерзанием rрадирeJt
на конкретных промплощадках, чем и объясняется больwо.'
их разнообразие.
Следует также отметить, что проблема предотвращенtf
обмерзания rрадирен не проста и может быть решена тоЛьJ<О#
при определенных затратах за счет HeKoToporo удорожан (
стоимости rрадирни и увеличения эксплуатационных затраТ.
в зимнее время.
Методы 11, 12 и 13 обеспечивают в большинстве случаев ПО. Д
ложительный эффект, причем в зарубежной практике широlCО:
278
J.1спользуются все три метода, а в отечественной практике
применяется преимущественно метод 12 отключение венти-
ляторов.
Эффективным методом (14) ликвидации наледей во вход-
H9 lX окнах rрадирен является работа вентилятора в режиме
реверса при полной или половиНной скорости вращения лопа-
стей. В этом случае воздух всасывается через верх rрадирни
J.1 выбрасывается через входные окна. При низкой температуре
атмосферноrо воздуха каждый вентилятор должен работать
в режиме реверса в течение 15 20 мин в каждые 2 З ч. Если
вентиляторы работают в реверсивном режиме более ЗО мин,
льдообразование может начаться на лопастях вентилятора,
ступице и водоуловителе.
При реверсе необходимо учитывать, что выбрасываемый из
входных окон теплый воздух может образовывать туман в
районе расположения rрадирен и при прекращении реверса
возможно образование инея и наледей на расположенных
вблизи rрадирни сооружениях.
Метод 15 особенно рекомендуется для тех случаев, коrда
rрадирня работает периодически или при незначительных на-
rрузках в холодное время {'ода. он предусматривает при плот-
но закрытых входных окнах ре цирку ляцию воды в системе
через водосборный бассейн, не Прокачивая ее через ороситель
rрадирни при пуске до тех пор, пока температура воды не до-
Стиrнет примено 27 ОС. Затем байпас закрывается полностью
или частично и поток воды прокачивается через rрадирню,
как это делается при нормальной эксплуатации.
Метод 16 оказался весьма удобным и эффективным для
улучшения работы в зимний период вентилЯТОРНЫХ rрадирен.
Поперечно-точные rрадирни в большей мере подвержены
обледенению, чем rрадирни с ПРОтивоточныМ движением во-
ды и воздуха.
Для предупреждения обмерзания жалюзJ.1 входных окон
Поперечно-точных вентиляторных rрадирен может быть целе-
сообразным выключение на ЗИМНий период крайних рядов
Насадков или сопел водораспределительноrо устройства и за-
КРытие верхней части жалюзи.
При отсасывающих веНТИЛЯторах наличие водоуловителей
и ПОднимающеrося вверх теплоrо воздуха исключают возмож-
Ность обмерзания самих вентиляторов. однаКо при выключе-
нии отдельных секций rрадирен (при прекращении подачи на
279
них воды) вентиляторы MorYT покрыться льдом в результате
конденсации на их поверхности пара и замерзании образую
щеrося конденсата. В таких случаях до пуска вновь вентиля-
тора в работу необходимо очистить от льда и проrреть секцию
(пустить на нее воду).
Наrнетательные вентиляторы подвержены обмерзанию.
ЭТО может вызываться двумя причинами: попаданием на вен-
тилятор водяных капель изнутри rрадирни, если он не отнесен
на достаточное расстояние от оросителя, и ре циркуляцией
уходящеrо из rрадирни воздуха, содержащеrо мелкие капли
воды (унос) и пар, который конденсируется при смешении с
холодным наружным воздухом. В первом случае можно избе
жать обледенения лопастей вентилятора, выключив на зиму
ближайшие к входным окнам сливные трубки или сопла водо-
распределитеЛьноrо устройства; во втором случае может быть
применена смазка лопастей каким-либо составом, предохра-
няющим от обледенения. Следует указать, что неравномер-
ное образование льда на лопастях может приводить к разбалан-
сировке и вибрации вентилятора. В малоrабаритных rрадирнях
" Р "
осинка наrнетательный осевои вентилятор расположен в
специальной трубе воздуховоде, являющейся одновременно
ero обечайкой, что исключает обледенение лопастей.
14.4. 1Топустимая температура охлажденной воды
Тепловые расчеты rрадирен в зимний период эксплуатации
при минусовых температурах атмосферноrо воздуха, прежде
Bcero связаны с оценкой экономии электроэнерrии на подачу
воды и воздуха и оrраничением температуры охлажденной
воды с целью предупреждения обледенения rрадирен при ра-
боте зимой.
Независимость техноЛоrических характеристик оросителей
от параметров атмосферноrо воздуха обосновывает возмож-
ность расчетов rрадирен на зимние условия работы по обще-
принятой методике по формулам теории испарительноrо ох-
лаждения воды, изложенной в rЛ.4.
При этом методикой, естественно, не предусматриваются
расчеты предельно допустимой температуры охлажденной
воды t 2доп при работе rрадирен зимой из условия предупрежде-
ния их обледенения.
280
Вообще, до настоящеrо времени отсутствует достаточно
обоснованный метод расчета этой допустимой температуры.
В нормативных и проектных материалах принимается пре-
дельно допустимая температура охлажденной воды t 2доп при
минусовых температурах воздуха, равная 16 и 18 ОС.
В. П. Щукин на основании расчетов rрадирни СК-400 рекомен-
дует принимать t щоп == 7 -7 8 ос при" == -7 12 ос с постепен-
ным ее повышением до 15 ос при понижении температуры воз-
духа" до зо Ос. Ороситель этой rрадирни деревянный капель-
но-пленочный (А == 0,324 l/M; т == 0,733; h op == 4,7 м).
r. Вистром (США) при длительных экспериментах на попе-
речно-точной rрадирне с расходом воды G ж == 36600 м З /ч в диа-
пазоне температур наружноrо воздуха т от 26,7 до 28,9 ос и
температур охлажденной воды t 2 от 43,3 до 4,4 ос установил
допустимую температуру t 2доп == 21,1 ос из условий предупреж-
дения льдообразования, т. е. эта допустимая температура
значительно выше, чем для противоточных rрадирен.
Недостаточную эффективность ряда перечисленных проти-
вообледенительных устройств можно объяснить тем, что в
большинстве случаев не только не устраняется, но и не умень-
шается влияние основных причин образования льда, в числе
которых на первом месте стоит переохлаждение воды в зоне
входных окон. На условия льдообразования решающее влия-
ние оказывают два параметра температура атмосферноrо
воздуха т и ero удельный расход л.. При прочих равных усло-
виях интенсивность льдообразования зависит еще и от равно-
мерности распределения воздуха по rоризонтальному сече-
нию rрадирни. В местах оросителя, rде скорость воздуха боль-
ше, вероятность образования наледей повышается.
Параметр т реrулировке не поддается. Удельный расход л.
в зимнее время рекомендуется уменьшать до значений, не
превышающих 0,5 Kr/Kr за счет уменьшения расхода воздуха,
Соответствующеrо скорости движения в rрадирне 0,3 0,5 м/с
или увеличения расхода воды до плотности орошения 15
20 м З /(м 2 . ч). Друrими словами, при холодном атмосферном
воздухе следует обеспечивать высокие тепловые наrрузки на
Всю площадь живоrо сечения rрадирни или на площадь, при
мыкающую к воздуховходным окнам, путем увеличения плот-
Ности орошения до указанноrо значения (например, за счет
Отключения отдельных секций или rрадирен, а также пере-
распределения воды по площади живоrо сечения в пределах
281
fJAV 1;.
fж'
:о.
1
2
... L
./.'
1/
.
Рис. 14.1. Зависимость Хll/qж = /(Л)
дЛЯ оросителя из ПВХ высотой 1 ...
при противоточной и ПРЯМОТОЧНОЙ
схемах движения воды и воздуха:
1 противоток СА = 0,805 1/
m == 0,42; c О = 13 49 11м' К О 471
. , 'ар , х
х 103 М . ч/кr); 2 прямоток (А ..
== 0,305 1/м; m = О 76'" 1 3 49 1/ '
3 " "с.о , м:
Кор = 0,07 . 10 м . ч/кr) ,
0.0
0,5
o,
о.з
0,2
9.1
I 42 4п + 0,60,81 2
J.,KI/KI
1 .5
"С!'
одной rрадирни), отвод оборотной воды от оrраждающих кои.1
струкций в зоне расположения воздухОвходных окон, примer'"
нение средств противообледенительной защиты и др. '
Для некоторых производств, например в нефтехимическо
отрасли, целесообразно охлаждать оборотную воду до 3 5 OC
чтобы использовать rрадирни зимой взамен холодильныХ
установок. По данным исследований НИИ водrЕО опытноЙ
rрадирни с пленочным оросителем из ПВХ, воду можно охла1
дить до такой низкой температуры при работе вентилятора
в режиме реверса с прямоточной схемой движения воды Й
воздуха в rрадирне. Вентилятор должен быть защищен O'f
атмосферных осадков. При этом наледи на конструкциях ['pa !;
дирни не образовывались в широком диапазоне условий рабо:.;
ты: qж == 4 25 м 3 /(м 2 . ч), л. == 0,35 -;- 2,6 Kr/Kr, t'} до 21 ос.,!
При обычном противоточном движении воды и воздуха ;
тем же оросителем получить указанную температуру охлаж ;;
денной воды 3 5 ос не представлялось возможным из за интен .(,
СИВНоrо обледенения rрадирни.
Наледи начинали образовываться при qж == 8 -;- 10 м 3 /(м 2 . ч),
л. 0,8 -;- 1,2 Kr/Kr и t 1 == 35 -;- 40 ос еще при Положительной теМ-
пературе атмосферноrо воздуха, приближающейся к О ОС.
Характеристики охлаждающей способности rрадирни при
прямоточном и противоточном движении воды и воздуха,
включающие охлаждение воды в оросителе, водораспредели-
теле и воздухораспр делительном пространстве, приведенЫ
на рис. 14.1.
14.5. Оценка работы rpадирен
с выключенными вентиляторами
Системы оборотноrо водоснабжения относятся к Крупным
потребителям электроэнерrии, расходуемой в основном на пере
качКУ воды и подачу воздуха для ее охлаждения на rрадир
нях. Количество потребляемой электроэнерrии ориентировоч
но можно оценить из расчета, что на перекачку 1 м З /ч оборот
ной воды расходуется примерно 100 Вт, а на подачу 1000 м З
воздуха для охлаждения 1 м З /ч воды на вентиляторной ['pa
дирне примерно 50 Вт. Например, на типичном нефтеперераба
тывающем заводе затраты электроэнерrии, потребляемой
только электродвиrателями насосов и вентиляторов rрадирен
оборотных систем, составляют в летний период 30 40 % всех
энерrозатрат.
В зимний период целесообразно использовать естественный
холод атмосферноrо воздуха для получения требуемой TeXHO
лоrией производства температуры охлажденной оборотной
воды. При этом все rрадирни или некоторая их часть по расче
ту может работать с выключенными вентиляторами, чем в
значительной мере уменьшается обледенение сооружений
и достиrается экономия электроэнерrии.
На предприятиях широко практикуется эксплуатация BeH
тиляторных rрадирен в таком режиме.
НИИ водrЕО провел испытания при отрицательной темпе
ратуре атмосфеРl-!оrо воздуха цеЛоrо ряда rрадирен различных
типов и видов при выключенных вентиляторах.
у становлено, что даже при положительной температуре
атмосферноrо воздуха по сухому термометру примерно до
5 ос происходит в некоторых случаях образование наледей на
элементах входных окон и оросителе. Чаще Bcero это наблю
дается при сильной неравномерности распределения воды в
rоризонтальном сечении оросителя, неисправном водоотбой
ном козырьке и малой общей удельной плотности орошения
rрадирни.
Скорость движения воздуха, м/с, в rрадирнях, работающих
в режиме с выключенным вентилятором за счет естественной
тяrи вследствие разности температур (плотности) входящеrо
и Выходящеrо потока, по данным НИИ водrЕО, можно прини
Мать для rрадирен:
283
CK 1200 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. O,4 .6
СК-400 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . о. О,З ,5
Секционных с вентилятором
Br25 о......... .... ...........
Br.50 о........... ............
Br-70 о.............. .........
Малоrабаритных с вентилятором
О,6 ЗОО ........................
,
; ,:
О,2 ,З
O,2 ,4
О,З .5
О,15 ,З
Эта скорость воздуха в rрадирнях в сильной степени зависи
от разности температур воды и наружноrо воздуха, а таКже ск
рости и направления ветра (дефлекторный эффект, см. rл. 11
В табл. 14.2 приведены в качестве примера результаты расче."
-:!
тов рационаЛьноrо режима работы вентиляторов по расхо .
электроэнерrии в течение rода при работе трех rрадирен ти
СК-400 с капельно-пленочными оросителями высотой 4,7"
при двух вариантах расхода оборотной воды: 9177 м З /ч (t 1 1Iii,
== 37 ос. t == 27 ос. q == 8 05 м З / ( м 2 . Ч ) И 5506 м З /ч ( t == 42 7 O C '
, 2 , Ж , 1 '.\
t 2 == 26 ос; qж == 4,83 м З /(м 2 . ч)). При расходе воды по обоим .
риантам требовалось обеспечить охлаждение продукта с paQ;
ходом 2353077 кr/ч; с == 2,1 кЛж/(кr . К), с 110 до 32 ос в л I
период при т == 19 ос. , ,
Расчеты выполнены по методике, в основе которой леж
решение уравнений, определяющих совместную работу тепл
обменных аппаратов и rрадирен. В результате расчета пол
чено: площадь жиВоrо сечения охлаждения теплообменных(
аппаратов F T . a 15709 м 2 , КоэФФициент теплопереда ,
Кт. а == 268 Вт/(м 2 . К), тепловая наrрузка W == 106 728 MBT/ ;)
Из табл. 14.2 следует, что можно ПоЛучить довольно бол.....
шую rодовую экономию электроэнерrии, если реrулирова.
подачу воздуха вентиляторами в зависимости от температур
;;;.
воздуха т. Так, при расходе воды 9177 м З /ч максимальн ;
расход электроэнерrии 245 тыс. кВт. ч, естественно, приходит
на самый жаркий месяц rода июль. Минимальный pacxo.t(i
58 тыс. квт'ч приходится на январь, т. е. в 4,2 раза меНЬШ i'
максимаЛьноrо. В зимние месяцы практически может раб<>-:",
тать вентилятор только на одной rрадирне даже не с макси",.
мальной частотой вращения. На остальных двух rрадирн ;"
охлаждение воды обеспечивается за счет воздуха в количе ,.
стве 500 тыс. м З /ч, проходящеrо через rрадирню при скороСТИ:'
UJ == 0,34 м/с в результате башенноrо эффекта. Еще более зна "
чительную ЭКономию электроэнерrии можно получить, если
284
.,
t!
I
а
&
..
о
Е
о
u
:1:
a u
10 .
=: .
i i
е а
!
f
!
8
10 .,
i!;
о
t;
.,
:I:
4)
t;
\о
4)
о
1::
<-i
.,,:
....
"
::!
:3
6 :i: i
'i:4) ;i
4)x lO .,......
.3 4) g-J;
d) .. х
i:d) u:.:
i1i g-
<">
!2:
Е-:'
u 11: CQ
О 1=; Х
g Z
о ., i5.
:;:!; 10 О. t:
11:
:х:
1:[
.,
о.
t...
j
'"
u :.:
б' :Е о.
.. t:
11:
:х:
I:!
.,
о.
t...
:i:
d) _
IQZ
,Q ..
.. .,
u О. О.
О О t:
g -
о 1=; ..
"'" CQ
"'" .. х
.
.".-
......
'"
<J :.:
б' :о о.
.. t:
:i:
4) _
IQZ
,Q
..... .. ., :.:
u о. о.
!2: о о t:
11: g -
:х: о 1=; ..
:;:!; CQ
.. х
1:[
.,
о.
t...
;i
......
'"
<J :.:
:Е о.
t:) .. t:
1---'-
::;
11:
u
d)
:;:!;
O\OOO\Or---('f") ОО\О('I")ОО
('I")V')('I")NV')r;---r---NО'\["'--V')
а-. ....-4....-4............
.....
.....
OONOOMN["'--V')V')V')r;---('I")ОО
V')V')V'):1 :::r---V')
I I I I 1 I I I I I I I
.....
.....
1 1 1 1 I ';:!; t I I I I
.....
.....
0ggggggggggg
V')Lt')V')V')V')V')V')V')V')V')V')
gggggg ggggg
V')V')V')Lt')Lt')V')(J"IV')V')V')V')V')
I I I I
V')ooooo
...... v') ["'-- r--- N
I I I
=
I I I !
II I
.... .... ....
000000000000
OOOOLt')\DCO\DOOO
V')V')V')V')a-.["'-- "",,""'V')V')V')
..... N М......
.....
.....
000000000000
00001.1')\,000\0000
V')Lt')V')V') ОО["'--V')V')V')
...... N ('1") ('1")......
V')Lt')OOOOOOOOOOOOOONOO
Lt')Lt')r---('I")V')V')V')V')V')('I")О["'--
..-.4..............................................
.....
.....
ООООООООООООООООООООМОО
("'---['""'"['""'" ['""'"
000000000000
\О\ОО\ООООСО\О\ОО
C:::
=
000000000000
0000000000\00
.....................0000000['""'".......
М.М N ('f") ('f") ('f") ('f") ('f") ('f") ('f") N N
о .. ......... -.:!".. \О.. ... .. м.. "l \о..
i rN°O.....................O\('f") rт
.....
......> == ><><
:::=.....»»
N
.....
:х:
1:[
о
..
d)
.,
..
о
\о
.,
З
.".
......
'"
\о
с:>
""'
""'
11
J.:
t:)
\о
а-
...
....
о
...
о
..
:s:
:Е
1:[
о
IQ
1:[
О
"
u
.,
О.
I
'2
u
О
"
.,
:х:
.,
IQ
1:[
..
Q
.,
..
о
\о
.,
З
.".
......
'"
r--
r--
....
а-
11
J.:
t:)
:о
1:[
о
,1:[
о
"
u
.,
О.
I
=
d)
:х:
.,
.".
d)
.
0.'"
t:: о
u
.,
:х:
реrулировать подачу воздуха вентиляторами не по среднеме.
сячным, а по среднесуточным температурам.
При расчетах теплообменных аппаратов иноrда Принимает.
ся неоправданно низкая температура rорячей воды t 1 , ЧТО
при водит к нетребуемому большому резерву расхода водЫ
насосами и непроизводительному расходованию элеКТРоэнер_
rии на ее перекачку. Свидетельством этому MorYT сЛужить
данные табл.14.2.
Экономию электроэнерrии в больших размерах можно Д
стиrнуть при совместном реrулировании работы вентилят
ров rрадирен и насосных arperaToB по температуре возду
по смоченному термометру 1. Такое реrулирование мож
осуществлять отключением отдельных насосных arperaT
(табл. 14.2), дросселированием (прикрытием задвижек на
порных линиях) или реrулированием частоты вращения элек
родвиrателей, табл. 14.3.
Таблица 14.3. Возможное достижение roдовой экономии электроэнерrии
при совместном реrynиpовании peJltJOlOB работы насосньп arperaТOB
и вентиляторов rpадирен (данные нии BOдrEO)
Способ реrулирования
rодовая эко-
номия электро-,'
энерrии, % ' !.
насосов
вентиляторов
Дросселирование
Тоже
23
31
Двухчастотное
Плавное реrулирование часто-
ты вращения
Двухчастотное
Плавное реrулирование часто-
ты вращения
Двухчастотное
Двухчастотное
Тоже
39
45
Плавное реrулирование
частоты вращения
Тоже
49
Плавное реrулирование часто-
ты вращения
55
При всяком реrулировании подачи ВОДвI следует поддержИ :
вать rидравлический режим работы rрадирни, обусловливаlO")\
щий достаточный напор воды перед соплами в пределах юс'
рабочих характеристик. В зимних условиях при этом плотность f
орошения rрадирни должна поддерживаться из условия пред"
отвращения образования льда на ее элементах.
286
14.6. Ремонт rpадирен
Система планово-предупредительноrо ремонта rрадирен,
а также сооружений и оборудования водооборотных циклов .
ЭТО совокупность орrанизационно-технических мероприятий,
осуществляемых периодически по заранее составленному пла-
ну для предупреждения преждевременноrо износа и аварий
с целью обеспечения обслуживаемых производств оборотной
водой требуемоrо качества и количества.
Реманты бывают трех видов: планово-предупредительный
(текущий), аварийно-восстановительный и капитальный.
Выполняются еще профилактические ремонты, входящие в
обязанность дежурноrо обслуживающеrо персонала, и прово-
дятся без отсрочки по мере возникающей необходимости.
Текущие ремонты планируются ежеrодно. Аварийно-восста-
новительный ремонт возникает внезапно, rлавным образом
из-за несоблюдения правил технической эксплуатации. Капи-
тальный ремонт осуществляется через 7 8 лет и более после
постройки rрадирни. Обычно под капитальным ремонтом под-
разумевается реконструкция rрадирни, выполняемая соrлас-
но дефектным ведомостям техническоrо осмотра. В зависимо-
сти от состояния rрадирни ее реконструкция может быть совме-
щена с модернизацией, т. е. с использованием новых проrрес-
сивных технических решений.
При реконструкции (модернизации) rрадирни по заранее
выполненному проекту чаще Bcero заменяется ороситель,
водоуловитель и водоразбрызrивающие устройства и вентилЯ-
тор, реже обшивка, несущие и опорные конструкции.
В нашей стране реконструкция вентиляторных rрадирен в
таких отраслях промышленности, как химическая, нефтехи-
мическая, минералъных удобрений, машиностроительная и
друrих отраслях, осуществляется с использованием научных
разработок ВНИИ водrЕО, а башенных ТЭС и АЭС внииr
им. Б. Е. Веденеева и нии водrЕО.
Наиболее важной проблемой при этом является разработка
и внедрение эффективных конструкций из полимеров, прежде
Bcero технолоrических элементов оросителей, водоуловите-
Лей и водоразбрызrивающих сопел с целью повышения надеж-
Ности, Долrовечности работы этих элементов и экономии энер-
rозатрат путем уменьшения высоты подачи воды на rрадирни,
напора воды перед соплами и сокращения потерь оборотной
Воды с капельным уносом.
287
При тепловых и аэродинамических расчетах реКОНСТРУИРУе_
мых rрадирен плотность орошения и число rрадирен обычно
являются заданными. Поэтому цель расчетов состоит в оп _
делении высоты оросителя выбранной конструкции, обеспе-
чивающей восстановление проектной охлаждающей СПОCOl-
ности rрадирни в соответствии с требованиями техноло
производства к температуре охлажденной воды. При этом '
большинстве случаев производится замена разрушенных .ц.:!
ревянных оросителей на оросители из полимерных материалов.;'
Особенностью является то, что новый ороситель ДОЛЖ '.
быть вмонтирован в существующую высотную схему rрадир
и обеспечивать эквивалентный или больший теплосъем
сравнению с заменяемым оросителем.
Это условие может быть выполнено, коrда число испарени
Меркеля HOBoro оросителя равно или больше числа испарен
Меркеля заменяемоrо оросителя, т. е.:
(Ah).. т)нов (Ah).. т)эам.
Подбор пластмассовоrо оросителя с соответствующими е
характеристиками А и т производится на основании тепловЫХ
и аэродинамических расчетов rрадирни.
Вместо асбестоцементных и деревянных оросителей notta
преимущественное применение находят поЛиэтиленовые o a
сители, изrотавливающиеся в нашей стране в достаточн
большом объеме из призм решетчатых ПР50, Бальке-Дюр'
а также трубчатые, сетчатые и переrородчатые типа БОС П
и БОП ПНД. Все большее применение с развитием производств'.
находят оросители из поливинилхлорида ТПВ, ТПВВ и др.
(rл.8.1).
В качестве водоу ловителей чаще BCero используются KOj{
струкции из профилей поливинилхлорида в виде полувол
и уrолковый, трапециевидный и ПР 50 из полиэтилена (СМ.;
rл.8.2). . ,
Основным типом разбрызrивающих устройств при реконсТ.,
рукции систем распределения воды вентиляторных rрадиреJ(
являются танrенциальные сопла из полиэтилена, а башенНЫХ,
rрадирен чашечные с тремя державками отражателя и сферо-}
зубчатые (см. rл. 8.3). '
При реконструкции rрадирен используется весь набор вен;
тиляторноrо оборудования, приведенноrо в rл. 6.2. Кроме TorO,:
в небольшом объеме на некоторые предприятия поступаlO't'i,
вентиляторы по закупкам у зарубежных фирм. ;'
в качестве обшивки каркасно-обшивных башенных и венти-
ляторных rрадирен хорошо зарекомендовали себя листовые
материалы из волнистоrо стеклопластика, профилированных
листов ПВХ и rофрированноrо алюминия.
r ЛАВА 15
ОЦЕНКА НАдЕЖНОСТИ rp АдиРЕН
ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И ЭКСПЛУАТАIJИИ
Проекты вентиляторных и башенных rрадирен разрабатыва-
ются СОЮЗВОДОКАНАЛПРОЕКТОМ и ЛОАТЭП, по данным
исследований НИИ водrЕО и внииr им. Б. Е. Веденеева, с
соблюдением общетехнических требований надежности рабо-
ты rрадирен, соответствующих катеrории водопотребителя
и местным условиям. При этом количественная оценка уровня
надежности в проектах не производится из-за отсутствия по-
казателей надежности rрадирен.
Следует отметить, что наука о надежности, занимающаяся,
в частности, определением долrовечности работы различных
технических систем и сооружений, в области промышленноrо
водоснабжения пока достаточноrо развития не получила.
rOCT 27.002 89 (М.: rоскомстандарт СССР, 1990) по надежности
в технике на строительную отрасль не распространяется. Меж-
ду тем применительно к системам коммунальноrо водоснаб-
жения понятие надежности было сформулировано в нашей
стране еще в 70-х rодах.
Методы оценки и обеспечения надежности водопроводных
сетей и сооружений в основном нашли свое отражение в моно-
rрафиях.Н. Н. Абрамова и Ю. А. Ильина. В них дан вывод зави-
СИмостей показателей бесперебойной работы водопроводов,
rарантирующих транспортировку воды потребителям, и рас-
Смотрены вопросы практическоrо решения задач обеспече-
ния надежности и качества коммунальноrо водоснабжения.
ВОПросы надежности rрадирен в этих моноrрафиях, а также
в друrой технической литературе не рассматриваются.
Разработанные методы в полной мере MorYT быть применены
и для оценки надежности охлаждающих систем оборотноrо
Водоснабжения, поскольку в таких системах используется мно-
roe однотипное с коммунальным водопроводное оборудование
и Сооружения насосы, трубы, арматура, фильтры, хлораторы
289
290
и др. Но для этоrо требуются также данные о показателях на.
дежности rрадирен одних из основных сооружений оборотно,
ro водоснабжения.
На современных химических, нефтехимических и друrЦ]t
производствах, тэс и АЭС номенклатура оборудования и cOQo.":
ружений более разнообразна и технически сложнее, а кРп, Е
':)1
вопросов, связанных с обеспечением надежности водоснаб.
жения значительно шире. Это обстоятельство обусловлив
необходимость накопления данных о надежности работы 06
рудования и сооружений, в том числе rрадирен, по результ
там длительных наблюдений и исследований в процес
эксплуатации.
Под надежностью rрадирни подразумевается ее свойст
в период нормативноrо срока окупаемости капиталовложен
обеспечивать заложенные в проекте технолоrические, экон
мические и эколоrические показатели при соблюдении нор
эксплуатации.
В настоящее время широко распространены так называем
элементные методы расчета надежности, которые исходят
предположения, что техническая система или сооружение с
стоит из самостоятельных, в смысле надежности, элементо.
Отказом элемента считается выход ero параметров (rидравл
чесКих, механических, тепловых и др.) за пределы, при KOTOP J!
он частично или полностью перестает выполнять свои фунt<Ч t
, ::(,j
ции. Это влечет за собой нарушение исходной технолоrИЧ .i
ской функциональной взаимосвязи ero с друrими элементаМi,
и переход сооружения в целом на более низКий уровень раБОТ
способности или в полностью неработоспособное состояние '!
По характеру процессов прояв"ления отказы MorYT быть BH ,'.
запными или постепенными. rрадирням, как и друrим строи,-'
тельным сооружениям, в большей мере свойственны пост .::
пенные отказы составляющих элементов (оросителей, orpa)l( (\
дающих конструкций и др.), обусловленные плавным ухуДШ' 1.
нием технолоrических характеристик в результате старениj'f.
и износа в тяжелых температурно-влажностных условиях P,'t J
боты, которые имеют место в rрадирнях. Внезапный отказ rp8j',
дирни может быть вызван выходом из строя механическоrО;;
или электрическоrо оборудования вентилятора, дебалаНСО l
ero крыльчатки, обледенением входных окон и оросител ,
разрывом трубопроводов, а также в результате таких не п ре4,
сказуемых событий, как возrорание конструкций и др., кот
рые в настоящей работе не рассматриваются. Свойство rорюче
сти некоторых материалов дерева, отдельных видов пласт-
масС, например Полиэтилена, в общем случае не оrраничивает
их применение, а диктует лишь необходимость соблюдения
правил противопожарной безопасности при проведении мон-
тажНЫХ работ и эксплуатации rрадирен.
Основной количественной характеристикой надежности
технической системы является вероятность безотказной работы
p(t), т. е. вероятность Toro, что в планируемом интервале вре-
меНи t при заданных режимах эксплуатации отказа системы
не произойдет. Параметр ри) представляет значения чисел
от О до 1. Для теоретически абсолютно надежной системы
p(t) '" 1. Скорость изменения вероятности безотказной работы
системы характеризуется интенсивностью отказов Цt) в интер-
вале времени t + /).t. Параметр л(t) измеряется в ч l для обору-
дования и сооружений и в (ч . KM) l для трубопроводов (лот-
ков). Высоконадежным элементам свойственны малые значе-
ния л(t), 0,1 . 10 4 ч l или (ч. KM) l И менее.
Продолжительность работы (время наработки) отдельных
элементов, ч, составляющих систему, до первоrо отказа
То '" 1/л.
(15.1 )
Коrда отказы отдельных элементов происходят в пределах
HeKoToporo периода времени, пользуются значениями лmiп,
л ср И л mах соответственно минимальная, средняя и макси-
маЛьная интенсивность отказов.
ПО теории надежности отказ отдельных элементов, состав-
Ляющих любую систему, является событием случайным и не-
зависимым, при этом вероятность безотказной работы р за
промежуток времени t системы в целом
ри)
n
П Pi(t),
i = 1
(15.2)
РI Р 2 ... РП
rДе Pi вероятность безотказной работы ;-ro элемента; п чис-
ло элементов.
Применительно к rрадирням такими элементами являются
СТРоительные конструкции и технолоrическое оборудование,
перечень которых приведен в табл. 15.1.
Вероятность безотказной работы системы (rрадирни) пред-
СтаВЛяет собой экспоненциальную функцию вида:
291
Таблица 15.1. Интенсивность отказов элементов rpадирен
Элемент и материал, из KOToporo
он изrотовлен
Интенсивность отказов
х 104, ч 1
Лтiп Лер Л тах
Оrpаждающие конструкции:
моноЛитный железобетон Р 1 0,03 0,04 0,05
сборные железобетоиные элементы Р 2 0,04 0,05 0,06
Несущий каркас:
монолитный или сборный железобетон Р З 0,04 0,05 0,07
сталь профильная Р 4 0,04 0,06 0,11
дерево (антисептированное) Р 5 0,07 0,09 0,11
Обшивка:
алюминий (rофрированные листы) Р& 0,04 0,05 0,07
сталь оцинкованная (rофрированные листы) Р 7 0,07 0,09 0,11
сталь листовая (6 = 3 мм) Р 8 0,07 0,09 0,11
стеКЛопластик полиэфирный (rофролисты) Р 9 0,04 0,05 0,07
асбестоцемент (rофрированные листы) р 1 О 0,07 0,11 0,23
дерево (антисептированное) Р 11 0,06 0,08 0,11
дерево (неантисептированное) Р 12 0,1 0,16 0,23
Конфузор, сталь листовая (6 = 4 мм) Р 1 З 0,05 0,07 0,1
Диффузор:
сталь листовая (6 = 4 мм) Р 1 4 0,05 0,07 0,1
стеКлопластик полиэфирный Р 15 0,04 0,06 0,09
Опорный каркас:
железобетон Р1& 0,05 0,06 0,07
сталь npофильная Р 17 0,05 0,08 0,11
дерево (антисептированное) Р 18 0,08 0,1 0,14
Вентиляторы:
маркивr Р19 0,11 0,45 0,76
06-300 общепромышленноrо назначения Р20 0,14 0,23 0,57
Оросители и водоуловители 1 :
поЛиэтилен низкоrо давления Р 21 0,05 0,07 0,09
поливинилхлорид пластифицированный Р22 0,06 0,08 0,11
стеклопластик полиэфирный (rофролисты) Р2З 0,05 0,06 0,08
асбестоцемент (плоские листы) Р24 0,07 0,11 0,23
дерево (антисептированное) Р25 0,07 0,09 0,14
дерево (неантисептированное) Р2 & 0,14 0,23 0,4
Система распределения воды 2 :
трубчатая,сталь Р27 0,06 0,08 0,11
лотковая; железобетон Р28 0,07 0,09 0,11
дерево Р29 0,11 0,19 0,4
292
Продолжение табл. 15.1
Элемент и материал, из KOToporo
он изrотовлен
Интенсивность отказов
хl04,ч 1
Лтiп
Л тах
Л ср
Водоразбрызrивающие устройства 1, полимерные
материалы:
сливные трубки с розетками Рзо 0,19
сопла:
0,14
ударные с державками отражателя и МНоrо-
тарельчатые РЗ 1
танrенциальные, эвоЛьвентные и раструб-
ные РЗ2
струйно-винтовые Рзз
Водосборный резеРВУаР, железобетон РЗ4
Водосборный поддон, сталь (6 = 4 мм) РЗ5
Друrие конструкции (кольцевой обоrpевающий
трубопровод с разбрызrивателями воды, тамбур,
поворотные щиты, аэродинамический козырек,
ветровые переrородКИ, секционные переrородки)1 рз&
0,09
0,23
0,03
0,07
0,11
0,25 0,4
0,19 0,23
0,1 0,11
0,32 0,57
0,04 0,05
0,09 0,11
0,16 0,23
Учитываются как один элемент.
2 То же, без деления на размеры труб (лотков) и без учета их длины.
для оборудования и строительных конструкций
п
t L
i= 1
Л.
1
p(t) == е
для трубопроводов (лотков)
p(t)
п
t L Лi/
i = 1
е
(15.3)
(15.4)
п п
rде t r Лi и t r Лi/ интенсивность отказов элементов си-
i = 1 i= 1
стемы за время t, ч 1 И (ч. KM) 1; / длина трубопроводов
(Лотков), км.
Показатели Л(t) определяются на основании специальных
Испытаний, проведения экспериментов или сбора данных по
293
:/
I
наблюдению за работой систеМbI и ее элементов в течение
длитеЛьноrо времени эксплуатации.
С Повышением вероятности безотказной работы p(t) --+ 1
увеличивается стоимость строительства и эксплуатации rpa
дирен. Поэтому можно достичь состояния, коrда затраты на
повышеНие надежности не компенсируются прибылью от
улучшения их работы. Следовательно, надежность rрадирен
является техник о-экономической катеrорией и должна иметь
в каждом конкретном случае свой уровень. На основании MHoro-
летнеrо опыта проектирования и эксплуатации этот уровень
надежности для rрадирен оrраничивается при технолоrиче-
ских расчетах их размеров (площади) обеспеченностью пара-
метров атмосферноrо воздуха, принимаемой 1, 5 и 1 0% COOT
ветственно для 1, 11 и 111 катеrории водопотребителя, а также
проектной rлубиной охлаждения оборотной воды t 2 Т (4
5 ос дЛЯ вентиляторных rрадирен и 8 10 ос дЛЯ башенных).
rрадирни в процессе работы постоянно воспринимают внеш-
нее возмущающее воздействие, выражающееся в изменении
температуры и влажности атмосферноrо воздуха не только
по сезонам rода, но и в течение суток. Через 2 3 цикла Про-
хождения оборотной воды по системе температура наrретой
и охлажденной воды на rрадирнях, а также температура ох-
лажденноrо продукта в теплообменных аппаратах или значе-
ния вакуума в конденсаторах приходит в соответствие с изме-
нившимися поrодными условиями. При этом режим работы
производственноrо оборудования не должен выходить за пре-
делы норм в период Bcero расчетноrо срока службы rрадирен,
кроме 1,5 или 10 дней в rоду, соответствующих ПРИНЯтой обес-
печенности параметров атмосферноrо воздуха для 1, 11 или
111 катеrории водопотребителя. Нередко, однако, в практиче
ских условиях эксплуатации rрадирни недоохлаждают оборот-
ную воду большее количество дней, чем расчетное, по причи-
не износа конструктивных элементов rрадирен без своевре-
MeHHoro восстановления их технолоrических свойств, т. е. за
счет снижения уровня надежности.
Для возможности количественной оценки надежности про-
ектируемых rрадирен и изменения ее в процессе эксплуатации
в табл. 15.1 приведеНbI данные об интенсивности отказов строи-
тельных конструкций и технолоrическоrо оборудования.
Следует отметить при этом сильную зависимость показателей
надежности однотипных конструкций rрадирен из одинаковых
294
материалов от качества их сборки и антикоррозионной обра-
ботКи, уровня эксплуатации, вида производства и местных
условий (климатических, заrазованности воздуха, качества
воды и др.).
Общим приемом Повышения надежности любой мноrоэле-
ментной технической системы является применение равно-
надежных элементов с показателем интенсивности отказов
л(t) --+ min. Для rрадирен на практике этот прием неприемлем
из-за необходимости использования в конструкциях (элемен-
тах) различных материалов для обеспечения прочностных и
технолоrических свойств Bcero сооружения и по причине ра-
боты ero конструкций в неодинаковых условиях. В таких слу-
чаях требуются некоторые дополнительные мероприятия,
компенсирующие меньшую надежность отдельных элементов,
в качестве которых выступают резервирование и непременный
периодический ремонт.
Теоретически вероятность безотказной работы р (t) соору-
жения после каждоrо ремонта составляющих ero элементов
повышается до первоначальноrо уровня. Однако на практике
этоrо не происходит из-за невозможности технически обнару-
жить и устранить все неисправности (снижается качество ре-
монта) и износ материалов, что и приводит К постепенному
уменьшению p(t) сооружения в целом в процессе эксплуа-
тации.
Вероятность безотказной работы сооружения после очеред-
Horo ремонта определяется из выражения
n
tp Е Лi
i= 1
p(tp + tpM) == 1 (1 е ) к,
(15.5)
n
tp Е Лi
i = 1
rne 1 е вероятность неисправности сооружения пе-
ред началом очередноrо ремонта; tp продолжительность ра-
боты сооружения между предыдущим и очередным ремон-
'том, ч; t PM Продолжительность ремонта, ч; к коэффициент,
учитывающий качество ремонта и износ материалов.
Применительно к rрадирням коэффициент к по опыту
ЭКсплуатации можно принимать равным 0,05 0,25 для строи-
тельных конструкций и 0,1 0,5 для технолоrическоrо оборудо-
вания. Большее значение этоrо коэффициента следует прини
295
мать для деревянных и асбестоцементных конструкций и n
мере увеличения срока эксплуатации rрадирни.
Пример 15.1. Определить среднюю вероятность безотказн
работы построенной башенной rрадирни и ее элементов чер
каждые 8000 ч работы при продолжительности ежеrодных p
монтов 100 ч. Состав элементов (см. табл. 15.1): Рр РЗ' Рlб' Р2 ,,:
Р 2 7' РЗ1' РЗ4 И РЗб' rде Р 21 ороситель и водоуловитель
ПИЛ.
Реш е н и е. Расчеты производим по параметру интенсивн,
сти отказов л. ср (табл. 15.1) с использованием (15.3) и (15."
Коэффициент к в (15.5) принят равным 0,05 для строительн
коНструкций и 0,1 для технолоrическоrо оборудования. Резул
таты расчетов сведены в табл. 15.2, а динамика изменения в
роятности безотказной работы каждоrо элемента и rрадир
показана на rрафике рис. 15.1. Табл. 15.2 и рис. 15.1 предста
Ляют собой соответственно "карту надежности" и "rраф
надежности" данной rрадирни.
Из результатов расчетов примера можно сделать два OcНQ
ных вывода:
"Слабым звеном" в цепи общей надежности
ляется технолоrическое оборудование. которое
4*
0,3
t =8000'1
t,.OOOOv
t м=100"
Рис. 15.1. rрафик изменения вероятности безотказной работы башенной rpа,IIМPФ
ни и составляющих ее элементов:
номера кривых соответствуют индексам элементов в табл. 15.1:
Рl оrражд8.Ющая конструкция из монопитноrо железобетона: рз несухциА
каркас из монолитноrо железобетона; Рlб опорный каркас из железобетон . ,;',
Р21 оросители и водоуловители из ПНД: Р27 трубчатая система pacnpeдe."'i :
ления воды: РЗl сопла ударные; РЗ4 водосборный резервуар из железоб 'it'
тона; РЗб друrие конструкции (азродинамический козырек, тамбур и др.)
296
:r
о
о
о
00
cd
...
О
\о
cd
р.,
:с
01)
1:;
..
:r
о
о
о
00
cd
...
О
\о
cd
р.,
а!
:s:
:s: :r
t
е ь
\о
:s: cd
8 р.,
R
I
t
01
р.,
<-i
'"
...
<:!
:r
:з
...
:t
о :r
o
CJo
р., .....
...
:t
о :r
o
CJO
р.,....
:r
о
о
о
00
cd
...
О
\о
cd
р.,
...
I
:r
'" ..
е-;::
.< х
:i:
i:
!s: g
::r '" ...
... ....
:t .n
CJ ....
.
1:: \о
(1).!:::.-\З
1:\,
OON.......Q\OO('f')OOt""--
000"1 0'\0000["'--00 r---
о" о" о" о" о" о"' о o
i:
е-
.<
00 ['""--C"f")Q'\ооооа-.
NOO(1\.....NONV'I
...... о С.......... М"'" М
0000"0000
1:\,
........
.....\C)V'I C"f")V').....OO
0'\0"10"10"10"1000"100
о" о" о" о'" о" о" о о
'"
'"
()
.<
\c)OO'\C"'--V'l \CI"'"
0"1 v"CtV'l\c) 1./')0"1 c"f")
00000.....0.....
о" о" о" о" 0"00"0
1:\,
. .
...,.0"10'\0"10"100...,.00
0"10"10"10"10"10"10"10"1
о"' о" с3" о" о" о" о о'"
,....
1:\,
vN\I")VC"f")\CIVOO
0"10"10"10"10"1000"100
о'" О о о о" с3" о о"
i:
е-
.<
VOCO["'--V'lNVОО
\CIOOVV)\C)I./')\CIN
ооС>оо.....о.....
о" о" о" о" о" Q" о" о
1:\,
. . .
["'--\&:)0"10"10"100['"""-0"1
0"10"10"10"10"10"10"10"1
о" о" о" о' о" о'" ё о'"
1:\,
t"'--\С)l./')v('t')\CIt"'-оо
0"10"10"10"10"1000"100
0"'0 о'" о'" о'" 00"0"
'"
е-
.<
NOOO\OV NOO
('t')vvV)\CIV)('t1N
0С>000..-4С)....-4
о" о" о'" о'" о" о'" о" о"
v V) \CI r--- 00 0"1 ...,. \о 0"1
00000..-40...... \О...
о" О о о" о'" о'" о'" о о
...... ...... ....-4 ....-4 ....-4 ..-4 ..-4....-4 00
'"
"'.
о
...
...
"!.
.
о
"'.
о
'"
'"
\О.
О
....
"'.
о
....
\о
\о
о'
с;...?
+
'Q.p..
о
О.
о s::::
1-0 со.
.-trJ ;:: ;:; .<.ull
1:\, 1:\, 1:\, 1:\, 1:\, 1:\, 1:\, 1:\, :s:: w Q,
r--
00.
о
'"
00
о
Ii
()
1::
:s:
t:1:
о
IQ
.,
:s:
о
'"
t:
4)
:t
IQ
О
...
:t
4)
CJ
1::
.,
...
:t
о
CJ
р.,
rодноrо ремонта для восстановления техническоrо состояния.
"Пропуск" очередноrо ремонта приводит к резкому снижению
надежности rрадирни (рис. 15.1), для повышения которой по.
требуется затратить больше средств и времени в сравнении
с тем, если бы ремонт производился ежеrодно.
Лля поддержания надежности rрадирни на уровне с пара.
метром p(t) порядка 0,6 0,95 надежность каждоrо из составляю.
щих ее элементов должна быть заметно выше с p(t) ">: 0,8 -;- 0,99.
Пример 15.2. Определить минимальную и максимальную
вероятность безотказной работы вентилятора rрадирни мар-
ки Br70 через 500, 1000, 1750 и 2750 ч, а также при установлен-j
ной ТУ 26 02 1067 88 безотказной наработке вентилятора"
этой марки, равной 6000 ч.
Реш е н и е. Расчеты производим по параметрам интенсивно.;'
сти отказов Лmiп и л mах (табл. 15.1) с использованием формулы"
(15.3). Результаты расчетов приведены в табл. 15.3 и показаны';
rрафически на рис. 15.2.,
Приведенные в табл. 15.1 показатели. интенсивности отка-,:
зов позволяют расчетом оценить количественно надежность'
проектируемых rрадирен и снижение ее в процессе эксплуата.!,
ции. Рекомендуется дополнять проекты rрадирен "картой на..",
дежности" или "rрафиком надежности", подобным табл. 15.2"
и рис. 15.1, с указанием в них периодичности профилактиче.;
cKoro и peMoHTHoro обслуживания строительных конструкций;!
и техноЛоrическоrо оборудования.
С учетом показатеЛей интенсивности отказов для водопро,,\
водных сетей и оборудования по Ю. А. Ильину (приложение 6)
i
можно определять степень надежности проектируемых И;
эксплуатируемых систем оборотноrо водоснабжения в целом.:;
На жность ЭКСПЛуатируемых rрадирен должна поддержиО':
ваться на определенном уровне для возможности полученияr:
охлажденной воды с расчетной (проектной) температурой t 2 ,
при обеспеченности в течение rода 99, 95 и 90% COOTBeTCTBeH'
pft}
0,9
0,8
0,7
0,6
Рис. 15.2. rрафик изменениЯ
вероятности безотказной рабо-
ты вентилятора марки Br70
50010001750 2lSD
Gooot,1/
298
Таблица 15.3. Расчет надежности вентилятора
Времяt,при
котором оп-
ределяется
p(t), ч
Произведение лt при:
Вероятность безотказ-
ной работы
500
1000
1750
2750
6000
лmiп = 0,11 .10 4, л mах = 0,76 . 10 4, P(t)min p(t)max
ч l ч l
0,005 0,038 1,00 0,96
0,011 0,076 0,99 0,92
0,019 0,133 0,98 0,87
0,030 0,209 0,97 0,81
0,066 0,456 0,93 0,63
Вывод: отказ (поломка) вентилятора при rарантированной ТУ наработке
6000 ч может произойти с вероятностью в интервале надежности от 0,93 (93%)
до 0,63 (63%). .
но принятым параметрам атмосферноrо воздуха в данной мест-
ности для водопотребителей 1, 11 и 111 катеrории, табл. 5.2.
Превышение температуры воды t 2 над расчетной может
быть вызвано мноrими факторами, основными из которых
являются параметры воздуха, превышающие расчетные при
проектировании, и состояние конструктивных элементов rpa-
дирен. Коrда температура t 2 выше расчетной имеет место
снижение уровня надежности rрадирни. Это приводит обычно
к снижению охлаждающей способности и тепловой наrрузки
rрадирни и, как следствие, к уменьшению количества отводи-
мой оборотной водой теплоты от технолоrическоrо оборудо-
вания.
Зависимость охлаждающей способности rрадирни от уровня
ее надежности может быть определена введением в расчеты
коэффициента снижения тепловой наrpузки К с . т . н ' Коэффи-
циент К с . т . н характеризует степень влияния комплекса раз.
личных факторов на эффективность применения rрадирни
по назначению и определяется отношением фактической
(действительной) тепловой наrрузки rрадирни W Ф при реаль-
Ном состоянии и работоспособности конструктивных элемен-
Тов при наличии отказов к расчетной тепловой наrрузке rpa-
дирни W p , т. е.
к Wф
С.Т.н w p
[G ж (tl t 2 )с ж ]ф
[Gж(t 1 t 2 )с ж ]р
(15.6)
299
Таблица 15.4. Зависимость коэффициента Кс.т.н от характера наиболее
распространенньа отказов конструктивных элементов rpaдИpeН
Характер отказов
Разрушение обшивки оrpаждающих конструкций и коррозион-
ные повреждения конфузора и диффузора с образованием в кон-
струкциях проемов до 5% общей площади
Разрушение аэродинамическоrо козырька, межсекционных и
ветровых переrородок, щитов жалюзийной решетки
Неработоспособность в зимний период противообледени-
тельной системы
Засорение или поломка до 25% водоразбрызrивающих
устройств, вызывающие образование неорошаемых зон на
оросителе до 25% общей площади
Засорение взвесью труб водораспределительной системы, вы-
зывающее снижение подачи воды на rрадирню, уменьщение
rабаритов факелов разбрызrивающих устройств и нарушение
равномерности распределения воды по оросителю при смачи-
вании водой всей ero площади
Образование на элементах оросителя сплошноrо слоя за-
rpязнений, приводящее к увеличению аэродинамическоrо со-
противления проходу воздуха с уменьшением ero расхода
до 25% расчетноrо
Разрушение оросителя объемом до:
10%
25%
50%
Обрушение оросителя
Неработоспособность вентилятора
Зашламовывание водосборноrо бассейна
К с . т . н
0,85 ,9
0,9 ,95
0,7 ,8
0,7 ,9
0,9 ,95
0,7 ,9":'
0,5 ,7
0,2 ,5
0,5 ,7
0,9 ,9 !J'
Зависимость коэффициента снижения тепловой Harp
К с . т . н от характера наиболее распространенных отказов tC
структивных элементов rрадирен может быть оценена по
ным табл. 15.4, полученным в результате обобщения о
эксплуатации и натурных исПытаний rрадирен разли
типов.
По данным оценки охлаждающей способности натурных
дирен и факторов на нее влияющих установлен парабо
ский характер зависимости коэффициента К с . т . н от вероЯ
сти безотказной работы этих сооружений, которая может
представлена в виде:
Wф/W р == 5fi иЛи W ф == W p VP.
300
С помощью зависимости (15.7) можно установить для раз-
личных катеrорий водопотребителей уровень надежности rpa-
дирен, который необходимо поддерживать при эксплуатации
длЯ обеспечения расчетной охлаждающей способности: для
водопотребителей I катеrории (99% обеспеченности) p(t) ==
== 0,95; для водопотребителей 11 катеrории (95% обеспеченно-
сти) p(t) == 0,77; для водопотребителей III катеrории (90% обес-
печенности) p(t) == 0,59.
Данные табл. 15.4 и результаты расчетов по (15.7) не MorYT
претендовать на большую точность, так как на охлаждающую
способность rрадирен вЛияют мноrие друrие, кроме рассмотрен-
ных, факторы (изменение расхода и температуры воды в про-
цессе эксплуатации, химический состав воды, вид и концентра-
ции заrрязнений и др.), но в целом они дают близкую к досто-
верной оценку зависимости работы rрадирен от состояния их
конструкций.
Пример 15.3. Для водопотребителя III катеrории определить
фактическую тепловую наrрузку башенной rрадирни площадью
орошения 1200 м 2 по примеру 15.1 после 8000 ч работы, коrда
p(t) == 0,57, табл. 15.2. Расчетная (проектная) тепловая наrрузка
rрадирни W p == 80 r кал/ч.
Решение. По зависимости (15.7): W ф == 80 ;;0,57' ==
== 71,49 rкал/ч. Wф/W р == 71,49/80 == 0,89, т. е. 89%.
Для водопотребителя IП катеrории обеспеченность тепловой
наrрузки должна быть не менее 90%. Следовательно, требуются
мероприятия по повышению охлаждающей способности rpa-
дирни.
rЛАВА 16
ОХР АИА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
16.1. Общие положения
Эколоrические требования по защите окружающей среды,
в частности, от воздействия промышленных объектов посто-
янно возрастают. rрадирню рассматривают в двух аспектах
как ИСТочник шума и как источник выбросов аэрозолей вместе
с ВЫХОдящим из нее насыщенным воздухом в атмосферу.
301
302
При соrласовании строительства вентиляторных rраДИре
санитарная инспекция прежде Bcero рассматривает их как
точНик шума. rрадирни должны отвечать требованиям защи
окружающей среды от шума в соответствии с допустимы
санитарными нормами.
При размещении rрадирен на жилых или производственн
территориях с нормируемым уровнем шума, требуется про
водить акустический расчет и при необходимости предус
ривать мероприятия по снижению шума.
16.2. Шумовые характеристики rpадирен
rрадирня как источник шума представляет собой соору
ние, в котором шум может создаваться вентиляторной устан
кой с приводом преимущественно на низких и средних ча
тах (63 500 ru) и движением воды (шум "дождя") на ча
тах 500---8000 ru. в зависимости от конструкций и размеров в
тиляторной rрадирни в создаваемом ею шуме может преоб,
дать один из указанных источников, или они MorYT быть р
ны ПО мощности звука. На уровень шума, создаваемоrо в
тилятором rрадирни, влияют окружная скорость колеса u мf,
профиль лопаток, их число Z. Влияют также конструкция п,
шипников, работа электродвиrателя и тип привода. ДопоЛК ,
тельные шумы MorYT возникнуть также при колебаниях и в .
рациях отдельных элементов rрадирни (оболочки" дифф
ра и т. "')' В rрадирнях, изrотовленных с высоким качеств
влияние дополнительных шумов от электродвиrателя, р
тора, вибрацией конструкций, дебаланса лопастей вентиЛЯ
ра на общий шум не существенно.
В малых вентиляторных rрадирнях (площадь сечения
более 16 м 2 ) преобладающим источником шума являетСЯ ве
тиляторная установка. При больших размерах секции зна
тельную долю в общий шум, создаваемый rрадирней, може;.
вносить и шум "дождя", особенно на высоких частотах. Раз
ца в шуме rрадирни с различными типами капельных и плено \
ных оросителей несущественна и колеблется в предел
ЗдБ.
Шум, создаваемый rрадирней, оцеНивается по ее
характеристике. Шумовой характеристикой вентилятОРН
rрадирни принято считать уровни звуковоrо давления на сре
неrеометрических частотах октавных полос в диапазоне 6
'
с)
5
I
I
!
ti
:1: о
4) t:
IA :11
:s: ..
i
:s: @'
4)
:<1
&
...;
ч:;
....
'"
::!
::!
,.Q
:t:
Q) -
«
p.»
>, 1::(
><
03
1-0
О
1-0
U
03
:r
><
:S:
:.:
U
Q)
Q)
о
Q)
..
Q)
:t: ::1
1::("-'
Q)
в' :f
:S: t::
р. о
t: t:
><
1::( :;;
1>:- ffi
:S: 03
:t: 1-0
Q) :.:
t:: о
.,
03
1::(
О
..
О
.,
О
.,
м
,.Q
:t:
Q)
.,
о
р.
>,
dJ
g Е!
U 03
03 Р.
:r .,
Ii:
t:: :t:
i:
:t: 1::(
Q) 03
., !:
o3
:.: 03
g.
1-0
с>
с>
с>
00
с>
с>
с>
...
с>
с>
с>
'"
с>
с>
с>
....
с>
с>
or>
с>
or>
'"
or>
""
\о
:t:
:i: о
Q) 0,,-
., 1-0 \о
1>: 1>: о
:S: 03-
:t: 1-0 Р.
..Q сь N
t:1 u «,
2 o l>:p.:s:-
Q :s:":t:
g
t:: IE :r ::1 t!
о
N N N N
N O N
O O N
N q
V NN O о
O N N V O NO О
N O C OO N
vO NO O VO
I II
..... ..... ..... ('t'") ["'-- ["'-- 0'\
I I I I
r--
с>
\о
...
....
or>C>....
"'1.. N 1./") О ..о о
11 00 "'g. o ::
о l:1:o0c> 03 "0
... Z ZZс>:S: с>or>r-- :.:ZO
ooo o oOO < N XO N
"7r----I,f)NО OO ? :s:o..Q1.O
"-'''-'''-'''-' ''-'Q) '''' o3 u c>
Q F
ON.q-\DСО \о'"'=:t'...-.IV
00"\\0.....-1 O
... .... ....
tr)f'I')O"\N
N .....;.....м\..о..t.n.. r----
ЗОЗ
, .,
8000 rц на расстоянии 1 м от звукоактивных Повврхностей. ; .. . . , . ..... I
3вукоактивная поверхность часть поверхности rрадирни с .. ..
наибольшим излучением шума (входные окна, корпус венти- ...:;
Лятора, выход из диффузора, выход из поперечно-точных rpa-i
дирен). I
Уровень звуковоrо давления T J , дБ, вычисляется по форJ
муле I1
L == 201g , (16.1)
РО
rде Р действующее значение звуковоrо давления, Па (Н/м 2 );
РО Пороrовая величина среднеквадратичноrо звуКовоrо дав-
ления, РО == 2. 10 5 Па (Н/м 2 ), РО == 2. 10 6 Kr/M 2 .
Для ориентировочной оценки (например, при проверке opra-
нами надзора, выявлении необходимости по шумоrлушению
и др.) допускается за характеристику постоянноrо шума на
рабочем месте принимать уровень звука, дБА, измеряемый п
шкаЛе А шумомера и определяемый по формуле
Ра
La == 20 19 ,
РО
rде Ра среднеКвадратичное звуковое давление с учетом ко
рекции А шумомера, Па.
НИИ водrЕО выполнены натурные измерения и составлен
шумовые характеристики вентиляторных rрадирен различны
типов.
Измерения шума были проведены в четырех наиболее звуко-
активных точках при обычных эксплуатационных режимах
работы rрадирен:
на расстоянии 1 м над верхней кромкой диффузора;
на расстоянии 1 м сбоку от вентилятора или вдоль ero оси
для вентиляторов с rоризонтальной осью;
на расстоянии 1 м от середины входных окон (на высоте
1,5 м от борта резервуара);
на расстоянии 1 м от rрадирни со стороны выхода воздуха.
В табл. 16.1 приведены расчетные шумовые характеристиКи
вентиляторных rрадирен, принятые по максимальным значе-
ниям измеренных.
16.3. Допустимые уровни шума
Допустимые уровни шума звуковоrо давления, дБ, в октав-
ных полосах частот, уровни звука, дБА, для .жилых, общест-
венных, производственных зданий и их территорий следует
принимать в соответствии с табл. 16.2 с поправками к ним по
табл. 16.3 на время суток и месторасположение объекта.
16.4. Расчет требуемоrо снижения шума,
создаваемоrо rpадирнями
Определение требуемоrо снижения шума производится на
основании акустическоrо расчета. Акустический расчет прово-
дят в восьми октавных полосах со среднеrеометрическими ча-
стотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 ru. Расчет произ-
водится в следующем порядке.
Определяются шумовые характеристики (октавные уровни
звуковоrо давления rрадирен) по табл. 16.1. Выбираются точки
в помещениях или на их территориях, для которых производит-
ся расчет (расчетные точки). Выбор расчетных точек осущест-
вляется на территории или в помещениях, наиболее близко
расположенных к rрадирне, а также в помещениях с наимень-
шим допустимым уровнем шума. Акустический расчет про-
изводится отдельно для каждой из выбранных расчетных то-
чек.
Определяются допустимые уровни звуковоrо давления
в расчетных точках L дот дБ.
Октавные уровни звуковоrо давления, создаваемые rрадир-.
Нями в расчетных точках на территории L Tep , определяются
по формуле
L Tep == L Lpac + LH Lэел'
(16.3)
Уровень звуковоrо давления, создаваемый rрадирней L,
Определяется по табл. 16.1; снижение звуковоrо давления в
зависимости от расстояния между rрадирней и расчетной точ-
Кой Lpac по rрафику рис. 16.1; показатель направленности
Излучения шума t\L H по табл. 16.4; снижение уровня звуковоrо
давления полосами зеленых насаждений определяется как
ТJэел == Q:эел С.
rДе С ширина полосы зеленых насаждений, м.
(16.4)
зоs
,Q '1
:J:
4> .:'"
IQ v)
О :.: < с> с> с> с> с> v) v) с> v)
1>. >- v) v) v) v) с> v) с> v) v) v) 00 00 00
:>, g; м ... 00 N М М ...
.. :::! с>
:Е с 00 м о- 00 о- с ... ... с ...
с м м ... м м м ... ... м ... r-- v) v) r-- r--
:J: :{ 00 N М r-- ..... 00
IQ N N
01
!-о 01
:.: !-о
о О с
!-о
IQ u с с v) с с с ..... v) v) .....
" 01 с v) v) с v) с ... ... v) ... v) r-- v) v) r-- r--
:r ... N М r-- N N М
:s:
IQ 0:"
.. :s: :s:
:J: :.: с
i CI> u с N r-- N N N М r-- r-- м 00
1:: CI> с r-- r-- 00 r-- N r-- N ... v) v) ... v) r-- v) v) r-- r--
:r N N М r-- ..... N
IQ :s: N м
01
е: f:
о CI>
:s: 1 .. с
О О С v) С v) v) v) v) с с v) с
IQ
! f о с с с с с v) с v) ... v) v) ... v) r-- r-- 00
..... м ... 00 N N
CI> м м
:J:
IQ
1:: 1:10 '" с о- ... 00 о- 00 00 м м 00 м
R :s: 4> с ... ... м ... о- ... ... v) v) ... v) r-- r-- 00
1>. v) м ... 00 N N о-
:J: u м м
IQ О
f :s: о u С
!-о ... о- м ... м N 00 00 N
11 о v) с о- ..... v) с v) v) v) v) 00 00 00
CI> !-о N ... ... 00 м м ... ...
:Е u
о::
:r v) ..... с ..... с r-- ... ... r-- N
:s: .. N 00 r-- N о- ... 00 r-- r-- 00 r-- r-- 00 о-
1!1 1) !-о 01 ..... ... v) о- м ... N
:s: ::1 u u ... v)
>- о
i а t:: 1:: ..... v) о- ..... о- v) м м v) о-
о о
I 14 t:: м о- r-- о- ..... v) о- м r-- r-- r-- r--. r-- о- 00 00 о- о-
v) о- v) v) v)
.ь u:
I i .ь IQ CI> .. .;, ф :s: :s: :s:
... :s: .;, :J: м
1:: о :s: ф :Е .. :.: 1:: :s: u IQ :.: 1>.
'i ... CI> CI> u CI> 1>. t:: .ь 4> !-о CI> о: :s:
о :J: :Е u !-о IQ 01 О u 1:: u :s:
01 CI> 10 О 1:: CI> 1>. ,:s:" :Е :.: о 01 t:: о
.. 01 1:: IQ :.: :Е CI> ,Q :J: о 01 О t:: о: :s: 10 :.: !i' IQ 01 u :J: 1>.
! CI> О CI> :s: IQ 1:: 10 !-о IQ :s: f: :s: 01 '" 01 :.: S t::
1:: о :s: :.: :Е о: о: .. 1:: 1:: 01 CI> CI> :.: о !-о :i :J: 1:: :s: '" :Е 1>. '" :J:
:s: :.: а :s: :s: 01 :s: '" !-о :s: 01 CI> :.: t:: :s: :Е
:J: !-о О iI1 :s: >- CI> 1:: 01 CI> :J: IQ !-о о: CI> :s:
1>. :J: :J: .. >- CI> iI1 01 :s: !-о >- :J:
t:: 01 :J: CI> 01 t:: :Е 1>. u f: 1:: !-о '" 1>. IQ :r :s: о .. 01 :J: :s: а о
:s: о CI> :J: ::1 '" u CI> :s: u а о :J:
о :Е Е! :s: Е! Е! :J: :Е u U Е! CI> CI> t:: 01 10 :Е .. :s: '" 01 '"
<-i 1:: 1>. oi' :s: :J: >:s: :Е 1>. 01 01 :J: о а CI> 01 CI>
:J: :s: о :::! CI> CI> CI> :J: 10 :Е 1:: о 10 О oi' >- 1>. ,Q О :J: о 1>. :s:
:J: 1:: U 01 !-о CI> 1:: 01 :.: о о -& :J: о 1:: <5 10 :.: 01 1>. CI> о: ..
..., о: t:: 01 :J: :s: :s: '" 1:: :J: :Е :r
CI> 1>. О О 01 :J: 1:: U 1>. " О О О >- Q IQ 1:: о
" :s: IQ :.: oi' CI> t:: t:: :s: 1>. !-о '" oi' >:{ ::1 " 01 10 Q :Е :s: 10 CI> :s: :J: >- .. 10 О :J:
:! :J: !-о t:: о U !-о О :s: 1>. 10
а; а; :s: !-о о :s: о :s: :s: '" а; :J: :Е ,Q 01
S U CI> О О CI> CI> :.: 10 !-о 01 :r :::! о :J: CI> t:: о:
:! :J: ,:s:" :! :! :Е 01 .. :s: f: :J: 01 1>. О :! ,Q :J: -& о 1:: 1>.
.а :s: ... :Е .. IQ О О .. О О :J: :Е :s:
CI> Е! , :s: :r IQ" 1:: :J: о: :J: 01 1>. :J: CI> :J: о t:: IQ О :r .. 1:: 10 10 01 CI> -& :J: о: :J: CI> :s:
8- а; " CI> :s: :s: 01 1>. О ,Q 01 1:: :s: !-о 1:: U IQ '" :s: CI> 01 CI> 01 !-о 1:: CI> о :J: 1:: ..
Q 01 :J: :! IQ :s: ,Q U CI> .. 1:: IQ U О :s: о ;r :.: !-о 1>. :s: 1>. U CI> 1:: U CI> :s: 01
о "'- '" iI1 1:: :J: :s: 01 01 >:S: О .. oi' U :s: 1>. 1>. :s: Е! 1:: !-о
О t:: 01 g. 1: 1>. 01 CI> ::1 !-о О 1>. :s: .. U IQ .. '" 1>. 1:: .. t:: Ii :s: !-о CI> .. t:: >:S: U U ':s:
t:: .. '" о t:: о :J: о о :Е :s: о .. :.: :s: CI> :s: CI> :s:
CI> CI> 1>. iI1 IQ !-о :s: :J: >- :s: t:: :::! :Е lIi' :J: !-о 00 ::.: о U .." :s: CI> о
:J: 1:: '" :;; U iI1 :J: .. 01 :r :s: >- о !-о :s: :.: :s: t:: о :J: 1>. :J:
:s: :s: :.: CI> "'- :r 01 .. CI> " :.: ':s: 01 1:: о :s: 1>. ':s: 1: :.: :r U :Е :J: ':s: :s: t:: 1:: :s: о о CI>
oi' :s: :J: lIi' ,Q Ii :i :s: о: '" 1:: 01 :J: '" о :s: >- CI> CI> '" .. t:: CI>
о: 1>. 1: :r 01 1>. О 1:: !-о IQ" :s: :s: о .. 01 :Е :r :J: 1:: :s: '" Q 6 а 01 IQ :s: Е!
:s: CI> t:: >- '" U 01 !-о О 1:: :s: :s: 1:: :J: .. :Е 01 .. t:: .. '" f: IQ :s: :J: IQ :J: о: ,Q ,: :r CI>
:s: '" IQ >- 10 01 :J: о :J: 1>. 01 О о: :;; :J: 01 1>. IQ
:J: .r .. :;; ф :s: :.: 01 '" iI1 01 10 S 01 IQ" о :s: U IQ !-о 01 01 CI> IQ '" .. о о о о
01 1>. О .. :Е ... :J: ':s: S '" >- .. .. .. :r :J: о CI> 1>. U о: CI> 10 10 !-о 10 О
О :J: :Е :r '" :::! :Е о CI> CI> CI> 6 1:: CI> 1>. О О U :Е 01 1>. :r о !-о 1>. .. t:: Q >:S: IQ :r :s:" 01 01 01 01 t::
'" !-о Q :J: :J: :r '" :s: :s: :Е Е! IQ О !-о CI> :Е t:: :.: U о >- 1:: 1>. .. 1>.
01 .ш !-о :J: :r CI> :J: :.: '" :Е 1:: , U
CI> ,Q 01 U :J: 10 О .. >- ,:S: 1>. IQ 1:: Ф :s: CI> :.: CI> ..
:J: :s: !-о 1:: '" ,Q 01 CI> " U 01 1:: о: :J: о: о: .. Е' CI> :Е
:s:" :i IQ Ф :J: .. о о :Е :s: о CI> ... !-о 10 CI> О 1>.
01 :J: о о 1:: 1>. О 3' {!j :s: ф '" 01 :s: ,Q :s: :s: о :Е :Е
!-о ... О 1:: 01 1>. t:: :J: f: 1>. '" 01 :r IQ :J:
:s: :! U 01 U :.: о IQ .. :J: '" IQ :J: о: 1:: :J: :J: 10 :J: :J: 01
:s: '" о t:: CI> IQ -&f:>:s: !-о -& CI> t:: :J: CI> CI> :J:
1>. "'- ::1 :.: а IQ :! 10 О :.: :Е :::! 4> :.: U CI> 01 01 :Е CI> о S 01 1:: 01 .. CI> :Е 1>. :r CI> U а ,Q " CI>
О О :s: '" CI> О О :.: :s: а .. :J: :Е :E5 :s: 4> :J: :.: CI> IQ :s: :Е ф 1>. .. 01 Е! CI> Е! >:S: 1:: :Е о: IQ
!-о ... :.: 1>. 01 Ф '" CI> 01 О CI> О .. :r о :s: iI1 .. о :.: !-о '" CI> 8 ' :J: .. '" 1>. О CI> 01 О !-о
:s: :! :J: U Е! '" :;; .. " :t :.: 01 :J: :.: !-о 01 О g- " CI> О .. U :.: :! CI> :.: CI> :J: !-о .. U
1>. "'- ,Q .. о " :! 01 :s: .... 10 :s: 1>. 1:: :J: 1>. :J: о g- 1>. :J: 10 10 U :r :J: U
1>. "'- 1:: t:: о :s: о <::: 1:: :::! 1:: " :.:" 01 ':s: 8 01 01 :s: о >- t3" о :s: >- о 01 О О CI> а о о
CI> О :s: CI> 1:: "'- :! 01 :s: :s: 10 "" :s: :.: iI1 t:: :s: g t:: t:: о t:: t:: IQ
Е! :r: :.: :s: .. '" :s: о 1:: :s: 01 01 U '" :.: Е--< t:: 1>. t:: ..
Е--< t:: U t: t:: :t :.: :х:
о U :J: :.: :Х: :J: '" '"
З06
Таблица 16.3. Поправки к уровняw звука, приведeJiНЬD.l в табл.16.2
Влияющий фактор
Условия
Поправки к
L доп , дЕ
Время суток
Ночное время с 23 до 7 ч
Дневное время с 7 до 23 ч
Курортный район
Новый ПРоектируемый rородской жилой
район
Жилая застройка, расположенная в су-
ществующей (сложившейся) застройке
О
+10
5
О
Местоположение
объекта
+5
Примечания: 1. Поправки на время суток вносятся при определении до-
пустимых уровней звуковоrо давления для жилых комнат, квартир, спальных
помещений домов отдыха и пансионатов, спальных помещений в детских до-
школьНых учреждениях и школах-интернатах, палат больниц и спальных комнат
санаториев, жилых комнат общежитий, Номеров rостиниц, для территорий, не.
посредственно прилеrающих К ЖИЛЫМ домам, территорий больниц, санаТОРИeJ!,
непосредственно прилеrающих к зданиям.
2. Поправки на местоположение объекта следует учитывать ТОЛько для внеш-
них источНиКов шума при определении допустимых уровней звуковоrо давле-
ния и уровней звука для жилых комнат квартир, спальных помещений домов от-
дыха и паНсионатов, спальных помещений в детских дошкольных учреждениях
и школах интернатах, палат больниц и спальных комнат санаториев, жилых ком-
на т общежитий и номеров rостиниц.
Поправку на местополо ение объекта не следует принимать для вновь стро-
ящихся зданий в существующей (сложившейся) заСТРОЙКе.
tS
16
::! 32
!II. 28
.Q2+
""20
16
'" "12
"'-I"'8
",-q '.
.,
. 01 10 100 500
P(1CCтONHue от tpatlupH([ "о paC'IeтHoli
mOVKи r,'" .
Рис. 16.1. rрафик снижения шума
Д[,рас в зависимости от расстоя-
ния r между rpадирней и расчет-
ной точкой
308
,
Таблица 16.4. Показатenь направленности излучения шywa
ВЫХОД звуковой энер-
rии В rрадирне
Показатель направленности излучения шума LH' дЕ,
при направлении звуковой энерrии
под уrлом 90.
к объекту
в сторону
объекта
в ПРОТИВОПОЛОЖНую
сторону от объекта
Круrовой
двухсторонний
В одну сторону
О
О
О
О
5
5
О
О
15
Постоянная затухания шума IX зел определяется по табл. 16.5.
Результаты натурных измерений показали, что уровень зву-
KOBoro давления, создаваемый rрадирней при одной работаю-
щей секции, и суммарный УЗД нескольких работающих сек-
ций (rрадирен) отличаются между собой не более, чем на 1
2 дБ, что находится в пределах точности измерений. Это объяс-
няется тем, что из-за больших размеров секции (rрадирни)
шум от соседних секций до расчетной точки доходит значи.
тельно сниженным по сравнению с шумом от секции, располо-
женной на минимальном расстоянии от расчетной точки.
Расчеты суммарных уровней звуковоrо давления показыва-
ют, что они численно равны уровню звуковоrо давления одной
секции.
Таблцца 16.5. Постоянная эатyDJOщая шywa
Зеленые на. Постоянная затухания шума IX зел ' дЕ/м, при средне-
rеометрических частотах октавных полос, дЕ/м
саждения
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Кроны сосен 0,06 0,08 0,11 0,14 0,15 0,16 0,19 0,2
Сосновый лес 0,08 0,1 0,11 0,13 0,14 0,16 0,18 0,2
КРОНЫ елей 0,08 0,1 0,12 0,16 0,18 0,17 0,25 0,3
rустой листвен- 0,03 0,04 0,05 0,07 0,1 0,15 0,2 0,25
ный лес
Зеленая rустая 0,1 0,13 0,15 0,25 0,35 0,4 0,5 0,6
Изrородь
309
16.5. Основные мероприятия по снижению шума rpадирен
Уровень шума от вентиляторных rрадирен, как правило,
не п:вышает допустимоrо по санитарным нормам для терри-
тории промышленных предприятий уже на расстоянии 1 О м
(см. табл. 16.2), поэтому их можно размещать в любом месте
промышленноrо предприятия без проведения каких-либо ме-
роприятий по защите от шума. Однако если поблизости нахо-
дятся жилые или друrие здания, уровень шума для которых
оrраничен санитарными нормами, следует предусматривать
мероприятия для снижения уровня шума в расчетных точках
до значений, допустимых санитарными нормами.
Эти мероприятия необходимо предусматривать на стадии
проектирования и привязки к местности, что обходится обыч-
но в 2 3 раза дешевле, чем обеспечение защиты от шума после
пуска rрадирен в эксплуатацию.
Борьба с шумом вентиляторных rрадирен осуществляется
по следующим основным направлениям:
уменьшение шума в источнике (rрадирне) конструктивными
и административными методами (создание и применение мало-
шумноrо источника, реrламентация времени ero работы и
мест расположения на территории);
снижение шума на пути ero распространения в rородской
среде OT источника (rрадирни) до объекта шумозащиты;
устроиство шумозащиты непосредственно на объекте кон-
структивно-строительными методами, обеспечивающими по-
вы ение з укоизолирующих качеств оrраждающих конструк-
ции, здании и сооружений.
В качестве мероприятий по борьбе с шумом внутри источника
(rрадирни) MorYT быть рекомендованы:
установка вентилятора на плавающем основании и "мяr-
"
кое оединение вентилятора с корпусом rрадирни в противо-
точно и rрадирне с вентилятором типа 06-300.
снижение скорости вращения вентилят ров за счет изме-
нени конструкции иЛи применения двухскоростных двиrа-
телеи;
устройство удлиненных диффузоров с непрерывным тече-
нием потока при покрытии внутренней поверхности диффу-
зора звукопоrлощающим мате иалом с пластмассовой плен-
кой для защиты от воды;
усовершенствование аэродинамических характеристик ло-
пастей и проточной части вентиляторов;
310
"1 1
'1
целесообразность режима работы rрадирни с остановкой в
ночное время (с 23 до 7 ч) в тех случаях, коrда это возможно;
размещение rрадирен с выходом звуковой энерrии в сторо-
ну, противоположную рассматриваемому помещению.
В качестве мероприятий по борьбе с шумом на путях ero
распространения MorYT быть рекомендованы:
удаление от жилых домов на достаточное расстояние;
размещение rрадирен в естественных или искусственных
выемках или среди зданий;
устройство между rрадирней и рассматриваемым объектом
экранов в виде насыпей, оrраждений, стенок, полос зеленых
насаждений;
размещение вентиляторных rрадирен с использованием в
качестве экранов существующих сооружений зданий, релье-
фа местности;
использование r лушителей.
16.6. Воздействие выбрасываемых из rpадирен аэрозолей
на окружающую среду
Работающая rрадирня выбрасывает в атмосферу наrретый
до 35-45 ос насыщенный водяными парами воздух, содержа-
щий капли воды размером 1 00 500 мкм в количестве 0,5 1 r
на 1 м З воздуха. С парами в атмосферу поступает примерно
95% тепла, отводимоrо от охлаждаемоrо оборудования, а
Оставшаяся часть тепла отводится в водоистОЧНИКИ С продувоч-
ной водой. Интенсивность тепловоrо потока на выходе из
rрадирни в зависимости от тепловой наrрузки может дости-
raTb 250 300 кВт/м 2 . ОН создает факел тумана (паровой фа-
кел), поднимающийся на высоту до 150 300 м и распространяю-
щийся в направлении ветра на 2 10 км. Наличие паровоrо фа-
кела является неотъемлемым признаком мокрых rрадирен,
работающих по принципу испарительноrо охлаждения воды.
При работе на промплощадке большоrо коЛичества мок-
рых rрадирен и определенном сочетании поrодных условий
rРуПпа факелов может формировать в районе предприятия
местный микроклимат с повышенной влажностью атмосфер-
Horo воздуха. Кроме Toro, при наличии в атмосферном воз-
духе rазообразных примесей выходящая из rрадирни влаrа
Может с ними взаимодействовать и образовывать вредные для
Окружающей среды соединения.
311
312
При требованиях к работе охладителей, исключающих Ви-I,
димость паровых факелов, применяются сухие или rибридные
rрадирни (см. rл. 12 и 17).
При использовании для подпитки оборотных систем ['ород.
ских и промышленных сточных вод, а также сильно минерали-
зованных природных вод (например, морской воды) rрадир..
ни MorYT быть источником вредноrо воздействия на окружаю-;
щую среду атмосферу, почву, водные объекты.
Вредное воздействие происходит в результате выброса ка- l'
пель оборотной воды в атмосферу, осаждения их на почву и r
на поверхность воды водных объектов. '
В каплях MorYT содержаться также инrибиторы коррозии,'
накипеобразования и химические peareHTbI для предотвраще.
ния биолоrических обрастаний, добавляемые в оБОРОТНУI0}
т. '
Минздравом опубликованы слетющие документы, реrла.
ментирующие способы применения очищенных сточных вод;
в системах оборотноrо водоснабжения с rрадирнями:
"Методические указания по rиrиенической оценке исполь-;,
зования очищенных rородских сточных вод в промышленном;
водоснабжении". N° 3224-85 от 04.03.85. rлавное санитарно-эпи-\
демиолоrическое управление Министерства здравоохране- ,
ния СССР;
"Временные методические рекомендации к использованию '
очищенных rородских сточНых вод и смеси их с очищеннымй ,-
сточными водами предприятий синтетическоrо каучука В\
оборотных системах охлаждающеrо водоснабжения". МИНМ-;
стерство здравоохранения СССР. rлавное санитарно-эпиде- ,\
миолоrическое управление (утверждены 3 декабря 1981 r.',
N° 2501-81).
Капли воды распространяются в атмосфере в районе rради-
рен и увлажняют поверхность земли и близрасположенные
сооружения, а в зимний период вызывают их обледенение,
поэтому в СНиП 11-89-80 приведены допустимые минимальные
расстояния от rрадирен до ближайших сооружений (СМ.
табл. 11.2),
rрадирни размещают по отношению к жилым застройкам'
с учетом розы ветров. При этом следует предусматривать са-
нитарно-защитные зоны.
Зона выпадения капельной влаrи на поверхности земЛИ
имеет форму элипса с большой осью, проходящей через цеtlТ])
rрадирни в направлении ветра. Наибольшая интенсивность
выпадения капель на поверхность земли в этой зоне находится
tla большой ОСИ элипса на расстоянии примерно двух высот
rрадирни. Размер зоны зависит от высоты rрадирни, скорости
ветра, степени турбулентности воздуха в приземном слое, кон-
центрации и крупности капель, а также от температуры и влаж-
ности атмосферноrо воздуха.
Применение в оборотной воде для борьбы с коррозией ток-
сичных инrибиторов, например, содержащих шестивалентный
хром, требует контроля воздушной среды и почвы в районе ['ра-
дирен. Предельно допустимая концентрация (ПДК) Ст+ 6
в почве составляет 0,5 м! на 1 к! почвы. ПДК Ст+ 6 В атмосфер-
ном воздухе на промышленной площадке составляет
0,003 мr/м З (30% ПДК дЛЯ воздуха рабочей зоны, составляюще-
['о 0,01 мr/м З соrласно СН 245-71), а в населенных местах
ПДК Ст+ 6 0,0015 мr/м З . Приведенные данные о ПДК обычно
обеспечиваются при содержании Ст+ 6 В оборотной воде не бо-
лее 1,7 мr/л.
При оценке вредности выноса хрома из rрадирен необходи-
мо принимать во внимание концентрацию шестивалентноrо
хрома в воздухе, создаваемоrо з'а счет друrих источников
(фоновые концентрации).
При использовании в системах оборотноrо водоснабжения
с rрадирнями очищенных сточных вод остаточные примеси
вредных веществ и токсичных инrибиторов коррозии MoryT
повлиять на санитарно-rиrиенические условия в зоне выброса
и распространения водноrо аэрозоля, выносимоrо из ['ра-
дирен.
На основе экспериментальной и расчетной оценки токсич-
ности аэрозолей оборотных вод устанавливаются rиrиениче-
СКие HopMaT BЫ ориентировочные безопасные уровни воз-
действия аэрозолей (ОБУВ). Такие нормативы должны учиты-
ваться при определении допустимоrо выноса капельной вла-
rи из rрадирен при расчетах минимальной санитарно-защитной
зоны от rрадирен до жилой зоны.
Минздравом утверждены ОБУВ аэрозолей оборотных вод
на основе очищенных rородских сточных вод для атмосфер-
Horo воздуха близлежащих населенных мест для вод с соле-
Содержанием: 3 r/л 20 мr/м З (0,02 мл/м З ) воздуха; 6 r/л
10 мr/м З (0,01 мл/м З ) воздуха.
313
Возможен контроль за1'рязнения атмосферы в районе распо-
ложения 1'радирни и по аэрозолям отдельных компонентов,
которые встречаются в оборотной воде при использовании
сточных вод, при этом их концентрация не должна превышать
ПДК. Для некоторых веществ, встречающихся в оборотной'
воде, ПДК в атмосферном воздухе приведена в табл. 17.8.
Эпидемическая безопасность в районе 1'радирен обеспечи
вается обработкой сточных вод, используемых в системах обо-
pOTHo1'o водоснабжения различными реа1'ентами или без.,
реа1'ентными методами обеззараживания воды. rИ1'иениче
сКим критерием эпидемической безопасности очищенных 11,
обеззараженных 1'ородских сточных вод является YPOBeH
коли-индекса не более 1000.
При применении хлора безопасность возникновения ЭПиде
мий обеспечивается следующим режимом хлорирования:
при содержании взвешенных веществ до 3 м1'/л, БИОЛО1'иче ii
ской потребности кислорода (БПК) дО б мr/л и химической ПQ:l;,
требности кислорода (ХПК) дО 45 М1'/л длительность контак-','
та воды с хлором не менее 30 мин, концентрация остаточно1'О 'j!
хлора не менее 1 мr/л;.i
при содержании взвешенных веществ 3 10 мr/л, БПК ndf
б М1'/л и ХПК дО 45 М1'/л длительность контакта воды с хл() '1
ром не менее 1 ч, концентрация остаточно1'О хлора не менее
1 М1'/л.
Допускается обработка оборотной воды 1'ипохлоридом нат-
рия, озоном, озоном с хлором.
;:1;.',
rЛАВА 17
ТЕХНИКОЗКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗА ТЕЛИ
И эколоrОЗКОНОМИЧЕСКАЯ ОПЕНКА rp АДИРЕН
Охлаждение воды заданно1'О расхода до требуемой темпера-
туры может быть обеспечено на 1'радирнях различных типов и
конструкций с неодинаковыми затратами материальныХ и
трудовых ресурсов и при неодинаковых дополнительных на-
1'рузках на окружающую среду. Поэтому при разработке новыХ
и привязке существующих проектов 1'радирен к местныМ ус- "
ловиям строительства и эксплуатации следует произвОДИТЬ '
расчеты техниК о-экономических и ЭКОЛО1'о экономических ПО-.!
, ,
314
казателей возможных вариантов 1'радирен для оценки и вы-
бора наиболее рационально1'О в каждом конкретном случае.
Предварительно на основании теХНОЛО1'ических расчетов
назначаются возможные вариантные решения, обеспечиваю-
щие требования техноло1'ИИ производства по расходу оборот-
ной воды и температуре, но отличающиеся типом и KOHCTPYK
цией 1'радирен. rрадирни, работающие совместно в одном обо-
ротном цикле, должны быть, как правило, однотипными.
Критерием выбора варианта является минимум затрат, рас-
считываемых с учетом фактора времени, или максимум народ-
нохозяйственно1'О (экономическо1'О и ЭКОЛО1'о-экономическо-
1'0) эффекта.
Все представленные в настоящем справочном пособии стои-
мостные оценки даны без учета происходящей в настоящее
время в России инфляции и отвечают уровню цен, действую-
щих до 01.01.91 1'. (база). Для определения цен текущеrо пе-
риода пользуются коэффициентом К инф , значение KOTopo1'o в
1997 1'. составляло 5800 1 б 000 в зависимости от территориаль-
Ho1'o расположения объекта строитель тва, отрасли промыш-
ленности, ОР1'анизационной структуры предприятия, вида ра-
бот и ДРУ1'их факторов. С учетом деноминации рубля с 01.01.98 1'.
значение К инф уменьшается в 1000 раз.
17.1. Технико-экономические показатели
Капитальные вложения. Они расходуются на ввод в эксплуа-
тацию новых 1'радирен, определяются по сметной стоимости
Строительно-монтажных работ. Капитальные вложения вклю-
чают в себя: стоимость всех видов строительных работ и мон-
тажа оборудования К стр ; стоимость теХНОЛО1'ическо1'О, энеР1'е-
тическоrо, подъемно-транспортно1'О и ДРУ1'их видов оборудова-
Ния К об ' включая механизмы, инвентарь и инструменты (вхо-
ДЯщие в состав основных фондов); прочие каПитаЛьные рабо-
ты и затраты К пр :
К == К стр + К об + К пр ' (17.1)
В статью затрат К стр входят капитальные вложения раздель-
но по элементам 1'радирни: О1'раждающая конструкция (обо-
лочка башни); опорная колонада и фундамент; водосборный
бассейн; несущий каркас; ороситель и водоуловитель; водо-
315
Э == Э Э + ЭМ + Э Э + Э а + Эр + Э пр + Э С .
распределительная система; вентиляторное оборудование и
подводящие трубопроводы.
В случае блокирования rрадирни с насосными станциями
иЛи производственными зданиями следует учитывать допол-
нительно протяженность инженерных коммуникаций и заТра-
ты на освоение территории rенеральноrо плана объекта. '
При сравнении систем охлаждения с rрадирнями отличаlQ
щимися своей охлаждающей способностью надлежит опредетi
лять затраты на сооружения, оборудование и коммуникации,}
связанные с очисткой и транспортировкой подпиточной ВОДI:i!I'
и продувки системы. Кроме Toro, следует учитывать различнyq;
мощность производств из-за неодинаковой возможноC1'Jf' .
rрадирен в обеспечении температуры охлаждающей воды и{
предусматривать в связи с этим дополнительные капиТ ,1
ные вложения в замещающую мощность. Для тепловых элекТу';'
ростанций замещающая мощность определяется как суМЩ,
разности значения снижения мощности турбоаrреrатов пр \,
высоких температурах охлаждающей воды и разности значer ':
ния мощности, потребляемой циркуляционными насосам..,
В капитальных вложениях следует предусматривать резе '
средств на непредвиденные работы и затраты. Резерв зависит)
от мощности системы водоснабжения, катеrории водопотре.."
бителя и профиля предприятия.
экcnлyатациоIolыe затраты (издержки). Они включают в
себя стоимость электроэнерrии Э Э и материалов Эм, расходы
на заработанную плату Э з , амортизационные отчисления по
основным фондам Эа, отчисления на текущий ремонт Эр, прcr
чие расходы Эnp на эксплуатацию и социальное страхова-
ние Э С :
Затраты на оплату электроэнерrии промышленными и прн-
равненными к ним потребителями определяются по одно-
или двухставочному тарифам в зависимости от присоединен-
ной мощности.
Присоединенная мощность суммарная мощность понизи-
тельных трансформаторов, преобразующих энерrию на рабочее i
напряжение и мощность высоковольтных потребителей энер-
rии, присоединенных непосредственно к щитам BbIcoKoro Ha
пряжения понизительных подстанций.
316
Промышленные предприятия, предприятия коммунально-
rO обслуживания населения и дрyrие потребители с присо-
единенной мощностью до 750 кВ . А оплачивают электроэнер-
rию по одноставочному тарифу и 1 , т. е. только за отпущенную
электроэнерrию, учитываемую счетчиком в кВт. ч. Потребители
с присоединенной мощностью 750 кВ . А и выше оплачивают
электроэнерrию по двухставочному тарифу за потребленную
электроэнерrию и 2 и за 1 кВт максимальной наrрузки UЗ'
Для энерrосистемы rлавцентрэнерrо, например, в ценах
до 01.01.91 r. и 1 == 0,03 руб/(кВт . ч) (для Мосэнерrо 0,08),
и 2 == 0,009 """ 0,012 руб/(кВт . ч) И u з == 36 """ 39 руб/кВт (для Мос-
энерrо 36). С учетом инфляции в 1997 r. в системе Мосэнерrо
и 2 == 415 руб/(кВт. ч) И u з == 29 799 руб/кВт в месяц.
Стоимость 1 кВт. ч принимается по тарифам, действующим
для расчетов за электроэнерrию на конкретном предприятии,
или по прейскуранту.
Для rрадирни с естественной тяrой воздуха электроэнерrия
затрачивается только на подачу воды, а для rрадирен с меха-
нической подачей воздуха дополнительно на привод вен-
тиляторов.
Стоимость электроэнерrии на подачу воды насосом
GжНkt1Ц
Э ==
эн 10211н П '
(17.3)
rде G ж расход воды, Kr/c; Н полная высота подъема воды с
учетом избыточноrо напора для работы разбрызrивающих
устройств, м; k коэффициент запаса мощности (1,25 1,1);
t 1 число часов работы насосов в течение rода (t 1 == 8760 ч);
U цена 1 кВт. ч активной электроэнерrии, учитываемой счет-
чиком, руб; 11 н КПД насоса (из характеристики, 11 н == 0,7 """ 0,8);
п коЛичество рабочих насосов.
Стоимость электроэнерrии на привод вентилятора rрадирни
:!\
1:
/:
J
I1
l'
1I
1I1
G в Рkt 2 ц
Э э . в ==
100011в '
(17.4)
rде G B подача воздуха вентилятора, м з /с; Р полное давление,
раЗвиваемое вентилятором, Па; 11 в КПД вентилятора (из ха-
рактеристики, Тl B == 0,65 """ 0,8); t 2 число часов работы вентиля-
317
n
ЭМ = L Mi д,
п=1
тора в течение rода (при трехсменной работе t 2 == 4000 ч, При
двухсменной t 2 = 2400 ч, при односменной t 2 == 1700 ч).
В прямых расходах на материалы ЭМ учитываются в основном
затраты на строительные материалы для нужд эксплуатации
и текущеrо ремонта rрадирен и peareHTbI Э R для стабилиза.;,
ционной обработки воды:
n
Э R == L R i Д ,
n = 1 .
rде Mi и R i среднеrодовой расход i ro вида материала (де
ва, пластмассы, разбрызrивающих устройств и друrих), мЭ/rо
т/rод или шт/rод, и peareHTa по товарному продукту, T/ro
Ui их стоимость, руб. При этом R i == ql + 8760q2/a . 106, r
q 1 := ОС С р начальный расход peareHTa в расчете на объем во
в сист е, r; q2 = G Об (Р 2 + Рэ)Т в потери peareHTa с продуво
ной водой, капельным уносом на rрадирнях и неучтенны
утечками воды из системы, r/ч; ОС объем воды в заполненн
системе (резервуары, водосборные бассейны rрадирен, тру
проводы) в статических условиях, м э ; G об усредненный ра
ход оборотной воды, мЭ/ч; ТВ концентрация peareHTa по осНО
ному веществу, мr/л (r/м э ); Р 2 капельный унос на rрадирня .
в % от G об ; Р Э продувка системы в % от G об ; а долевое со..'
держание OCHoBHoro вещества в товарном продукте, %; Ср' r/M 3 .'
Экономическую эффективность применения, например,;
инrибиторов коррозии в охлаждающих системах оборотноrо;;
водоснабжения можно рассчитать по формуле (приложение 7):/
Э ИНr := ( f- 3 инr ) + Укор,
о инr
rде Э инr rодовой экономический эффект, руб/rод; Ф балан.i\
совая стоимость защищаемоrо оборудования, руб; t o фаКТИ':4'
ческий срок службы оборудования без обработки воды инrиби.(
торами коррозии, лет; t инr срок службы оборудования при,)
обработке воды инrибиторами, лет; Э ИНr затраты на обработ-',
ку воды инrибиторами коррозии, руб/rод; Укор ущерб от преж.(
девременноrо выхода из строя оборудования (например, тепЛО'-
обменных аппаратов) или ero простоя за счет коррозионнЬJX{
повреждений, включающий стоимость потерь продукции, сни-
жение ее стоимости от ухудшения качества, затраты на ре.;
монт, замену оборудования и др.
318
По статье расходов на заработную плату Э З планируется и
учитывается основная и дополнительная заработная плата
рабочих, непосредственно занятых обслуживанием, планово
производственным и текущим ремонтом rрадирен. Она pac
считывается исходя' из численности обслуживающеrо персо-
нала, ставок и окладов по катеrориям работающих с учетом
коэффициентов в зависимости от поясноrо деления и отрасли
промышленности.
Амортизационные отчисления Э а определяются по YCTaHOB
ленным нормам исходя из среднеrодовой стоимости отдель-
ных видов основных фондов:
Э а
n A i
L Ki,lOO'
п=1
(17.7)
rде K i балансовая стоимость основных фондов по отдельным
видам зданий, сооружений и оборудования, тыс. руб; Ai об
щая норма амортизационных отчислений i ro вида, %.
Нормы Ai установлены отдельно по каждому виду основных
фондов на полное восстановление и капитальный ремонт
(табл. 17.1). При составлении таблицы использовались данные
Постановления Совмина СССР N° 1072 от 22.10.1990r. "О еди-
ных нормах амортизационных отчислений на полное восста-
новление основных фондов народноrо хозяйства СССР",
ВСН 14-67 Минэнерrо СССР (Л.: Энерrия, 1971 r.) и "Нормы
амортизационных отчислениЙ по основным фондам народноrо
хозяйства СССР" (М.: Экономика, 1974 r.).
Для оборудования rрадирен, не приведенноrо в табл. 17.1,
можно принимать rto опыту эксплуатации следующие ориен
тировочные нормы амортизационных отчислений на полное
восстановление: обшивка из rофролистов полиэфирноrо CTeK
Лопластика 7,2%; опорный каркас оросителя деревянный анти
септированный 8%; оросители и водоуловители из стабилизи
POBaHHoro полиэтилена (ПНД) 5%, из поливинилхлорида плас
тифицированноrо 6%; вентиляторы марКИ Br 11 %, 06 ЗОО
общепромышленноrо назначения 14%; конфузор и диффузор
из стали (() := 4 мм) при реrулярном восстановлении антикор-
РОЗийноrо покрытия 5%; диффузор из полиэфирноrо стекло-
Пластика 4%.
При проведении расчетов rодовоrо экономическоrо эф
Фекта (в том числе на стадии проектирования) допускается
319
Таблица 17.1. Нормы амортиэационньа: отчислений,
'IЬ It балансовой стоиwocти основньп: фондов, Aj
Общая нор- В том числе
fpYnnbI и основные виды
фондов ма аморти- На полное На капи-
зационных восста- тальный
отчислений новление ремонт
Брызrальные бассейны, железо- 4,1 2,5 1,6
бетонные
Вентиляторные rpадирни:
железобетонные 3,5 3,3 0,2
деревянные 15,1 14,3 0,8
металлические 11,3 10,0 1,3
бетонные 7,6 6,7 0,9
Башенные rpадирни:
железобетонные 4,8 2,8 2
металлический каркас 5,6 3,3 2,3
обшивка деревянная антисептиро- 10,7 7,7 3,0
ванная
обшивка алюминиевая или асбесто- 9 4 5
цементная с антикоррозионной
защитой
Оросители:
из асбестоцемента или антисептиро- 12 6 6
ванной древесины
опорный каркас оросителя (железо- 6 4 2
бетонный)
Водоуловители:
деревянные антисептированные 10,7 7,7 3
асбестоцементные 9,4 6,7 2,7
Водораспределительные системы:
из металлических труб 7,5 5 2,5
из асбестоцементных труб 9,4 6,7 2,7
Водоразбрызrивающие устройства 10
Электродвиrатели мощностью, кВт:
До 100 12,6 9,5 3,1
Более 100 8,1 5,3 2,8
Насосы центробежные водопроводные 19,3 12,5 6,8
Резервуары чистой воды:
железобетонные подземные 2,7 2,5 0,2
металлические 8,6 3,3 5,3
Водопроводная сеть с арматурой 5,5 5,0 0,5
(трубы стальные)
Емкости механизированные для извести 30,3 25 5,3
Аппараты для rашения извести 6,4 3,9 2,5
320
Продолжение табл. 17.1
fруппы и основные виды
фондов
Общая нор-
ма аморти-
зационных
отчислений
В том числе
На полное На капи-
восста- тальный
новление ремонт
Аппара ты с мешалками и смесители 12,3 7,9 4,4
стальные, аппаратура из полимерных
ма териалов
МернИКИ, дозаторы, холодильники, 25,8 9,8 16
емкости для растворов серной кислоты
Дозаторы, мерники воды, щелочи 9,9 6,6 3,8
Дозаторы peareHToB 46,8 33,4 13,4
feHepaTopbI высокочастотные и ультра- 15,5 12,5 3
звуковые
Испарители 12,9 10 2,9
Дистилляторы 24,3 20 4,3
Хлораторы (аммонизаторы) 50 50
Бактерицидные установки 12,7 10 2,7
Нестандартное специальное химическое 11 7 4
оборудование (емкостная аппаратура,
работающая под давлением с обоrpевом,
баки-смесители с паровой рубашкой, дози-
рующее оборудование, мерники) при двух-
сменной работе
ИСПользование усредненных процентов
Отчислений: для сооружений водопровода
вания 12%.
Затраты по статье "текущий ремонт" Эр включают основную
и дополнительную заработанную плату ремонтных рабочих
с начислениями на социальное страхование, затраты на мате-
риалы, расходуемые при ремонте, запчасти, а также услуrи
ремонтных мастерских.
При расчете фактическоrо экономическоrо эффекта затра-
ты на текущий ремонт определяются по данным (нормам) пред-
Приятия, эксплуатирующеrо rрадирни. При расчете ожидаемо-
ro ЭКОномическоrо эффекта затраты принимаются в размере
1 % сметной стоимости строительства объекта.
Статья "прочие расходы" Э пр учитывает следующие виды
затрат: износ и ремонт малоценных и быстроизнашивающихся
инструментов, приспособлений и хозяйственноrо инвентаря;
амортизационных
6% и для оборудо--
321
расходы по технике безопасности и охране тру да; услуrи сто-:
ронних орrанизаций и цехов предприятий; друrие расходы.
При расчетах фактическоrо экономическоrо эффекта ЭТМ1
затраты определяются по накладным расходам KOHKpeTHoro
предприятия (общецеховые, общезаводские расходы). ,
При ориентировочных расчетах Э пр принимаются в размере ';
20% суммы амортизационных отчислений и заработной платw i
обслуживающеrо персонала или в размере 5 6% общей СУ"'.;
мы эксплуатационных расходов без учета амортизационнЬQ[,
отчислений.
Отчисления в фонд социальноrо страхования Э с устанавлlt.:
ваются в процентах от rодовоrо фонда основной и дополните,щ,-i'
ной заработной платы.
В эксплуатационных затратах следует учитывать себесто
мость дополнительно выработанной или невыработанной n "
дукции или же изменения ее себестоимости, обусловленн
различием температуры охлаждающей воды в сравнивае
вариантах rрадирен. Этот показатель определяется по Ф
тическим данным KOHKpeTHoro предприятия иЛи по данн
прибыли (потерь) предприятия аналоrичноrо профиля.
Изменение же эксплуатационных затрат, вызванное ре
мом работы охладителей ТЭС, можно определить на стад
ТЭО, предшествующей проектированию и детальной разраб
ки сметы расходов, по эмпирической формуле, предложенн
В. С. Пономаренко, rрафически представленной на рис. 17.t",
13,5t K t 1 t 2 ф
Э t == 0,7tк
t 2тp t 1 T
322
rде Э t эксплуатационные затраты, отнесенные к 1 rBT . r
тепловой мощности турбоустановки, млн. руб/(rвт . rO
0,7 коэффициент единицы измерения, млн. руб/[(rвт . rод)
х ОС]; tк == 30 -;.- 45 температура конденсации водяноrо пара'
конденсаторах турбин, ОС; t 2тp == 14 -;.- 30 требуемая темпера '
ра охлаждающей воды, ОС; t 1 t 2ф /t 1 Т == Kt == 0,2 +- 0,7 теМП
ратурный коэффициент эффективности охлаждения во '
б/р (см. rл. 12.5); t 1 == 20 +- 45 температура наrретой воды, n
ступающей на охладители, ОС; t 2ф == 16 -;.- 36 фактическая те
пература охлаждающей воды, возвращаемой в цикл с охлади
телей, ОС; т == 1 О +- 25 температура атмосферноrо воздуха n ,
смоченному термометру, ОС; 13,5 базовые эксплуатацион ны
рис. 17.1. Зависимость эксплуатацион
ных эатрат Э от коэффициента эффек
тивности охлаждения воды Kt:
температуры t K и t 2тp , ос, COOTBeT
ственно равны: 1 45 и 29,5; 2 40 и
24,5; 3 37,5 и 22; 4 35 и 19,5; 5 30
и 14,5
JO
25
2
J
20
...
.
15
10
1
5
О
5
0,1 0,2 0,1 O,'f. 0,5 0,6 0,7 0,8
К, .t7 tlФJft, i:)
затраты, млн. руб/(rвт . rод), при температурах, ОС: t 1 == 32,
t 2 ф == 22, t 2тp == 22, т == 14 и tк == 37,5.
Формула (17.8) получена по результатам обработки данных
института Теплоэлектропроект, приведенных в статье С.Л. Зис
мана "Выбор систем техничесКоrО водоснабжения паротурбин-
ных электростанций с учетом их влияния на окружающую сре-
ду" (Электрические станции. 1990. N° 8. С. 39 4).
В эксплуатационные затраты Э t входят амортизационные
отчисления, ремонт, дополнительный расход топлива, стои-
мость электроэнерrии на привод циркуляционных насосов и
оплату добавочной воды.
В расчетах по (17.8) приняты цеНl?I, действовавшие до
01.01.91 r.: топлива 50 руб/тут, воды поверхностных водоисточ
НИКов для прямотока 0,003 руб/м Э и 0,01 руб/м Э для безвоз-
BpaTHoro водопотребления, электроэнерrии 0,02 руб/(кВт . ч).
ПО формуле (17.8) можно также ориентировочно определить
значение Э t (расчетные параметры должны находиться в диа
пазоне входящих в формулу), отнесенное к 1 rBT . ro,p; тепло
вой мощности теплообменных аппаратов, конденсирующих
или охлаждающих технолоrические продукты. При этом за
t!( в (17.8) принимается температура конденсации rазообраз-
Ных иЛи температура охлажденных жидких продуктов.
Пример 17.1. От конденсаторов двух турбин K 300/240 общей
МОЩностью 600 МВт тепло отводится оборотной водой с расхо-
323
Э t
0,7. 39
дом 60 тыс. м З /ч, охлаждаемой на четырех башенных rрадир_
нях, площадь живоrо сечения каждой по 1600 м 2 .
Определить эксплуатационные затраты Э t за 7 сут по сред. ,;;
HeronoBblM температурным параметрам работы конденсаторов,'
и rрадирен t == 14 ОС, t K == 39 ОС, t 2тp == 27 ОС, t 1 == 32 ОС, t 2 ф == 22 ОС!
(l й вариант) и при кратковременном в течение 7 сут недо-/
охлаждением оборотной воды с повышением температурь(,
атмосферноrо воздуха до t == 21 ОС, Коrда tк. == 45 ОС, t 2тp == 27°C t "'J
t 1 == 43 ОС и t 2 ф == 36 ОС (2 й вариант).
Решение: В I M варианте Kt == 32 22/32
(17.8):
13,5 .. 39 .0,555 == 16,48. 106, руб/(rвт . {'од);
27
Э t7 ==
(16,48 .. 600 .. 7) .. 106
1000 .. 365
== 0,189. 106 руб.
Во 2-м варианте Kt == 43 36/43 == 0,318:
Э t 07. 45 13,5.. 45 . О 318 == 24,34.106, руб/(rВт. {'од);
, 27'
Э t7 ==
(24,34.. 600 .. 7) .. 106
1000 .. 365
== 0,280. 106 руб.
При переходе на цены 1997r. с цен, действовавших
01..01.91 {'., приняв коэффициент Кинф, например, 5581 в 1. \;
варианте Э t7 == 0,189 . 106 . 5581 == 1054 . 106 руб, а во 2-м Э t7 \:
== 0280.106.5581 == 1562.106 руб, т. е. в 1,48 раза больше.;"
Приведенные затраты. Показателем экономической эффеlt,,:
тивности при сравнении технически осуществимых вариантов:,
rрадирен служит разность п'риведенных затрат !!1П.,,:?
Приведенные затраты П представляют собой сумму ежеrоtt.
ных эксплуатационных расходов Э при одновременных кап,,;'
тальных вложениях К, приведенных к {'одовым единицам ИЗ-'"
мерения с помощью нормативноrо коэффициента сравнитель"",
ной экономической эффект.ивности Ен:
Пj == Эj + EнK i ,
{'де Э i и K i эксплуатационные затраты и капиталовложения.}
отвечающие i мy варианту.
Коэффициент Ен имеет значение, обратное нормативному'
сроку окупаемости капиталовложений. При экономическиХ
324
расчетах для европейской части страны Ен == 0,125, для систем
водоснабжения в районах Севера Ен == 0,08. Если в сравнивае
мых вариантах используются технические решения по новой
технике Ен == 0,15.
При строительстве rрадирен более {'ода единовременные и
текущие затраты приводятся к единому моменту времени
(базисному {'оду) с помощью коэффициента приведения В по
формуле
Д == (Э i + EнKi)B, (17.10)
{'де
То Т
В == (1 + Ен.п)
(17.11)
Здесь Ен.п норматив приведения разновременных затрат
(Е н . п == 0,08 при Ен == 0,125 и Ен.п == 0,1 при Ен == 0,15); То {'од
приведения (базисный); Т {'од, затраты KOToporo приводятся
к базисному {'оду.
Для определения наиболее экономичных размеров rрадирни
(в плане, по высоте и др.) приведенные затраты должны опре
деляться для 3--4 переменных размеров ее элементов при раз
Личных конструкциях техноЛоrичеСКоrо оборудования (ороси
телей, разбрызrивающих устройств, водоуловителей), He
скольких вариантах систем распределения воды и противооб-
леденительных устройств, а также вентиляторноrо обору-
дования. Каждый вариант rрадирни должен быть увязан с
режимом работы производств с оценкой производительности
(мощности).
Для определения наиболее экономичной системы охлажде-
Ния, требующей по расходу воды применения rРуппы однотип-
Ных rрадирен, приведенные затраты следует рассчитывать
При 3--4 вариантах, отличающихся типом rрадирен, их размера-
ми и размещением.
Сравнение стоимости охлаждения (а также водоподrотовки
или очистки сточных вод) удобно производить по суммарным
затратам, отнесенным к 1 м З воды rоДОВОЙ производительно
Сти rрадирни (водоочистноrо сооружения), т. е. по удельным
Приведенным затратам ЗУД. Значение ЗУД является обобщающим
Показателем экономической эффективности работы сооруже-
l1ия и выступает в качестве результаТИВНоrо признака. Обыч
110 выявляют зависимость З от С у точной производительности
УД
325
сооружения G ж (факторный признак). Чаще BcerO эта зависи-
мость описывается степенной функцией вида у '"' ax b:
Э+ЕнК
З "=
уд 365 . G ж
G b
а ж '
rде Gж. измеряется в тыс. м Э /сут.
ДРУl'им удобным показателем для сравнения экономиче.
ской Эффективности работы сооружений систем водоснабже-
ния и водоотведения является себестоимость охлаждения
(водоподrотовки, очистки) 1 м Э воды, представляющая собой
отношение общих эксплуатационных издержек производства"
З8 rод t< rОДОВОЙ производительности сооружения.
По f1pOeKTaM rрадирен, разработанным в 1960 1988 rr. Союз. 1
водока.налпроектом, ЛОЛ ТЭП и rипрокаучуком, были обобще .;
\<', '!>'
нь! даl-iные капитальных вложений, эксплуатационных затрат;{
и себестоимости охлаждения воды (рис. 17.2, приложение 8) ,:;
Были обобщены также данные различных литературныi"
истоЧНиков по затратам на охлаждение оборотной воды в cy A!
хих rрадирнях. В результате получено уравнение (17.13), KOTQ ;'
рым Можно пользоваться для приблизительных расчето ;,
'(,
Зу;), KO'l/ltf.1' 10 1!
1,0
*
1,0
0,0
о,б
4 1f
0,3
15
0,2
1,6 2 J 5
8 10 1. 20 JO 1,.050;080100 llfO 200 JOO 500
Сж,тыс.мJ;Сffт.
Рис. 17.:2. Зависимость удельных приведенных затрат от расхода воды череэс:
rрадИРНи:
оБОЭl-i:ачение линий соответствует порядковому номеру rрадирен в табло('
npилож ния 8; 22 сухие rpадирни, формула (17.13); 15 с учетом стоимостlI,'
обработt<и оборотной воды реаrентами, в отличие от всех остальных
326
(17.12)
удельных приведенных затрат Зуд' коп/(м э . rод), в ценах до
01.01.91 r. при сравнении сухих rрадирен с мокрыми:
1 45G O.15
Зуд ==, ж , (17.13)
rде G ж измеряется в тыс. м Э /сут охлаждаемой воды (G ж '"'
== 48 -;.- 500).
При расчетах по (17.13) цены на топливно энерrетические
ресурсы приняты такими же, как в (17.8).
На основании обобщения данных типовых и индивидуаль-
ных проектов, разработанных в различные rоДЫ Союзводока
налпроектом, Харьковским Водоканалпроектом и UНИИЭП
инженерноrо оборудования, были получены также зависимо
сти Зуд от производительности сооружений при очистке, обра
ботке и подаче воды различных катеrорий качества (прило-
жения 9 и 10).
Пример 17.2. Для строящейся системы оборотноrо водоснаб-
жения ТЭС рассматриваются два варианта rрадирен из железо
бетона: 1-й вариант башенные площадью живоrо сечения opo
шения 1600 м 2 и 2-й вариант вентиляторные типа СК-400
площадью ЖИВОrо сечения орошения 380 м 2 .
Параметры атмосферноrо воздуха при 5% обеспеченности:
d '"'26,8 ос; 1 == 18,4 ос и Ip '"' 41 % (r. POCTOB Ha ДOHY).
Расход оборотной воды Qоб '"' 34 500 м Э /ч, температура Harpe-
той воды t 1 == 38 ос, требуемая температура охлажденной воды
t 2 == 28 ос.
Технолоrическим расчетом rрадирен определено, что дан-
ные условия охлаждения обеспечиваются тремя башенными
rрадирнями при qж '"' 7,2 м Э /(м 2 . ч) или восемью вентилятор
ными при qж '"' 12,25 м Э /(м 2 . ч). Для этоrо rрадирни должны
быть оборудованы двухпоточным оросителем ПР 50 Д по схеме 17
на Рис. 8.4, предложенной В. С. Пономаренко.
для сравнительной экономической оценки допускаем, что
еДиновременные и текущие затраты на ороситель из ПР50Д
близки к асбестоцементному для башенных rрадирен и дере-
ВЯНному для вентиляторных.
Рассчитать удельные приведенные затраты Зуд по вариантам
и себестоимость охлаждения воды С.
Решение. По (17.12) с использованием коэффициентов
Q и Ь, приведенных в приложении 8 (порядковый N° 20 и 16),
Определяем З
уд
327
l-й вариант:
з 1rp
уд
( 11500.24 \ o 2
1,09 \ J == 0,354 коп/(м Э . rод);
1000
з 3rp
уд
30 . 0,354 . 365
100
3,87 руб/(м 3 . rод).
2-й вариант:
з 1rp 1 38 ( 4655.24
уд , 1000
з8rp 8 . 0,209 . 365
уд 100
) 04
== 0,209 коп/(м Э . rод);
== 6,1 руб/(м Э . rод).
Себестоимость охлаждения воды С определяем по прил
жению 8 (порядковый N° 20 и 16; меньшему расходу воды со
ветствует большее значение С).
l-й вариант:
С == 0,14 коп/м э ;
2-й вариант:
С == 0,17 коп/м э .
Значения Зуд и С в ценах 1997 r. при К инф
l-й вариант:
з;i == 3,87. 5580 == 21 595 руб/(м Э . rод);
С == 0,14.5580 7,81 руб/м Э .
100
5580.
2-й вариант:
з: Р == 6,1.5580 == 34 038 руб/( . rод);
С == 0,17.5580 == 9,48 руб/м 3 .
. 100
Принимаем l-й вариант с башенными rрадирнями, поскоЛЬ-
ку он дешевле по значению Зуд в 1,57 раза (34038/21595) и по.
себестоимости охлаждения воды С в 1,21 раза (9,4817,81).,.
При расширении или модернизации систем оборотноrо BOДO .'
снабжения используют и коэффициент общей (абсолютной
эффективности капитальных вложений в строительство или.
328
реконсТРУКЦИЮ rрадирен Эк
Э == /),ПР J. E
к к н'
(17.14)
rде /).ПР rодовое увеличение объема чистой продукции, при-
были или разность в себестоимости продукции до и после
осуществления капитальных вложений К, вызвавших этот при-
рост, руб/rод.
Получающиеся результаты расчета Эк сравниваются с нор-
мативными или аналоrичными показателями за предшест-
вующиЙ период, а таКже с показателями общей экономиче-
ской эффективности капитальных вложений на передовых
предприятиях соответствующих отраслей и реrионов.
Пример 17.3. Произведена реконструкция двух вентилятор-
ных трехсекционных rрадирен с металлическим каркасом при
площади живоrо сечения одной секции 64 м 2 , охлаждающих
оборотную воду установки пиролиза нефти. Общие капитало-
вложения в реконструкцию с заменой оросителя и водоулови-
теля из дерева на пластмассовые, ремонтом несущих конструк-
ций, системы распределения воды и обшивки составили
3 млрд. руб. (цены 1997 r.). За счет этоrо достиrнуто снижение
среднеrодовой температуры охлаждающей воды на 2,3 ос и
Получена rодовая прибыль от увеличения выпуска топливно-
энерrетической продукции на сумму 2,5 . 109 руб. Кроме Toro,
за счет СНижения капельноrо уноса из rрадирен с 0,2 до 0,05%
достиrнута rодовая экономия свежей воды на сумму 0,018 х
х 109 руб. Определить коэффициент общей экономической
эффективности капиталовложений в реконструкцию rрадирен.
Решение. По (17.14)
Э (2,5 + 0,018) . 109
к 3.109
0,84 > Е н
0,125.
При этом срок окупаемости капиталовложений в рекон-
струкцию в данном случае значительно меньше нормативноrо
для вентиляторных rрадирен и составляет (в rодах)
1 1 1 1
э;; == 0,84 == 1,19 « Е н == 0,125 == 8.
17 .2. Эколоrо экономическая оценка
Под ЭКОЛОI'о-экономической оценкой охладителей подразу.
мевается определение в стоимостной форме количества ис-
пользуемых природных ресурсов для охлаждения оборотной
воды (теХНОЛОI'ических продуктов), причиняемоI'О при этом'
ущерба окружающей среде и эффективности затрат на природо-;
охранные мероприятия. "
Юридической основой взимания платы за использование'
природных ресурсов и заI'рязнение окружающей среды являет
ся Закон РФ об охране окружающей природной среды, дей
ствующий с декабря 1991 ['. ,
Практически нет производственных объектов, OTOPЫ
совсем не влияют на природную среду. Охладители оборотно
воды, в частности I'радирни, оказывают на нее в большей или
меньшей мере следующие виды воздействий (ущербов):
использование земельных ресурсов У з . р ;
использование водных ресурсов У в . р ;
заI'рязнение водных источников УВоИ;
заI'рязнение атмосферы и почв У з . п .
При оценке охлаждающей системы водоснабжения дол ж
соблюдаться принцип достижения максимальноI'О полезно
эффекта в производстве при непревышении допустимых нор
по наI'рузкам на природную среду У пр В районе размещения
стемы, при котором
У з . р + У в . р + У В . И + У з . п == У пр --+ min.
Различают понятия фактическоI'О и потенциальноI'О ущер-
бов. Фактический ущерб это фактические убытки общест-
ва или дополнительные затраты, произведенные им для лиК-
видации последствий заI'рязнения окружающей среды. под
потенциальным ущербом Понимают ущерб, который может
понести общество в будущем из-за нынешнеI'О заI'рязнения
окружающей среды.
Еще одним видом неблаI'ОПРИЯТНОI'О воздействия на okpY-'
жающую среду работающими I'радирнями является шум, созда-
ваемый вентиляторами и падающим дождем воды. ОднаКо на
общем шумовом фоне промПЛощадКи шум I'радирен не явля-
ется превалирующим и не оказывает влияние на обслуживаю'
щий персонал.
ззо
в большинстве случаев повышенный шум I'радирни излу-
чаюТ при неправильном их расположении на рабочей площади
и при дебалансе крыльчатки вентилятора, появля!ОщеI'ОСЯ,
как правило, в результате eI'O износа и нарушения норм
эксплуатации.
В общем случае необходимо предусматривать мероприятия
по снижению уровня шума на стадии проектирования, при-
вязки I'радирен к местности и пусконаладочных работ, что
обходится обычно в 2 3 раза дешевле, чем обеспечение за
щиты от шума во время эксплуатации.
Кроме TOI'O, из работающей испарительной I'радирни выбра-
сывается в атмосферу около 95% тепла, ОТВОДИМОI'О от про-
изводственноI'О оборудования (остальная часть отводится в
водоисточник С продувочной водой) в виде паровоI'О факела.
Паров ой факел можно сделать невидимым, охлаждая обо-
ротную воду на I'ибридных или сухих I'радирнях (см. I'Л. 12).
При этом затраты на устранение видимости паровоI'О факела
с поступлением в атмосферу ПрежнеI'О количества тепла бу-
дут составЛять разницу в приведенных затратах на мокрые и
I'ибридные или сухие I'радирни. Для мокрых и сухих I'радирен
затраты можно рассчитать по (17.8) и (17.13).
Низкопотенциальное тепло оборотных вод может быть ути
лизировано при помощи тепловых насосов. По предваритель
ным оценкам удельные капитальные вложения в энеРI'осбе-
реI'ающие мероприятия с такими тепловыми насосами MOI'YT
оказаться в 2 3 раза ниже ожидаемых капитальных вложений
в производство эквивалентноI'О количества энеРI'етических
ресурсов. Основная проблема состоит в отсутствии достаточ-
HOI'O количества потребителей ЭТОI'О низкопотенциальноI'О
тепла, в связи с чем тепловые насосы в системах оборотноI'О
Водоснабжения средней и большой производительности в
ближайшем обозримом будущем вряд ли найдут применение.
Использование земельных ресурсов_ В условиях дефицита
свободных площадей и высокой стоимости требующийся мень-
l11ий земельный участок под охладители выступает важным
фактором eI'O экономичности.
Оценку и сравнение охлаждающих систем водоснабжения,
требующих различной площади ЖИВОI'О сечения земельных
участков под охладители, следует производить комплексно
с учетом общих приведенных затрат П и возможных потерь Y t
в ПРОизводстве за счет различной температуры воды, обеспе-
ЗЗl
Тип охладителя
Таблица 17.2. Требующвяся площадь :иивоro сечения под оVl8ДИТeJПi
S, I'a/rBT
Вентиляторные rpадирни
Башенные rpадирни
3,5
5
БРЫЗI'альные бассейны
ВодохранУ.лища-охладители
bU
570
чиваемой этими вариантами:
п + цтs + Y t min,
rде цт цена земельноrо участка в районе строительства охл
дителей, руб/rа; S площадь живоrо сечения участка под охл
дители по вариантам.
Можно руководствоваться данными Теплоэлектропроекта
приведенными в табл. 17.2 о требующейся площади живоrо
чения земельноrо участка S под охладители (площадь живо
сечения отнесена к 1 rBT тепловой мощности обслуживаемо
технолоrическоrо оборудования).
Нормативы стоимости освоения новых сельскохозяйств
ных уrодий взамен изымаемых земель при строительстве с
но колеблются в зависимости от назначения уrодий и тиП
почв. Например, для Красноярскоrо края, Иркутской и Чит
ской областей под пашню (в тыс. руб/rа, цены до 01.01.91 r
12 29 и под сенокосы и пастбища 4 23; а для МосковсКой об
сти, соответственно, 60 100 и 6---80.
Использование водных ресурсов. На производство 1 т roТ9r:'
вой продукции расход воды ориентировочно составляет,
чуrун 160 200; сталь 150; прокат 10 20; никель 400
медь 500; синтетический каучук 2000 3500; бумаrа 40
800; пластмассы 500 1000; нефть 20. На 1 МВт. ч мощно
тепловые электростанции расходуют 115 200 м З оборотной
ды в зависимости от вида топлива.
Эколоrо-экономическая оценка KOHKpeTHoro
по фактору использования водных ресурсов
жена обобщенным коэффициентом К в . р :
ПРt Узt
К в . р
СВ
mах,
332
rде
QоБ Т
с; ="100 (Рl + Р2 + РЗ)ЦВ; (17.18)
"-.Лr\"''''' '' ..,. .t:::!IO,.,..... I"l1o.... ...nF:."","t"y "....n" I Qnn f'\J' "' <QO"IT'
производительностью оьслуживаемоrо производства и завися-
щий от температуры воды, руб/rод; У зt отрицательное воз-
действие (ущерб) на окружающую среду работы охладителя,
руб/rод; СВ стоимость используемой свежей воды для рабо-
ты охладителя, руб/rод; Т продолжительность работы систе-
мы в rоду, ч; Цв цена 1 м з свежей воды, руб.
При вычислении К в . р для прямоточных систем водоснабже-
ния расход воды в них принимается за Qоб, а за ПРt и У зt соот-
ветственно прибыль производства от использования более хо-
лодной охлаждающей воды и наносимый при этом ущерб
окружающей среде.
Плата за воду с предприятий в пределах выделенноrо ли-
мита взимается по тарифам, установленным для каждой водо,
хозяйственной системы, административной единицы или ro-
родскоrо водопровода. Для некоторых из них тарифы приведе-
ны в табл. 17.3, 1704, 17.6.
Таблица 17.3. Тарифы на воду, забираеJ.lyX) npОNЫП1lJeнньDlИ npeДnPИЯТИSbOf
из подэеuньп ИСТОЧНИКОВ HeJCOТOpьa: администраТИВНЬD: единиц
(Цены даны до 01.01.91 r.)
Административная единица Тариф, коп/м э
АрхаНI'ельская область 8,50
Мурманская область 0,40
Карелия 0,85
Ленинrpадская, Костромская, Тверская, Калужская, Орлов- 2,10
ская, Московская, Владимирская, Рязанская области
ВОЛОI'одская, НОВI'ородская, Калининrpадская, 0,70
ПСКовская области
УДмуртия, Татарстан, НижеI'ородская область 1,40
Смоленская, Брянская, Курская области 1,20
ЯРославская, Ивановская, Саратовская, ВОЛI'оrpад- 1,74
ская области
ТуЛьская область 4,20
Башкирия, Пеизеиская, Самарская, Кемеровская, 1,65
ТамБОDская области
Ставропольский край, Астраханская область 1,35
333
Административная единица
Продолжение табл. 17.3
Тариф, коп/м з
Краснодарский край, Ростовская область
Карачаево-Черкессия
Алтайский край, Пермская, Челябинская, Читинская
области
Оренбурrская, Тюменская области
Омская область
Тюменская область
Новосибирская область
Красноярский край
Иркутская область
Якутия
Маrаданская область
Бурятия
Хабаровский край, Амурская область
Приморский край
Сахалинская область
1,95
5,50
1,85
1,55
3,60
2,20
2,85
0,80
1,10
13,30
6,10
2,50
0,60
2,30
2,40
Таблица 17.4. Тарифы за ycлyrи водопровода ЦJIЯ проNыIпJlнности
ПО H8КOТQpЬDl ropoдau рф (цены даны до 01.01.91 r.)
rород Тариф, коп/м з rород Тариф, коп/м 3
Алдан 100 Казань 10
Апрелевка 20 Москва 18
Барнаул 15 Н. Новrород 15
Болоrое 25 Смоленск 20
Брянск 20 Тула 15
Волrоrpад 10 Хабаровск 35
Выборr 40 Чита 20
rатчина 30 Ярославль 10
в 1997 r. тариф на забор воды из подземных источникоs
Московской области (r. Железнодорожный) был p
2853 руб/м З ; на москворецкую воду в r. Москве 160 руб/м 3 ,..
с учетом ее обработки при подаче в оборотную систе '
1150 руб/мЗ; на водопроводную воду для промышленноCТl'f
7300 руб/м З и за сброс сточных вод (наrретой воды) в канализА'
цию 6970 руб/м З . ' ,
Дополнительно предприятия вносят плату за. безвозвратнй-;\
водопотребление Qб.в' мЗ/rод, с коэффициентом 1,25 к тарифУ
ЗЗ4
' 1 1
>.' X :
',,1.
'; t.
',%'
\it'
за взятую свежую воду
Qб.в = (Q + Ql Q2) (Q' + Q Q ),
(17.19)
rne Q количество свежей воды, взятой из водоисточника;
Ql то же, полученной от друrих предприятий (например
с сырьем) и из водопроводной сети; Q2 то же, переданной
друrим предприятиям; Q' количество сточных вод, сброшен-
ных в водоисточник или rородскую канализацию; Q то же,
полученных от друrих предприятий; Q; то же, переданных
друrим предприятиям.
Для ТЭС к расчетам безвозвратноrо водопотребления по
(17.19) дополнительно учитываются потери конденсата. Для
возмещения этих потерь производится обессоливание подпи-
точной воды, чем обуславливается высокая стоимость конден-
сата, во мноrо раз превышающая стоимость речной воды.
Разница ronoBbIx затрат на свежую воду и сброс наrретой
воды в водоисточник (канализацию) .с сравниваемых вари-
антов оборотных систем с различными охладителями или с
прямоточным водоснабжением определяется по формуле
A-ЗВ.С
п
[T B (ql q2) + Тс(Р; P )]W + I (з(' 3[)
i 1
Аз ... mах,
(17.20)
rne Тв, Тс нормативы платежей соответственно за свежую
воду и сброс сточных вод, руб/м З ; ql' qЗ удельные расходы до-
бавочной воды в системы, численно равные потерям на испа-
рение Р l' капельный унос Р 2 И продувку Р 3 и отнесенные к
1 rкал тепловой наrрузки охладителя (теплообменника),
м З /rкал; Р;: P удельные расходы воды на продувку систем,
сбрасываемой в водоисточники, отнесенные к 1 rкал тепловой
наrрузки охладителя (теплообменника), мЗ/rкал; W = QAtc
тепловая наrрузка охладителя (теплообменника), rкал/rод;
Q расход воды, подаваемой на охлаждение, Kr/ron; At
средний за ron перепад температур воды, ос; 3[ 3[ дополни-
тельные затраты по вариантам на пере качку свежей воды и
наrретой продувочной воды, водоподrотовку, очистку и др.,
руб/rод (приложение 9, 10); Аз неучтенные затраты по вари-
антам на водопотребление и водоотведение, руб/rод.
ЗЗ5
Для прямоточных систем водоснабжения в (17.20) за q при-
нимается расход холодной воды, а за Р 3 наrретой.
3arpязнение водных источников. Суммарная плата предприя_
тия за заrpязнение водных источников П бщ складывается из
платы за сбросы заrрязняющих веществ: в пределах допусти-
мых нормативов сбросов Ппдс, временно соrласованных сбро-
сов П ВСС и в пределах установленных лимитов П сл :
П бщ = Ппдс + П ВСС + П сл =
= КэАТпдсМпдс + Твсс(Мвсс Мпдс) +
+ 5Твсс(Мф Мвсс)],
(17.21)
['де К э . с коэффициент эколоrической ситуации и эколоrиче-
ской значимости состояния водоисточника, в который сбрасы.
ваются. заrрязнения; Тпдс, ТВСС .. нормативы базовой платы
за сбросы заrрязняющих веществ, руб/т (табл. 17.5); Мпдс =
= (QCTTB)' 106 .. M cca заrрязняющих веществ, сбрасываемых со
сточными водами с концентрацией, соответствующей предель-
но допустимому сбросу, т/ч; МВСС то же, соответствующей
временно соrласованному сбросу, т/ч; МФ .. то же, при факти-
Таблица 17.5. Базовые нормативы платы за сброс нeltоторьп эarpязняющих
веществ В поверПlостные и подэеыные водоиCТQЧНИICИ
(с 01.03.95 r. базовые нормативы платы за сбросы увеличены в 17 раз), Тпдс
Норматив платы за сброс 1 т заrpязняющих
веществ, руб:
3аrpязняющее вреДНое
вещество
в пределах допус-
тимых норма ти'
вов сбросов (пдс)
в пределах временно
соrласованных сбро-
сов (ВСС)
Аммиак
Ацетон
Масло соляровое
Нефть и нефтепродукты
ОП-7 флотореаrент
ОП-10 флотореаrент
Толуол
Фенолы
Хром
Хлор
44 350
44 350
221 750
44 350
7330
4435
4435
2217500
443 500
2955
221 750
221 750
1108750
221 750
36 950
22 175
22 175
11 087 500
2 217 500
14 775
ЗЗ6
l'
:11
.4;:'"'
i)
ческой концентрации заrрязнений, т/ч; QCT .. расход сточных
вод, м 3 /ч; Тв" концентрация заrрязняющих веществ в сточных
водах, мr/л (r/M 3 ).
Коэффициент К э . с зависит от водообеспеченности террито-
рии и рыбохозяйственной значимости водоисточника. Для рек
рф К э . с = 1 .;- 2,9, например р. Амур 1,0 1,53, р. Нева 1,11 1,91,
р. Кубань (Краснодарский край) 1,49 2,9.
Норматив базовой платы за временно соrласованные сбросы
заrрязняющих веществ
ТВСС = 3t l t\M t ,
(17.22)
['де 3t затраты предприятия в t-M ['ОДУ, необходимые для сни-
жениЯ концентрации заrрязняющих веществ в сточных водах
дО ПДС, руб; D.Mt уменьшение в t-M ['оду массы заrрязняющих
веществ в результате затрат 3t, т.
Производятся также расчеты экономическоrо ущерба от
сброса заrрязнений, в том числе тепла, в водоисточники по
значению приведенноrо объема сточных вод Qпр и удельноrо
показателя ущерба на единицу приведенноrо объема Ууд'
Приведенный объем по заrрязнениям
Qпр.з
п
QCT I Ai Ti,
i = 1
(17.23)
['де Q млн мз Irод' Q .. rодовой объем сбрасываемых сточ-
пр.э" , ст
ных вод, млн. м3; A i Ti .. требуемая условная кратность разбав-
ления заrрязняющих веществ до норм ПДК; A i = l/ПДК ко-
эффициент приведения, учитывающий относительную опас-
ность ;-ro вещества (мr/л) l; ПДК .. установленный норматив
предельно допустимой концентрации ;-ro вещества в воде во-
доема, мr/л; Ti концентрация ;-ro заrрязняющеrо вещества
в сбрасываемых сточных водах, мr/л.
Приведенный объем по температуре
t CT tB
Qпрt = QCT
(17.24)
D.t B
['де Qпр, млн. м 3 /rод; t CT ' t B температура сточных вод и воды
водоема в месте сброса, ОС; t\ t B .. допустимое повышение тем-
пературы воды водоема в результате сброса HarpeTblx сточных
вод, ОС.
337
Экономический ущерб определяется по формуле
У зt =о Ууд(Qпр.з + Qnp t),
(17.25)
rде У зt ущерб от сброса в водоисточник заrрязненных и на-
rpeTbIx сточных вод, руб/rод; У уд удельный показатель ущер-
ба для ;-ro водохозяйственноrо района или участка, руб/млн. м Э
приведенноrо объема сточных вод или в руб/усл. т приведен-
ной массы заrрязняющих веществ (1 млн. м Э приведенноrо
объема соответствует 1 условной тонне приведенной массы
заrрязнений), таБЛ.17.6.
Для водохозяйственных систем, не представленных в
табл. 17.6, показатель У уд может быть рассчитан по уравнению
(руб/млн. м Э Qnp, в ценах до 01.01.91 r.)
у =о 1577 (Q / Q ) о,26З5
уд Р ст ,
(17.26)
rде Qp среднеrодовой объем речноrо стока, млн. м Э /rод;'
QCT объем заrрязненных и HarpeTbIx сточных вод, сбрас;..ыва-
емых в эту реку, млн. м Э /rод.
Таблица 17.6. Тарифы на воду cs для предприятий и yдe.nьньre ПDU.Эaтenи
ущерба У уд для Нe1tоторьп водохозяйственньп систе..
(цены даны до 01.01.91 r.)
Водохозяйственные системы, реки, озера
С в ,!<оп/м 3
Ууд' руб/усл. т,
Бассейн Балтийскоzо моря
Нева
Нарва
Западная Двина
о. Ладожское
о. Чудское, Псковское
Бассейны Черноzо и Аэовскоzо морей
Дунай
Днестр
Днепр (исток r. Киев)
Цнепр (r. Киев Каховский r/y)
Днепр (Каховский r/y устье)
Дон (нсток устье р. Воронеж)
Воронеж
Дон (Цимлянский r/y устье)
Северный Донец
Кубань (r. Армавир устье)
0,4
0,44
1,03
0,4
0,44
520
400
500
900
900
0,59
0,90
1,00
528
730
620
740
760
690
820
765
1070
945
0,87
1,56
1,03
338
"
:;;..
: :; t(
водохозяйственные системы, реки, озера
Бассейн Касnийскоzо моря
Волrа (до Иваньковскоrо r/y)
Волrа (исток Н. Новrород)
Волrа (Н. Новrород Самара)'
Воща (Самара устье)
Москва
Уфа, Белая
Урал (устье)
Кама
Терек, Кума (включая Терско Кумский к-л)
Бассейн Аральскоzо моря
Сыр Дарья (исток Чардара)
Сыр-Дарья (Чардара устье)
Аму Дарья (исток Тюя-Муюн)
0_ Балхаш
о. Иссык Куль
Бассейн KapCKozo моря
Иртыш (Павлодар устье)
Обь
Тобол
AHrapa
Енисей
О.Байкал
Реки Лальнеzо Востока и Сибири
Лена
Амур
Печора
Северная ДВина
OHera, Кемь
Реки Кольскоzо nол-ва
Продолжение табл. 17.6
СВ' коп/м Э Ууд' руб/уел. т.
1,32
0,98
420
420
580
600
1260
500
560
550
570
1,13
1,18
1,03
1,08
1,08
1,08
0,98
2,00
750
620
395
600
900
0,98
0,98
1,18
0,30
0,30
2,00
600
450
720
450
330
1200
160
310
280
420
300
430
Пример 17.4. Для условий примера 17.3 определить ущерб
У зt , наносимый народному хозяйству в результате сброса в
р. Волrу ниже r. Самара продувочной воды в смеси с продувоч-
Ной водой друrих предприятий промзоны, и обобщенный ко-
эффициент эколоrо-экономической эффективности использо-
вания водных ресурсов К в . р '
Расход оборотной воды Qоб =о 4275 м 3 /ч (37,449 . 106 м Э /rод);
Рl =о 1,5% . Qоб =о 0,562 . 106 мЭ/rод; Р2 =о 0,05% . Qоб =о 0,0187 х
Х 106 м 3 /rод и Рз =о 0,8% . Qоб =о 0,3 . 106 м 3 /rод. Общее количе-
339
ство сбрасываемой продувочной воды Рз == 0,75 . 106 м з /roдo
Температура продувочной воды t CT == 37 ос; расчетная летняя
температура воды в р. Волrа 22 ос; У уд == 600 руб/млн. м з (усл. т)
(см. табл. 17.6).
Реш е н и е. Концентрации заrрязнений продувочных сточ-
ных вод с расчетом кратности разбавления приведены в
табл.17.7.
Используя (17.23) и (17.24), приведенный объем заrрязнений
Qпр.з + Qnpt == 0,75 . 106 .769,12 + 0,75 . 106 . 5 == 580,59 . 106 м з /rод,
или 580,59 усл. т/rод.
Эколоrический ущерб по (17.25):
в ценах до 01.01.91 r.
УЗ t == 600. 580,59 == 348 354 руб/rод;
в ценах 1997 r. при коэффициенте пересчета, например, 7000
УЗ t == 348 354 . 7000 == 2438. 106 руб/rод.
Долевое участие предприятий в плате за эколоrический
ущерб распределяется пропорционально сбрасываемым заrряз-
нениям по приведенным объемам. В данном примере долевое
участие рассматриваемоrо предприятия в наносимом ущербе
ориентировочно можно принять
у' 2438.106
зt 0,75.106
.0,3. 106 == 975,2. 106 руб/rод.
Определение обобщающеrо коэффициента К вр ' Из (17.18)
св == (0,562 + 0,0187 + 0,3) . 106 .0,98 . 10 2 == 8631 руб/rод,
rде 0,98 (коп) тариф за 1 м з воды (см. табл. 17.6).
В ценах 1997 r. при коэффициенте пересчета 7000
с; == 8631 .7000 == 60,4. 106 руб/rод.
По (17.17)
К вр == 2500. 106 975,2. 106/60,4. 106
25,2,
rде 2500. 106 == ПРt из примера 17.3.
340
Таблица 17.7. Показатenи вредности з&11IЯ3IOII)ЩИХ веществ продувочной воды I
I
Концентрация ПДК в воде BO Кратность
Заrpязняющее вещество Ti (мr/л) и TeM доема (мr/л) и разбавления
пература Ы в (ОС)
t CT (ОС)
Солесодержание 3000 1000 3
Взвешенные вещества 60 20 3
ХПК 60 4 15
БПК 20 15 3 5
Ацетон 3 2,2 1,36
Нефтепродукты 25 0,05 500
Фосфаты 3 0,5 6
Фтор 2 1,52 1,33
Фенол 0,1 0,001 100 I
Азот аммонийный 17 1,0 17 I
Нитриты (по N0 2 ) 5 3,3 1,5 I!
Нитраты (по NО з ) 50 45 1,1
Хром (VI) 3 0,05 60
Uинк 10 1,0 10
Медь 1,2 1,0 1,2
Свинец 0,1 0,03 3,33
Алюминий 6 0,5 12
Железо 7 0,3 23,3
18
L AiTi 769,12
1
Температура 37 3 5 З
1 Для водных объектов хозяйственно-питьевоrо и культурно-бытовоrо BOДO
использования.
2 ПДК р . х 0,05 мr/л.
з t CT t B
37 22
5
3 .
tJ.t B
3аrpязнение атмосферы и почв. Капельная влаrа, уносимая
ВОз,[;ухом из rрадирен, содержит минеральные, орrанические
И химические примеси оборотной воды. Видовой состав заrряз
нений капельной влаrи, как правило, соответствует типу про-
ИЗводства и применяемым peareHTaM для стабилизационной
обработки оборотной воды. В ней содержатся минеральные
341
соли, а также MorYT обнаруживаться нитраты, сероводород,
фосфатные и азотокалийные инrредиенты, ароматические
уrлеводороды (бензол, стирол и т. п.), хром, цинк и друrие.
ПО arperaTHoмy состоянию вещества, поступающие в атмо.
сферу из rрадирен MorYT быть в виде аэрозолей или смеси па.
ров и аэрозолей. Приземная концентрация веществ в атмосфе.
ре измеряется на высоте 1 ,5 2,5 м от поверхности земЛи.
Масса заrрязняющих веществ, mj, т/ч, поступивших в атмо.
сферу из одиночной rрадирни
т.
!
n
L
i = 1
rjFW3600
109
(17.27)
rде Tj концентрация i ro вещества в потоке воздуха, выходя.
щеrо из rрадирни, мr/м з ; F площадь выходноrо сечения rpa.
дирни, м 2 ; W скорость воздушноrо потока в выходном сече.
нии rрадирни, м/с
r о БQоБ q ун. 10
а в
Т'
I
(17.28)
rде Тоб концентрация вещества в оборотной воде, мr/n
(r/м з ); 10 коэффициент запаса.
При одновременном совместном присутствии в атмосфере п
заrрязняющих веществ, что, как правило, имеет место в вы-
бросах rрадирни, рассчитываются суммарная и приведенная
концентрации
Т1;
ПДК 2 ПДК П
Т 1 + Т 2 + ... + Т П ,
ПДК 1 ПДК 1
(17.29)
rде Т 1 концентрация вещества, к которому осуществляется
приведение концентраций Т2' ..., Т" веществ, мr/м З воздуха;
ПДК предельно допустимые концентрации этих заrрязняю-
щих веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов иЛИ
рабочей зоны (табл. 17.8).
При этом доЛжно выполняться условие
r 1 r 2
+ +
ПДК 1 ПДК 2
r n
+ 1.
пдк п
(17.30)
342
Таблица 17.8. Предenьно-доnyстимые. концентрации некоторьп
эarpЯЭНJD:lЩИХ вещеC'IВ в аn.cосферноw: воздухе
ПДК, мr/м З
Вещество населенных nYHKToB рабочей
Максимальная Средняя зоны
разовая суточная
Тазы
Аммиак 0,2 0,04 20
Хлор 0,1 0,03 1,0
Сероводород 0,008 0,008 10
Озон 0,16 0,03 0,1
Пары 200
Ацетон 0,35 0,35
Бензин (в пересчете на уrлерод) 5 1,5 300
Бензол 2,4 0,8 20
Оксид фосфора (У) 0,15 0,05 1,0
Серная кислота 0,3 0,01 1,0
Сероуrлерод 0,03 0,01 10
Стирол 0,003 0,003 5
Фториды (в пересчете на HF) 0,03 0,01 1
Фенол 0,01 0,01 5
Фенол сланцевый 0,007
Формальдеrид 0,035 0,012 5
Азрозоли 0,01
Оксид хрома (уl), хроматы, дихро- 0,0015 0,0015
маты по СrО З 0,05 5
Оксид цинка (в пересчете на цинк)
Никель, оксиды никеля 0,001 0,5
Оксид железа (11) 0,04 4
Щелочи (в пересчете на NаОН) 0,5
ПЫЛЬ нетоксичная 0,5 0,15 5
Пыль асбестовая 2
Для курортных зон
n rj
r 0,8.
j= 1 ПДКj
(17.31)
Капельная влаrа, выносимая воздухом из rрадирен частич-
Но, испаряется в атмосфере полностью, мельчайшие ее фрак.
ции уносятся паровым факелом на расстояние до 10 км (в за-
343
висимости от скорости ветра), но преобладающая часть капель
осаждается в районе расположения rрадирни.
Для одиночной башенной rрадирни, например, максималь_
ная интенсивность выпадения капельной влаrи, равная около
40 r/(M 2 . ч), а в пересчете на минеральные соли ( до 100 Mr/(M 2 Х
Х ч), приходится на площадь земельноrо участка размерами от
ОДНой до двух высот башни. Интенсивность выпадения влаrи
снижается примерно в 10 раз на расстоянии 5---6 высот башни.
В результате происходит непрерывное увлажнение, отрав-
ление почвенных орrанизмов, изменение кислотности и соста-
ва почв, нередко используемых под сельскохозяйственные
уrодья. Это приводит к уменьшению плодородия почвы, сни.'
жению урожайности сельскохозяйственных культур и ухудше-
нию их качества.
Степень заrрязнения территории оценивается путем cpaB
нения концентрации отдельных инrредиентов заrрязняющи
веществ в почве с ПДК (для некоторых инrредиентов, напри
мер, значение ПДК, Mr/Kr: цинк 23; хром (VI) 0,5; нитраты 130;
бензол 0,3; суперфосфат 200; азотно-калийные 120).
Предприятия несут правовую ответственность за состояние
земель и случаи нарушения порядка пользования ею. ,
Экономический ущерб от заrрязнения атмосферноrо воздух,
и почвы определяется дополнительными затратами как в сф
ре материальноrо производства (потери от снижения качества
промышленной и сельскохозяйственной продукции в зоне pac
пространения аэрозолей), так и в сфере обслуживания (здраво-
охранение и др.).
Ориентировочно значение этих потерь в ценах До 1.01.1991 '.
может быть определено в соответствии с рекомендация
"Временной типовой методики ..." по формуле
Уа == VGfM a ,
(17.32)
rде Уа ущерб от заrрязнения атмосферы, руб/rод; V показа-
тель, численное значение KOToporo рекомендуется принимать
равным 2,4 руб/усл. т; G показатель относительной "цены"
заrрязнения атмосферноrо воздуха над территориями разлиЧ-
ных типов б/з. Для промплощадок и территорий, прилеrающиХ
к промышленным предприятиям, значение G рекомендуется
принимать равным 4 (если предприятие расположено в курорт-
ной зоне или на территории заповедника, G == 10, если в цент-
ральной части rородов с населением более 300 тыс. чел. G == 8);
344
f поправка, учитывающая характер рассеивания заrрязнений
в атмосфере, безразмерная. Для rрадирен высотой до 100 м
f == 3 -;- 15 (большей высоте rрадирни соответствует меньшее
значение Л. ДЛЯ центральной части крупных rородов и заповед-
ных территорий поправка f принимаетс я равной 10. Ма при-
веденная масса rодовоrо выброса заrрязнений из источника,
усл. т/rод,
n
Ма == I Aiтi,
i = 1
(17.33)
rде тi масса rодовоrо выброса примеси ;-ro вида в атмосферу,
т/rод; Ai показатель относительной аrрессивности примеси
;-ro вида
A i == QifXi <\,
(17.34)
rде Qi показатель относительной опасности примесей в воз-
духе, вдыхаемом человеком, б/р; fXi поправка, учитывающая
вероятность накопления примеси в компонентах окружающей
среды, б/р; /)i поправка, учитывающая действие примеси на
различные хозяйственные объекты в зоне капельноrо уноса
влаrи из rрадирен, б/р; п общее число инrредиентов, выбра-
сываемых в атмосферу
( 60
Qi == ПДКсуТi ПДК р . э i
) 0'5,
(17.35)
rде ПДК СУТi "среднесуточная" предельно допустимая кон-
центрация ;-ro вещества в атмосферном воздухе, мr/м Э (см.
табл. 17.8); ПДК Р . Эi предельно допустимое значение концен-
трации ;-ro вещества в воздухе рабочей зоны, мr/м Э ; 60 коэф-
фициент единицы измерения, Mr 2 /м 6 .
Для определения поправок fXi и /)i необходимо проведение
специальных исследований. Ориентировочно значения их
MorYT быть приняты равными соответственно 5 и 2 для заrряз-
НЯющих веществ l-ro и 2.ro классов опасности; 3 и 1,5 для за-
rрязняющих веществ 3-ro и 4-ro классов опасности (класс 1
чрезвычайно опасные, класс 2 высоко опасные, класс 3
умеренно опасные, класс 4 малоопасные).
Пример 17.5. Определить концентрацию инrибитора корро-
зии бихромата натрия Na 2 C r2 0 7 в расчете на СrО з В воздухе,
345
выходящем из rрадирни, при следующих исходных данных:
rрадирня СК 1200, Тоб == 2 мr/л по СrО э ; Qоб == 10000 мЭ/ ч ,
qyн == 0,05%, а в == 1 О 000 000 м Э /ч.
Решение. По (17.28)
Т. == 2.10000.0,05.10 == 0,001 Mr/M3.
1 10 000 000
ПДК р . з . С r О з составляет 0,01 Mr/M 3 (табл. 17.8).
Следовательно, добавка бихромата натрия дозой 2 мr/л по
СrО э допустима.
Приложение 1. Соотношение weЖД}" единиц/UOl фиэичecюu: величин
Величины
Единица из-
мерения в
СИ
Соотношение между единицами из-
мерения СИ и наиболее часто встре-
чающимися единицами друrих систем
и внесистемными
Длина м
Масса Kr
Температура К
1 мкм = 10 6 М
1 А = 10 10 М
1 ft = 0,3048 м
1 т = 1000 Kr
1 ц = 100 Kr
t О С = (t + 273,15) К
t °F = [ (t 32) + 273,15 ] К
л
10 = 180 рад
у rол плоский
рад
l' =
л
10 800
рад
Вес (сила тяжести)
1 оборот = 2л рад = 6,28 рад
1 ктс = 9,81 Н
1 дин = 10 5 Н
1 стен = 10 3 Н
1 П = 1 дин. с/м 2 = 0,1 Па. с
1 Krc . с
1 сП = 9180 м 2
= 10 З Па. с = 1 МПа. с
1 Ст = 1 см 2 /с = 10 4 м 2 /с
1 ft2fs = 0,093 мЧс
Н
Вязкость динамическая
Па. с
Вязкость кинематиче-
ская
м 2 /с
346
Величины
Давление
Мощность
Натяжение поверхност-
ное
Объем
Плотность
Плотность тепловоrо по-
тока (теплонапряжение,
удельная тепловая на-
rруэка)
Площадь
Работа,энерrия,коли-
чество теплоты
Расход объемный
Скорость линейная
Скорость уrловая
Теплоемкость удельная
массовая
Теплопередачи (тепло-
отдачи) коэффициент
Единица из-
мерения в
СИ
Па
Вт
Н/м
м з
Kr/M 3
вт/м 2
м 2
Дж
мз/с
м/с
рад/с
Дж/(кr . К)
вт/(м 2 . К)
Продолжение прилож. 1
Соотношение между единицами из-
мерения СИ и наиболее часто встре-
чающимися единицами друrих систем
и внесистемными
1 бар = 105 Па
1 мбар = 100 Па
1 дин/см 2 = 1 мбар = 0,1 Па
1 Krc/cM 2 = 1 ат = 9,81 . 104 Па =
= 735 мм рт. ст.
1 Krc/M 2 = 9,81 Па
1 мм вод. ст. = 9,81 Па
1 мм рт. ст. = 133,3 Па
1 Krc . м/с = 9,81 Вт
1 эрr/с = 10 7 Вт
1 ккал/ч = 1,163 Вт
1 Krc/M = 9,81 дж/м 2
1 эрr/см 2 = 1 дин/см = 10 З
дж/м 2 = 10 3 Н/м
1 л = 10 З м з = 1 дм 2
1 ftз = 28,3 дм з = 2,83. 10 З м з
1 т/м з = 1 кr/дм З = 1 r/см З
= 103 кr/м З
1 ктс . с 2 /м 4 = 9,81 кr/м З
1 ккал/(м 2 . ч) = 1,163 вт/м 2
1 н2 = 0,0929 м 2
1 ктс . м = 9,81 Дж
1 зрr = 10 7 Дж
1 кВт. ч = 3,6 . 106 Дж
1 ккал = 4,1868. 10 З ДЖ = 4,19 кДж
1 BTU = 1055,1 Дж
1 л/мин = 16,67. 10 6 м з /с
1 ftЗ/s = 28,3 .10 З мз/с
1 Н/с = 0,3048 м/с
1 об/мин = л/ЗО рад/с
1 ккал/(кr . ОС) = 4,19 кДж/(кr . К)
1 эрr/(r. К) = 10 4 Дж/(кr . к)
1 ккал/(м 2 . ч . ОС) = 1,163 вт/(м 2 . К)
347
Величины
Продолжение прилож. 1
Единиuа из-
mepeHJ-IЯ в
СИ
Соотношение между единицами из.
мерения СИ и наиболее часто ветре.
чающимися единицами друrих систем
И внесистемными
Теплопроводность Вт/(м . К) 1 ккал/(м' ч . ОС) 1,163 Вт/(м, К)
Теплота удельная Дж/кr 1 ккал/кr 1 каЛ/r 4,19 кДж/кr
,(фазовоrо превращения)
Частота rц 1 rц 1 c 1
1 об/с 1 ru
1 об/мин 1/60 rц
ЭнтаЛьПИЯ удельиая Дж/кr 1 ккал/кr 1 кал/r 4,19 кДж/кr
Приложение 2. Физические свойства воды
Темпера- Плотность Теплопро- Динамиче- Кинематичес- Теплота паро-
тура \"!, 'i, кr/м З водность екая вяз- кая вязкость образоваиия r,
ос А, ккал/ кость v.10 6 , ккал/кr
/(м . ч . ОС) 11 . 106, м 2 /с
Kr/(c . м 2 )
О 999,8 0,474 182,0 1,790 597,3
5 100р ,О 0,484 154,3 1,515 594,5
10 999,7 0,494 133,0 1,300 591,7
15 999,1 0,505 116,5 1,140 588,9
20 998,2 0,515 "162,1) 1,000 586,0
25 997,1 0,523 90,6 0,891 583,2
30 995,7 0,531 81,7 0,806 580,4
35 994,1 0,538 73,6 0,727 577,6
40 992,2 0,545 66,6 0,659 574,7
45 990,2 0,551 61,1 0,606 571,8
55 985,7 0,562 51,8 0,515 566,1
60 983,2 0,567 47,9 0,478 563,2
65 980,6 0,571 44,5 0,445 . 560,2
70 977,8 0,574 41,4 0,415 557,3
75 974,9 0,577 38,7 0,389 554,3
80 971,8 0,580 36,2 0,365 551,3
85 968,7 0,583 34,0 0,344 548,3
90 965,3 0,585 32,1 0,326 545,2
95 961,9 0,587 30,3 0,309 542,1
100 958,4 0,587 28,8 0,295 539,0
Примечание. Все константы для воды (т. е. исключая r) при 1 ата.
348
Приложение З. Физические свойства cyxoro воздуха при давлении 1 ата'
Температура д, Плотность 11, Теплопровод- Кинема тическая вяз-
ос кr/м З ность А, кость V. 106,
ккал/(м . ч . ОС) м 2 /с
20 1,351 0,0198 12,0
10 1,300 0,0204 12,8
О 1,252 0,0210 13,7
10 1,206 0,0217 14,7
20 1,164 0,0223 15,7
30 1,127 0,0229 16,6
40 1,092 0,0235 17,6
50 1,057 0,0241 18,6
60 1,025 0,0248 19,6
70 0,996 0,0254 20,6
80 0,968 0,0260 21,7
90 0,942 0,0266 22,7
100 0,916 0,0272 23,8
* При давлениях, близких к 1 ата, можно считать, что А не зависит от давле-
ния, а v обратно пропорционален давлению.
Приложение 4. ПЛотность ВJIa]I[Нoro воздуха
TIHп pamyplZ по "",ХО"'$' Л1 р.чо.чll11р'у, ,,(;'
'6189ю" иwи"""gнппппuвпм
1,п
1,21( ">
1.2J :t
......
1,22
1. п '"
си l,H
7,7'/ 1,19
1,1) 1,18 .::
1,16
1,15
1,11(
1,lJ 1::::
1,11
1,10
"
Ь 1,09
1.08
'1::.
::: 1,07
1.06
1,0$
1,01(
1,03
1,02
1.01
ZI 29 JD 31 JZ JJ J'I J5 J6.17 J8 J9 .,0 '11 у: '13 '1'1 '15 '16 '17'18 9950 s1
TIfHn pa"'.!Ipa по С.!/ХОН", т pHOH тp.!l t!;"C
1',,=71(5 нн 1''''' <,т.
q"и отКJlЮVt'NU/lХ
от 7'1$",н на
:!: 10/>1HrUJHIfH/I-
lfтCJr на t 1, '1 %
7
t? 9 q
(о
349
Приложение 5. Психометрическая диarpю....а
Продолжение прилож. 6
lИll ОООРУДQВа.ни.н, диа.метр
трубопроводов, мм
интенсив-
ность ре-
монтов,
I! . 102 1/ч
о
t 20
15
<::)
70
5
О
\f
R
}. 70
10
Температура по сухому термометру(tlЛ/1 8е}lхнеео ПУ'lка) V,"C
s О s 10 15 20 25 JO J5 .\.
50 '"
У5
'Ii
9"0
о::.
J5
JO
25
t::
20
,] 20 25 JO JS '10 '15 50
Температура по сухому mермомеmру(tlЛ/1 нuжнеео ПУ'lка)v,DС
i u
o. "
'ООБ
о,'Ъ
..,,0
Приложение 6. ПоJt8.ЭaтeJIИ надеz:ности оборудования сооружений,
обеспечивающиж подачу и распределение воды
Тип оборудования, диаметр
трубопроводов, мм
Интенсивность отказов,
Л . 104 1/ч [1/(ч . км)] при
б 0,95
Интенсив-
ность ре.
монтов,
I! . 102 l/ч
Лmiп
Лер
Л mах
Водозаборные сооружения
Водоприемники:
раструбные 0,2 0,02 0,01 0,5
ряжевые 0,1 0,02 0,01 0,5
железобетонные 0,05 0,01 0,005 0,5
Самотечные линии из труб:
стальных 0,1 0,25 0,4 0,5
железобетонных 0,2 0,4 0,6 0,5
Водозаборные скважины:
обсадные трубы:
стальные 0,1 0,12 0,16 0,5
асбестоцементные 0,3 0,8 0,9 0,5
350
У.lнт нсивность отказов,
Л . 104 1/ч [l/(ч . км)] при
б 0,95
Лmiп
Лер
Л mах
фильтры:
проволочные
каркасно-стержневые
rравийные
скважинные насосы:
ЭЦВ4-2,5.63 1
ЭЦВ4-4-45, ЭЦВ4-4-70 1
ЭЦВ4-Ц30, ЭЦВ4-4190 1,2
ЭЦВ6.6, 3-60, ЭЦВ6-6, 3-85 0,8
ЭЦВ6-6, 3-125, ЭЦВ6-6, 3-175 0,9
ЭЦВ-10-50, ЭЦВ6-10-80 0,8
ЭЦВ6-10-110, ЭЦВ6-10-185 0,9
ЭЦВ8-16-50, ЭЦВ8-16-75 1
ЭЦВ10-63-65, ЭЦВ10-63-110 1,25
ЭЦВ10-120-60 2
0,5
0,2
0,1
1,25
0,3
0,2
2
0,5
0,3
0,5
0,5
0,5
1,25
1,25
1,4
1,3
1,5
1,25
1,5
1,6
2
2,5
1,6
1,6
1,6
2,6
3,6
1,8
3,6
4
4
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Насосные станции
Насосы типа К:
1,5К-8/19а, 1,5К-8/19б 1 1,25 4 10
1,5КМ-8/19а, 1,5КМ-8/19б 1 1,25 3 10
2К-20/30а, 2К-20/30б 0,6 1 3,2 10
2КМ-20/30а, 2КМ-20/30б 0,6 1 3 10
2К-20/18а, 2К-20/18б 0,6 1,2 4 10
2КМ-20/18а, 2КМ-20/18б 0,5 1,2 4 10
ЗК.45/90, ЗК-45/55 0,9 2 3 4
ЗК-45/90а, ЗК-45/55а 0,9 2 3 4
ЗК-45/30, ЗК-45/30а 0,9 1,5 3 4
4К-90/85, 4К-90/55 1,4 2,5 4 4
4К-90/35, 4К-90/20 1,4 2,5 4 4
4К-90/35а, 4K-90120a 1,4 2,5 4 4 il
6К-160/60, 6К-160/20 0,9 2 3,5 4 \1
6К-160/60а, 6К-160/20а 0,9 2 3,5 4
8К-290/30, 8K-290118 1,4 2,5 4 4
Насосы типа Д:
Л200-95, Л200-36, Д320-70 1 2,5 3 4
Д500-65, Д630-90, Д500-65 1,2 2,5 3,2 4
Д800-28, Д1000-40, 1 2,5 4 4
Д1250-65
Д1600-90, Д2000-21, 1,2 2,7 3,2 4
Л2000-34
351
Продолжение прилож. 6 Продолжение прилож.6
Тип оборудования, диаметр Интенсивность отказов, Интенсив
трубопроводов, мм Л . 104 1/ч [1/(ч . км)] при ность pe Тип оборудования, диаметр Интенсивность отказов, Интенсив
6 = 0,95 монтов, трубопроводов, мм Л. 104 1/ч [1/(ч . км)] при ность pe
11 . 102 1/ч 6 = 0,95 МОНТов,
Лmiп Лер Л mах лmiп Л ср Л mаХ 11 . 102 1/ч
Д2500-17, Д2500-45, 1,2 2,5 3 4
Д2500-62 200 0,15 0,22 0,3 2 4
Д3200 20, Д3200-33, 1,5 3 4 4 250 0,13 0,19 0,25 2 4
Д3200.55 300 0,12 0,18 0,20 2 4
Д4000 95, Д5000 32, 1,5 3 4 4 400 0,11 0,15 0,18 2 4
Д5000 50 500 0,1 0,13 0,15 2 4
Насосы типа фr: 600 0,1 0,12 0,14 2 4
фr 14,5/10, фr 16/27 0,6 1,6 3 8 700 0,1 0,12 0,13 2 4
фr 29/40, фr 51/58, 0,6 1,6 3 8 800 0,1 0,11 0,12 2 4
фr 81/31 900 0,1 0,105 0,11 2 4
фr 81/18, фr 144/46 0,8 2 3 8 Сетевые задвижки 0,1 0,15 0,8 1 4
фr 216/24, фr 144/10,5 0,9 2,5 3 8 Очистные сооружения
фr 450/22,5, фr 540/95 0,9 2,5 3 8 Корпус безнапорных освети- 0,02 0,05 0,15 0,5 1
Трубопроводы стальные 0,01 0,04 0,15 6 тельных фильтров, KOHTaKT
внутри станции ных осветителей, отстойни
Блоки управления 0,95 4 ков
Водоприемные камеры, 0,01 0,03 0,1 4 Дренаж:
резервуары трубча тый 0,1 0,25 0,4 0,5 1
Задвижки с злектроприводом 0,01 0,6 4 колпачковый 0,15 0,2 0,5 0,5 1
Обратные клапаны 0,04 0,08 4 пористобетонный 0,05 0,15 0,3 0,5 1
Водоводы и водопроводные сети Напорные фильтры 0,05 0,1 0,2 1 2
Трубы чуryнные (нормаль- Барабанные сетки 0,8 1,6 2 2
ные условия) диамет- Обеззараживающие установки
ром, мм: (замена ламп):
100 0,9 1,02 1,14 1 4 OB AKX 1 2 2,5 4 10
150 0,75 0,92 1,09 1 4 ОВ-Ш 2 2,5 4 10
200 0,7 0,87 1,05 1 4 ОВ-Ш РКС 2 2 4 10
250 0,6 0,8 1 1 4 Хлораторы ЛОНИИ-100 0,2 0,8 1,25 10
300 0,55 0,7 0,85 1 4 Контрольно измерительные 1,25 10
400 0,5 0,62 0,74 1 4 приборы
500 0,47 0,52 0,57 1 4 Трубопроводы стальные BHYT 0,01 0,04 0,15 6
600 0,44 0,48 0,53 1 4 ри станции
700 0,4 0,44 0,48 1 4 Задвижки с электроприводом 0,1 0,3 0,8 2
800 0,36 0,39 0,42 1 4
Примечание. 11 характеризует степень ремонтноспособности оборудова-
900 0,36 0,37 0,4 1 4
Трубы стальные (нормаль ния в каждый момент периода ликвидации ero отказа.
ные условия) диаметром мм
100 0,18 0,29 0,4 2 4
150 0,16 0,25 0,35 2 4
352
353
Прuложенuе 7. Наиболее ПРJD4еняемые инrибиторы Коррозии
в О"nq)ЫТЬО: системах оборотноro водоснабжения (цены до 01.01.91 r.)
N0 ком- Состав композиции инrи-
позиции битора
Бихромат калия
или натрия
Сульфат цинка
2 Бихромат калия
или натрия
Сульфат цинка
Полифосфаты
3 Полифосфаты
Сульфат цинка
4 Сульфат цинка
Кислота OKCj-lзтилен-
дифосфоновая (ОЭДФ)
5 Поли фосфаты
б Силикат натрия (30%)
Стоимость
peareHTa,
руб/т
325
312
500
325
312
500
б30
б30
500
500
4000
б30
40,5
Ориентировочная доза
инrибитора в оборотной
воде, мr/л
До 5 по CrO
До 5 по CrO
До 2 по Zn 2 +
До 4 по CrO;
До 4 по CrO
До 3 по Zn 2 +
До 5 по PO
15 30 по Р 205
До 2 по Zn 2 +
5 30
При соотношении доз
компонентов 1: 1
Разовая 100 мr/л,
затем до 15 мr/л по
Р 2 О;
10 40 ПО Si0 2
* Для создания защитной фосфатной пленки КОНцентрация инrибитора в обо-
ротной воде в течение 2 3 сут npинимается 100 мr/л, затем для поддержания
фосфатной пленки ииrибитор подается в добавочную воду дозой до 15 Mr/n.
I
N IЮ"'
I IE ....
. t:J С')
t!
j:I, 11 :::::-
'.i g
u '"
.....
r.:
...
0\
...i
с)
...i
CI
Q
tt
:11
;
tt
С')
......
t:
Q
(j
'"'
>-
"
......
С')
u
:И
'"'
!
;
f'
т
Q
111
IE
t:J
rI
ь.
ц,О
Q
1::
., .,
:s: "
"" .,
Q)
'"' ""
., .,
U
ос;
<1>
::!
:t
<1>
t;
::!
t3'
о:
1::
Q)
'"'
:s:
"
Q
""
Q
1::
""
Q)
'"'
.,
:s:
t:
:s:
Е-<
-Ё
t:
ф
t!
'1"""'4 а'\ \с
\с ('t) \с ('t")
о" о" ci о"
\CV1MV1
\C\C.....
........ ........ ('...i' ..
('1') .. r--- v
..... .....
о" о'" о'" с;;'
I I I 1
м а'\ f'I") \с
\CV100N
.........0...........0..
......
.....
N
N ...
Q) 00... ...... 00.. I
:;; <1> '" I '" .....
:с :;; I ...... I с:::;
g. 'I"""'4r---......М
'"' Q
::!
::! ::r
'"'
:с <1>
<1> u
i:I:i
.....
......
N
N ....
.... '"
..... '" .....
<;' <;'
('1') ..-4
:I: :I:
О Q
'"' '"'
Q) Q)
'" '"
Q Q Q
.n
:;1
U I4
-;;s
:I:
"
Q
Q
111
Q)
""
Q)
tt
>i
:И
:I:
:r
Q
:I:
Q)
1::
t::
t'r")"'I:t-
vV1('1')\C......OO
('1') \с V f'I") r--- N
00"00"'00"
V1V100V1a'\
\,о N (:) ("1') (:)......
......NN.....;.N'1"""'4'"
N ("1') а'\ v1 N
NV1......V1V1N
О С ci ........ о'" о'"
I о I I
v \С...... I а'\ N
\CNNV1N('I')
Q" ('...i' о о'" м'" о"
'"
"1. ci \.о... .....
\О..::: ;:: \.о..
........ I ........ 1
I I ..... I I '"
1:""--.. 00... ('1')" М.. 00..
t"'- (:) t"--- а'\ (:) N
'" о
00 I:""--\с N
v v1 r--- f'I")
"'..... I '1 I
C:; OO I
('1') v ('1') v.....
:I: :I:
Q Q
'"' '"'
Q) Q)
'" '"
о Q Q
011 011 011 111
:;1 8.
UUU
6
j:I,
Q
t:
Q)
:И
:I:
:I: Q
Q) ., 111
111 "Ф
'"' ,,""
" ., Q)
:s: tt
3 1:; ,i
; 1!1 :И
о: t:
g
-;;s
:I:
"
Q
">"'t--ooo,,,,,
.....
.... а,
..... N
00
.... .....
... .....
N........
о а,
N N
0"0"
I 1
N ....
V..V..
о о
a'\...
N '"
00 .....
I I
..... .....
00" 00
.... ...
'" о
..... N
'" ....
I I
00 00
N N
... ...
6 .Q
j:I, .,
Q ""
t:
5
s!
:!:
1:; -;;s
:s: ",",:!:
1:: :s: "
' s
.... ., :I: :s: .,
:J :s: :J
"" .,
ф.ф....а
IE tt 12 tt
Q:И""О:
Е-< tt 1::
а, '"
..... ......
о' о
а, N
... 00.
N
.....
....
С)
I
:2 ,:!:
о
111
Q
j:I,
о:
>:s: .,
о :I:
.. g :t;
2 7
a,"10:
",'" :I:
:I: 1::1
., .,
1::1 j:I,
С') ;...
о.
....
I .
. ::1
:I:
.,
'"'
"
:I: :I:
Q Q
'"' '"'
Q) Q)
'" '"
Q Q
С') С')
Q) Q)
1:: 1::
Q) Q)
о .,
N:I:
... N Q
Q) .... 1::
оо:и '"
..... ..... >:s:
Q) :И
:I: IE :I:
g J:t: Е1
Q) Q :s: .,
'" t: :I:
:.!
"" 12
Q) 1:: 111
-<
1::1
Q
""
Q
t:
..
:И
:I:
:I:
Q)
111 :И
'"' "
" "
:s: .,
1:: .,
0111'"'
Q) "
.... "" .,
2
.,
"
"
.,
'"'
"
.,
1::
t:
>i
:И
:I:
:r
Q
:I:
Q)
1::
1::
::::
::
....
.....
355
00
"
;:s
1:>-
1:
'"
;:s
:r
'"
'"
"
о
tt)
о
_ t( CI)
.. о
I JI: ':'
t:J '"
<:1
11 ::::-
1::( t::
>- о
с") :.( <:1
'"
.....
t::
о
:.(
LS
...
>-
u
.....
'"
...
t:J
'"
р.
1:;
'" '"
:s: u
3''''
... :.(
'" р.
D:
1:;
Q)
...
:s:
u
о
g.
1:;
'"
:s:
3'
...
'"
:s:
t::
:s:
1-<
t:
.....
t::
Z
о о
.... ....
0"0"
'" '"
... '"
........ .....t
.
.
t---
00
<::>
I :
..., N
t--- ....
0.....;- CI
О
N
....
U
:s:
00 о
00 о
N ...
I
O\DU
"""'",
t::
:s:
...
Q)
:s:
S
D:
О
...
u
00
о
о
....
со \D
00 t---
N 11') О
:I:
,Q
1:;
Q)
1::(
...
о
,Q ,Q
1:; 1:;
'" '"
... ...
UU
'"
u
u
'"
...
u
'"
1:;
t::
;Q
:I:
:>'
О Q)
5 JI:
1:; о
t::1-<
'"
.....
...
о-
00
""..
.....
о
I
'"
....
о-
о
N
....
11')
11')
о
о
...
:I:
о
...
Q)
\о
О
'"
Q)
1:;
Q)
!tE
,;.;
;Q
:I:
:>'
О
:I:
Q)";;;'
1:; :I:
t:: u
6 о
:I:
,Q
1:;
Q)
t::
'"
::.::
"" t--
.... ....
11')
N
о-
о
'"
о-
...
....
<::>
I
t---
.....
<::>
о
11')
...,
I
...,
t--
....
о
о
N
....
:I:
о
...
Q)
\о
О
'"
Q)
1:;
Q)
!tE
о
111 Q)
Q) JI:
3' о
1::(1-<
11') 00 \D
N ...... N \о
0"0"0" о'"
N \о 0"1 ....
CI 00 CI 0'\
......0.......... ,..;
CI c"f"j ...... v
('t') ...... ...... ('t')
0"0"'0" о"
I I I I
t"'- 'f') v t"'-
'f')............ v
0"00" N
<"оооо
- '" \D
t"'-t"'-
I I I
*
:r
:r
'"
3
<:1
N
",t--
:s0'
h
:D
1:>-
00 h
g g О
'" ... ...
I I
'gg
\DN\D
..... ..... ....
:I:
о
...
Q)
\о
О
,Q ,Q '"
1:; 1:; Q)
'" '" 1:;
... ... Q)
uu!tE
";;;'
:I:
u
о
...
о :I:
111 Q)
Q)
р. Q)
Q) ::r
1::( о
,;.; t;
;Q Q)
:I: '8
:>' '"
О Q)- Q)
5 JI: JI:
1:; о о
t::1-<1-<
000\<:>
........<>0
N
.....
о
00
I
...
о
111
Q)
Р.
Q)
r:::[
'"
;Q
р.
\о
:s:
о
111
Q)
3'
1::(
,;.;
;Q
:I: ':S:
,Q ;Q
1:; :I:
Q) ,Q
t:: 1:;
'" '"
::.:: ..
.....
<>о
'"
s
i
.(
'"
:I:
i
><
Q)
...
I::i
:I:
'"
:.(
Q)
:s:
...
u
'"
:>'
>-
1:;
'"
:s:
:I:
:s:
р.
t::
о
....
6
ft
р.
о
1:;
><
:s:
о
u
О
р.
О
t::
>-
:.(
;Q
:I:
1::(
Q)
i
'"
...
'"
-&
u
о
-&
:s:
о
\о
'"
Р.
\о
О
:s:
о
u
О
g.
t;,
:.(
;Q
:I:
1::(
Q)
i
'"
...
'"
-&
u
о
-&
;Q
1::(
о
;п
';1;
О
:I:
...
о
р.
о
\о
О
:s:
:.(
...
о
\о
'"
Р.
\о
О
О
...
Q)
:s:
'"
00-
':S:
:s:
:I:
Q)
JI:
о
1:;
:s:
р.
t::
':s:
Q)
1:;
Q)
1::(
о
><
:s:
:.(
u
Q)
:>'
:s:
...
'"
Q)
...
'"
6
:.(
:s:
о
:I:
о
:.(
'"
"
'"
...
Q)
:>'
u
'"
р.
111
О
u
i
1::(
о
111
':S:
о
:I:
...
о
р.
о
\о
О
D:
:s:
:I:
Q)
1:;
u
:s:
:.(
1::(
о
t::
О
...
Q)
:>'
>-
u
111
О
u
О
u
'"
:I:
t::
t::
>-
':S: р.
о ..
:I: I::( ":
:s: 111
о :I: 1::(
D: '" D:
r3: r3:
ft. ..:
g.t
t:; '"
>< 111
u
111
О
u
О
u
'"
:I:
"
:ii
:I:
:I:
о
:s:
::r
D:
1:;
>-
:.(
::r
;Q
t::
t::
>-
р.
..
Приложение 9. 3ависиыости удenьflЬП приведенньп затрат д,
коп/(ы 3 , roд), от производиreлblfОСТИ сооружений G ж , ты.. ы 3 /сут,
при ПОдl'OТOвке ПОДnИТOЧlfОЙ, обработке оборотной и очистке
ПРОДУВОЧlfой воды (Цены даны до 01.01.91 r.)
Вид технолоrическоrо процесс а
(основные сооружения и обору
до вани е)
Отстаивание на первичных отстойни-
ках (время отстаивания 1,5 ч):
радиальных
rоризонтальных
вертикальных
Отстаивание с реаrентной обработкой
ПАА и сернокислым алюминием
(песколовка, нефтеловушка, смеси-
тель, камера хлопьеобразования,
радиальный отстойник, peareHTHoe
хозяйство)
флокулянтом (полочная нефтело
вушка, смеситель, камера хЛопье-
образования, полочный отстойник,
peareHTHoe хозяйство)
Фильтрование:
на каркасно-засыпных фильтрах
на песчаных фильтрах
на фильтрах с заrpузкой из синте
тичесКих материалов (полиуретан)
Микрофильтрование при с'одержании
взвешенных веществ без учета стоимо
сти peareHToB:
до 150 мr/л
до 2500 мr/л
Очистка воды на скорых фильтрах при
содержании взвешенных веществ до
50 мr/л (скорые фнльтры, микрофильт
ры, peareHTHoe хозяйство, насосное
оборудование)
Очистка воды на контактных осветли
телях (контактные осветлители, бара
банные сетки, peareHTHoe хозяйство,
насосное оборудование) без учета стои
мости peareHToB
Очистка воды на установке "струя"
с коаrуляцией
Ож' тыс. мЗ/сут
а
34 665
26 123
5 29
0,43
0,51
1,37
2 72
21,1
2 72
11,2
0,1 200
0,1 25
7,2 12
11,5
15,35
2,55
5 200
5 32
3 50
3,79
5,87
33
3 200
45,8
0,1 0,8
15,7
Зуд
аО;"
в
0,11
0,11
0,44
0,34
0,22
0,46
0,72
0,62
0,48
0,67
0,53
0,62
0,79
357
Продолжение прилож. 9 Продолжение прилож. 9
Вид технолоrическоrо процесса Зуд aG';B Вид технолоrическоrо процесса G B
(основные сооружения и обору G ж , тыс. м 3 /сут (основные сооружения и обору- G ж , тыс. м 3 /сут Зуд = а ж
дование) а в дование)
а в
Опреснение воды: Фосфатирование подпиточной воды
электродиализом 0,025 100 0,83* 0,34 при дозе триполифосфата натрия
дистилляцией 1 100 1,66* 0,25 (по товарному продукту):
3 мr/л 16 84 0,65 0,25
5 мr/л 16 84 0,89 0,29
Двухступенчатая очистка воды на освет- 5 32 35,68 0,47
10 мr/л 16 84 0,67 0,13
лителях со взвешенным осадком (реа- Обработка оборотной воды медным ку-
reHTHoe хозяйство, насосы) с доочисткой поросом при дозе (по товарному продук-
на скорых фильтрах ту):
Подrотовка rородских сточных вод для 5 мr/л 16 84 0,018 0,41
повторноrо использования, включая пол- 8 мr/л 16 84 0,002 0,37
ную биолоrическую очистку в азротен-
ках месителЯх и доочистку на: * Зуд по (17.12) выражено в руб/(м Э . rод).
kapkacho-засыпНЫХ фильтрах с хло- 25 500 40,9 0,40
рированием
то же с озонированием 25 500 35,2 0,26
то же с контактной коаrуляцией и 25 500 42,8 0,38
хлорированием
Очистка rородских сточных вод на высо- 4 29 8,39 0,49 Прил жение 10. Зависимости уцenьньп npиведенньп затрат Д'
конаrpужаемых биофильтрах (аэро- lCоn/(м . roД), от I1pOизводительности сооружений G., тыс. м 3 /сут,
фильтрах); высота заrpузки 4 м на подачу подпиточной, оборотной и продувочной воды
Флотационнаярециркуляционная (цены даны JW 01.01.91 r.)
очистка сточных вод с обработкой: aG';B
ПАА и сернокислым алюминием 2 72 16,7 0,4 Наименование Зуд =
(флотатор, сатуратор, насосно- сооружений G ж , тыс. мЭ/сут
а в
компрессорное оборудование,
peareHTHoe хозяйство) Подпиточная вода
флокулянтом (то же) 2 72 14,11 0,37 Насосные станции первоrо подъема
Хлорирование природной оборотной с заrлубленным машинным залом:
воды rазообразным хлором дозой: из сборно-монолитноrо ж/б 14 130 2,74 0,34
3 мr/л 16 400 1,61 0,48 из монолитноrо ж/б 15 67 2,68 0,34
5 мr/л 16 240 1,83 0,43 из сборноrо ж/б 15 87 2,68 0,34
Озонирование природных вод 1 12 9,23 0,54 Насосные станции 11 подъема 1,2 24 2,06 0,15
Обеззараживание сточных вод перед Оборотная вода
повторным использованием: Насосные станции (без стоимости
rазообразным хлором 1 12 6,62 0,98 здания):
озоном 1 12 29,55 0,54 с одной rpуппой насосов 4,8 48 1,49 0,19
Подкисление подпиточной воды при с двумя rpуппами насосов и уста- 48 2,76 0,25
дозе серной кислоты (по товарному новкой по реаrентной обработке
продукту): воды
3 мr/л 16 84 9,37 0,54 то же, расположенных в отдельно 96 288 6,89 0,39
12 мr/л 16 84 0,82 0,27 стоящих зданиях
100 мr/л 16 84 2,48 0,06
359
Продолженuе прuлож. 10
Зуд = G 8
Наименование сооружений G ж , тыс. м 3 /сут а ж
а в
Подача подпиточной (продувочной) Зуд aL B
воды по трубопроводам длиной [, км 12 4,6 0,19
19,2 2,87 0,19
28,8 1,91 0,19
48,0 2,06 0,13
60,0 1,71 0,11
Прuложенuе 11. Основные орrаниэации в Российской Федерации,
зaниwaющиеся: rpадирНSIWИ ПО СОСТОЯНИID на IV ICВ. 1997 r.
Орrанизация
Вид выполняемых работ
rHU РФ НИИ водrЕО, r. Москва
внииr им. Б. Е. Веденеева,
r. С.-Петербурr
Теоретические и экспериментальные иссле-
дования rpадирен, тепловые и аэродинами-
ческие расчеты, натурные обследования и
испытания, разработка новых конструкций
rpадирен и их технолоrических элементов,
составление нормативных документов и
заключений
Разработка проектов новых и реконструи-
руемых rрадирен, составление нормативных
документов
Разработка проектов новых и реконструи-
руемых rрадирен башенных, вентилятор-
ных, сухих и rибридных, составление норма-
тивных документов
Разработка проектов новых и реконструи-
руемых rрадирен башенных и вентилятор-
HblX
Разработка проектов реконструируемых rpa.
дирен, преимущественно отдельност('\J'!-
щих вентиляторных типа СК-400 и CK-l:;:JО
Натурные обследования и испытаИ1JЯ,
зксплуатация, ремонт, разработка проек-
ТОБ реконструируемых rрадирен и разра-
ботКа нормативно-методических докумеитов
СОЮЗВОДОКАНАЛПРОЕКТ,
r. Москва
А ТОМЭНЕРrОПРОЕКТ,
r. С.-Петербурr
ТЕПЛОЭЛЕКТРОПРОЕКТ,
r. Москва
rипРок, АУЧУК r. Москва
оРrРэс, r. Москва
3БО
Орrанизация
Продолженuе nрuлож. 1 1
Вид выполняемых работ
Проиэводственные фирмы
ТЕХЭКОПРОМ, r. Москва
ЭК О-СЕРВИС К, r. Москва
АЛОРИС, r. Москва
АНД rАЗТРУБПЛАСТ, r. Москва
ЭНЕрrо-композит, r. Москва
UЕНТУРИОН и ХИМТЕХКОМ,
r. Москва
ВОДЭХ, r. Москва
ПОЛИФЕР, r. Москва
ИРВИК, r. Москва
РЕUИКЛ, r. Москва
ТЭП-ПОЛИС, п. Тучков о
Московской обл.
ИU ВНИИr им. Б. Е. Веденеева,
r. С.-Петербурr
ТЕПЛОМАШ, r. С.-Петербурr
Изrотовление и поставка
Блоков оросителей и водоуловителей из
призм решетчатых ПР50, малоrабаритных
rpадирен "Росинка" полной заводской ro-
товности и полимерной заrpуэки для соо-
ружений биолоrической очистки сточных
вод
Водоуловителей БВОЖ-1, пленочных оро-
сителей БОВ-1 ПВХ, капельных оросите-
лей ОП ПНД 500 х 500, БОС ПНД-1-1, БОС
ПНД-1-2, БОС ПНД-1-З и БОС ПНД-1-4
Водоразбрызrивающих сопл танrенциаль-
Horo типа диаметром 20 х 12, 32 х 16 и 32 х
х 22 мм, малоrабаритных rpадирен rMB пол-
ной заводской rотовноСтИ, разработка про-
ектов реконструируемых rрадирен и водо-
оборотных систем
Оросителей типа "Бальке-Дюрр", водоуло-
вителей с профилем пластин в виде трапе-
ции типа ВПД-40/205 и чашечных водораз-
брызrивающих сопл
Водоуловителей с профилем пластин в ви-
де полуволны и сферозубчатых водораз-
брызrивающих сопл
Мноrотарельчатых водоразбрызrивающих
сопл и реконструкция вентиляторных rpa-
дирен с использованием полимерноrо тех-
нолоrическоrо оборудования
Оросителей ФР30 из фасонных решеток,
водоуловителей с профилем пластин в виде
полуволны и реконструкция rpадирен
Оросителей ЯПВ-БО
Технолоrическоrо оборудования из поли-
мерных материалов
Эжекционных rpадирен и оптимизация ре-
жимов водооборотных систем
Оросителей ТПВВ и водоуловителей с про-
филем пластин в виде полуволны
Оросителей ОП-2r1М, водоуловителей с
пластинами уrолковоrо профиля и водораз-
брызrивающих сопл
Малоrабаритных rpадирен rp Д полной за-
водской rотовности
3б1
Продолжение прилож. 11
Орrанизация
Вид выполняемых работ
ЭКОТЭП, r. С.-Петербурr
ПОЛИМЕРХОЛОДТЕХНИКА,
r. Нижнекамск
ВАйrАЧ, r. Новrород
ВОТУМ, r. Казань
rИДРОТЕХ, r. Казань
ПОЛИПЛАСТ, r. Владикавказ
волrОХИМРЕМОНТ, r. Волrо-
rpад
АКСАНд, r. Ессентуки Ставро-
польскоrо края
МОВЕН, r. Москва
КОМВЕН, r. Москва
ПИТОН, r. Москва
НАДЕЖДА-93, r. Москва
ЭКОВИНТ, r. Москва
rИДРОАЭРОUЕНТР, r. Жуков-
ский Московской обл.
САФОНОВСКИЙ ЭЛЕКТРО-
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ
ЗАВОД, r. Сафоново Смолен-
ской обл.
КАЗАНСКИЙ ВЕРТОЛЕТНЫЙ
ЗАВОД, r. Казань
АrPОСТРОЙСЕРВИС,
r. Дзержинск Нижеrородской обл.
ЭТЕРНА, r. Челябинск
НЕМА ВЕРМЕТАУliIЕР rМБХ,
Представительство в России,
r. Москва
362
Водоуловителей с пластинами уrОЛКОвоrо
профиля
Оросителей из rофротруб Ф 44 мм и водо-
уловителей из профилированных пластин
rрадирен "ВАйr А Ч" и струйно-винтовых
сопл
Оросителей ТР60 и реконструкция rpадирен
Оросителей из rофротруб Ф 63 мм и водо-
разбрызrивающих сопл СКРС-24, БРИКС-24
Оросителей Р500 в виде сетчатых рулонов
Оросителей из rофротруб Ф 63 мм
НОРМАТИВНО-МЕТОJlИЧEСКИЕ ДOKYМEНТЬl
1. СНИП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения/ roc-
строй СССР. М.: Стройиздат, 1985.
2. Пособие по проектированию rpадирен (к СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение.
Наружные сети и сооружения)/ ВНИИ водrЕО rосстроя СССР. М.: UИТП roc-
строя СССР, 1989.
3. СНИП 2.01.01-82. Строительная Климатолоrия и rеофизика/ rосстрой СССР.
М.: Стройиздат, 1983.
4. О единъа: нормах амортизационных отчислений на полное восстановление
основных фондов народноrо хозяйства СССР. Постановление Совета Минист-
ров СССР N° 1072 от 22.10.1990.
5. Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от заrpязнения.
СаНПиН 4630-88/ М.: Минздрав СССР, 1988.
6. Санитарные правила и нормы охраны прибрежных вод морей от заrpяз-
нения в местах водопользования населения СаНПиН 4631-88. М.: Мин-
здрав СССР, 1988.
7. предепьнcrдоIl}'cтиNые концентрации (ПДК) заrpязняющих веществ в
атмосферном воздухе населенных мест. М.: Минздрав СССР, 1984.
8. rocт 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и
определения. М.: rоскомстандарт СССР, 1990.
9. У!С8.3&НИЯ по расчету капельных вентиляторных rpадирен с поперечным
током воздуха. М.: ВНИИ водrЕО, 1958.
10. У!С8.3&НИЯ по rидравлическому расчету напорных трубчатых систем для
распределения воды в водопроводных очистных сооружениях. М.: ВНИИ ВОД-
rEO, 1988.
11. У!С8.3&НИЯ по расчету рассеивания в атмосфере вредных веществ, содер-
жащихся в выбросах предприятий. СН 369-74/ rосстрой СССР. М.: Стройиздат,
1975.
12. У!С8.3&НИЯ по нормированию показателей работы rидроохладителей в
знерrетике// Южтехэнерrо. М.: СПО Союзтехэнерrо, 1981.
13. Методические указания по водно-химическому режиму бессточных си-
стем охлаждения. МУ 34-70-095-85. М.: СПО Союзтехэнерrо, 1985.
14. Типовая инструкция по приемке и эксплуатации башенных rрадирен
(Р Д 34.22.402 94)/ / АО ОРrPЭС. М.: СПО ОРrPЭС, 1997.
15. Технические указания по расчету и проектированию башенНых противо-
точных rрадирен для тепловых электростанций и промышленных предприя-
Тий. ВСН 14 7/ внииr им. Б. Е. Веденеева. Л.: Энерrия, 1971.
Малоrабаритных rpадирен "АКСАНД"
полной заводской rотовности
Осевых вентиляторов N°N° 4; 5; 6,3; 8; 10 и
12,5 в традиционном металлическом испол-
нении
ТО же из композитных материалов
Вентиляторов Br25, рабочих колес вr70-ЛС
и редукторных приводов для вентиляторов
Br50 и Br70
Рабочих колес вентиляторов Br70
Рабочих колес с вертолетными лопастями
вентиляторов Br70 и Brl04
Рабочих колес вентиляторов Br50 с лопастя-
ми из стеклопластика
Вентиляторов Br50 и Br70, электродвиrате-
лей к ним 2ACB0710S32, 2ACB0710L 34
Рабочих колес вентиляторов Brl04 с верто-
летными лопастями
Реконструкция вентиляторных и башенных
rрадирен с использованием технолоrиче-
ских элементов из полимерных материалов
Малоrарабитных rpадирен, сетчатых поли-
мерных оросителей и водоразбрызrиваю-
щих сопл
Поставки rрадирен, вентиляторов и техно.
лоrическоrо оборудования немецкой фирмы
"Бальке-Дюрр"
363
16. Временная типовая методика определения экономической эффективно-
сти осуществления природоохранных мероприятий и оценки экономическоrо
ущерба, Причиняемоrо народному хозяйству заrрязнением окружающей среды.
М.: Экономика, 1986.
17. ИнСТРJlCl.lИ't по натурным испытаниям и ИССЛедованиям башенных rpa-
дирен большой производительности. ВСН 25---80/ П.: ВНИИr им. Б. Е. Веденее-
ва,1982.
18. ИнСТРJlCl.lИ't по нормированию выбросов (сбросов) заrpязняющих веществ
в атмосферу и в водные объекты. М.: rоскомитет СССР по охране природы.
1989.
19. Руководство по проектированию rpадирен. М.: UИТП, 1980.
20. Руководство по оптимизации оборотной системы водоснабжения электро-
станций с rpадирнями. М.: Минэнерrо СССР, 1981.
21. Рекомендации по расчету показателей точности измерений, обработке
данных и планированию эксперимента. М.: ВНИИ водrЕО, 1985.
22. Рекомендации по модернизации элементов rpадирен. М.: СПО Союз-
техэнерro, 1989.
23. Методичеа:ие рекомендации по расчету технико-экономических пока-
зателей и эколоrо-экономической оценке эффективности охлаждающих систем
оборотноrо водосНабжения промnредприятий/ М.: ВНИИ BOдrEO, 1990.
24. Методшса расчета выбросов капель и содержащихся в них заrpязняющих
веществ из rpадирен. Спб.: нти Промохладители, 1992.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абрамов Н. Н. Надежность систем водоснабжения. М.: Стройиздат, 1984.
2. Качественный состав бноценоза биолоrической пленки и очистка оборот-
.ной воды на rpадирнях/ В. А. Антонов и др.!/ Химия и технолоrия воды. 1986.
Т.8. N° 3.
3. Алферова Л. А., Нечаев А. П. Замкнутые системы водноrо хозяйства про-
мыленных предприятий, районов и комплексов. М.: Стройиздат, 1984.
4. Арефьев Ю. И., fпадков В. А. Проверка соответствия работы rpадирен рас-
четным условиям// Проектирование водоснабжения и канализации. 1969.
NO 3 (56).
5. Арефьев Ю. И., Побачев П. В. Обработка результатов измереflий при опре-
делении расхода в трубопроводах методом площадь скорость/ / Водоснаб-
жение и санитарная техника. 1980. NO 10.
6. Арефьев Ю. И., fорин И. И., Спиридонова Н. В. Автоматизация лаборатор-
ных исследований rрадирен/ / Численное моделирование и автоматизация
эксперимента в rидравлических исследованиях. Тр. ВНИИ BOдrEO. М.: 1989.
7. Применение ЭВМ для обработки экспериментальных даннЫХ при иссле-
дованиях оросителей rpадирен/ Ю. И. Арефьев, Н. В. Медведева, r. r. Пронина,
Н. В. Спиридонова/ / Численное моделирование и автоматизация эксперимен-
та в rидравлических исследованиях. Тр. ВНИИ водrЕО. М.: 1989.
8. Арефьев Ю. И. Аэродинамический расчет производительности вентиля-
торных rpадирен/ / Системы водяноrо охлаждения/ М.: Тр. ВНИИ водrЕО.
1991.
9. Арефьев Ю. И. Исследования охлаждающей способности брызrальных rpa-
дирен/ / Очистка природных вод в системе BoltHoro хозяйства промпредприя-
тий. М.: Тр. ВНИИ BOдrEO, 1980.
10. Арефьев Ю. И., Поноuaренко В. С. Основные направления исследова-
ний и концепции по совершенствованию конструкций вентиляторных rpади-
рен/ / VII симпозиум МАrи по rpадирням и брызrальным бассейнам/ П.: внииr,
1990.
11. Арефьев Ю. И., Спиридонова Н. В. Влияиие высоты оросителя на ero
охлаждающую способность/ / Проектирование водоснабжения и канализации.
Сер. 20. Вью. 3 (125). М.: 1979.
12. Арефьев Ю. И., Поноuaренко В. С. К вопросу эффективности брызrальных
rpадирен/ / Водоснабжение и санитарная техника. 1992. N° 2.
13. Арефьев Ю. И., Балашов Е. В., Костиков Н. В. Разработка и внедрение
пластмассовых элементов rрадирен на предприятиях отрасли/ / Энерrотехноло-
365
rические процессы и аппараты химических производств. Новосибирск: Институт
теплоф,изики со.АН СССР, 1989.
14. Арефьев Ю. И., rпадков В. А. Исследование уноса воды из вентилятор-
ных rрадирен. Труды координационных совещаний по rидротехнике. Вып. 11:'
Л.: Энерrия, 1977.
15. Арефьев Ю. И., ПоноuaреНICо В. С. Капельные оросители rpадирен/ /
Системы водЯНоrо охлаждения технолоrическоrо оборудования. М.: Тр. ВНИИ
Bo.nrEo.. 1991.
16. Вентиmrropы rpадирен/ Ю. И. АреФьев, В. С. Пономаренко, В. Е. Вайсман,
В. А. Трубников/ / Водоснабжение и санитарная техника. 1996. НО 4.
17. Мапоraбариrнaя вентиляторная rpадирня ''Паюс Во.дrЕо.''/ Ю. И. Арефь-
ев, В. С. Пономаренко, Я. З. Стоник// Водоснабжение и санитарная техника.
1994. НО 8.
18'. Арефьев Ю. И., Поноuaренхо В. С. Пластмассовые водоуловители rpади-
рен// Водоснабжение и санитарная техника. 1994. НО 10.
19. Арефьев Ю. И., Терехов А. Л. Исследование шума rpадирен// Водоснаб-
жение и санитарная техника. 1981. НО 2.
20. Арефьев Ю. И., Котляр Р. r. Расчет шума rpадирен, размещаемых на се-
литебных территориях// Проектирование и инженерные изыскания. 1986. НО 3.
21. Арефьев Ю. И. Технико-экономические аспекты применения в rpадирнях
пластмассовых оросителей и водоуловителей в сравнении с традиционными
конструкциями// Энерrохозяйство за рубежом. 1984. НО 1.
22. Арефьев Ю. И., АндрЮШИН в. r. Влияние неплотностей в обшивке на ра-
боту вентиляторной rpадирни// Инженерное обеспечение объектов строитель-
ства. Сер. 9. Вып. 10. М.: 1984.
23. Арефьев Ю. И., Спиридонова Н. В. Лабораторные и натурные исследова-
ния оросителей из поливинилхлорида// Материалы конференций и совещаний
по rидротехнике. rидроаэродинамические исследования и проектирование
охладителей тепловых и атомных электростанций. Л.: Энерrоатомиздат, 1985.
24. Арефьев Ю. И., ПОНОuapeНlCо В. С. Водораспределительные устройства
rpадирен/ / Водоснабжение и санитарная техника. 1996. НО 2.
25. Арефьев Ю. И., Поноuaренхо В. С. Параметры воздуха при расчете вен-
тиляторных rpадирен// Водоснабжение и санитарная техника. 1996. но 7.
26. Арефьев Ю. И., АндрЮШИН в. r., Спиридонова Н. В. Натурные исследова-
ния вентиляторной rрадирни С пластмассовым оросителем в системе оборотно-
ro водоснабжения// Усовершенствование методов ВОДОПодrотовки для систем
производственноrо и хозяйственно-питьевоrо водоснабжения. М.: Тр. ВНИИ
Bo.дrEo., 1984.
27. Берuaн Л. Д. Испарительное охлаждение циркуляционной воды. М.:
rосэнерrоиздат,1957.
28. Берuaн Л. Д. Технико-экономические показатели "сухих" систем охлаж-
дения конденсаторов паровых турбин ТЭЦ и АЭС// Энерrохозяйство за рубе-
жом. 1974. НО 6.
29. Брусиповский И. В. Аэродинамика осевых вентиляторов. М.: Машино-
строение, 1984.
30. rапустов В. С. Прямо точные раСПылительные аппараты в теплоэнерrе-
тике. М.: Энерrоатомиздат, 1989.
З66
f
j
31. rпадков В. А., Арефьев Ю. И., Поноuaренхо В. С. Вентиляторные rpa-
дирни. М.: Стройиздат, 1976.
32. rпадков В. А., Арефьев Ю. И. Интенсификация охлаждения воды в пле-
ночных вентиляторных rpадирнях// Водоснабжение и санитарная техника.
1975. НО 2.
33. rпадков В. А., Арефьев Ю. И. Исследование полей скоростей перед вен-
тиляторами rpадирен// Водоснабжение и санитарная техника. 1965. НО 6.
34. rпадков В. А., Поноuaренхо В. С. Экономия электроэнерrии в оборотном
цикле водоснабжения/ / Водоснабжение и санитарная техника. 1990. НО 11.
35. rпадков В. А., Поноuaренхо В. С. Технолоrический расчет rpадиреН по
rрафикам охлаждения/ / Водоснабжение и санитарная техника. 1991. НО 12.
36. rпадков В. А., Арефьев Ю. И. Исследование водоуловителей вентилятор-
ных rрадиреН// Водоснабжение и санитарная техника. 1969. НО 8.
37. п8.раыетрывоздуха для расчета охладителей воды/ В. А. rладков, В. с. По-
номаренко, Ю. И. Арефьев, В. А. Трубников// Водоснабжение и санитарная тех.
ника. 1988. НО 8.
38. rпадков В. А., ПоноuapeНltо В. С. Влияние HepaBHoMepHoro распределения
воды на эффективность работы rpадирен// Тр. ВНИИ Bo.nrEo.. Вып. 29. М.: 1971.
39. rончаров В. В. Брыэrальные водоохладители ТЭЦ и АЭС. Л.: Энерrоатом-
издат, 1989.
40. rордин И. В. Резервы экономии электроэнерrии в системах оборотноrо
водоснабжения// Промышленная энерrетика. 1983. НО 4.
41. Отведение и очистка поверхностных сточных вод/ В. С. Дикаревский,
А. М. Куртанов, А. П. Нечаев, М. И. Алексеев: Учебн. пособие для вузов. Л.:
Стройиздат,1990.
42. ЭкCПJIyaт&циЯ систем водоснабжения и rазоснабжения/ В. Д. Дмитриев,
Д. А. Коровин, А. И. Кораблев и др.: Справочник/ Под ред. В. Д. ДМитриева,
Б. r. Мишукова. 3-е иэд. перераб. и доп. Л.: Стройиздат. 1988.
43. ДХурИНClCИЙ М. Б. Применение полимерных материалов при строитель-
стве rpадирен. Информэнерrо. Сер. Тепловые электростанции. Вып. 4. М.: 1981.
44. Жабо В. В. Охрана окружающей среды на ТЭЦ и АЭС: Учебник для тех-
никумов. М.: Энерrоатомиздат, 1992.
45. Эиcuaн С. Л. Выбор систем техническоrо водоснабжения паротурбинных
элекростанций с учетом их влияния на окружающую среду// Электрические
станции. 1990. но 8.
46. Ильин Ю. А. Расчет надежности подачи воды. М.: Стройиздат, 1987.
47. калинин Е. В. Энерrетические балансы и планирование энерrоресурсов
на промышленных предприятиях. М.: Знание. МДНТП, 1980.
48. Королев И. И., БeнJtJIЯН С. Э. rибридные rpадирни для системы техводо-
снабжения электростанций// Энерrетическое строительство. 1994. НО 7.
49. Королев И. И., reнoвa Е. В., БеНКJ1JlН С. Э. О. комбинированных системах
охлаждения ТЭЦ// Теплоэнерrетика. 1996. но 11.
50. Кmrчко В. А., АпелыUIН И. Э. о.чистка природных вод. М.: Изд,во лит.
по строительству, 1971.
51. KypraнoB А. М., Федоров Н. Ф. rидравлические расчеты систем водоснаб-
жения и водоотведения: Справочник/ Л.: Стройиздат, 1986.
З67
52. Кучеренко Д. И., rnaдкOB В. А. Оборотное водоснабжение: (Системы водя-
Horo охлаждения). М.: Стройиздат, 1980.
53. Лобачев П. В., Шевелев Ф. А. Расходомеры для системы водоснабжения и
канализации. М.: Стройиздат, 1976.
54. Энерreтюса и пр ирода (эколоrические проблемы развития электроэнерre-
тики)/ r. Н. Лялик, С. r. Костина, Л. Н. Шапиро и ДJJ.! Под ред. r. Н. Лялика,
А. Ш. Резниковскоro. М.: Энерrоатомиздат, 1995.
55. Рационапъное использование и очистка воды на машиностроительных
предприятиях/ В. М. Макаров и др. М.: Машиностроение, 1988.
56. Маслов Н. Н., Коробов Ю. И. Охрана окружающей среды на железнодорож-
ном транспорте: Учебник для вузов. М.: Транспорт, 1996.
57. Осипов П. Е. rидравлика, rидравлические машины и rидропривод. М.:
Лесная промышленность, 1981.
58. IIaии Д. r., ranyCТOB В. С. Основы техники распыления жидкостей. М.:
Химия. 1984.
59. Поноwaренко В. С., Арефьев Ю. И., Каэилин Е. Н. Опыт модернизации
вентиляторной rpадирни// ВСТ. Водоснабжение и санитарная техника.
Haustechnik. 1996. N° 5.
60. Поноwaренко В. С., rnaдкoв В. А. Исследование капельных потоков при
разбрызrивании воды соплами. Тр. ВНИИ BOдrEO. Вып. 17, 1967.
61. Поноwaренко В. С., rnaдкoв В. А. Использование полимерных материа-
лов в конструкциях вентиляторных rpадирен большой производительности//
Доклады СЭВ, ЧССР, 1986.
62. Поноwapeнко В. С., давыдова Т. А. Техника-экономическая оценка сек.
ционных вентиЛяторных rpадирен// Экономика рациональноrо использования
водных ресурсов в промышленности. М.: Тр. ВННИ BOдrEO, 1990.
63. Поноwapeнко В. С., m" UU1O CO B А. Н. Экономическая и эколоrическая
оценка применения тепловых насосов// Экономика рационаЛьноrо использо-
вания водных ресурсов в промышленности. М.: Тр. ВНИИ BOдrEO, 1990.
64. Поноwaренко В. С. Расчет допустимой температуры охлажденной воды
на rpадирнях в зимних условиях// Системы водяноrо охлаждения технолоrиче-
cKoro оборудования. М.: Тр. ВНИИ водrЕО.1991.
65. Поноwapeнко В. С. Оросители, водоуловители И водоразбрызrивающие
сопла из полимеров в конструкциях rрадирен// Обзорная информация. М.:
ВНИИНТПИ, 1991.
66. Поноwaрeн1tо В. С., Арефьев Ю. И. Оросители иводоуЛовители rрадирен//
Водоснабжение и санитарная техника. 1994. NO 2.
67. Поноwaренхо В. С. Технолоrическое оборудование rрадирен// Электри,
ческие станции. 1996. N° 11.
68. Поноwaренко В. С. О реконструкции вентиляторных rрадирен// Химиче-
ская промышленность. 1996. N° 7.
69. Поноwaренко В. С. Повышение эффективности систем оборотноrо водо-
снабжения на базе rрадирен типа "Росинка"// Мясная индустрия. 1996. N° 6.
70. Поноwaренко В. С. О реконструкции башенных rрадирен// Энерrетик.
1997. NO 4.
71. Поноwaренко В. С. Технические и эколоrические аспекты применения
368
'1
'i
I
!
rрадирен типа "Росинка" в системах холодильных установок// Холодильная
техника. 1997. N° 2.
72. Поноwaрeн1tо В. С. Оценка надежности rpадирен// Водоснабжение и
санитарная техника. 1997. N° 6.
73. ПреображенCICИЙ В. П. Теплотехнические измерения и приборы. М.: Энер-
rия, 1978.
74. Прохоров Е. И., Бар..eн1tова И. П. Применение малоrабаритных rрадирен//
Водоснабжение и санитарная техника. 1996. N° 5.
75. Психрометрические таблицы. Л.: rидрометеоиздат, 1957.
76. Стерман Л. С., Лавыrин В. м., Тиmин С. r. Тепловые и атомные электри-
ческие станции: Учебник для вузов/ М.: Энерrоатомиздат, 1995.
77. ФаРфоровCICИЙ Б. С., Пятов Я. Н. Проектирование охладителей для си-
стемы производствеННоrо водоснабжения. Л.: rосстройиздат, 1960.
78. ФарфоровCICИЙ Б. С., ФарфоровCICИЙ В. Б. Охладители циркуляционной
воды тепловых электростанций. Л.: Энерrия, 1972.
79. Шабалин А. Ф. Эксплуатация промышленных водопроводов. 3-е изд.
М.: Металлурrия, 1972.
80. Шевелев Ф. А. Таблицы для rидравлическоrо расчета стальных, чуrунных
асбестоцементных и пластмассовых водопроводных труб. М.: Стройиздат, 1970.
81. ОпТlDOl38.ЦlUl режимов водооборотных систем/ В. П. Щукин и др.!/ Семи-
нары МДНТП им. Дзержинскоrо. М.: 1987.
I
11
11.2. Взаимодействие вентиляторных rрадирен, расположенных
rpуппами .............................................
11.3. Корректировка расчетных параметров наружноrо воздуха при
расположении rрадирен rруппами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
rлава 12. Специфические rpaдиpни . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.1. Поперечноточные rpадирни . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.2. Сухие rpадирни . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.3. rибридные rрадирни ...................................
12.4. rрадирни с тонкослойным отстойником в водосборном бассейне
12.5. Малоrабаритные rpадирни типа "Росинка" . . . . . . . . . . . . . . . . .
227
231
234
234
237
240
242
244
248
250
250
254
259
264
264
266
276
280
283
287
289
301
301
302
305
305
310
311
314
315
330
346
348
349
349
350
350
354
371
or JIАВЛЕНИЕ
Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Основные условные обозначения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
rлава 1. I'paдиpни в cиcreмах проwьппnенноro водоснабжении. . . . . . . . .
1.1. Охлаждение воды в промышленности . . ., ..... . " . .........
1.2. Технико-зкономические и эколоrические аспекты применения
rpадирен в системах промышленноrо водоснабжения . . . . . . . . .
1.3. Схемы промышленноrо водоснабжения с rрадирнями . . . . . . . . .
rлава 2. Виды и выбор rpaдиpен ДJUI систем водоснабжения с различны-
ми производс'!вeнныwи ЦИltJI8.WИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1. Виды rpадирен ........................................
2.2. Выбор rpадирен . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
rлава з. Особенностиnpoцесса ОVlaЖДения воды в rp&ДИpНJD: . ... ....
rлава 4. Расчет rpадирен . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1. Расчетные зависимости .................................
4.2. Исходные данные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3. Способы расчета .......................................
rлава 5. IIaраметры В03Д}'D при расчете rpадирен . . . . . . . . . . . . . . . . . .
rлава 6. Определение рааода воздуха в вентипяторных rp&ДИpНJD: . . . . .
6.1. Аэродинамический расчет подачи вентиляторов rpадирен . . . . .
6.2. Вентиляторные установки ...............................
rлава 7. Определение рааода воздуха и температуры ОVlaЖДенной
воды при естественной тяre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.1. Башенные rpадирни .... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2. Открытые rрадирни ....................................
rлава 8. Технолоrичecкие элементы rpадирен . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.1. Оросители .............................................
8.2. Водоуловители ........................................
8.3. Водораспределительные устройства .......................
rлава 9. Потери ВОДЫ в ОIЛ8ЖДIUDщих системах оборотноro водоснабже-
ния .........................................................
rлава 10. Определение основных размеров rpадирен . . . . . . . . . . . . . . .
rлава 11. Размещение rрадирен .................................
11.1. Размещение rрадирен на промплощадке .. . . . . . . . . . . . . . . . . .
370
3
6
8
8
11
16
30
30
55
63
68
68
82
83
98
108
108
119
128
128
146
151
151
176
187 ,
i
214
220
225 ,
225 I
12.7. Применение rpадирен в процессах очистки воды.. . . . . . . . . . . .
rлава 13. Требования IC материалам для rpaдиpен . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.1. Общая часть ..........................................
13.2. Оrpаждающие конструкции ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.3. Технолоrическое оборудование .... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
rлава 14. ЭJccпnyaтация rpадирен . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14.1. При емка rpадирен в эксплуатацию. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14.2. Испытания rpадирен . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14.3. Эксплуатация rpадирен в зимнее время. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14.4. Допустимая температура охлажденной воды ................
14.5. Оценка работы rрадирен с выключенными вентиляторами. . . . .
14.6. Ремонт rрадирен . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
rлава 15. Оценка надежности rpaдиpeн при проектировании и ЭlCcпnyа-
тации .......................................................
rлава 16. ОхранаOlCружающейсреды ..............................
16.1. Общие положения .....................................
16.2. Шумовые характери.стики rрадирен . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16.3. Допустимые уровни шума ...............................
16.4. Расчет требуемоrо снижения шума, создаваемоrо rpадирнями
16.5. Основные мероприятия по снижению шума rрадирен . . . . . . . . .
16.6. Взаимодействие выбрасываемых из rрадирен аэрозолей на
окружающую среду . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
rлава 17. ТехникО-ЭlCономические пOlC8Э&тели и ЭlCолоro-ЭlCономичeclCAЯ
оценка rpaдиpeн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17.1. Техника-экономические показатели ... .... . ... ..... .. . .,. .
17.2. Эколоrо-зкономическая оценка.. .. . . . . .. . . ..... ....... ., .
Прuложе/-iuе 1. Соотношение м жду единицами физических величин
Прuложенuе 2. Физические свойства воды.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Прuложенuе З. Физические свойства cyxoro воздуха . . . . . . . . . . . . . . . . .
Прuложенuе 4. Плотность влажноrо воздуха. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Прuложенuе 5. Психометрическая диаrрамма ......................
Прuложенuе 6. Показатели надежности об.рудования систем водоснаб.
жения ....................................................
Прuложенuе 7. Наиболее применяемые инrибиторы коррозии в откры'
тых системах оборотноrо водоснабжения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ПРUllоженuе 8. Стоимость охлаждения воды на rpадирнях . . . . . . . . . . .. 355
ПРUllоженuе 9. Зависимости удельных приведенных затрат от произво-
дительности сооружений при подrотовке подпиточной, обработке
оборотной и очистке продувочной воды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 357
ПРUllоженuе 10. Зависимости удельных приведенных затрат от произво-
дительности сооружений на подачу подпиточной, оборотной и про-
дувочной воды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 359
ПРUllоженuе 11. Основные орrанизации в России, занимающиеся rpa-
дирнями по состоянию на IV кв. 1997 r. ....................... 360
Нормативно-методические документы... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 363
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 365
Справочное издание
Пономаренко Виктор Семенович
Арефьев Юрий Иванович
rp АЛИРНИ IIPОМЬППJIEШIЫX
И ЭНЕРrЕТИЧЕСКИХ IIPЕДПРИЯТИЙ
Справочное пособие
Заведующий редакцией Т. И. Мушuнска
Редактор Н. Н. Сошникова
Художественный редактор Б. Н. Тумин
Технический редактор Н. М. Бруоная
Корректоры: Е. В. Куоряшова, С. Ю. Торокина
ПР N" 010256 от 07.07.97.
Набор выполнен в изда'Ienъстве. Подписано в печать с ориrинал-м&кета 15.10.98.
Формат 60 х 881/16. Бумarа офсетная N" 1. Печать офсетная. Усл. печ. л. 23,03.
Усл. kp.-оТТ. 23.03. Уч.-иэд. л. 24,79. Тираж 1000 экз. Заказ 633,
Энеprоатомнздат. 113114, Москва М-114, IIInюзовая наб., 10.
Отпеча'Iано в тиnоrрафин НИИ »rеодеэия»
r. Красноармейск Московской обл.