Водоснабжение, водоподготовка и очистка сточных вод

Для просмотра сайта используйте Internet Explorer

5.1.1.Сооружения для охлаждения воды

Вода, предназначенная для повторного использования охлаждается в специальных сооружениях - градирнях, брызгальных бассейнах, прудах-охладителях.

Охлаждение воды на сооружениях происходит вследствие ее испарения и конвекции (отдача тепла воздуху). В летнее время испарением отдается 80-85 % отводимого водой от агрегата тепла, а остальные 15-20 % передается воздуху путем непосредственного соприкосновения с ним. В зимнее время доля тепла, отдаваемого воздуху, возрастает до 50 % и более.

Градирни. Градирня представляет собой охладитель закрытого типа. В градирнях всех типов несущий каркас делают железобетонным. Башня может быть железобетонной, металлической или деревянной.

Башенные капельные градирни наиболее распространены на металлургических заводах. Они состоят из оросителя, вытяжной башни и сборного резервуара для охлажденной воды.

Ороситель представляет систему трехгранных или прямоугольных деревянных реек, горизонтально расположенных в шахматном порядке рядами (от 9 до 18 рядов), с расстоянием между рядами 30-40 см (решетник). Охлаждаемая вода подается в лотки и из них в распределительные желоба градирни, на две которых имеется ряд отверстий с распределительными трубками. Вытекающие из трубок тонкие струйки падают на разбрызгивавшие тарелки и решетник и дробятся на капли.

Навстречу каплям, снизу, движется поток воздуха, которому вода и отдает свое тепло.

Вытяжная башня служит для обеспечения тяги поступавшего в градирню воздуха. Башню чаще всего строят в виде металлического каркаса. Каркас может быть обшит деревянной или стальной гофрированной обшивкой.

На крупных градирнях устраивают железобетонные цилиндрические или гиперболические вытяжные башни. Высота таких градирен составляет 95 м.

Резервуар для охлаждающей вода в небольших градирнях (с площадью оросителя до 100 м²) устраивают под оросителем, а в больших - только под центральной частью оросителя.

Башенные пленочные градирни отличаются от капельных конструкцией оросителя. Ороситель устроен из наклонных сплошных деревянных щитов, расположенных на расстоянии 30-80 мм один от другого. Щиты делают из досок толщиной 6-10 мм, высота щитов – 0,8-1,5 м, ширина – 1,5-2 м. Вода стекает по поверхности этих щитов тонкой пленкой. В результате получается очень большая площадь соприкосновения воды с воздухом. Поэтому они по сравнению капельными работают более эффективно при одной и той же площади оросителя.

Вентиляторные градирни строят с вытяжными и нагнетательными вентиляторами. Первые строят для большой, а вторые – для средней производительности.

Вентиляторные градирни отличаются от башенных тем, что тяга воздуха в них создается искусственно. Поэтому вытяжных башен в вентиляторных градирнях не устраивают.

Вентиляторные градирни как и башенные, могут быть капельными или пленочными. Конструкция оросительного устройства в вентиляторных градирнях примерно такая же как и в башенных.

Брызгальные бассейны. Это открытые железобетонные резервуары из двух и более секций. Над резервуаром на распределительных трубопроводах установлены насадки (сопла) для разбрызгивания воды. Эти сопла называются брызгалами. Сопла устанавливаются одиночно или группами. Глубина бассейна 1,5-2 м. Ширину бассейна принимают около 45 м, а с учетом защитной зоны – не более 50-60 м. Длина бассейна или секции – 80-00 м.

Охлаждающие пруды. Отработавшая нагретая вода, сброшенная в пруд, охлаждается в нем частично вследствие испарения с поверхности пруда и частично из-за отдачи тепла воздуху путем конвекции. Чем больше скорость движения воздуха, тем интенсивнее идет охлаждение воды. В охлаждении воды участвует не вся поверхность зеркала пруда, а лишь часть ее – «активная зона». Активная зона составляется из площади пруда, по которой протекает поток теплой воды от впуска до водозабора. Площадь активной зоны составляет не более 80-90% полной площади зеркала пруда (70-80% при вытянутой форме и 50-70% - при круглой). Отношение площади активной зоны к площади всего зеркала пруда называется коэффициентом использования пруда:

.

Хорошим считается пруд при .

Производительность градирен и брызгальных бассейнов характеризуется плотностью орошения, то есть количеством воды в м³/час на 1 м² площади орошения для градирен или на 1 м² активной площади для брызгальных бассейнов.

Плотность орошения принимают: для брызгальных бассейнов в зависимости от типа брызгал равной 1,2-1,5; для башенных капельных градирен – 2,0-7,5; для башенных пленочных градирен 4,0-10,0; для вентиляторных капельных градирен – 4,0-8,0; для вентиляторных пленочных – до 15.

Часть воды при охлаждении безвозвратно теряется.

В брызгальных бассейнах потери воды составляют:

,

где - потери вследствие испарения воды; - потери с уносом воды ветром; - потери воды на продувку.

Продувкой называют сброс части воды из оборотной системы во избежание повышения ее жесткости с добавкой такого же количества свежей воды.

Брызгальные бассейны и пруды-охладители применяют при низких требованиях к охлаждению воды: разница температур охлаждаемой и охлажденной воды не более 5-10 ⁰С при разнице температур охлаждаемой воды и окружающего воздуха 10-12 ⁰С.

В системах оборотного водоснабжения, требующих устойчивого охлаждения воды, применяют башенные градирни с капельными или пленочными оросителями. В градирнях этого типа разница температур охлаждаемой и охлажденной воды не более 5-12 ⁰С при разнице температур охлаждаемой воды и охлаждающего воздуха большей 8-10 ⁰С.

Вентиляторные градирни применяются при необходимости устойчивого и глубокого охлаждения воды. В градирнях этого типа разница температур охлаждаемой и охлажденной воды составляет 3-20 ⁰С при разнице температур охлаждаемой воды и окружающего воздуха большей 4-5 0С. Градирни этого типа позволяют осуществить автоматическое поддержание температуры охлажденной воды на заданном уровне путем изменения производительности вентиляторов.