1.12 Мероприятия по защите водоприемных устройств от шуги и обмерзания

Общим средством защиты водозаборных сооружений от шуги является обеспечение очень малых скоростей поступления воды в водоприемные уст­ройства. Этого можно достигнуть путем увеличения площади входных отвер­стий, но не всегда это возможно.

При малом количестве шуги в реке и небольшой производительности во-

дозабора можно применять сороудерживающие решетки из гидрофобных мате­риалов (каучука, эбонита, дерева, резины) или из металлических стержней с гидрофобным покрытием или специальные водопропускные устройства типа фильтрующих, деревянных ряжевых или плавучие ограждающие устройства (шугоотбойники) в виде запаней в сочетании с небольшими скоростями посту­пления воды.

При среднем количестве шуги в реке, небольшой и средней производи­тельности водозабора, кроме перечисленных средств, предусматривают дубли­рование водоприемных устройств (оголовков), располагают их друг от друга на расстоянии, исключая возможность одновременного перерыва забора воды.

Для водозабора средней и большей производительности в этих условиях используют электрообогрев стержней сороудержательных решеток или подог­рев воды избыточным паром либо теплой водой непосредственно перед вход­ными отверстиями водозабора. Обогревают решетки на водозаборах берегового типа, а русловые оборудуют промывными устройствами, позволяющими в лю­бое время освободить водоводы и решетки от сора.

При применении электрообогрева решеток в качестве нагревающего эле­мента используют решетки. К их стержням подводят требуемое по расчету на­пряжение (50 - 150 В ). Проходя по стержням, ток подогревает решетку, и заку­порка шугой исключается.

1. Подводное льдообразование начинается при охлаждении воды до

t°C = -0,03 °С. Чтобы предотвратить прилипание льда к стержням решетки, их темпе­ратуру и температуру воды необходимо повысить до = 0,01 °С. Т.е. подогрев решеток и воды на Δt = 0,04 °С. При часовой производительности водозабора (м³/ч) потребное количество теплоты (Дж/ч) на подогрев воды определяется по формуле (43):

(43)

где - удельная теплоемкость воды,

- плотность воды, кг/м³

2) Часовой расход электроэнергии определяется по формуле (44):

(44)

где - удельные затраты энергии на подогрев воды до указанной температуры, т.е. t = 0,01 °С = 3,5 – 8

3. Подводимая к решеткам мощность определяется по формуле (45):

(45)

где k -коэффициент запаса, равен 1,5;

α - коэффициент теплопередачи от решетки к воде, равен:

- скорость течения воды в решетках, м/с;

- температура на поверхности стержней решетки, необходимая для свободного прохождения в них шуги;

- температура речной воды во время шугохода;

- площадь поверхности стержней решетки, м².

4) Ток и напряжение для обогрева решеток по формулам (46), (47):

(46)

, (47)

где R - омическое сопротивление решеток

(48)

где γ - коэффициент увеличения сопротивления решетки при питании её переменным током;

ρ - удельное сопротивление материала стержней решетки;

- высота и длина стержней, м;

n - число стержней решетки;

- площадь поперечного сечения, м².

5) Мощность N составляет 1-8 кВт на 1 м² поверхности решетки. Продувка воды перед решетками подогретым воздухом или паром предотвра­щает также обмерзание сеток. Расход пара, кг/ч:

, кг/ч, (49)

где i - теплосодержание пара, равно 2720 Дж/кг.

Ориентировочно расход пара на обогрев решеток составляет 0,15 - 0,20 кг/м³ подогрева воды.

Электрообогрев не может остановить уже начавшийся процесс обмерзания, поэтому система обогрева должна включаться заблаговременно, до ожи­даемого переохлаждения воды.

Длительное применение обратной промывки решеток от шуги не всегда дает нужный эффект. При интенсивном шугоходе периодичность обратной промывки составляет 2÷З ч., что увеличивает расход воды на собственные нуж­ды водопроводов. В этих случаях эффективна импульсная промывка.