Тема №8 Системы охлаждения оборотной воды. Расчет расходов добавочной воды
Наиболее перспективный путь уменьшения потребления свежей воды – это создание оборотных и замкнутых систем водоснабжения. При оборотной системе водоснабжения одна и та же вода используется множество раз, мало загрязняясь. Различные потери воды в жидкой форме и в виде пара компенсируются дополнительной подпиткой.
Общая убыль воды и системы оборотного водоснабжения в единицу времени или на единицу продукции складывается из следующих расходов:
-безвозвратных потерь – уноса с продуктом или отходами………….... Qб.п.;
-расходов на полив полов, проездов, насаждений …………….…..……Qпол.;
-испарений в охладителе оборотной воды ………………………………Qисп.;
-унос с воздухом из охладителя …………………………………………..Qун.;
-естественного испарения с водной поверхности…………………..….. Qисп.ест;
-транспирации растительностью водоема ……………………………….Qтранс.;
-фильтрации из системы водоснабжения в почву……………………… Qф.;
-сброса воды в водоемы для освежения оборотной воды (продувка)… Qпрод.;
-сброса сточных вод в водоем …………………………………………....Qсбр.ст.
Безвозвратное
потребление
и потери воды на производстве в местах
ее использования равно
где
– количество воды, уносимое с продуктом;
– количество
воды, уносимое с отходами.
Расход воды на полив полов, проездов и насаждений определяется по СНиП II-31-74. Объем поливочно-моечного стока за год, м3, рассчитывается по формуле
где а – площадь дорожных покрытий, % (обычно около 20%);
b – количество дней, в течение которых производится мойка (для средней полосы России около 150).
Потери воды на испарение при охлаждении Qисп, определяемые по формуле
Где Δt = t1 – t2 – перепад температуры воды в градусах, определяемый как разность температур воды, поступающей на охладитель (пруд, брызгальный бассейн или градирню), t1 и охлажденной воды t2;
Qохл – расход оборотной воды;
Кисп – коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи испарением в общей теплоотдаче, принимаемый для брызгальных бассейнов и градирен в зависимости от температуры воздуха (по сухому термометру) по табл. 1, а для водохранилищ (прудов)-охладителей – в зависимости от естественной температуры в водотоке по табл. 2.
Таблица 1
Температура воздуха, ° С |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
Значения коэффициента Кисп для градирен и брызгальных бассейнов |
0,001 |
0,0012 |
0,0014 |
0,0015 |
0,0016 |
Таблица 2
Температура воды, °С, в реке или канале, впадающих в водохранилище (пруд) |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
Значения коэффициента Кисп для водохранилищ (прудов) - охладителей |
0,0007 |
0,0009 |
0,0011 |
0,0013 |
0,0015 |
Потери воды на унос из системы в виде капель Qун. (если вода используется в качестве теплоносителя) зависят от типа, конструкции и размеров охладителя, а для открытых охладителях – от скорости ветра и др.
где Kун – коэффициент потерь воды на унос:
Таблица 3
Охладитель |
Kун |
Вентиляторные градирни с водоуловительными устройствами: -при отсутствии в оборотной воде токсичных веществ … |
0,001– 0,002 |
-при наличии токсичных веществ …………………………. |
0,0005 |
Башенные градирни без водоуловительных устройств и оросительные теплообменные аппараты ……………………………………………………………….. |
0,005– 0,01 |
Башенные градирни с водоуловительными устройствами ……………………. |
0,0001– 0,0005 |
Открытые и брызгальные градирни …………………………………………….. |
0,01– 0,015 |
Брызгальные бассейны производительностью, м3/ч: до 500 ………………….. |
0,02– 0,03 |
-св. 500 до 5000 …………… |
0,015– 0,02 |
-свыше 5000 ………………. |
0,0075– 0,01 |
Потери воды на испарение с водной поверхности естественных водоемов, а также на транспирацию воды растительностью следует определять по инструкции «Указания по расчету испарения с водной поверхности водоемов».
Потери воды на фильтрацию определяются специальным расчетом. Эти потери незначительны при водонепроницаемых основаниях и слабофильтрующих ограждениях, при хорошо фильтрующих основаниях, состоящих из галечника и песка, размер этих потерь может достигать десятков процентов от притока воды.
Расчетный расход продувочной воды составляет
где доп – допустимый коэффициент упаривания воды в системе оборотного охлаждения, зависящий от состава исходной воды и способа обработки добавочной или оборотной воды; в градирнях доп варьируется от 1 до 6.
Пример. Рассчитать расходы добавочной воды в башенной градирне без водоуловительных устройств, если:
-количество
отбираемой из природного источника
воды…
м3/сут
-количество выпускаемой продукции ……………………….Qвып=16800 т/сут
-влажность продукции………………………………………. α=1%
-количество отходов …………………………………………..Qотх=58 м3/сут
-влажность осадка……………………………………………. β=96%
-коэффициент рециркуляции……………………….………. λ=0,49
-площадь территории для полива…………………….….…. F=0,5 га
-температура воды, поступающей на охладитель…………. Т1=43,6 ºС
-температура охлажденной воды……………………………. Т2=37,3 ºС
-температура воздуха………………………………………... Твозд=20 ºС
-допустимый коэффициент упаривания воды в системе
оборотного охлаждения………………………………………. φ доп = 2
Решение.
Количество воды, уносимое с продуктом, м3/сут
.
Количество воды, уносимое с отходами, м3/сут
.
Безвозвратное потребление и потери воды на производстве в местах ее использования, м3/сут
.
Объем поливочно-моечного стока, м3/сут
.
Количество воды, используемой в оборотном водоснабжении, м3/сут
;
Потери воды на испарение при охлаждении Qисп, м3/сут
.
Потери воды на унос из системы в виде капель, м3/сут
.
Расход продувочной воды составляет, принимаем доп=1, м3/сут
.
Необходимое количество добавочной воды составляет, м3/сут
.