Портал по тригенерации, когенерации и мини-ТЭЦ

УДК 66.045.54

Повышение эффективности водоулавливания в градирнях

Б.М.Доскемпиров, Открытое акционерное общество «Казахский научно-исследовательский институт энергетики имени академика Ш.Ч.Чокина»
Г.М.Тютебаева Алматинский институт энергетики и связи

      В статье предлагается принципиально новая конструкция сетчатого водоуловителя градирни. Предложенная конструкция сетчатого водоулови-тля обеспечивает колебательные движения сетки под воздействием воздуш-ного потока, что приводит к удалению пленки воды и крупных капель с сет-ки и, как следствие, к повышению эффективности водоуловителя.   

     Рост потребления электроэнергии   в промышленно-развитых странах повлек за   собой концентрацию больших мощностей на паротурбинных ТЭС и   АЭС с установкой энергетических блоков большой единичной мощности 300,500,800 МВт.        Для конденсации пара в конденсаторы (теплообменники, обычно, поверх-ностного типа) подается   охлаждающая вода. Расходы охлаждающей техни-ческой, или как ее часто называют, циркуляционной воды, очень велики. Они составляют до 92-94 %   от общего расхода технической воды на нужды кон-денсационной   тепловой электростанции, и до 90 % на атомных электростан-циях.

    Прямоточная система водоснабжения с использованием воды рек уже не может обеспечить необходимого для   ТЭС и АЭС количества охлаждающей воды. Кроме того при прямоточном водоснабжении создается опасность неблагоприятного теплового воздействия «тепловое   загрязнение» и нарушения экологического равновесия естественных водоемов.

      Для предотвращения этого в большинстве промышленно развитых странах применяются меры для использования замкнутых систем охлаждения.

     При прямоточном водоснабжении градирни применяются частично, для охлаждения циркуляционной воды в жаркое время.

     Значительно шире градирни применяются при оборотном водоснабжении, это в 40 раз снижает потребность станции в пресной воде.

     Влияние градирен на окружающую среду связано со сбросом в естественные водоемы и водотоки продувочной воды, содержащей   примеси   подпиточной воды, подвергавшейся   химической обработке, и с поступлением в атмосферу уходящего подогретого воздуха, содержащего водяные пары и капельную влагу.

     Как известно, в результате упаривания поступающих на подпитку вод их солесодержание увеличивается. По соображениям предупреждения коррозии, накипеобразования и биологической защиты в эти воды вводятся не свойственные природе вещества.

     В процессе эксплуатации градирни происходит поступление солей в атмосферу с каплеуносом и в поверхостные воды с продувкой.В атмосферу соли попадают в составе гидроаэрозолей капельного уноса, создавая специфический вид загрязнения.

     Отрицательное влияние градирен на окружающую среду выражается в увлажнении окружающей территории и сооружений, вызывающем обледенение дорог, коррозию металлоконструкций, образование на элементах ОРУ токопроводящих увлажненных пленок пыли. Кроме того в результате капельного уноса увеличивается подпитка циркуляционной воды, что влечет за собой увеличение затрат на собственные нужды станции.

      Размер капельного уноса зависит от атмосферных условий, расхода и скорости проходящего через градирню воздуха, наличия и эффективности водоуловителей.

      Он определялся при отсутствии в башенных градирнях водоуловителей величиной   0,3-0,5% от циркуляционного расхода. Например, для градирни производительностью 21900 м3/с и при отношении расхода воздуха G возд. к расходу воды G воды , равному 0,8-1,2, т.е. при расходе воздуха от 4,8-7,3*10 3 кг/с, капельный унос составлял   2,8*10 -2 м3/с при потере воды на испарение до 15,6*10 -2 м3/с.

       Столь большие расходы воды обуславливают актуальность разработки эффективных средств борьбы с потерями воды в виде капель в градирнях.

       Улавливание воды в известных водоуловителях происходит за счет изменения траектории движения капель пластинами и осаждения воды на них при столкновении с поверхностями.

       Для этих целей применяются водоуловители различных конструкций из асбоцемента, дерева, алюминия или полимеров.

      Основным недостатком перечисленных водоуловителей является низкая эффективность при улавливании мелких капель. Это объясняется снижением силы инерции капли с уменьшением ее размера. В итоге капля меняет направление движения вместе с потоком воздуха и не достигает поверхности водоуловителя.

     Для повышения эффективности улавливания мелких капель предложен   водоуловитель, представляющий собой мелкоячеистую полимерную сетку.

      В сетчатом каплеуловителе сетка крепится на опорно-балочной решетке

градирни без натяжения с провисом между балками. Величина провиса должна составлять не менее 0,05м на метр длины. Такая конструкция каплеуловителя обеспечивает колебательные движения сетки под воздействием воздушного потока, что приводит к удалению («стряхиванию») пленки воды и крупных капель с сетки. Это уменьшает суммарную площадь участков сетки, ячейки которых перекрыты пленкой воды и крупными каплями, как это имеет место в сетчатых водоуловителях обычной конструкции, что предотвращает унос мелких капель из-за увеличения скорости потока воздуха, движущегося через участки сетки с ячейками свободными от воды.  


    На рис.1 представлена схема каплеуловителя - вид сбоку; рис.2-то же, вид сверху.


      Опорная рама 2 может быть выполнена в виде прямоугольной рамы, или иметь продольные балки 3. Позиция 4- воздушно-капельный поток.

      На экспериментальной установке вентиляторной градирни был проведен ряд исследований, которые позволили определить количественный и фракционный состав капель до и после водоуловителя. Для этого использовалась ранее опробированная методика осаждения капель на датчик,

которая представляла собой стеклянную полоску, покрытую тонким слоем

вазелина и машинного масла, так называемую подложку, что позволяло каплям сохранить свою форму и размеры. Для соизмерения капель использовалась полоска миллиметровки, наклеенная на стекло. Количество и

фракционный состав капель фиксировались фотоаппаратом, а уточнение полученного результата производилось с помощью микроскопа.

      Предложенная конструкция сетчатого водоуловителя внедрена на промышленной градирне площадью 324 м 2. Проведенные испытания подтвердили эффективность водоулавливания.

       Данный каплеуловитель перспективен, так как обладает значительно меньшей стоимостью как материала, так и монтажа, прост в ремонте. При этом можно говорить примерно о трехкратном сокращении капитальных вложений.

Список литературы

1.Гладков В.А., Арефьев Ю.И., Пономаренко В,С. Вентиляторные градирни.- М. Стройиздат,1976.

2. Фарфоровский Б.С., Фарфоровский В.Б. Охладители циркуляционной воды тепловых электростанций.- Л. Энергия, 1972.

3. Пономаренко В.С., Арефьев Ю.И. Оросители и водоуловители градирен // Водоснабжение и санитарная техника.- 1994.- №2.

Материалы второй международной научно-технической конференции “Энергетика, телекоммуникации и высшее образование в современных условиях”.

Алматинский институт энергетики и связи, www.aipet.kz