Бесплатная библиотека стандартов и нормативов www.docload.ru

Все документы, размещенные на этом сайте, не являются их официальным изданием и предназначены исключительно для ознакомительных целей.
Электронные копии этих документов могут распространяться без всяких ограничений. Вы можете размещать информацию с этого сайта на любом другом сайте.
Это некоммерческий сайт и здесь не продаются документы. Вы можете скачать их абсолютно бесплатно!
Содержимое сайта не нарушает чьих-либо авторских прав! Человек имеет право на информацию!

 

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ВОДОСНАБЖЕНИЯ
КАНАЛИЗАЦИИ, ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ
И ИНЖЕНЕРНОЙ ГИДРОГЕОЛОГИИ
(ВНИИ ВОДГЕО) ГОССТРОЯ СССР

ПОСОБИЕ
по проектированию градирен

(к СНиП 2.04.02-84)

Утверждено
приказом ВНИИ ВОДГЕО Госстроя СССР
от 20 марта 1985 г. № 27

Москва
Центральный институт типового проектирования
1989

Приведены материалы для проектирования вентиляторных, башенных, открытых и радиаторных градирен, методы технологического расчета охлаждающей способности, рекомендации по проектированию строительных конструкций, а также оценке шума вентиляторных градирен.

Для инженерно-технических работников проектных, строительных и эксплуатационных организаций.

Пособие разработано ВНИИ ВОДГЕО Госстроя СССР (руководитель и ответственный исполнитель д-р техн. наук, проф. В. А. Гладков - разд. 1, 2, пп. 7.1, 7.2, 7.15 - 7.29, канд. техн. наук Ю. И. Арефьев - разд. 2, пп. 7.3 - 7.14, канд. техн. наук В. С. Пономаренко - разд. 2) с участием Союзводоканалпроекта Госстроя СССР (инженеры В. А. Трубников и Л. Г. Стулова - разд. 2, 4, 5); ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева Минэнерго СССР (кандидаты техн. наук Е. А. Сухов и Р. Е. Гельфанд - разд. 3); Ленинградского отделения Атомтеплоэлектропроекта Минэнерго СССР (инженеры В. А. Морозов и Ф. А. Шершнев - разд. 3, пп. 6.1 - 6.19, 6.103 - 6.117); НИИЖБ Госстроя СССР (канд. техн. наук М. М. Капкин - пп. 6.20 - 6.45); Промстройпроекта Госстроя СССР (инж. И. Л. Генешта - пп. 6.75 - 6.101); Проектстальконструкции Госстроя СССР (инж. Г. И. Дубовик - пп. 6.46 - 6.74), Сантехпроекта Госстроя СССР (инж. Р. Г. Котляр - пп. 7.3 - 7.14) и Института общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР (канд. мед. наук Л. X. Цыгановская - пп. 7.15 - 7.29).

При пользовании Пособием следует учитывать утвержденные изменения строительных норм и правил и государственных стандартов, публикуемые в журнале «Бюллетень строительной техники», «Сборнике изменений к строительным нормам и правилам» Госстроя СССР и информационном указателе «Государственные стандарты СССР» Госстандарта СССР.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Градирня представляет собой сооружение для охлаждения воды в оборотных системах водоснабжения.

1.2. Применение охлажденной воды в энергетике и промышленности связано с конденсацией отработавшего пара после расширения его в паровых двигателях, с конденсацией и охлаждением газообразного и жидкого продукта химического производства, с охлаждением оборудования в целях предохранения его от быстрого разрушения под влиянием высоких температур (например, цилиндров компрессоров, кладки производственных печей) и т.п.

В зависимости от назначения охлажденной воды требования, предъявляемые к температуре этой воды, могут сильно различаться. Эти требования диктуются условиями производственных процессов, экономичностью и надежностью работы установок. Они определяются, как правило, технологией производства.

1.3. По способу передачи тепла атмосферному воздуху можно классифицировать градирни на:

испарительные, в которых передача тепла от воды воздуху осуществляется в основном за счет испарения;

радиаторные, или сухие, в которых передача тепла от воды воздуху осуществляется через стенку радиаторов за счет теплопроводности и конвекции;

смешанные, в которых используется передача тепла за счет испарения, теплопроводности и конвекции.

1.4. Теоретическим пределом охлаждения воды в испарительных градирнях является температура атмосферного воздуха по смоченному термометру, которая может быть ниже температуры по сухому термометру на несколько градусов.

Теоретическим пределом охлаждения воды в радиаторных градирнях является температура атмосферного воздуха по сухому термометру.

1.5. Испарительные градирни обеспечивают более глубокое охлаждение воды по сравнению с радиаторными и могут быть выполнены из дешевых и менее дефицитных материалов.

1.6. Радиаторные градирни получили незначительное применение из-за малой глубины охлаждения воды и низких коэффициентов теплоотдачи поверхности контакта с воздухом. Вследствие этого поверхность контакта таких градирен возрастает в несколько десятков раз по сравнению с испарительными. Кроме этого, из-за малой теплоемкости воздуха для радиаторных градирен требуется значительно большее количество воздуха, чем для испарительных. Радиаторные градирни обладают рядом недостатков при эксплуатации в условиях отрицательных температур наружного воздуха. Однако радиаторные градирни рекомендуют к применению, когда можно или требуется обеспечить отсутствие контакта охлаждаемой воды с воздухом или в районах с дефицитом воды.

1.7. В комбинированных радиаторно-испарительных градирнях, так же как и в сухих, охлаждение воды происходит через стенки радиаторов, орошаемые снаружи водой. Отдача тепла водой, протекающей через радиаторы к воздуху, осуществляется за счет теплопроводности через стенки и испарения орошающей воды. Указанные градирни получили меньшее распространение, чем испарительные и радиаторные из-за неудобств при эксплуатации.

1.8. По способу создания тяги воздуха градирни разделяются на:

вентиляторные, через которые воздух прокачивается нагнетательными или отсасывающими вентиляторами;

башенные, в которых тяга воздуха создается высокой вытяжной башней;

открытые, или атмосферные, в которых для протока воздуха через них используются естественные токи воздуха - ветер и отчасти естественная конвекция.

1.9. В зависимости от конструкции оросительного устройства и способа, которым достигается увеличение поверхности соприкосновения воды с воздухом, градирни подразделяются на пленочные, капельные и брызгальные.

Каждый из указанных видов градирен может иметь разнообразные конструкции отдельных элементов оросительного устройства, отличаться их размерами, расстояниями между ними и может быть выполнен из различных материалов.

1.10. Башенные градирни выполняются отдельно стоящими, круглыми или многоугольными в плане, вентиляторные - секционными или отдельно стоящими, в плане могут иметь форму квадрата, прямоугольника, многоугольника или круга.

1.11. На вентиляторные градирни допускается удельная тепловая нагрузка 335 - 419 МДж/ (м2 × ч) [80 - 100 тыс. ккал/ (м2 × ч)] и выше, на башенные, в зависимости от высоты башни, - удельная нагрузка 251 - 419 МДж/ (м2 × ч) [60 - 100 тыс. ккал/ (м2 × ч)]. На атмосферные градирни допускается удельная тепловая нагрузка 29,3 - 62,6 МДж/ (м2 × ч) [7 - 15 тыс. ккал/ (м2 × ч)]. Зависимость охладительного эффекта атмосферных градирен от силы и направления ветра ограничивает их применение.

1.12. Удельная гидравлическая нагрузка на градирни определяется технологическими расчетами, приведенными в разд. 2. Она зависит от расчетных параметров атмосферного воздуха при заданном проценте обеспеченности, требуемых перепадов температуры воды, расчетных температур охлажденной воды и выбранного вида и конструкции градирен.

Ориентировочно для градирен, проектируемых для средней полосы нашей страны, удельная гидравлическая нагрузка принимается, м3/ (м2 × ч), при оросителе:

пленочном                              8 - 12

капельном                              6 - 10

брызгальном                          5 - 6

Для открытых атмосферных градирен расчетная удельная гидравлическая нагрузка обычно недолжна превышать 3 - 5 м3/ (м2 × ч).

1.13. Выбор типа градирен следует производить по технологическим расчетам с учетом заданных в проекте расходов воды и количества тепла, отнимаемого от продуктов, аппаратов и охлаждаемого оборудования, температур охлаждаемой воды и требований к устойчивости охладительного эффекта, метеорологических параметров, инженерно-геологических и гидрологических условий площадки строительства градирни, условий размещения охладителя на площадке предприятия, характера застройки окружающей территории и транспортных путей, химического состава добавочной и оборотной воды и санитарно-гигиенических требований к нему, технико-экономических показателей процесса строительства этих сооружений.

1.14. При наличии в оборотной воде взвесей в сочетании с маслами и нефтепродуктами, образующих на элементах оросителя трудноудаляемые отложения, рекомендуется применять градирни брызгального типа. Такого же типа градирни рекомендуется применять при возможности выделения из оборотной воды карбоната кальция в виде накипи на элементах оросителя в больших количествах, угрожающих обрушению оросителя. Возможность выделения карбоната кальция устанавливается по аналогии с действующими соседними системами оборотного водоснабжения предприятий, использующими ту же добавочную воду и работающими в сходных гидротермических режимах.

1.15. По условиям предотвращения разрушения конструкционных материалов (бетона и древесины) температура воды, поступающей на градирни, не должна, как правило, превышать 60 °С. При температуре поступающей воды выше 60 °С следует применять защитные покрытия конструкций или термоустойчивые материалы.

1.16. По условиям надежности, удобства и экономичности эксплуатации рекомендуется от 2 до 12 секций или градирен в одном оборотном цикле водоснабжения. Если по технологическим расчетам число секций или градирен составляет более 12 или менее 2, следует выбрать другой типоразмер градирен.

1.17. При расположении градирен на площадке предприятия следует обеспечивать беспрепятственный доступ атмосферного воздуха к ним и благоприятные условия для отвода увлажненного воздуха, выбрасываемого из градирен. По этим соображениям не рекомендуется группу градирен располагать в окружении высоких зданий или на близком расстоянии от них. Расстояние должно быть свыше полуторной высоты зданий. При этом необходимо учитывать розу ветров и направление зимних ветров для предупреждения увлажнения и обмерзания зданий и сооружений возле градирен.

Расстояния от соседних зданий, до градирен и между градирнями следует принимать по СНиП II-89-80.

1.18. Расчетные атмосферные параметры для проектирования строительной части градирен необходимо принимать по СНиП 2.01.01-82.

2. ВЕНТИЛЯТОРНЫЕ ГРАДИРНИ

ОБЩАЯ ЧАСТЬ

2.1. Вентиляторные градирни надлежит применять в системах оборотного водоснабжения, требующих устойчивого и глубокого охлаждения воды, при высоких удельных гидравлических и тепловых нагрузках, при необходимости сокращения объема строительных работ, маневренного регулирования температуры охлажденной воды средствами автоматизации.

2.2. Схемы некоторых видов вентиляторных градирен, проекты которых разработаны Союзводоканалпроектом при участии ВНИИ ВОДГЕО, приведены на черт. 1 - 5.

2.3. Технологическая схема вентиляторной градирни включает в себя следующие основные элементы: оболочку (корпус), состоящую из каркаса, обшитого листовым материалом, водораспределительное устройство, ороситель, водоуловитель, водосборный бассейн и вентиляторную установку.

2.4. Для вентиляторов марок ВГ 25, ВГ 50, ВГ 70 и ВГ 104 разработаны типовые проекты градирен площадью 25, 64, 144, 192 и 400 м2. Для вентиляторов с рабочим колесом диаметром 10 и 18 м, подачей соответственно 2,7 и 10 млн. м3/ч воздуха и площадью 380 и 1200 м2 разработаны индивидуальные проекты.

ВЕНТИЛЯТОРНЫЕ УСТАНОВКИ

2.5. В градирнях для создания искусственной тяги применяются серийно изготовляемые осевые вентиляторы для градирен марки ВГ и осевые вентиляторы общепромышленного назначения марки 06-300. Технические характеристики вентиляторов приведены в табл. 1 и на черт. 6 - 11.

В марке вентилятора для градирен первая цифра означает номер модификации, цифры после букв ВГ - условный диаметр рабочего колеса в дециметрах. Например, вентилятор марки 3ВГ 25 - это вентилятор для градирен модификации номер 3 с рабочим колесом условным диаметром 25 дм.

Черт. 1. Схема вентиляторной противоточной градирни

1 - диффузор; 2 - вентилятор; 3 - водоуловитель; 4 - водораспределительная система; 5 - оросительное устройство; 6 - воздухонаправляющий козырек; 7 - воздуховходные окна; 8 - воздухораспределительное пространство; 9 - переливной водовод; 10 - грязевой водовод; 11 - водосборный бассейн; 12 - ветровая перегородка; 13 - отводящий водовод; 14 - подводящий водовод

Черт. 2. Схема поперечноточной градирни с отсасыванием воздуха вентилятором

1 - диффузор; 2 - вентилятор; 3 - подводящий водовод; 4 - водораспределительная система; 5 - водоуловитель; 6 - оросительное устройство; 7 - жалюзи; 8 - водосборный бассейн; 9 - отводящий водовод; 10 - переливной водовод

Черт. 3. Схема одновентиляторной градирни площадью 400 м2 с вентилятором марки 1ВГ 104

1 - диффузор; 2 - вентилятор; 3 - водоуловитель; 4 - водораспределительная система; 5 - оросительное устройство; 6 - ветровая перегородка; 7 - водосборный бассейн; 8 - подводящий водовод; 9 - отводящий водовод

Черт. 4. Схема вентиляторной градирни, располагаемой на зданиях

1 - водоуловитель; 2 - водораспределительная система; 3 - оросительное устройство; 4 - вентилятор

Черт. 5. Схема поперечноточной градирни с нагнетанием воздуха вентилятором

1 - водораспределительная система; 2 - водоуловитель; 3 - оросительное устройство; 4 - водосборный поддон; 5 - вентилятор

Таблица 1

Техническая характеристика вентилятора

Марка вентилятора

06-300 № 8

06-300 № 12,5

1ВГ 25

3ВГ 25

2ВГ 50

2ВГ 70

1ВГ 104

06-300 № 8

Номинальная подача воздуха, тыс. м3

15

45

120

156

500

1100

2700

23

Статический напор, Па (кгс/м2)

-

-

137 (14)

-

147 (15)

157 (16)

167 (17)

-

Полное давление, Па (кгс/м2)

98 (10)

157 (16)

-

137 (14)

-

-

-

235 (24)

КПД вентилятора

0,78

0,78

-

0,63

-

-

-

0,78

Частота вращения, об/мин

930

730

365

365

178

178

110

1410

Число лопастей, шт.

3

3

3

6

3

3

6

3

Угол установки лопастей, град

-

-

16

22

16

15

13

-

Диаметр рабочего колеса, м

0,8

1,25

2,5

2,5

5,0

7,0

10,4

0,8

Диаметр втулки, м

0,32

0,5

0,75

-

1,5

2,1

3,64

0,32

Марка электродвигателя

AOЛ2-21-6

A02-42-8

BACO 10-19-16

BACO 10-19-16

BACO 14-16-32

BACO 15-23-34

BACB 17-40-52

АОЛ2-32-4

Мощность, кВт

0,8

3,0

11,0

11,0

30,0

75,0

200,0

3,0

Напряжение, В

380

380

380

380

380

380

6000

380

Частота тока, Гц

50,0

50,0

50,0

50,0

50,0

50,0

50,0

50,0

КПД электродвигателя

-

-

0,885

0,885

0,83

0,875

-

-

Габариты вентилятора, м:

 

 

 

 

 

 

 

 

диаметр

0,86

1,32

3,00

3,00

6,00

8,40

10,45

0,86

высота

0,98

1,51

1,87

1,87

3,74

5,15

13,5

0,98

Масса вентилятора, кг

-

-

1200

-

4960

9300

16250

-

То же, без электродвигателя, кг

51

157

 

-

-

-

-

51

Черт. 6. Аэродинамическая характеристика вентилятора марки 1ВГ 25

Зависимости а - мощности N, б - КПД h; в - напора Н от подачи воздуха вентилятором G"в.

2.6. Срок службы вентиляторов устанавливается не менее десяти лет. Ресурс работы до первого капитального ремонта должен составлять не менее 20000 ч.

2.7. На черт. 12 приведена обобщенная схема вентиляторной установки марок ВГ 25, ВГ 50 и ВГ 70 и ее габариты.

Рабочее колесо, состоящее из ступицы с закрепленными на ней лопастями и втулки ротора, насажено непосредственно на вал тихоходного электродвигателя, прикреплено к нему болтами и вращается в полости среднего патрубка (обечайки), расположенного соосно с ним.

Лопасти вентиляторов марок 1ВГ 25, 2ВГ 50 и 2ВГ 70 - стальные марки ЦЗ-04. Лопасти вентилятора марки 3ВГ 25 - алюминиевые марки К-121а. Лопасти вентилятора марки 1ВГ 104 - стеклопластиковые марки К-100.

Диффузор состоит из отдельных щитов, коллектор и средний патрубок - из отдельных секторов.

Черт. 7. Аэродинамическая характеристика вентилятора марки 3ВГ 25

Зависимости а - мощности N; б - КПД h; в - напора Н от подачи воздуха вентилятором G"в

Привод вентиляторов - тихоходный электродвигатель вертикального исполнения.

Последняя буква в марке двигателя указывает вид его охлаждения: например, О - воздушное, В - водяное. Привод крепится на специальной раме, относящейся к строительной части градирен.

Подачу воздуха вентилятором можно регулировать изменением угла наклона лопастей.

Черт. 8. Аэродинамическая характеристика вентилятора марки 2ВГ 50

Зависимости а - мощности N, б - напора Н от подачи воздуха вентилятором G"в

Черт. 9. Аэродинамическая характеристика вентилятора марки 2ВГ 70

Зависимости а - мощности N, б - напора Н от подачи воздуха вентилятором G"в

2.8. В марке вентилятора общепромышленного назначения номер указывает величину условного диаметра рабочего колеса вентилятора в дециметрах. Например, вентилятор общепромышленного назначения марки 06-300 № 12,5 имеет условный диаметр рабочего колеса 12,5 дм. Конструктивные размеры осевых вентиляторов общепромышленного назначения марок 06-300 № 4, 06-300 № 5, 06-300 № 6,3; 06-300 № 8; 06-300 № 10 и 06-300 № 12,5 приведены на черт. 13 и в табл. 2.

Черт. 10. Аэродинамическая характеристика вентилятора марки ВГ 104

Зависимости а - мощности N, б - напора Н от подачи воздуха вентилятором G"в

Лопасти вентиляторов марки 06-300 - стальные, привод - асинхронный электродвигатель горизонтального исполнения. Вентиляторы марок 06-300 № 4, 06-300 № 5, 06-300 № 6,3 изготавливаются без станин, вентиляторы марок 06-300 № 8, 06-300 № 10 и 06-300 № 12,5 - со станинами. В типовых проектах градирен применяются вентиляторы марок 06-300 № 8 и 06-300 № 12,5. В индивидуальных проектах могут применяться и другие марки вентиляторов.

Черт. 11. Аэродинамические характеристики осевых вентиляторов марки 06-300 общепромышленного назначения № 4; 5; 6,3; 8; 10 и 12,5

Черт. 12. Вентиляторная установка марок ВГ

1 - диффузор; 2 - корпус; 3 - коллектор; 4 - привод; 5 - рабочее колесо

Марка вентилятора

Размеры, мм

D1

D2

D3

Н1

Н2

H3

ВГ 25

3000

3000

2520

1870

1000

480

ВГ 50

6000

5910

5040

3720

2200

700

ВГ 70

8400

8400

7050

5150

3000

1000

Черт. 13. Осевые вентиляторы марки 06-300 общепромышленного назначения № 4; 5; 6,3; 8; 10 и 12,5

Таблица 2

Номер вентилятора

Диаметр рабочего колеса вентилятора, мм

Размеры, мм (см. черт. 13)

D

D1

D2

D3

A

Б

Г

Е

Ж

К

H

4

400

160

403

430

460

-

-

-

200

-

-

-

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

ВОДОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

2.9. В вентиляторных градирнях следует применять преимущественно низконапорные трубчатые системы распределения воды с разбрызгивающими соплами. К этим системам предъявляются требования: возможно равномернее распределять охлаждаемую воду по оросителю и обеспечивать расчетную подачу воды в процессе эксплуатации градирен. Схемы и конструктивные размеры пластмассовых сопел - тангенциального, ударного с зубчатым отражателем и раструбного - приведены на черт. 14 и в табл. 3, их гидравлические характеристики - в табл. 4. В башенных градирнях применяются, в основном, ударные сопла с чашечными отражателями, схема и гидравлическая характеристика которых приведены на черт. 15.

Таблица 3

Условный диаметр сопла: входного и выходного отверстий, Dу, мм

Размеры, мм (см. черт. 14)

d0

dк

lк

Rвх

a

b

20 ´ 12

12

26

40

8

18

10

32 ´ 16

16

32

60

9,5

32

15

32 ´ 22

22

45

70

12,5

31

20

Черт. 14. Разбрызгивающие пластмассовые сопла

а - тангенциальное; б - ударное с зубчатым отражателем; в - раструбное

Таблица 4

hc, м

qс, м3

К¢н.р

Rф, м

hф, м

Направление выходного отверстия и расстояние от сопла до оросителя, м

вниз
1

вниз
0,5

вверх
0,25

вниз
1

вверх
0,25

вверх
0,25

Тангенциальное сопло, Dy = 20 ´ 12 мм, m = 0,53

1,5

1,15

0,79

0,70

0,50

0,55

1,7

1,0

2,0

1,28

0,82

0,72

0,44

0,65

2,0

1,2

3,0

1,46

0,88

0,79

0,35

0,75

2,5

1,8

4,0

1,65

0,94

0,83

0,30

0,80

2,9

2,5

Тангенциальное сопло, Dу = 32 ´ 16 мм, m = 0,51

1,5

2,70

0,74

0,72

0,79

0,45

1,8

1,2

2,0

3,06

0,75

0,80

0,62

0,50

2,1

1,4

3,0

3,50

0,94

0,89

0,50

0,62

2,8

1,9

4,0

3,80

0,94

0,76

0,40

0,70

3,1

2,6

Тангенциальное сопло, Dy = 32 ´ 22 мм, m = 0,50

1,5

3,90

0,67

0,57

0,74

0,75

1,9

1,1

2,0

4,25

0,70

0,65

0,65

0,82

2,1

1,3

3,0

5,26

0,72

0,65

0,55

0,90

2,6

1,8

4,0

6,00

0,73

0,68

0,50

0,95

3,0

2,5

Ударное сопло с отражателем, Dy = 32 мм, m = 0,91

1,0

7,50

-

-

0,80

-

1,9

0,30

1,5

9,76

-

-

0,75

-

2,5

0,45

2,0

11,25

-

-

0,66

-

2,9

0,55

Раструбное сопло, Dy = 50 мм, m = 0,94

0,6

5,69

5,5

0,60

0,90

0,5

1,0

0,4

1,0

7,35

7,0

0,70

0,80

0,65

1,5

0,55

1,2

8,05

7,75

0,80

0,75

0,7

1,6

0,6

Черт. 15. Разбрызгивающее пластмассовое сопло с чашечным отражателем и график зависимости расхода воды qс от напора Нс перед соплом диаметрами входного отверстия 0,024, 0,026 и 0,028 м

2.10. Коэффициент неравномерности распределения воды в факелах разбрызгивания группы сопел рекомендуется определять по формуле

,                                                (1)

где Мс - безразмерный коэффициент, равный 0,6 при работе сопел с факелами, направленными вверх, и 0,5 - направленными вниз;

fс - площадь ячейки в сетке размещения сопел в плане, м2.

Чем ниже величины коэффициентов К′н.р и Кн.р, тем равномернее распределяется вода в факелах разбрызгивания.

2.11. Диаметр капель в факелах разбрызгивания сопел приближенно можно вычислить по зависимости

,                                                                     (2)

где dэ - средний «эквивалентный» диаметр капель (отношение суммы объема капель к сумме их поверхности), мм;

Сс - безразмерный коэффициент, равный 38 для тангенциального сопла, Dy = 20 ´ 12 мм, 48 - для тангенциального сопла, Dy = 32 ´ 16 мм, и сопла с зубчатым отражателем, Dy = 32 мм.

Средний диаметр капель меньше dэ примерно на 40 %.

2.12. Сопла при проектировании и привязке градирен необходимо подбирать с учетом их пропускной способности, размеров факела разбрызгивания, незасоряемости примесями оборотной воды и диаметра капель.

В секционных и отдельно стоящих градирнях с капельным, пленочным и брызгальным оросителями рекомендуется применять сопла тангенциальные и с зубчатым отражателем. Тангенциальные сопла устанавливаются, как правило, выходными отверстиями вниз, сопла с зубчатым отражателем могут устанавливаться выходными отверстиями, направленными вверх или вниз. Предпочтительнее принимать верхнее направление выходного отверстия.

При установке сопел с направлением выходного отверстия вниз расстояние от сопел до верха капельного или пленочного оросителя следует принимать 0,8 - 1 м, при направлении выходного отверстия вверх расстояние от верха факела до низа водоуловителя должно быть не менее 0,5 м, а расстояние от водораспределительных труб до верха капельного или пленочного оросителя рекомендуется принимать не менее 0,5 м.

В градирнях, в которых возможно засорение тангенциальных сопел и сопел с зубчатым отражателем примесями оборотной воды, рекомендуется устанавливать раструбные сопла. Выходное отверстие этих сопел может быть направлено вверх или вниз, предпочтительнее верхнее, так как оно обеспечивает более равномерное распределение воды по оросителю. Раструбные сопла могут применяться вместо тангенциальных сопел и сопел с зубчатым отражателем в градирнях площадью 144 м2 и более.

Во избежание попадания воды на наружную обшивку градирни крайние ряды сопел целесообразно устанавливать под углом к вертикали 30 - 45° внутрь градирни. Такая установка особенно рекомендуется при напорах воды более 3 м перед соплами, т.е. при большом радиусе их факелов разбрызгивания.

2.13. В брызгальных градирнях рекомендуется устанавливать сопла на двух и более ярусах по высоте. При этом в верхнем ярусе выходное отверстие сопел следует направлять вниз, в нижних - вверх. Расстояние между ярусами сопел может быть 1 - 1,5 м и более.

2.14. Пластмассовые сопла изготовляются, как правило, из полиэтилена низкого давления высокой плотности марок 20908-040 и 21008-075 по ГОСТ 16338-77.

2.15. Диаметр магистральных труб водораспределительной системы подбирается из расчета скорости движения воды в них не более 1,5 м/с. В распределительных трубах скорость движения воды может быть увеличена до 2 м/с.

ОРОСИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

2.16. В вентиляторных градирнях применяются три типа оросительных устройств: пленочные, капельные и брызгальные. На черт. 16 - 18 представлены пленочные и капельные оросители. Основным типом является пленочный ороситель, обеспечивающий наибольшую поверхность соприкосновения для тепломассообмена воды с воздухом при меньших по сравнению с другими типами аэродинамических сопротивлениях и соответственно наиболее высокий эффект охлаждения воды. При наличии в воде загрязнений, исключающих применение пленочного оросителя из-за зарастания зазоров между щитами следует применять градирни с капельным или брызгальным оросителем.

Черт. 16. Схемы деревянных пленочных оросителей

Черт. 17. Схемы деревянных капельных (I - III) и капельно-пленочного (IV) оросителей

Черт. 18. Схемы пленочных пластмассовых (I - V) и асбестоцементного (VI) оросителей

2.17. Ороситель брызгального типа представляет собой обычно воздухо-направляющие щиты, которые одновременно несколько увеличивают поверхность соприкосновения воды с воздухом и время контакта этих сред. Расстояние между щитами составляет 500 мм. В отдельных случаях при необходимости увеличения эффективности охлаждения это расстояние уменьшают до 100 - 200 мм и тогда брызгальный ороситель работает как разреженный пленочный.

2.18. При разработке проектов новых и реконструкции существующих градирен выбор типа оросителя в каждом конкретном случае производится на основании технико-экономических расчетов с учетом требований технологии производства, тепловой и аэродинамической характеристик оросителя, наличия материалов для его изготовления и минимальной материалоемкости конструкции, а также качества оборотной воды.

2.19. Одним из возможных путей экономии материалов при устройстве пленочных оросителей без существенного ухудшения охладительного эффекта является установка элементов таких оросителей в 2 - 3 яруса с разрывом между ними не более 1 м (см. черт. 18, V).

2.20. Для удобства установки оросительных устройств в градирню отдельные элементы их монтируются в блоки. Размеры блоков в плане не должны превышать 1 - 1,5 м2, а высота их принимается по конструктивным соображениям с учетом общей высоты оросительного устройства. Блоки могут быть закреплены на подвесках или установлены на опорных балках. Многоярусные оросители из полимерных материалов целесообразно крепить на подвесках.

ВОДОУЛОВИТЕЛИ

2.21. К водоуловителям предъявляются требования максимально возможного снижения выноса капель из градирни с потоком воздуха при минимальном аэродинамическом сопротивлении. Этим требованиям удовлетворяют конструкции водоуловителей, схемы которых изображены на черт. 19. Технологические характеристики водоуловителей приведены в табл. 5.

2.22. Водоуловители рекомендуется устанавливать на расстоянии около 2,0 м над водораспределительными системами, обеспечивающем доступ к водоразбрызгивающим соплам. При необходимости снижения общей высоты градирни этого условия можно не придерживаться, однако расстояние от водоуловителей до водораспределительных систем в этом случае должно быть не менее 0,5 м.

Черт. 19. Схемы водоуловителей

Таблица 5

Номер позиции на черт. 19

Водоуловитель

Угол наклона планок, a, град

Расстояние между планками, d, мм

Коэффициент сопротивления, zву

Унос капельной влаги, % расхода охлаждающей воды

I

Деревянный двухрядный с толщиной планок d = 8 мм при скорости воздуха w = 2,0 м/с

60

70

3,7

0,1 - 0,2

I

То же, с толщиной планок d = 10 мм при w = 2,5 м/с

60

70

4,7

0,1 - 0,2

I

То же

60

40

6,5

0,05

II

Пластмассовый уголковый конструкции ВНИИГ при w = 2,0 м/с

45

35

3,5

0,05

III

Асбестоцементный с криволинейным очертанием лопаток при w = 2,5 м/с

-

40

3,1

0,05

IV

Пластмассовый с криволинейным очертанием лопаток при w = 2,0 м/с

-

35

3,8

0,05

IV

То же

-

45

3,0

0,05

V

Пластмассовый трехрядный при w = 1,0 м/с

45

30

3,9

0,05

Примечание. Данные таблицы приведены для плотности орошения qж = 6,2 м3/ (м2 × ч).

2.23. Скорость движения воздуха в створе перед водоуловителем не следует принимать более 3 м/с во избежание значительного повышения уноса капель.

2.24. В вентиляторных градирнях водоуловители надлежит размещать на расстоянии от рабочего колеса вентилятора не менее 0,5 диаметра его лопастей; при этом наклон верхнего ряда лопаток водоуловителя должен быть направлен к центру градирни или в обратную сторону вращения вентилятора. При соблюдении этих условий практически исключается неблагоприятное воздействие водоуловителя на работу вентилятора.

2.25. Применение токсичных ингибиторов коррозии, а также использование сточных вод в качестве добавки в системы оборотного водоснабжения накладывает ограничения на величину выноса капельной влага из градирен, так как в атмосферном воздухе в районе градирен образующиеся аэрозоли могут содержать вредные вещества в недопустимых концентрациях.

2.26. При применении токсичных ингибиторов и сточных вод в системах оборотного водоснабжения рекомендуется определять концентрацию вредных веществ, содержащихся в воздухе, выходящем из градирни. Эта концентрация не должна быть более предельно допустимой для рабочей зоны (ПДКр.з). При этом предполагается, что разбавления выходящего из градирни потока воздуха атмосферным воздухом не происходит. Такое явление наблюдается при ветре, когда этот поток прижимается к земле в рабочей зоне возле градирни без рассеивания. Учитывая, что это допущение связано с защитой окружающей среды от загрязнения, следует считать допустимым оценку санитарно-гигиенического состояния в рабочей зоне возле градирен с некоторым запасом по ПДКр.з вредных веществ в потоке воздуха, выходящего из градирни. Концентрация вредных веществ в потоке воздуха, выходящего из градирни, может быть определена по формуле

,                                                            (3)

где Св.в - концентрация вредного вещества в потоке воздуха, выходящего из градирни, мг/м3;

Cв.о - концентрация вредного вещества в оборотной воде, мг/л;

Gж - расход оборотной воды, м3/ч;

qун - унос капельной влаги из градирни, % расхода оборотной воды;

Gв - подача воздуха вентилятором, м3/ч.

Пример. Необходимо определить концентрацию ингибитора коррозии - бихромата натрия Na2Сr2О7 в расчете на СrОз в воздухе, выходящем из градирни, при следующих исходных данных: Св.о = 2 мг/л (в расчете на СrО3), Gж = 10000 м3/ч, qун = 0,05 %, Gв = 10000000 м3/ч.

 мг/м3.

ПДКр.з бихромата натрия в расчете на СrO3 составляет 0,01 мг/м3. Следовательно, добавка бихромата натрия дозой 2 мг/л СrO3 допустима.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВЕНТИЛЯТОРНЫХ ГРАДИРЕН

Общая часть

2.27. Технологический - тепловой и аэродинамический - расчет необходим при проектировании новых и привязке существующих проектов градирен к местным метеорологическим условиям с учетом требований к температуре охлажденной воды и гидравлическим нагрузкам.

2.28. Перед началом расчета новых градирен надлежит разработать тип и конструкцию градирни, наметить марку вентилятора, выбрать основные размеры градирни (секции), воздуховходных окон, воздухораспределителя, оросителя, водоуловителя.

2.29. При привязке существующих проектов указанные в п. 2.28 параметры являются заданными.

2.30. Конечной целью расчета вентиляторных градирен является определение плотности орошения qж и числа градирен (или секций, если градирни секционные), обеспечивающих охлаждение заданного количества воды Gж от температуры t1 до температуры t2 при расчетных параметрах атмосферного воздуха J1, j1 (t1) и Pб.

Конечной целью расчета башенных градирен обычно является определение величины t2 при заданных значениях fор, qж, Dt, J1 и j1.

Выбор исходных данных для расчета

2.31. Гидравлическая нагрузка Gж и температура воды на входе в градирню t1 и на выходе из нее t2 обычно задаются исходя из теплотехнических расчетов охлаждаемых водой теплообменных аппаратов (конденсаторов, холодильников и др.).

2.32. При теплотехнических расчетах важно определить оптимальную температуру tпр, до которой должны охлаждаться производственные продукты в аппаратах, и температуру воды t2, выходящей из градирни. Выбор более низких значений tпр и t2 увеличивает размеры теплообменных аппаратов и градирен, а выбор более низкой температуры t2 при заданном значении tпр уменьшает размеры теплообменных аппаратов, но увеличивает размеры градирни и затраты энергии на вентиляторы (при заданной величине Gж). Значительное повышение температуры tпр в результате увеличения разности tпp - t2 или увеличения t2 может повлечь за собой снижение качества продукции и уменьшение производительности технологических установок. Целесообразно определять tпр и t2, а также расход охлаждаемой воды Gж исходя из требований технологического процесса и экономических соображений путем расчетов совместной работы теплообменных аппаратов, градирен и циркуляционной насосной станции.

2.33. Поскольку указанные в п. 2.32 технико-экономические расчеты не всегда выполнимы, то при выборе температур tпр и t2 надлежит учесть следующее. Вода может быть охлаждена в градирне до температуры более низкой, чем температура атмосферного воздуха по сухому термометру J1. Теоретическим пределом охлаждения воды в градирне считается температура атмосферного воздуха по влажному термометру t1. Учитывая, что с приближением расчетной температуры воды t2 к теоретическому пределу охлаждения t1 требующийся размер градирни увеличивается, при проектировании рекомендуется принимать расчетную температуру t2 исходя из условия, чтобы разность t2 - t1 была не менее 4 - 5 °С. Разность tпр - t2 принимается равной 4 - 8 °С. Самые низкие значения разностей t2 - t1 и tпр - t2 могут быть приняты лишь в тех случаях, когда это диктуется жесткими требованиями технологического процесса производства обеспечить максимально низкую температуру tпр. Однако по практическим соображениям во всех случаях расчетная разность t2 - t1 не должна быть ниже 2 - 2,5 °С.

Определение расчетных параметров атмосферного воздуха

2.34. Тепловой расчет градирен производится на неблагоприятные для работы этих сооружений атмосферные условия в летние месяцы года. Однако выполнять расчет на более высокие температуру и влажность атмосферного воздуха нецелесообразно, так как они могут наблюдаться в течение года лишь кратковременно, и чем выше расчетные температуры и влажность, тем больших размеров будет градирня и соответственно выше затраты на ее сооружение. С другой стороны, слишком низкие расчетные температура и влажность воздуха могут привести к тому, что фактическая температура воды на выходе из градирни в течение длительного периода в летнее (жаркое) время года не будет обеспечивать охлаждение технологических продуктов до требуемой температуры tпр.

Следовательно, при выборе расчетных параметров атмосферного воздуха необходимо учитывать допустимость повышения температуры воды t2 сверх расчетной из условий технологического производства, но ограничивать период этого повышения.

2.35. Расчет градирен согласно СНиП 2.04.02-84 надлежит выполнять исходя из среднесуточных температур атмосферного воздуха по сухому и влажному термометрам (или относительной влажности воздуха) по многолетним наблюдениям при обеспеченности 1 - 10 % за летний период года (июнь, июль, август). Выбор обеспеченности можно производить в зависимости от категории водопотребителя по табл. 6, в которой все водопотребители условно разделены на три категории по уровню требований к температурам охлаждаемой воды.

2.36. Расчетные параметры атмосферного воздуха для района строительства градирни определяются по табл. 7 - по величине выбранной в табл. 6 обеспеченности метеорологических параметров.

Указанной в табл. 7 обеспеченности 1 % за три летних месяца соответствует обеспеченность примерно 0,25 % в разрезе года. Аналогично обеспеченности 5 % соответствует обеспеченность 1,25 % и обеспеченности 10 % - обеспеченность 2,5 %.

Таблица 6

Категория водопотребителя

Зависимость технологического процесса производства или работы оборудования от превышения температуры охлажденной воды (или охлажденного продукта) над расчетной

Обеспеченность метеорологических параметров за летний период года (июнь, июль, август) при расчете градирен, %

I

Нарушение технологического процесса производства в целом и, как следствие, значительные убытки

1 (1 дн.)

II

Допускаемое временное нарушение технологического процесса отдельных установок

5 (5 дн.)

III

Временное снижение экономичности технологического процесса производства в целом и отдельных установок

10 (10 дн.)

Обеспеченности 1 %, указанной в табл. 7, соответствует продолжительность стояния температур J1 и t1 и влажности j1 примерно 1 дн. в году. Аналогично обеспеченности 5 % соответствует 5 дн. в году и обеспеченности 10 % соответствует 10 дн. в году.

2.37. При отсутствии готовых данных для района строительства градирни аналогично приведенным в табл. 7 можно построить кривые длительности стояния температур J1 и t1 и влажности j1. Для этой цели необходимо составить таблицы распределения среднесуточных температур J1 и t1 по зонам, например, через интервал 1 °С и среднесуточной влажности атмосферного воздуха j1 по зонам через интервал 5 %.

2.38. Данные, приведенные в табл. 6 и 7, относятся к летнему периоду года (июнь, июль, август). Кривые длительности стояния температур и влажности могут быть построены и для другого периода. В этом случае процент обеспеченности этих параметров атмосферного воздуха назначается по согласованию с технологами производства.

2.39. В табл. 8 как пример приведено распределение среднесуточных температур атмосферного воздуха по сухому термометру J1 по зонам за летний период с 14 мая по 15 сентября за 9 лет одного из южных городов нашей страны.

По данным табл. 8 (гр. 1, 13 и 14) построена кривая длительности стояния температуры J1 (черт. 20). По этой кривой определяется расчетная температура J1, при выбранном по табл. 6 проценте обеспеченности и соответствующее число дней с температурой, превышающей расчетную.

Таблица 7

Пункты наблюдения

Обеспеченность параметров атмосферного воздуха, %

1

5

10

J1

j1

t1

J1

j1

t1

J1

j1

t1

Алма-Ата

32,0

28

19,8

27,7

31

17,4

26,5

34

17,0

Астрахань

30,4

52

23,2

28,8

55

22,4

27,8

56

21,6

Ашхабад

36,3

18

20,2

34,8

20

19,8

33,9

22

19,7

Горький

26,8

48

19,6

24,0

52

17,8

22,7

56

17,3

Иркутск

22,0

63

17,6

20,5

68

16,9

19,7

71

16,5

Казань

26,8

43

18,7

24,6

51

18,2

23,4

55

17,8

Краснодар

28,0

55

21,6

26,5

57

20,6

25,5

59

20,1

Красноярск

24,4

55

18,6

22,5

61

17,8

21,4

64

17,2

Ленинград

26,0

56

20,1

23,2

60

18,3

21,7

63

17,4

Луганск

30,1

30

18,8

27,0

37

17,8

25,7

44

18,0

Москва

27,0

55

20,8

24,5

57

19,0

22,9

59

17,9

Новосибирск

25,4

54

19,3

23,3

59

18,2

22,0

63

17,6

Омск

27,4

44

19,4

24,1

50

17,6

22,5

55

17,0

Свердловск

25,8

49

18,8

23,2

57

17,8

21,5

62

17,0

Ташкент

31,2

37

21,0

29,4

38

19,8

28,6

40

19,6

Томск

24,3

60

19,2

22,3

64

18,0

21,0

68

17,4

Тула

25,5

56

19,6

23,1

60

18,2

21,6

63

17,3

Уфа

27,6

44

19,5

25,3

48

18,3

23,8

53

17,8

Харьков

28,5

38

19,2

26,4

45

18,8

24,9

52

18,6

Челябинск

26,0

51

19,4

23,7

54

15,8

22,4

58

17,3

Черт. 20. Кривая длительности стояния среднесуточных температур J1 с 15 мая по 15 сентября для одного из южных городов

Таблица 8

Зоны температуры, °С

Число дней стояния температур по годам

Нарастающий итог

Обеспеченность за период с 15.05 по 15.09, %

Число дней с температурой, превышающей температуру зон с 15.05 по 15.09

Обеспеченность за год, %

1-й

2-й

3-й

4-й

5-й

6-й

7-й

8-й

9-й

всего за 9 лет

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

34 - 33

-

-

1

-

-

-

-

-

-

1

1

0,09

0,1

0,03

33 - 32

-

-

1

-

-

-

-

1

-

2

3

0,27

0,3

0,1

32 - 31

-

-

1

6

2

-

-

3

-

12

15

1,34

1,7

0,5

31 - 30

2

-

3

3

4

-

3

8

1

24

39

3,49

4,3

1,2

30 - 29

4

-

4

5

8

-

4

13

4

42

81

7,26

9,0

2,5

29 - 28

1

5

5

8

7

3

7

3

8

45

126

11,29

14,0

3,8

28 - 27

1

9

6

15

9

11

14

3

11

79

205

18,37

22,8

6,2

27 - 26

17

13

7

13

10

8

16

3

14

101

306

27,42

34,0

9,3

26 - 25

13

16

11

11

11

19

12

8

16

117

423

37,90

47,0

12,9

25 - 24

13

26

10

11

12

14

9

12

12

119

542

48,57

60,2

16,5

24 - 23

10

8

18

5

12

13

5

15

14

100

642

57,53

71,3

19,5

23 - 22

12

12

11

13

6

12

15

7

16

104

746

66,85

82,9

22,7

22 - 21

7

8

11

4

8

11

6

8

8

71

817

73,21

90,8

24,9

21 - 20

12

6

8

8

11

8

7

17

4

81

898

80,47

99,8

27,3

20 - 19

6

12

10

4

9

6

8

6

5

66

964

86,39

107,1

29,3

19 - 18

10

3

7

5

7

9

3

8

4

56

1020

91,40

113,3

32,0

18 - 17

3

3

5

9

2

4

5

3

1

35

1055

94,53

117,2

32,1

17 - 16

5

2

3

2

3

2

5

2

1

25

1080

96,77

120,0

32,9

16 - 15

1

-

2

2

2

3

3

1

1

15

1095

98,12

121,7

33,3

15 - 14

2

1

1

-

1

1

1

2

2

11

1106

99,10

122,9

33,7

14 - 13

5

-

1

-

-

-

1

-

1

8

1114

99,82

123,8

33,9

13 - 12

-

-

-

-

-

-

-

1

1

2

1116

100,00

124,0

34,0

Расчетная температура по проценту обеспеченности может быть определена по табл. 8 методом линейной экстраполяции.

Участок кривых длительности стояния параметров атмосферного воздуха, построенных для 3 - 4 месяцев летнего (жаркого) периода (примерно до 45 - 50 дн.), можно рассматривать с достаточной степенью точности соответствующим длительности стояния параметров в течение всего года. На черт. 20 такой участок на кривой показан сплошной линией. В остальное время года эти параметры не повторяются вовсе или наблюдаются кратковременно.

Среднесуточные температуры и влажности, необходимые для составления таблиц, подобных табл. 8, вычисляются по данным четырехкратных замеров этих параметров в течение дня: в 9 ч 00 мин, 12 ч 00 мин, 15 ч 00 мин и 18 ч 00 мин. Данные об этих параметрах для районов строительства (или ближайшего к нему района) можно получить в территориальных управлениях гидрометслужбы или в Бюро гидрометеорологических расчетов и справок Центральной высотной гидрометеорологической обсерватории Госкомгидромета (109028, Москва, Подкопаевский пер., д. 5).

2.40. При расчете градирен по среднесуточным параметрам атмосферного воздуха следует иметь в виду, что усреднение их даже за дневной период приводит к тому, что в дневные часы довольно длительного периода лета охладительный эффект градирни будет недостаточным, т.е. фактическая температура охлажденной воды t2 будет выше расчетной. Общее число часов работы градирни в летний период, когда фактическая температура t2 выше расчетной, может быть в 3 - 4 раза больше допускаемого исходя из процента обеспеченности, среднесуточных температур и относительной влажности воздуха.

Расчет противоточных градирен по формулам

2.41. Технологический расчет можно условно разделить на два этапа. На первом этапе определяется удельный расход воздуха l, на втором - плотность орошения qж и число градирен (секций) N.

Первый этап. Для определения величины l вычисляются вспомогательные величины Y, U и R по формулам:

,                                                            (4)

;                                                           (5)

;                                                                (6)

.                                                                   (7)

Величины удельных энтальпий воздуха, входящих в формулы (4) и (5), могут быть определены по номограмме черт. 21 или вычислены по формулам:

;                     (8)

;                  (9)

i²1 = f (t1, j, Pб), кДж/кг при j = 1;

i²2 = f (t2, j, Pб) кДж/кг при j = 1;

i1 = f (J1, j1, Pб) кДж/кг при j = 1.

Таблица 9

Температура воды t, °C

Парциальное давление насыщенных паров воды р²п

Плотность насыщенных паров воды g²п

кПа

кгс/м2

Н/м3

кг/м3

15

1,704

173,8

125,5

12,8

16

1,817

185,3

133,4

13,6

17

1,936

197,4

142,2

14,5

18

2,062

210,3

151,0

15,4

19

2,196

223,9

160,0

16,3

20

2,377

238,3

169,7

17,3

21

2,485

253,4

179,5

18,3

22

2,642

269,4

190,3

19,4

23

2,808

286,3

202,0

20,6

24

2,981

304,0

213,8

21,8

25

3,168

323,0

225,6

23,0

26

3,364

343,0

239,3

24,4

27

3,560

363,0

253,0

25,8

28

3,776

385,0

266,0

27,2

29

4,001

408,0

281,5

28,7

30

4,246

433,0

297,2

30,3

31

4,492

458,0

314,8

32,1

32

4,756

485,0

332,5

33,9

33

5,031

513,0

350,1

35,7

34

5,315

542,0

368,7

37,6

35

5,619

573,0

388,4

39,6

36

5,943

606,0

409,9

41,8

37

6,276

640,0

431,5

44,0

38

6,630

676,0

454,1

46,3

39

6,992

713,0

477,6

48,7

40

7,375

752,0

502,1

51,2

Черт. 21. Номограмма для определения величины удельных энтальпий воздуха

В формулах (8) и (9):

Rв.с. = 29,27 кгс × м/ (кг × °С);

g²п - плотность насыщенных водяных паров, кг/м3, определяемая по табл. 9;

р²п - парциальное давление насыщенных водяных паров, кПа (кгс/м2), определяемое по табл. 9;

r = 2493 кДж/кг (595 ккал/кг);

Рб - барометрическое давление, кПа (кгс/м2). Для пересчета барометрического давления в мм рт. ст. или кгс/м2 в кПа приводится табл. 10.

Величина di² вычисляется по формуле

;                                                       (10)

im = f (tср, j, Рб) при j = 1;

Входящие в формулу (7) величины m и А принимаются в зависимости от выбранной конструкции оросителя по черт. 16 - 18 и по табл. 11, 12 - с учетом выбранного проекта градирни.

В формулу (7) входит высота оросителя hор. В табл. 11 и 12 приведена величина коэффициента А, определенная по экспериментальным данным для указанной в этих таблицах высоты оросителя.

В тех случаях, когда в проекте применен ороситель другой высоты, но той же самой конструкции, необходимо произвести корректировку величины А по формуле

,                                                                 (11)

где  определяется по формуле

.                                                            (12)

По формуле (12) построен график (черт. 22). Формулами (11) и (12) и графиком черт. 22 не рекомендуется пользоваться при коэффициенте

 £ 0,75 или  ³ 1,25.

Таблица 10

Барометрическое давление Рб

Барометрическое давление Рб

мм рт. ст.

кПа

кгс/м2

мм рт. ст.

кПа

кгс/м2

735,56

98,07

10000

754,69

100,62

10260

736,80

98,17

10010

755,42

100,72

10270

737,04

98,27

10020

756,16

100,82

10280

737,77

98,38

10030

756,90

100,91

10290

738,51

98,46

10040

757,63

101,01

10300

739,24

98,56

10050

 

 

 

739,98

98,66

10060

758,37

101,11

10310

740,72

98,76

10070

759,10

101,21

10320

741,45

98,85

10080

759,84

101,31

10330

742,18

98,95

10090

760,57

101,40

10340

742,92

99,05

10100

761,31

101,50

10350

743,66

99,15

10110

762,04

101,60

10360

744,39

99,25

10120

762,78

101,70

10370

745,13

99,34

10130

763,52

101,80

10380

745,86

99,44

10140

764,25

101,90

10390

746,60

99,54

10150

764,99

101,99

10400

747,33

99,64

10160

765,73

102,09

10410

748,08

99,74

10170

766,46

102,19

10420

748,81

99,84

10180

767,19

102,29

10430

749,54

99,93

10190

767,93

102,39

10440

750,28

100,03

10200

768,66

102,48

10450

751,01

100,13

10210

769,40

102,58

10460

751,75

100,23

10220

770,14

102,68

10470

752,48

100,33

10230

770,87

102,78

10480

753,22

100,42

10240

771,61

102,38

10490

753,95

100,52

10250

772,34

102,97

10500

В формулах (11) и (12):

hор - высота оросителя, приведенная в табл. 11 и 12;

А - коэффициент, приведенный в табл. 11 и 12, соответствующий высоте оросителя hор;

hпр - принятая в проекте высота оросителя hор, отличающаяся от табличной;

Апр - поправочный коэффициент к величине hор.

Значения коэффициента А и показателя степени m для привязки к местным условиям типовых проектов градирен, разработанных Союзводоканалпроектом совместно с ВНИИ ВОДГЕО, приведены в табл. 12. По графикам черт. 23 - 27 определяется вспомогательная величина х в зависимости от показателя степени m и от вспомогательных величин Y и R, вычисленных по формулам (4) и (7). Эти графики составлены для значений m от 0,4 до 0,8. Для промежуточных значений m величинах определяется экстраполяцией. Допускается округлять значение m исходных данных до величин, для которых составлены графики черт. 23 - 27.

Черт. 22. График для определения коэффициента  по формуле (12)

Таблица 11

Номер чертежа (позиция)

Высота оросителя hор, м

А, м-1

A h

m

zc.o, 1/м

kоp × 103, м2 ∙ ч/кг

Расход материала на 1 м3 оросителя, м3

Ороситель пленочный - деревянные прямоугольные бруски, поставленные на ребро

16 (I)

3,70

0,277

1,025

0,513

1,11

0,073

0,0791

16 (II)

3,70

0,241

0,892

0,498

0,74

0,077

0,0600

16 (III)

2,60

0,342

0,889

0,385

1,75

0,071

0,1380

16 (IV)

2,00

0,360

0,720

0,570

-

-

0,1000

16 (V)

1,34

0,580

0,777

0,540

2,21

0,153

0,1280

16 (V)

2,01

0,470

0,945

0,462

2,21

0,153

0,1280

16 (V)

2,68

0,430

1,152

0,462

2,21

0,153

0,1280

Ороситель пленочный из модифицированной фенолспиртами древесины

16 (VI)

2,85

0,394

1,123

0,290

1,50

0,056

0,073

16 (VII)

2,85

0,367

1,046

0,289

1,20

0,056

0,037

Ороситель капельный - деревянные прямоугольные бруски, уложенные плашмя

17 (I)

3,70

0,213

0,788

0,614

3,51

0,039

0,0163

17 (II)

2,85

0,386

1,100

0,438

22,54

0,011

0,0278

17 (III)

2,85

0,300

0,855

0,447

11,46

0,137

0,0167

Ороситель деревянный капельно-пленочный

17 (IV)

4,70

0,324

1,523

0,733

4,64

0,086

0,31

Ороситель пластмассовый (винипласт) из волнистых листов с вертикальной волной

18 (I)

2,85

0,305

0,869

0,249

3,00

0,033

0,0342

Ороситель пластмассовый (винипласт) из волнистых листов с горизонтальной волной

18 (II)

0,70

0,890

0,623

0,531

21,86

0,107

0,0342

18 (II)

1,40

0,540

0,756

0,670

21,86

0,107

0,0342

18 (II)

2,10

0,450

0,945

0,670

21,86

0,107

0,0342

18 (II)

2,80

0,390

1,092

0,670

21,86

0,107

0,0342

Ороситель пластмассовый (винипласт) из волнистых листов - перекрестная волна под углом 90°

18 (III)

0,70

1,170

0,819

0,332

12,38

0,120

0,0342

18 (III)

1,40

0,630

0,882

0,569

12,38

0,120

0,0342

18 (III)

2,10

0,580

1,218

0,609

12,38

0,120

0,0342

18 (III)

2,80

0,540

1,512

0,622

12,38

0,120

0,0342

Ороситель пластмассовый (винипласт) из волнистых листов - перекрестная волна под углом 60°

18 (IV)

1,050

0,805

0,888

0,403

5,51

0,153

0,0342

18 (IV)

1,575

0,585

0,921

0,488

5,51

0,153

0,0342

18 (IV)

2,100

0,360

0,756

0,422

5,51

0,153

0,0342

18 (IV)

2,625

0,343

0,900

0,439

5,51

0,153

0,0342

Ороситель пленочный асбестоцементный с вертикальной волной при толщине листов 8 мм

Расстояние между листами в свету 15 мм

18 (V)

2,8

0,468

1,310

0,657

6,75

0,49

0,4210

Расстояние между листами в свету 25 мм

18 (V)

2,8

0,441

1,235

0,663

4,36

0,37

0,2930

Расстояние между листами в свету 35 мм

18 (V)

2,8

0,368

1,030

0,518

3,60

0,26

0,2250

Расстояние между листами в свету 45 мм

18 (V)

2,8

0,345

0,966

0,527

3,11

0,13

0,1835

Ороситель капельно-пленочный пластмассовый из трех ярусов - вертикальные гофрированные трубы диаметром 63 мм из ПЭВП по ТУ-6-05-224-83

18 (VI)

2,35

0,70

1,645

0,522

2,10

0,019

0,0177

Таблица 12

Марка вентилятора

Номер проекта

Площадь секции, м2

Вид оросителя

hор, м

A, м-1

m

zс.о, м-1

kop × 103, м×ч/кг

Gв × 10-3, м3

ВГ 104

901-6-65 и 901-6-66

324

Пленочный

3,50

0,350

0,365

1,18

0,075

2720

2ВГ 70

901-6-43

192

Капельный

3,80

0,293

0,45

10,7

0,137

1240

Брызгальный

3,60

0,252

0,29

0,92

0,610

1400

2ВГ 70

901-6-46

192

Капельный

3,64

0,293

0,45

10,70

0,137

1250

Брызгальный

3,70

0,222

0,29

0,92

0,610

1400

2ВГ 70

901-6-48

144

Пленочный

3,36

0,310

0,38

0,77

0,075

1290

2ВГ 70

901-6-61

192

Капельный

3,67

0,359

0,45

17,19

0,137

1130

2ВГ 70

901-6-62

192

Брызгальный

2,00

0,261

0,29

0,77

0,610

1425

1ВГ 50

901-6-29

64

Пленочный

3,68

0,341

0,38

1,08

0,075

580

Капельный

3,68

0,309

0,45

12,5

0,137

465

Брызгальный

3,80

0,255

0,29

0,92

0,610

550

1ВГ 50

901-6-34

64

Пленочный

3,68

0,341

0,38

1,08

0,075

580

Капельный

3,38

0,309

0,45

12,5

0,137

470

1ВГ 50

901-6-51

64

Пленочный

3,36

0,310

0,38

0,77

0,075

585

Капельный

3,48

0,293

0,45

10,7

0,137

490

Брызгальный

3,00

0,255

0,29

0,92

0,610

570

2ВГ 25

901-6-59

16

Пленочный

3,42

0,324

0,38

0,93

0,075

140

Капельный

3,60

0,302

0,45

11,6

0,137

110

Брызгальный

3,40

0,257

0,29

0,92

0,610

135

1ВГ 25

901-6-39

16

Пленочный

3,76

0,318

0,38

0,84

0,075

140

Капельный

3,78

0,302

0,437

11,6

0,137

110

2ВГ 25

901-6-60

16

Пленочный деревянный

2,97

0,357

0,38

1,18

0,075

140

Пленочный винипластовый

2,64

0,363

0,70

5,27

0,419

130

Капельный

3,00

0,374

0,45

11,6

0,137

115

2ВГ 25

901-6-56

16

Пленочный

3,81

0,351

0,38

1,21

0,075

140

Капельный

3,86

0,302

0,45

11,6

0,137

110

Брызгальный

2,50

0,250

0,29

0,92

0,610

140

2ВГ 25

901-6-58

16

Пленочный асбестоцементный

3,50

0,344

0,59

2,73

0,290

130

3ВГ 25

901-6-67.83

24

Брызгальный

1,76

0,250

0,29

0,92

0,610

180

06-300 № 12,5

901-6-5/75

8

Пленочный

3,08

0,363

0,70

5,27

0,419

53

Капельный

3,45

0,293

0,45

10,7

0,137

50

06-300 № 12,5

901-6-49

8

Пленочный

3,68

0,335

0,38

1,02

0,075

56

Капельный

3,54

0,302

0,45

11,6

0,137

49

06-300 № 12,5

901-6-50

8

Пленочный

3,36

0,338

0,38

1,04

0,075

56

Капельный

3,54

0,302

0,45

11,6

0,137

49

06-300 № 8

901-6-52

2

Пленочный

3,42

0,339

0,38

1,06

0,075

15

Капельный

3,43

0,309

0,45

12,5

0,137

12

06-300 № 8

901-6-53

2

Пленочный

3,40

0,352

0,38

1,24

0,075

15

Капельный

3,43

0,309

0,45

12,5

0,137

20

06-300 № 8

901-6-55

2

Пленочный

3,21

0,363

0,70

5,27

0,419

13

Величина l вычисляется по формуле

.                                                                (13)

Второй этап. На втором этапе технологического расчета определяется плотность орошения qж, кг/ (м2 × ч), и по ней число градирен (секций) N.

Черт. 23. Зависимость величины х от Y и R при m = 0,4

Черт. 24. Зависимость величины х от Y и R при m = 0,5

Плотность орошения определяется по уравнению

,                                              (14)

где

;                                                         (15)

Черт. 25. Зависимость величины х от Y и R при m = 0,6

,                                         (16)

,                                                          (17)

z1 = kор hор + 0,000025 l + 0,0002,                                         (18)

z2 = zгр + zс.о. hор + 0,1 l + zв.у.                                         (19)

Черт. 26. Зависимость величины х от Y и R при m = 0,7

Коэффициенты Л, М и dв принимаются по табл. 13. Плотность влажного атмосферного воздуха g1, кгс/м3, определяется по графику черт. 28 или по формуле

,                                   (20)

где р¢¢п определяется при величине J1 по табл. 9.

Черт. 27. Зависимость величины х от Y и R при m = 0,8

Значения коэффициента аэродинамического сопротивления сухого оросителя zc.o и коэффициента kор, учитывающего дополнительные аэродинамические сопротивления от стекающей по оросителю воды, принимаются по табл. 11 или 12 в зависимости от выбранной конструкции оросителя. Значения этих двух коэффициентов определены по данным аэродинамических испытаний оросителей на опытных установках градирен.

Значение коэффициента аэродинамического сопротивления градирни без оборудования (оросителя и водоуловителя) zгр определяется по черт. 29 в зависимости от отношения площади воздуховходных окон градирни (секции) fок к площади градирни (секции) в плане fоp.

Черт. 28. График для определения плотности влажного воздуха

Таблица 13

Марка вентилятора

Частота вращения, мин-1

Мощность двигателя, кВт

Угол установки лопастей, град

Коэффициенты в формуле

Номинальная подача воздуха вентилятором G²в, тыс. м3

(16)
Л
, кг
×ч28

(17)
М, кг
×ч/м3

(14)
dв, кг/м2

06-320 № 8

980

1,1

-

- 0,0338 × 10-6

0,1312 × 10-3

14,793

-

1440

4,5

-

- 0,0427 × 10-6

0,6102 × 10-3

31,198

-

06-320 № 12

980

7,0

-

- 9,270 × 10-9

361,89 × 10-6

30,150

-

730

5,5

-

- 6,831 × 10-9

114,29 × 10-6

19,125

-

ВГ 25

1ВГ 25

380

10,0

17,5

- 760,98 × 10-12

94,73 × 10-6

12,162

125,0

380

-

12