6–амалий иш. Изучение конструкций оросителей из сетчатых пластмассовых труб

Рис. 7.1. Схема прямоточного охлаждения конденсаторов:
1 - турбина; 2 - конденсатор; 3 - насосы береговой насосной; 4 - конденсатный насос

Рис. 7.2. Схема оборотного охлаждения конденсатора с градирней:
1 - градирня; 2 - циркуляционный насос; 3 - конденсатор; P_исп, P_ун - потери воды в градирне на испарение и унос; P_прод - продувка оборотной воды; P_доб - добавка в систему свежей воды
Для солей, не образующих трудно растворимых соединений при нагреве воды в системе охлаждения, баланс масс в установившемся режиме записывается в виде:

Cдоб/Рдоб = Cцирк · (Рун + Рпрод),

(7.2)

где C_доб, C_цирк - концентрация соли (ионизированной примеси) в добавочной и циркуляционной воде.
Из (7.2) следует, что отношение C_цирк/C_доб, называемое коэффициентом концентрирования (k_к), определяется величиной потерь циркуляционной воды с продувкой и с капельным уносом (табл. 7.1). k_к называют также коэффициентом упаривания.

Зависимость коэффициента концентрирования от величины продувки системы оборотного охлаждения
Таблица 7.1 Продувка системы оборотного охлаждения	Коэффициент концентрирования
	Градирни с каплеуловителями	Градирни без каплеуловителей
0	41.0	4.00
0.5	3.68	2.50
1.0	2.42	2.00
2.0	1.73	1.60
4.0	1.37	1.33
6.0	1.30	1.28

Сокращение величины продувки приводит к повышению кратности концентрирования и, следовательно, к значительному росту солесодержания циркуляционной воды. При P_пр = 0 величина k_к определяется потерями воды из системы за счет капельного уноса.
Наряду с концентрированием легко растворимых солей в системах оборотного охлаждения (СОО) увеличивается в той же кратности концентрация солей жесткости и гидрокарбонатов. С ростом температуры воды в СОО интенсифицируется гидролиз HCO₃^-, что характеризуется уравнением вида:

2HCO3^- « CO3^2- + CO2 + H2O.

(7.3)

Сдвигу вправо реакции (7.3), т.е. распаду ионов HCO₃^- и образованию CO₃^2- способствует также потеря образующегося при гидролизе диоксида углерода в градирне (аналогично процессу в декарбонизаторе). Эти факторы приводят к возможности выделения на теплообменной поверхности отложений CaCO₃, т.е. потере стабильности охлаждающей воды (см. Гл. 1), в тех случаях, когда произведение активностей взаимодействующих компонентов превысит ПP_CaCO3. Сульфат кальция обладает сравнительно большой растворимостью при t = 20 - 40°C (около 1800 мг/дм³) и поэтому редко встречается в составе низкотемпературных накипей.
Так как теплопроводность кальциевых отложений на порядок меньше теплопроводности металла конденсаторных трубок, с ростом толщины накипи на них повышается температура конденсации пара и снижается вакуум в конденсаторе. Ухудшение вакуума на 1% требует увеличения расхода пара на 1.4% для поддержания номинальной мощности энергоустановки. Таким образом, отложения в СОО приводят к значительному пережогу топлива при выработке электроэнергии.
Несмотря на отмеченный факт, а также на то, что в СОО температура охлаждающей воды на входе в конденсаторы выше, чем при использовании прямоточных систем охлаждения или в оборотных системах с водохранилищами, использование градирен позволяет резко снизить сброс подогретой воды в водотоки и водоемы, предотвращая их "тепловое" отравление. Кроме того, оборотные системы единственно приемлемы в условиях ограниченного дебита воды.
Для предотвращения образований минеральных отложений в конденсаторах в оборотных системах применяют:

1. 
   продувку системы;
   
2. 
   стабилизационную обработку циркуляционной воды различными реагентами;
   
3. 
   физическую обработку воды в магнитном или акустическом полях.
   

Для предотвращения биологических обрастаний в системах охлаждения, которые являются идеальной средой для роста живых организмов, т.к. снабжаются кислородом, теплом, светом, а также для удаления сформировавшихся удалений применяются очистка конденсаторных трубок резиновыми шариками и обработка воды сильными окислителями.
Повсеместно используемым методом снижения минерализации охлаждающей воды является продувка СОО, т.е. отвод части циркулирующей воды с заменой ее свежей. При продувке происходит общее понижение концентраций всех примесей, в том числе, кроме ионов Ca²⁺ и HCO₃^-, ионов Cl^- и SO₄^2-, что способствует ослаблению процессов коррозии в оборотной системе. Вывод солей из оборотной системы организуется за счет организованной продувки и потерь при капельном уносе из градирни. Так как основным назначением продувки является поддержание карбонатной жесткости циркуляционной воды ниже предельно допустимой величины (Ж_к.пред), значение требуемой продувки можно определить из модифицированных уравнений 7.1 и 7.2:

Жк.пред · (Рун + Рпрод) = Жк.доб · (Рисп + Рун + Рпрод),

(7.4)

откуда:

,

(7.5)

где Ж_к.доб - карбонатная жесткость добавляемой воды на восполнение потерь в СОО, мг-экв/дм³.
Значения Ж_к.пред обычно определяются опытным путем для конкретных условий работы СОО. На основе обобщения опытных данных для добавочных природных вод с окисляемостью до 25 мг·O₂ на 1 дм³ в интервале температур от 30 до 60° Г.Е. Крушелем была предложена формула для определения Ж_{к. пред}:

,

(7.6)

где ОK - окисляемость воды, мг·O₂/дм³, Ж_нк - некарбонатная жесткость воды, мг-экв/дм³, t - максимальная температура воды в системе, °C (при t < 40°C в уравнение подставляют t = 40°C).
Потери воды на испарение в градирнях, %, определяются из выражения:

Рисп = 0.16 · x · Dt,

(7.7)

где x - доля теплоты, отдаваемой охлаждающей водой за счет ее испарения в градирне (летом - 1.0 зимой - 0.5, весной и осенью - 0.75); Dt - снижение температуры в градирне.
Потери воды в результате уноса капель колеблется от 0.25 - 0.5 до 1.5 - 3.5% в зависимости от скорости ветра и типа градирни, а также зависят от наличия и эффективности работы брызгоуловителей в градирнях (табл. 7.2).

Потери воды с капельным уносом