В процессе оборота часть воды теряется на испарение, капельный унос и продувку[8].
Горячая вода с установок поступает на водяной блок для очистки и охлаждения. Охлаждение горячей воды производится на вентиляторных градирнях, при этом вода частично теряется на испарение и капельный унос.
Потери воды на испарение, определяется в процентах от расхода горячей воды по формуле
Р1=kисп×Δt, %, (2.1)
| где Δt | – | перепад температур воды до и после охлаждения, 5–15°С; |
| kисп | – | коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи испарением в зависимости от температуры воздуха по сухому термометру, который принимается для лета – 0,16, для зимы – 0,1. |
Процент потерь воды на градирне в виде капельного уноса Р2зависит от конструкций каплеуловителя и от допустимых выбросов аэрозоли по ОБУВ ингибитора. При отсутствии ОБУВ ингибитора, принимается значение Р2=0,1%.
Процент потерь воды на продувку Р3 определяется требуемым коэффициентом концентрирования или солесодержанием оборотной воды.
Потери оборотной воды на испарение Р1и унос Р2 в охладителе, на сброс в канализацию Р3 компенсируются подпиткой Р, в процентах, по уравнению
Р=Р1+Р2+ Р3 (2.2)
или
qподп=qисп+ qунос+ qпрод, м3/ч, (2.3)
| где qподп | – | расход подпиточной воды, м3/ч; |
| qисп, qунос,qпрод – потери оборотной воды соответственно на испарение, унос, продувку, м3/ч. |
Восполнение потерь рекомендуется компенсировать свежей водой или водой, соответствующей ей по химическому составу (ливневые воды, очищенный конденсат водяного пара).
Испарение воды в оборотной системе влечет за собой ее минерализацию. Солесодержание оборотной воды Собстабилизируется при условии равенства количества вводимых солей количеству выводимых по уравнению баланса солей:
Сподп∙Р=Соб×(P2+Р3)=Соб×(P – Р1), (2.4)
| где Сподп | – | концентрация солей в подпиточной воде, мг/л. |
Преобразовывая уравнение (2.4), получим
. (2.5)
Из условия «упаривания» воды в оборотной системе Собвсегда больше Сподп.Обозначим:
, (2.6)
| где Кк | – | коэффициент концентрирования растворенных минеральных солей и других примесей в оборотной воде при условии исключения выпадения их в осадок. |
Запишем уравнение (2.5) в следующем виде:
. (2.7)
Уравнение (2.7) позволяет рассчитать коэффициенты концентрирования по известным значениям водного баланса. Коэффициент концентрирования меняется в зависимости от сезона года, так как изменяется процент испарения воды. Изменение величиныKквлияет на общее солесодержание оборотной воды. По заданию коэффициент концентрирования Kк=4. На основании выше сказанного для систем оборотного водоснабжения составляется балансовая таблица (табл. 2.1).
В технологическом производстве из трубопровода охлажденной воды производится отбор воды на периодическую мойку полов, лотков, которая входит в общий объем продувки. Принимаем:
Qохл=1,001· Qгор=1,001×3400=3403 м3/ч. (2.8)
В табл. 2.1 производится расчет при расходе на продувку оборотной системы за счет отбора охлажденной воды на производстве:
q3 =Qохл –Qгор. (2.9)
В табл. 2.1 расходыP1 и Р2 найдены от расхода горячей воды Qгор.Поэтому в графах 9–13 потери воды приводятся в процентах от Qохл. В результате расчета получены значения коэффициенты концентрированияKк =9,6, что больше заданного значения Kк =4,0.
Таблица 2.1
Балансовая таблица системы оборотного водоснабжения
| № п/п | Наименование | Ед. изм. | Условные обозначения или расчетная формула | Сезон года | |
| лето | зима | ||||
| Расход охлажденной воды | м3/ч | Qохл | |||
| Расход горячей воды | м3/ч | Qгор | |||
| Процент потерь на испарение | % | Р1=kΔt, Δt=10°C | 1,6 | 1,0 | |
| Потери на испарение | м3/ч | qисп=Qгор×Р1/100 | 54,4 | 34,0 | |
| Процент потерь на унос | % | Р2 | 0,1 | 0,1 | |
| Потери на унос | м3/ч | qунос=Qгор×Р2/100 | 3,40 | 3,40 | |
| Продувка | м3/ч | q¢прод=Qохл – Qгор | 3,0 | 3,0 | |
| Расход подпиточной воды | м3/с | qподп=qисп+ qунос+qпрод | 60,8 | 37,4 | |
| Потери воды на испарение, процент от Qохл | % | Р1=qисп×100/Qохл | 1,6 | 1,0 | |
| Потери воды на унос, процент от Qохл | % | Р2=qунос×100/Qохл | 0,099 | 0,099 | |
| Продувка | % | Р3= qпрод×100/Qохл | 0,088 | 0,088 | |
| Подпиткаиз водоема | % | Р=qподп×100/Q¢охл | 1,78 | 1,18 | |
| Водооборот | % | Р4=100 – Р | 98,2 | 98,8 | |
| Коэффициент концентрирования | Kк= P/(P – P1) | 9,6 | 6,4 |
Определяем значение Р3 по заданному значению Kк =4,0 из уравнения
. (2.10)
Значения Р1 и Р2принимаются из данных табл. 2.1, а Р3подбирается до получения значения Kк =4,0.В данном случае Р3=0,43%.
.
Требуемый расход продувочной воды:
.
В том числе сброс на БОВ после градирни
qпрод=14,6 – 3,0=11,6 м3/ч.
На основании полученного значения qпрод=14,6 м3/ч производится пересчет в табл. 2.2.
Таблица 2.2
Балансовая таблица системы оборотного водоснабжения для Kк =4.0
| № п/п | Наименование | Ед. изм. | Условные обозначения или расчетная формула | Сезон года | |
| лето | Зима | ||||
| Расход охлажденной воды | м3/ч | Qохл | |||
| Расход горячей воды | м3/ч | Qгор | |||
| Процент потерь на испарение | % | Р1=kисп×Δt, Δt=10°C | 1,6 | ||
| Потери на испарение | м3/ч | qисп=Qгор×Р1/100 | 54,4 | 34,0 | |
| Процент потерь на унос | % | Р2 | 0,1 | 0,1 | |
| Потери на унос | м3/ч | qунос=Qгор×Р2/100 | 3,4 | 3,4 | |
| Продувка: | м3/ч | qподп=3+ 11,6 | 14,6 | 14,6 | |
| – в производстве | |||||
| – сброс после градирни | 11,6 | ||||
| Расход подпиточной воды из водоема | м3/ч | qподп=qисп. + qунос +qпрод | 72,40 | 52,0 | |
| Потери воды на испарение, процент от Qохл | % | Р1=qисп×100/Qохл | 1,596 | 0,996 | |
| Потери воды на унос, процент от Qохл | % | Р2=qунос×100/Qохл | 0,099 | 0,099 | |
| Продувка | % | Р3=Σqпрод×100/Qохл | 0,43 | 0,43 | |
| Подпитка из водоема | % | Р=qподп×100/Qохл | 2,13 | 1,53 | |
| Водооборот | % | Р4=100 – Р | 97,87 | 98,47 | |
| Коэффициент концентрирования | Kк= P/(P – P1) | 4,0 | 2,9 |