ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВОДОУЛАВЛИВАНИЯ В ГРАДИРНЯХ

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, поверхностного типа) подается охлаждающая вода. Расходы охлаждающей технической, 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 электростанциях.

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 ^м/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 м². 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.