- •Технологические энергоносители предприятий
- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •Перечень видов практических занятий и контроля
- •2. Рабочие учебные материалы
- •2.1. Рабочая программа
- •Раздел 1. Система воздухоснабжения (44 часа)
- •Раздел 2. Система технического водоснабжения (44 часа)
- •Раздел 3. Системы газоснабжения (36 часов)
- •Раздел 4. Системы холодоснабжения (36 часов)
- •Раздел 5. Системы обеспечения продуктами разделения воздуха (32 часа)
- •2.2. Тематический план дисциплины
- •Тематический план дисциплины
- •Тематический план дисциплины
- •Тематический план дисциплины
- •2.3. Структурно - логическая схема дисциплины
- •2.4. Временной график изучения дисциплины
- •2.5. Практический блок
- •2.5.1. Практические занятия
- •2.5.2. Лабораторные работы
- •2.6. Рейтинговая система оценки знаний при использовании дот
- •Ранжирование результатов
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •3.1. Библиографический список
- •3.2. Опорный конспект *)
- •Введение
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 1. Система воздухоснабжения
- •1.1. Схемы воздухоснабжения
- •1.1.1. Основные потребители сжатого воздуха на промпредприятии
- •1.1.2. Требования к качеству воздуха
- •Вопросы для самопроверки
- •1.2. Компрессорные станции
- •1.2.1. Состав компрессорной станции
- •1.2.2. Оборудование компрессорной станции
- •1.2.3. Расчет и проектирование компрессорной станции
- •1.2.4. Вспомогательное оборудование компрессорных станци
- •1.2.5. Воздухопроводы
- •1.2.6. Компоновка компрессорной станции
- •Вопросы для самопроверки
- •1.3. Компрессорные машины
- •1.3.1. Классификация компрессорных машин
- •1.3.2. Выбор типа компрессоров
- •1.3.3. Способы регулирования производительности поршневых компрессоров
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 2. Система технического водоснабжения
- •2.1. Системы водоснабжения
- •2.1.1. Схемы технического водоснабжения
- •2.1.2. Расходы воды
- •Вопросы для самопроверки
- •2.2. Прямоточная система водоснабжения
- •Вопросы для самопроверки
- •2.3. Оборотная система водоснабжения
- •2.3.1. Водохранилища – охладители
- •2.3.2. Градирни
- •2.3.3. Брызгальные бассейны
- •Вопросы для самопроверки
- •2.4. Очистка сточных вод
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 3. Система газоснабжения
- •3.1. Системы топливоснабжения предприятий
- •3.1.1. Топливный баланс промпредприятия
- •3.1.2. Топливоснабжение при твердом топливе
- •3.1.3. Топливоснабжение при жидком топливе
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2. Состав и схемы газоснабжения
- •3.2.1. Основные характеристики горючих газов
- •3.2.2. Система газоснабжения. Газовый баланс
- •3.2.3. Схема газоснабжения
- •3.2.4. Газопроводы
- •Рекомендуемые скорости газов в газопроводах низкого давления
- •Вопросы для самопроверки
- •3.3. Устройства и сооружения систем газоснабжения
- •3.3.1. Газораспределительные станции
- •3.3.2. Газорегуляторные пункты и установки природного газа
- •3.3.3. Газосмесительные станции
- •3.3.4. Газоповысительные станции
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 4. Системы холодоснабжения
- •4.1. Производство искусственного холода
- •4.1.1. Области применения низких температур
- •4.1.2. Потребители искусственного холода
- •4.1.3. Способы производства искусственного холода
- •Вопросы для самопроверки
- •4.2. Системы охлаждения
- •4.2.1. Системы непосредственного охлаждения
- •4.2.2. Системы косвенного охлаждения
- •4.2.3. Способы отвода теплоты от потребителей холода
- •Вопросы для самопроверки
- •4.3. Холодильные машины
- •4.3.1. Определение расчетной потребности в холоде
- •4.3.2. Выбор холодильного оборудования
- •4.3.3. Компоновка холодильного оборудования
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 5. Системы обеспечения предприятий продуктами разделения воздуха
- •5.1. Продукты разделеня воздуха
- •5.1.1. Использование в промышленности продуктов разделении воздуха
- •5.2.2. Методы промышленного получения продуктов разделения воздуха
- •Вопросы для самопроверки
- •5.2. Ожижители газов
- •5.2.1. Структура ожижителей газов
- •5.2.2. Ожижитель Линде
- •5.2.3. Ожижитель Капицы
- •Вопросы для самопроверки
- •5.3. Воздухоразделительные установки
- •5.3.1. Низкотемпературная ректификация воздуха
- •5.3.2. Расчет станций разделения воздуха
- •5.3.3. Оборудование воздухоразделительных установок
- •Вопросы для самопроверки
- •Заключение
- •3.3. Глоссарий (краткий словарь основных терминов и положений)
- •3.4. Методические указания к выполнению практических занятий
- •3.5. Методические указания к выполнению лабораторных работ
- •Охрана труда и техника безопасности при проведении лабораторных работ
- •Библиографический список для лабораторных работ
- •Лабораторная работа №1 получение напорной характеристики центробежного вентилятора
- •1.1. Цель работы
- •1.2. Основные теориетические понятия
- •1.3. Описание лабораторной установки
- •1.4. Порядок выполнения работы
- •1.5. Содержание отчета
- •Лабораторная работа №2 испытание поршневого процессора
- •2.1. Цель работы
- •2.2. Основные теоретические положения
- •2.3. Описание лабораторной утсановки
- •2.4. Порядок выполения работы
- •2.5. Содержание отчета
- •Лабораторная работа №3 определение жесткости воды
- •3.1. Цель работы
- •3.2. Основные теоретические положения
- •3.3. Описание лабораторной установки
- •3.4. Порядок выполнения лабораторной работы
- •3.5. Содержание отчета
- •Лабораторная работа № 4 умягчение воды методом катионного обмена
- •4.1. Цель работы
- •4.2. Основные теоретические положения
- •4.3. Описание лабораторной установки
- •4.4. Порядок выполнения работы
- •4.5. Содержание отчета
- •Методика определения хлоридов, сульфатов и кислотности воды
- •1. Определение содержания хлоридов ртутным методом
- •2. Определение сульфатов
- •3. Определение кислотности воды
- •Лабораторная работа №5 изучение и поверка пружинных технических манометров
- •5.1. Цель работы
- •5.2. Основные теоретические полпжения
- •5.3. Описание лабораторной установки
- •5.4. Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №6 измерение расхода воздуха различными методами
- •Порядок определения массового расхода
- •6.2.2. Измерение расхода методом постоянного перепада давления
- •6.2.3. Измерение расхода методом динамического давления
- •6.3. Описание лабораторной установки
- •6.4. Порядок выполнения работы
- •7.5. Содержание отчета
- •Расчет погрешностей
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
- •4.1. Задание на контрольную работу и методические указания к ее выполнению
- •Задача №2
- •1.1. Параметры атмосферного воздуха
- •1.2. Характеристики вентиляторных градирен
- •1.3. Стальные бесшовные трубы
- •1.4. Характеристики центробежных насосов консольного типа
- •1.5. Среднее расходы воздуха различными потребителями
- •1.6. Средние значение коэффициента одновременности к0
- •1.7. Поршневые воздушные крейцкопфные компрессоры с прямоугольным расположением цилиндров типа вп (гост 23680-79)
- •4.2. Задание на курсовой проект и методические указания к его выполнению Введение
- •1.Тематика курсовых проектов
- •Принципы формирования тем индивидуальных заданий
- •Задание на курсовой проект
- •2.Расчетная часть
- •Требования к пояснительной записке
- •Составление функциональной схемы системы водоснабжения
- •Расчет режима работы теплонасосной установки и выбор тепловых насосов
- •Выбор схем включения испарителей и конденсаторов тепловых насосов
- •2.5. Расчет термодинамического цикла теплового насоса
- •2.6. Тепловой расчет и подбор теплообменников
- •2.7. Расчет и подбор градирен
- •2.8. Расчет диаметров трубопроводов и подбор насосов
- •2.9. Разработка принципиальной схемы системы водоснабжения
- •2.10. Компоновка оборудования теплонасосной установки
- •2.11. Расчет показателей экономичности
- •3. Графическая часть
- •Литература
- •2.1. Характеристики парокомпрессионных тепловых насосов
- •2.2. Основные параметры водоводяных секционных подогревателей
- •2.3. Параметры атмосферного воздуха
- •2.4. Характеристики вентиляторных градирен
- •2.5. Характеристика стальных бесшовных труб
- •2.6. Характеристики центробежных насосов
- •2.7. Дополнительные технические решения, разрабатываемые на принципиальной схеме системы водоснабжения
- •2.8. Примерный состав вспомогательных помещений машинного отделения теплонасосной установки
- •Оглавление курсового проекта
- •4.3. Текущий контроль
- •4.3.1. Тестовые задания тест №1
- •Тест №2
- •Тест №3
- •Тест №4
- •Тест №5
- •4.3.2. Вопросы к зачету
- •4.4. Итоговый контроль
- •4.4.1. Вопросы к экзамену
- •Содержание
- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •2. Рабочие учебные материалы
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
2.3.2. Градирни
Для промышленных и отопительных ТЭЦ, располагаемых, как правило, вблизи жилых и промышленных массивов, наиболее рациональным (а в ряде случаев единственным) решением технического водоснабжения оказываются оборотные системы с градирнями. При этом на электростанции устанавливаются не менее двух градирен.
Градирня представляет собой тепломассообменное устройство, в котором охлаждение воды осуществляется за счет испарения при непосредственном контакте с воздухом.
Преимуществом градирен по сравнению с водохранилищами- охладителями является достижение сравнительно высокого эффекта охлаждения циркулирующей воды при значительно меньших площадях. Однако градирни, как правило, в любой период года уступают водохранищам-охладителям по глубине охлаждения циркуляционной воды.
В зависимости от условий работы и конструктивного исполнения градирни подразделяются на открытые, башенные и вентиляторные.
По характеру стекания воды в оросительной системе градирни в свою очередь делятся на капельные, пленочные и капельно-пленочные.
Башенные градирни получили наибольшее распространение. Они могут выполнятся из монолитного или сборного железобетона круглой формы с гиперболической поверхностью вытяжной трубы. Внутренняя поверхность железобетонной вытяжной трубы покрывается гидроизоляцией (мастикой особого состава) для защиты бетона от выщелачивающего воздействия стекающего конденсата.
Рис. 2.6. Схема циркуляции воды при охлаждении ее в градирне:
1 – градирня; 2 – выход нагретого влажного воздуха; 3 – вход холодного воздуха; 4 – циркуляционный насос; 5 – конденсатор.
Градирни с металлическим каркасом вытяжной трубы по форме представляют собой усеченную четырехгранную или многогранную пирамиду. Обшивка каркаса может выполняться из дерева, а также из асбоцементных или алюминиевых листов. Деревянные элементы градирен пропитываются противогнилостным составом. Высота современных башенных градирен достигает 75м и более.
На рис. 2.7 изображена принципиальная схема оборотного водоснабжения станции с башенными градирнями капельного типа. Нагретая в конденсаторах турбин вода под напором циркуляционных насосов подается в распределительные желоба оросительного устройства градирни на высоту примерно 7 – 10м от земли. Из отверстий в днище распределительных желобов вода ударяет крупными струями по разбрызгивающим розеткам и далее, многократно дробясь о горизонтально расположенные рейки, стекает в виде дождя в сборный бассейн. Навстречу потоку воды движется воздух, который, отняв теплоту от воды, вместе с паром по вытяжной трубе отводится в атмосферу.
Из сборного бассейна вода по самотечным каналам поступает в водозаборный колодец, откуда циркуляционными насосами снова подается в конденсаторы турбин.
В пленочных градирнях вода после разбрызгивающих розеток стекает не по рейкам, а по вертикально расположенным щитам, тонкой пленкой (рис. 2.9). Опытом эксплуатации установлено, что пленочные градирни при равном с капельной градирней эффекте охлаждения циркуляционной воды могут иметь примерно в 2 раза большую площадь орошения (удельную гидравлическую нагрузку.
Рис. 2.7. Принципиальная схема оборотного водоснабжения с капельными башенными градирнями:
1 – напорный трубопровод; 2 – распределительные желоба; 3 – разбрызгивающие розетки; 4 – оросительная система из реек; 5 – сборный бассейн; 6 – вытяжная труба; 7 – самотечный перепускной канал; 8 – водозаборный колодец; 9 – продувочная воронка; 10 – воронка для введения хлорной извести; 11 – поплавковый указатель уровня; 12 – всасывающий (обратный) клапан.
Плотностью орошения q [м³/(м² · ч)] называют отношение часового расхода охлаждающей воды к площади поперечного сечения оросителя:
q = G / Fор . (2.5)
Величина q для капельных башенных градирен обычно составляет 2,5 – 3,5, для пленочных – 5 -7. Кроме того, у пленочных градирен меньше капельный унос воды, а в зимний период они меньше подвержены обмерзанию.
Охлаждение воды в градирнях происходит в основном за счет частичного испарения. При этом убыль воды из циркуляционной системы за счет испарения примерно равна расходу пара в конденсатор. Около 0,5 – 1,0% воды теряется с механическим уносом.
Количество добавочной воды равно суммарным потерям воды в градирне
Gдоб = Gисп + Gун + Gпр , (2.6)
где Gисп – потеря за счет испарения воды; Gун – потеря с механическим уносом; Gпр – потеря воды с продувкой.
Рис. 2.8. Разбрызгивающее устройство Рис. 2.9. Оросительные устройства
открытой капельной градирни башенных градирен:
а – капельных; б – пленочных.
В зависимости от условий работы градирни количество добавочной воды составляет 5 - 6% общего расхода циркуляционной воды. Добавочная вода, имеющая более низкую температуру, чем циркуляционная, перед поступлением ее в водосборный колодец обычно подается в воздухо- и маслоохладители.
Расчет башенных градирен имеет целью определение плотности орошения по заданной температуре охлаждающей воды в градирне, либо, наоборот, по известной плотности орошения – нахождение температуры охлажденной воды. Ввиду множества факторов, оказывающих влияние на работу градирни, аналитическое решение как прямой, так и обратной задачи весьма затруднительно.
На электростанциях с небольшой конденсационной мощностью иногда применяют более простые и дешевые градирни открытого типа без вытяжных башен. Доступ воздуха в оросительную систему открыт у них со всех сторон. Открытые градирни по сравнению с башенными имеют, как правило, меньший охлаждающий эффект, который зависит от метеорологических условий и в первую очередь от скорости ветра, они имеют значительный капельный унос воды и в зоне их расположения, особенно в зимний период, образуется туман. Последнее обстоятельство не позволяет размещать их вблизи проезжих дорог, открытых подстанций и в местах плотной застройки из-за ухудшения видимости и угрозы обледенения окружающих сооружений и дорог.
Вентиляторные градирни представляют собой сооружения для охлаждения в оборотных системах водоснабжения с принудительной подачей воздуха в оросительное пространство вентиляторами.
Вентиляторные градирни допускают более высокие тепловые нагрузки, обеспечивая более глубокое и устойчивое охлаждение воды, чем в башенных градирнях, брызгальных бассейнах и т. п., а также требуют меньшей площади для размещения. При одинаковой производительности сооружение вентиляторных градирен на 50 – 80 % дешевле, чем башенных, и на 20 - 50 % - чем брызгальных бассейнов. Вместе с тем при эксплуатации расходуется электроэнергия на привод вентиляторов и требуется постоянное наблюдение и уход.
Вентиляторные градирни выполняют секционными с индивидуальными вентиляторами на каждую секцию или же одновентиляторными. Вентиляторные установки в большинстве типов градирен располагаются вверху, просасывая воздух через ороситель со скоростью 4 – 5 м/с.