герб

ГОСТы

флаг

СО 34.22.302-2005 Методика построения нормативных характеристик градирен испарительного типа

ФИЛИАЛ ОАО «ИНЖЕНЕРНЫЙ ЦЕНТР ЕЭС» - «ФИРМА ОРГРЭС»

МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ НОРМАТИВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРАДИРЕН ИСПАРИТЕЛЬНОГО ТИПА

СО 34.22.302-2005

Москва

Центр производственно-технической информации энергопредприятий и технического обучения ОРГРЭС

2005

СОДЕРЖАНИЕ

1. ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

3. ПОРЯДОК ПОСТРОЕНИЯ НОРМАТИВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

Разработано Филиалом ОАО «Инженерный центр ЕЭС» - «Фирма ОРГРЭС»

Исполнитель В.А. КАЛАТУЗОВ

Утверждено главным инженером Филиала ОАО «Инженерный центр ЕЭС» - «Фирма ОРГРЭС» В.А. КУПЧЕНКО 03.10.2005 г.

Настоящая Методика разработана на основании опыта эксплуатации, наладки и испытаний градирен систем технического водоснабжения тепловых электростанций.

Целью работы является установление единого порядка расчета и построения нормативных характеристик градирен испарительного типа.

Методика предназначена для эксплуатационного персонала электростанций, предприятий решающих вопросы планирования выработки электрической мощности и участвующих в согласовании располагаемых мощностей электростанции, для диспетчерских служб.

Методика обязательна для проектных организаций при проектировании электростанций, выполнении проектов реконструкции и модернизации градирен и оборудования циркуляционных систем технического водоснабжения.

1. ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

τ - температура воздуха по мокрому термометру, °С;

φ - относительная влажность воздуха, %;

h1 - начальная энтальпия воздуха на входе в градирню, ккал/кг;

h2 - энтальпия воздуха на выходе из градирни, ккал/кг;

τ1 - температура воздуха по мокрому термометру, соответствующая начальной его энтальпии, °С;

τ2 –температура воздуха по мокрому термометру на выходе из градирни, °С;

t1 - температура воды, поступающей в градирню, °С;

t2 - температура охлажденной воды, выходящей из градирни, °С;

h"1 - граничная энтальпия воздуха при температуре воды, поступающей в градирню, ккал/кг;

h"2 - граничная энтальпия воздуха на выходе из градирни при температуре воды, выходящей из градирни, ккал/кг;

Δh = h2 - h1 -разность краевых энтальпий, ккал/кг;

q - плотность орошения, м32ч;

Δt - перепад температур воды, °С;

λ - относительный расход воздуха, кг/кг воды;

сж -теплоемкость воды, ккал/кг °С;

k - коэффициент уравнения, равный в среднем 0,96;

γ1 и γ2 - удельные веса воздуха: начальный и конечный, кг/м3;

ξ - общий коэффициент сопротивления градирни;

 - отношение площади живого сечения оросителя к площади орошения градирни;

Н g - действующая с точки зрения тяги высота вытяжной башни градирни, м. Она находится согласно формуле Н g - Нб + 0,5Нор;

Нб - высота башни над оросителем, м;

Нор - высота оросителя, м;

g - ускорение силы тяжести, м/с2;

γж - средний удельный вес воды, кг/м3;

γср - средний удельный вес воздуха, равный  кг/м3;

Δγ - разность удельных весов воздуха на входе и выходе из градирни, равная γ1 - γ2, кг/м3.

2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2.1 Основным конечным технологическим показателем работы градирен является температура охлажденной воды. Температура охлажденной воды в основном зависит от:

- режимных гидравлических и тепловых нагрузок;

- метеорологических параметров;

- конструкций градирен, их геометрических соотношений, их взаимного расположения и влияния;

- интенсивности теплообмена и массообмена;

- значений аэродинамического сопротивления и удельного расхода воздуха.

2.2 Значения температур охлажденной воды, поступающей в конденсаторы паровых турбин, оказывают значительное влияние на технико-экономические показатели работы электростанций. Одновременно конечные значения температур охлажденной воды зависят от большого количества параметров. В связи с этим для эффективной эксплуатации градирен и электростанций, определения причин ухудшения их состояния необходимы нормативные характеристики, позволяющие вести контроль за работой градирен.

2.3 Контроль качества работы градирен в эксплуатационных условиях может быть обеспечен только при наличии достаточно точных технологических характеристик (графиков охлаждения воды) для каждого типа, размера и конструктивного исполнения градирен.

2.4 Точность характеристики определяется совпадением температур охлажденной воды, действующих градирен с температурами охлажденной воды, рассчитанными по характеристике для одинаковых метеорологических и режимных условий, при которых работает градирня. Исходя из этого, расчет и построение точных характеристик следует производить с использованием натурных результатов испытания градирен.

2.5 Построение нормативных характеристик производится на основании результатов балансовых испытаний градирен.

2.6 Нормативные характеристики обязательны для:

- эксплуатационного контроля работы градирен;

- выбора наиболее экономичных решений при модернизации градирен;

- определения экономичных режимов их эксплуатации в циркуляционной системе технического водоснабжения;

- разработки нормативов топливоиспользования;

- оценки проектных решений строительства и реконструкций градирен.

2.7 Нормативные характеристики определяют:

- совершенство конструктивного исполнения градирен;

- достоверность результатов лабораторных стендовых испытаний технологических конструкций градирен.

2.8 В основу расчета и построения нормативных характеристик градирен по натурным данным положен принцип использования подобных критериальных зависимостей.

Эффективность охлаждения воды в градирне зависит от интенсивности действия двух процессов: теплообмена и массообмена. Теплообмен происходит при соприкосновении воды с воздухом, а массообмен - в результате испарения воды с ее развернутой поверхности.

Известна аналогия между теплообменом и массобменом, их взаимосвязь. Оба процесса протекают одновременно в общем гидродинамическом поле скоростей воды и воздуха, образуя при взаимодействии единый процесс переноса тепла.

Общий процесс теплопереноса сопровождается изменением энтальпий (теплосодержаний) воздуха на границе и в ядре потока по пути его движения в оросителе градирни (например, по высоте оросителя при противотоке). Причем, для постоянного барометрического давления энтальпия воздуха h является функцией одного переменного аргумента, поскольку имеет однозначную зависимость от температуры адиабатического испарения воды (мокрого термометра) τ.

Между уравнениями теплоотдачи и массоотдачи имеется зависимость относительных безразмерных разностей энтальпий от подобных разностей температур:

.                                                       (2.1)

Для зависимости (2.1) константы преобразования составляют: а2 = 0,723 и в2 = 0,27.

Функция (2.1) справедлива в широком диапазоне изменения режимных и метеорологических параметров:

- плотность орошения градирен - 2,1 - 10,0 м32ч;

- скорость воздуха в оросителе - 0,4 - 1,8 м/с;

- перепад температур воды - 2,6 - 12,0°С;

- температура воздуха по сухому термометру - от -5,0 до +36,5°С;

- по влажному термометру - от -5,0 до +23,0°С;

- относительная влажность воздуха - от 10 до 90%;

- температура поступающей воды от +17,0 до +45,0°С;

- температура охлажденной воды от +10,0 до +36,5°С;

- температура воздуха в башне градирни над оросителем от +10,0 до +36,5°С.

В правой части функций (2.1) разность краевых энтальпий Δ h = h2 h1 определяется из уравнения теплового баланса градирни:

,                                                                            (2.2)

где Δt - перепад температур воды, °С;

λ - удельный расход воздуха, кг/кг воды;

сж - теплоемкость воды, ккал/кг∙°С;

k - коэффициент уравнения, равный в среднем 0,96.

Удельный расход воздуха λ, является критерием динамики двухфазного потока (вода - воздух).

Для башенных градирен его величина определяется по уравнению Л.Д. Бермана:

.                                                  (2.3)

3. ПОРЯДОК ПОСТРОЕНИЯ НОРМАТИВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

3.1 Построение нормативных характеристик производится на основании результатов балансовых испытаний градирен. Балансовыми испытаниями определяются параметры и их соотношения, формирующие процессы тепломассообмена и охлаждения и их динамику в зависимости от изменения внешних воздействующих условий.

3.2 Нормативные характеристики представляются в виде графической зависимости температуры охлажденной воды от изменения тепловой нагрузки градирни и температуры воздуха по мокрому термометру. Температура мокрого термометра представляет на графике линию теоретического предела охлаждения, что позволяет оценивать возможности градирни по приближению температуры охлажденной воды к теоретически возможной глубине ее достижения.

3.3 По опытным данным входящий в него общий коэффициент сопротивления ξ для башенных градирен в значительной степени колеблется. Как известно, на величину коэффициента ξ , оказывает влияние скорость ветра (примерно по линейной зависимости). Поэтому необходимо для расчета определить среднеарифметический коэффициент ξ , по результатам балансовых испытаний градирни, соответствующий средней скорости ветра. Расчеты технологических характеристик производятся для этого среднеарифметического постоянного значения ξ.

Согласно опытным данным, общий коэффициент сопротивления градирни можно определить и по уравнению:

                            (3.1)

Подставляя опытные значения величин в правую часть уравнения, для каждого опыта определяется ξ , и по всем опытам - среднеарифметическая его величина, которая примерно равняется среднеарифметической величине ξ , полученной по результатам балансовых испытаний градирни. Такое сопоставление необходимо для проверки точности определения ξ , перед началом расчета характеристики градирни.

3.4 Нормативная характеристика охлаждения воды в градирне выражается аналитической зависимостью:

,                                                 ( 3.2)

где , где .

Коэффициенты "а" и "в" находятся по результатам балансовых испытаний путем графического построения функции , из которой находится коэффициент "п" как тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс. По коэффициенту "п" определяются коэффициенты:

а = п - 0,135 и в = п - 1.

3.5 Пример: по балансовым испытаниям гиперболической градирни площадью 1600 м2 с полимерным оросителем решетчатой конструкции ИК-100 (ИРВИК) высотой 1,2 м, получилась прямая зависимости .

Тангенс угла наклона ее к оси абсцисс составляет п = 1,21.

По известному п определяются:

а = 1,21 - 0,135 = 1,075 и в = 1,21 - 1,00 = 0,21.

По среднему барометрическому давлению атмосферного воздуха площадки расположения градирни определяется постоянная С по формуле

С = 1,72 - РБср

Например: для г. Липецка РБср = 745 мм рт.ст. = 1,01 кг/см2, следовательно, С = 1,72 - 1,01 = 0,71.

Из балансовых испытаний известны общий коэффициент сопротивления градирни и действующая высота тяги башни Н g, по которым определяется величина .

Величина Н g находится по формуле

Hg = Hб + 0,5 Hcp

где Нб - высота башни над оросителем;

Н cp - высота оросителя, м.

Из балансовых испытаний рассматриваемой градирни средний коэффициент аэродинамического сопротивления ξ cp = 73,7 при средней скорости ветра 3,46 м/с, Н g = 50,7 м. Соотношение

Полученные значения а и в, С и А подставляются в формулу (3.2), которая приобретает вид зависимости конкретной градирни:

.

По полученной зависимости производится построение линий тепловых нагрузок основного графика для произвольно выбранных значений тепловой нагрузки, например, для 30, 50, 70, 90, 110 и 130 Мкал/м2∙ч или при соответствующем пересчете кВт/м2∙ч.

Для каждого значения тепловой нагрузки уравнение сначала решается относительно τ при различных значениях х = t2 + τ. Значения х выбираются в диапазоне от + 10 до+70°С с интервалом 10°С.

По найденным значениям т определяется соответствующая температура охлажденной воды t2 = х - τ.

По полученным τ и t2 производится построение линий основного графика для значений тепловой нагрузки qΔt: 30, 50, 70, 90, 110 и 130 Мкал/м2∙ч.

3.5.1 Поправочный график на температурный перепад рассчитывается по зависимости:

.

3.5.2 Для построения поправочного графика на влажность воздуха расчет повторяется для произвольно заданных параметров относительной влажности воздуха

, где φ - влажность воздуха задается произвольно в относительных единицах, например, 0,20; 0,40; 0,60; 0,80 и 1,0.

Вычисляются разности рассчитанных температур охлажденной воды по формуле (3.2) для различной φ и найденных температур по основному графику при φ = 0,5. По этим разностям выполняется построение поправочного графика на влажность воздуха.

Построенные графики: основной и поправочные на φ и Δ t сверяются с опытными данными испытаниями градирни, для которой они рассчитывались.

По разности между фактическими температурами охлажденной воды и найденными по основному графику с поправками на φ и Δ t уточняется поправочный график на влияние ветра. Вид построенной нормативной характеристики показан на рисунке 1.

Рисунок 1 - Нормативная характеристика градирни

На основном графике (А) характеристики показана основная зависимость температуры охлажденной воды от температуры наружного воздуха по смоченному термометру τ и удельной тепловой нагрузки градирни qΔt.

Данный вид характеристики удобен не только для нормирования градирни, но и оценки ее конструктивной эффективности по приближению к теоретическому пределу охлаждения. Это основная зависимость, обозначена буквой "А" и построена для постоянных значений:

- температурного перепада Δ t = 10°С;

- относительной влажности воздуха φ = 50%;

- скорости ветра 1,6 м/с.

К основному графику даны графики поправок:

- "а" на температурный перепад Δ t;

- "б" на влажность воздуха Δφ;

- "в" на скорость ветра Δ w.

3.6 Определение температур охлажденной воды по характеристике производится в следующей последовательности:

а) По основному графику "А" в зависимости от площади градирни и конструкции оросителя определяется температура охлажденной воды t2 для заданной температуры воздуха по смоченному термометру τ и заданных значений удельной тепловой нагрузки градирни qΔt.

б) По графику "а" определяется поправка Δ t для заданного температурного перепада Δ t, так как основной график построен для Δ t = 10°С.

в) На графике "б" определяется поправка Δφ на влажность воздуха φ.

г) По графику "в" определяется поправка Δ w на скорость ветра.

д) Найденные значения поправок суммируются со своим знаком с температурой охлажденной воды, найденной по основному графику "А". Значение расчетной температуры охлажденной воды составляет:

.

Еще документы скачать бесплатно

Интересное

Гост 19034 82 Гост 7 32 2001 Допуски и посадки таблица Максимальная масса транспортного средства Наружные пожарные лестницы требования Нормы выдачи сиз Пособие по проектированию железобетонных конструкций Проточка Размеры болтов Размеры транспортерных лент для желобчатых Конвейеров Снип 2 01 01 82 Снип проектирование жилых зданий Схема вентиляции Требования к пожарным шкафам Ударный ток