ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ГРАДИРЕН

1. Вступление

При получении запроса на расчёт работы градирни выясняем тип охлаждаемого оборудования, выбираем подходящую методику проведения расчётов системы и выполняем ряд расчётов работы градирен в различных схемах систем оборотного водоснабжения.

2. Пример данных запроса наподбор градирни «Росинка»
Данные запроса:
  • Оборудование конденсатор холодильной машины
    • Расход воды на оборудовании 13,5 м³/час
    • Требуемая температура воды на входе в оборудование 25 °С
    • Тепловыделение на оборудовании 200 кВт
    • Наличие разрыва струи нет
  • Регион эксплуатации Липецкая область
2.1. Пример предварительных расчётов

Для охлаждения конденсаторов холодильных машин выполняем расчет температуры охлажденной воды при тепловом балансе в системе, т.е. температуры, при которой теплосъём на градирне равен тепловыделению на оборудовании.

Климатические параметры тёплого периода года в соответствии с СП 131.13330.2012, г. Липецк:
  • Средняя максимальная температура воздуха наиболее тёплого месяца; Ѳ 25,9 °С
  • Средняя месячная относительная влажность воздуха в 15 ч наиболее тёплого месяца; image description 51 %
  • Барометрическое давление; Pb 746,4 мм.рт.ст
  • Температура воздуха по смоченному термометру (определяется по психрометрическим таблицам); image description 18,8 °С

На сновании имеющихся данных определяем перепад температур на оборудовании по формуле:

image description
  • Тепловыделение на оборудовании (1 Мкал/час ≈ 1,163 кВт) QОБ = 200 кВт ≈ 172 Мкал/час
  • Удельная теплоёмкость воды cВ = 1 Мкал/(м³∙°С)
  • Расход воды на оборудовании GОБ = 13,5 м³/час
  • Перепад температур воды на оборудовании ∆TОБ, °С
image description

На основании полученных данных выполняем ряд расчётов работы градирен «Росинка» в различных системах оборотного водоснабжения и составляем сравнительную таблицу:

Таблица №1
image description
2.2. Пример расчёта работы градирни «Росинка-10/20» в одноконтурной системе оборотного водоснабжения

Предлагаем к рассмотрению расчёт работы градирни «Росинка-10/20» в одноконтурной системе оборотного водоснабжения (рисунок №1) при климатических параметрах региона эксплуатации в соответствии с СП 131.13330.2012.

Исходные данные для расчёта:
  • Оборудование:
    • Расход воды на оборудовании; G 13,5 м³/час
    • Перепад температур воды на оборудовании 13,0 °С
  • Градирня:
    • Модель градирни «Росинка-10/20»
    • Количество 1 шт.
    • Расход воды на градирне; G 13,5 м³/час
Рисунок №1
image description image description
Работа системы выглядит следующим образом (таблица №2):

Перед началом работы бак-резервуар заполняется водой из технического водопровода. Принимаем, что температура водопроводной воды, заливаемой в бак-резервуар перед началом работы, 22,0 °С и перепад температур воды на оборудовании всегда 13,0 °С, то есть тепловыделение на оборудовании постоянно.

Посредством насоса Н вода расходом G = 13,5 м³/час подаётся в оборудование, проходя через которое нагревается до T2-ОБ = 35,0 °С, подаётся в градирню, в которой охлаждается до T2-ГР = 27,1 °С, и сливается в бак-резервуар. Далее вода с температурой Т1-ОБ = T2-ГР = 27,1 °С подаётся в оборудование, проходя через которое нагревается до T2-ОБ = 40,1 °С, и подаётся в градирню, в которой охлаждается до T2-ГР = 29,0 °С.

Далее цикл повторяется, и в системе устанавливается тепловой баланс, т.е. температуры после оборудования и градирни стабилизируются на уровне, при котором теплосъём на градирне равен тепловыделению на оборудовании.

Таблица №2
image description
Технологический расчёт градирни при привязке к местным условиям (таблица №2, расчёт №6
image description

Расчёт показал, что в тёплое время года градирня «Росинка-10/20» обеспечивает оборудование холодной водой с температурой 29,8 °С.

2.2. Пример расчёта работы градирни «Росинка-30/40» в двухконтурной системе оборотного водоснабжения

Предлагаем к рассмотрению расчёт работы градирни «Росинка-30/40» в двухконтурной системе оборотного водоснабжения (рисунок №2) при климатических параметрах региона эксплуатации в соответствии с СП 131.13330.2012.

Исходные данные для расчёта:
  • Оборудование:
    • Расход воды на оборудовании; GОБ 13,5 м³/час
    • Перепад температур воды на оборудовании 13,0 °С
  • Градирня:
    • Модель градирни «Росинка-3 0/40»
    • Количество 1 шт.
    • Расход воды на градирне; G ГР 30 м³/час
Рисунок №2
image description image description
Работа системы выглядит следующим образом (таблица №3):

Перед началом работы баки заполняются водой из технического водопровода. Принимаем, что температура водопроводной воды, заливаемой в баки перед началом работы – 22,0 °C и перепад температуры воды на оборудовании всегда 13,0 °С, то есть тепловыделение на оборудовании постоянно.

Посредством насоса НОБ вода из БХВ с расходом GОБ = 13,5 м³/час подаётся в оборудование, проходя через которое, нагревается до T2-ОБ = 35,0 °С и сливается в БГВ. Из БГВ насосом НГР с расходом GГР = 30,0 м³/час и температурой 35,0 °C вода подаётся в градирню, где охлаждается до Т2-ГР = 26,0 °С и сливается в БХВ, откуда вода с Т1-ОБ = Т2-ГР = 26,0 °С подаётся в оборудование, где нагревается до T2-ОБ = 39,0 °С.

В баках, вследствие разности расхода воды в контурах (на градирне – 30,0 м³/час, а на оборудовании – 13,5 м³/час), происходит перелив воды из БХВ в БГВ. Объём перелива – 16,5 м³/час. В БГВ охлаждённая в градирне вода смешивается с водой из оборудования, образуя смесь с температурой:

image description

Из БГВ насосом НГР с расходом GГР = 30,0 м³/час и Т1-ГР = ТСМ = 31,9 °С вода подаётся в градирню, где охлаждается до Т2-ГР = 24,9 °C и сливается в БХВ, откуда вода с Т1-ОБ = Т2-ГР = 24,9 °С подаётся в оборудование, где нагревается до T2-ОБ = 37,9 °C.
Далее цикл повторяется, и в системе устанавливается тепловой баланс, т.е. температуры после оборудования и градирни стабилизируются на уровне, при котором теплосъём на градирне равен тепловыделению на оборудовании.

Таблица №3
image description
Технологический расчёт градирни при привязке к местным условиям (таблица №3, расчёт №6)
image description

Расчёт показал, что в тёплое время года градирня «Росинка-30/40» обеспечивает оборудование холодной водой с температурой 24,2 °С.

2.4. Вывод

Таким образом при температуре воздуха 25,9 °С и относительной влажности 51 % при охлаждении конденсатора холодильной машины с расходом охлаждающей воды 13,5 м³/час и тепловыделением 200 кВт градирней «Росинка-10/20», установленной в одноконтурной системе, поддерживается температура воды на входе в конденсатор холодильной машины – 29,8 °С, а при охлаждении того-же конденсатора градирней «Росинка-30/40», установленной в двухконтурной системе, поддерживается температура воды на входе в конденсатор холодильной машины – 24,2 °С.

Ведущий специалист
ООО "НПФ ТЕХЭКОПРОМ"
Бабиев Вартан Александрович
Назад