СО 34.22.303-2005 Методика проведения натурных гидротермических и аэродинамических испытаний градирен испарительного типа

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

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ НАТУРНЫХ ГИДРОТЕРМИЧЕСКИХ И АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ГРАДИРЕН ИСПАРИТЕЛЬНОГО ТИПА

СО 34.22.303-2005

Москва

Центр производственно-технической информации
энергопредприятий и технического обучения ОРГРЭС
2005

СОДЕРЖАНИЕ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ. РАЗНОВИДНОСТИ ГИДРОТЕРМИЧЕСКИХ И АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

2. МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ ПАРАМЕТРОВ

2.1 Определение расхода охлаждаемой воды

2.2. Измерение температуры воды

2.3. Измерение температуры, влажности и барометрического давления наружного воздуха, а также скорости ветра

2.4. Измерение параметров воздуха над оросителем градирни

3. ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ ИСПЫТАНИЙ ГРАДИРНИ

3.1. Приемочные и эксплуатационные испытания

3.2. Балансовые испытания градирни

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 01.10.2005

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ НАТУРНЫХ
ГИДРОТЕРМИЧЕСКИХ И АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ
ИСПЫТАНИЙ ГРАДИРЕН ИСПАРИТЕЛЬНОГО ТИПА

СО 34.22.303-2005

Вводится в действие с 03.10.2005

Настоящая Методика разработана на основании опыта испытаний градирен систем технического водоснабжения тепловых электростанций.

Целью работы является установление единого порядка:

- проведения испытаний градирен;

- получения достоверных данных и оценки качества результатов лабораторных исследований;

- точности расчетных номограмм охлаждающей эффективности;

- построения нормативных характеристик.

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 научно-исследовательских институтов и наладочных организаций для проведения испытаний и проектирования электростанций, выполнения проектов реконструкции и модернизации градирен и оборудования циркуляционных систем технического водоснабжения.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ. РАЗНОВИДНОСТИ ГИДРОТЕРМИЧЕСКИХ И АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

В системах оборотного водоснабжения тепловых электростанций и различных промышленных предприятий применяются градирни испарительного типа в основном башенные. В качестве тепло - и массообменного устройства используются капельные, пленочные или комбинированные (капельно-пленочные) оросители.

Преимущественное распространение получили типовые башенные градирни площадью орошения 1200, 1520, 1600, 2100, 2600, 3200, 4000, 6400, 10000 м2 с башнями в железобетонном исполнении и из металлических каркасов с обшивками. Имеется несколько серий выпусков градирен одной и той же площади орошения, но имеющих отличное конструктивное исполнение. Теплообмен происходит в оросительном устройстве. Многообразие оросителей значительно превосходит многообразие градирен.

Отсутствие единой методики гидротермических и аэродинамических натурных испытаний градирен испарительного типа исключает возможность сопоставления полученных результатов испытаний градирен различными заинтересованными организациями и не позволяет достаточно полно оценить эффективность применяемых разнообразных конструктивных решений градирен и отдельных конструкций (оросителей, водоуловителя и т.д.). Проведение испытаний по различным методикам сказывается и на их качестве, что вносит дополнительные трудности при оценке эффективности работы градирни.

В настоящей Методике использован многолетний опыт натурных испытаний башенных градирен, выполненных после завершения их строительства, реконструкции и в процессе эксплуатации.

В Методике приводятся программа и цель проведения этих испытаний, дается перечень необходимых приборов, излагается методика измерения характеризующихся параметров, пример пользования расчетными номограммами, а также способы оценки эффективности градирен и их конструктивных элементов.

В зависимости от поставленной цели следует различать три вида испытаний башенной градирни: приемочные, эксплуатационные и балансовые.

1.1. Приемочные испытания проводятся после текущего ремонта, поскольку качественным показателем эффективности работы градирни при всех прочих равных условиях является температура охлажденной в ней воды, поэтому испытания сводятся к определению расчетной температуры охлажденной воды и сопоставлению с фактическим ее значением. Если фактическая температура охлажденной воды на выходе из градирни не превышает более чем на 0,5°С расчетное ее значение по контрольной номограмме, то работу такой градирни можно признать удовлетворительной. В противном случае выявляются причины неудовлетворительного охлаждения воды с последующим их устранением и доведением работы градирни до расчетных параметров. Это и является целью приемочных испытаний.

1.2. Эксплуатационные испытания градирни проводятся в процессе ее эксплуатации для периодического контроля за работой градирни с целью получения исходных данных, необходимых для составления графиков поддержании режима экономичного вакуума со стороны систем технического водоснабжения.

1.3. Балансовые испытания проводятся вместо приемочных или эксплуатационных, в том случае если в эксплуатацию вводится новая градирня, или после ее реконструкции, имеющей новые конструктивные решения.

Целью балансовых испытаний является:

- определение охлаждающей эффективности, получение гидротермических характеристик градирни в виде зависимостей:

  и ,

где β xv - коэффициент массоотдачи оросителя, кг/м3∙ч;

ξ - коэффициент гидравлического сопротивления градирни;

q - плотность орошения, м32∙ч;

v - скорость воздуха в градирне над оросителем, м/с;

- получение параметров для построения нормативных характеристик.

1.4. В приемочных и эксплуатационных испытаниях определяются:

- расход воды на градирню;

- расход добавочной воды в систему технического водоснабжения и узел подачи добавочной воды;

- температура воды до охлаждения;

- температура воды после охлаждения;

- температура добавочной воды;

- температура наружного воздуха по сухому термометру;

- температура наружного воздуха мокрому термометру;

- скорость ветра;

- барометрическое давление.

1.5. В балансовых испытаниях определяются параметры в объеме приемочных и эксплуатационных испытаний и кроме этого:

- температура уходящего воздуха над оросителем;

- скорость воздуха над оросителем;

- температура охлажденной воды непосредственно под оросителем.

1.6. Записи перечисленных характеризующихся параметров для всех трех видов испытаний производят через 30 мин на протяжении 6 - 7 ч дневного времени суток (серия опытов). При этом необходимо, чтобы тепловая и гидравлическая нагрузки на градирню были постоянными в течение серии опыта.

Серия опытов - измерение требуемых параметров в течение 6 - 7 ч дневного времени при постоянных тепловой и гидравлической нагрузке.

Отклонение гидравлической нагрузки не должно превышать ±3%, а тепловой (Δ t) - не более 10% средней.

1.7. Приемочные и эксплуатационные испытания необходимо проводить не менее чем при двух гидравлических и тепловых нагрузках, а балансовые - не менее чем при трех.

Первая серия опытов проводится при гидравлической нагрузке близкой к расчетной.

Вторая - при гидравлической нагрузке, составляющей 70 - 80% расчетной, и третья - 50 - 60% расчетной.

Ширина зоны охлаждения (Δ t) должна быть в пределах 6 - 12°С. Количество серий опытов при каждой тепловой и гидравлической нагрузке должно составлять не менее трех. Полученные результаты замеров за каждый опыт (6 - 7 ч) осредняются и заносятся в табличной форме в специальный журнал.

В случае отсутствия возможности изменения нагрузок градирни для серий опытов по техническим причинам (отсутствие запорно-регулирующей арматуры, особенности конструктивного исполнения схемы системы технического водоснабжения электростанции (отсутствие возможности выделения испытываемой градирни из общей системы и формирования на ней требуемых значений тепловой и гидравлической нагрузок и др.) испытания проводятся при эксплуатационном значении тепловой и гидравлической нагрузок приходящихся на испытываемую градирню. Эффективность работы градирни при других нагрузках определяется расчетным путем. По результатам испытаний определяется соответствие конструктивного исполнения градирни гидравлическим характеристикам системы технического водоснабжения (СТВ) и режимам работы основного оборудования.

При выпадении атмосферных осадков (дождь, снег) испытания не выполняются.

1.8. По результатам приемочных и эксплуатационных испытаний составляется отчет. Все измеренные и рассчитанные параметры по каждому опыту представляются в табличной форме.

1.9. На основании полученных результатов балансовых испытаний:

- делается оценка охлаждающей эффективности примененного нового типа оросителя;

- устанавливается совершенство выполненного геометрического и гидротермического подобия натурного оросителя в сравнении с лабораторным его образцом;

- определяется эффективность всех технологических узлов градирни;

- строится нормативная характеристика градирни, которая заменяет расчетную.

2. МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ ПАРАМЕТРОВ

2.1 Определение расхода охлаждаемой воды

2.1.1 Подача воды на градирню производится, как правило, по напорным металлическим трубопроводам.

Расход воды определяется из выражения:

G = 3600υ f, м3/ч,

где υ - средняя скорость воды по сечению в месте замера, м/с;

f - площадь "живого" сечения, м2.

Поскольку определение f не представляет затруднений, для подсчета расхода воды необходимо знать среднюю скорость воды υ .

2.1.2 Для измерения скоростей воды в напорном трубопроводе применяют:

- сегментные диафрагмы с вторичным дифманометром контроля;

- трубку Прандтля;

- сертифицированные переносные приборы ультразвукового действия.

В случае отсутствия доступа к напорным водоводам расходы воды в градирне определяются измерением скоростей в колодцах самотечных каналов или в самих каналах. Для этого используются сертифицированные гидрометрические вертушки.

Для достоверности полученных расходов воды необходимо производить измерения не менее, чем двумя способами.

В качестве вторичного контроля измеренных расходов могут быть использованы гидравлические пьезометры напора воды перед разбрызгивающими соплами и расчет теплового баланса конденсаторов турбин.

2.1.3 Измерение расхода воды с применением сегментной диафрагмы.

Этот способ основан на измерении перепада давлений до и после сегментной диафрагмы, установленной в напорный водовод.

Диафрагма представляет собой плоскую сегментную перегородку и устанавливается перпендикулярно горизонтальной оси водовода. Передняя кромка диафрагмы так же, как и у нормальной диафрагмы выполняется скошенной под углом 30 - 45° с тыльной стороны.

Перед сегментной диафрагмой водовод должен иметь прямолинейный участок длиной не менее десяти диаметров водовода. Диафрагму следует устанавливать вблизи существующих смотровых люков примерно на расстоянии 2 - 3 м до них. После установки сегментной диафрагмы измеряется действительная высота сегмента t и внутренний диаметр водовода D. В качестве вторичного прибора к сегментным диафрагмам для измерения перепада давлений присоединяют П-образный дифманометр с заполнением вода-воздух.

Этот способ имеет определенные преимущества:

- относительно высокая точность измерения расхода воды (погрешность 2 - 3%);

- простота изготовления, установки и обслуживания вторичного прибора;

- неподверженность засорению и устойчивые показания.

Сегментная диафрагма может устанавливаться в напорных водоводах любого диаметра.

Расход воды определяется по формуле:

где α - коэффициент расхода диафрагмы;

m = f/ F - отношение площади сечения сегментного отверстия к сечению трубопровода;

D - внутренний диаметр водовода, см;

h - перепад давлений на диафрагме, мм вод. ст.;

γ - удельный вес воды, кг/м3.

Расчет сегментной диафрагмы производится для следующих заданных величин: внутреннего диаметра водовода D, максимального расхода воды W и максимального перепада давлений на диафрагме h.

Расход воды W выраженный через х,

где х = 1,2522α m, тогда

 или

Подставляя сюда известные W, D, γ и задаваясь h, определяем х. Для полученного х по таблице 1 находятся все необходимые размеры сегментной диафрагмы.

Все промежуточные значения коэффициент расхода α, относительного сечения m, относительной высоты n определяются по таблице 1 методом интерполяции. Расчеты по таблице 1 позволяют получить результаты расчета с минимальной погрешностью < 1%.

Таблица 1

Коэффициенты для расчета сегментных диафрагм

Относительная высота сегмента n

Относительное сечение сегментного отверстия m

Коэффициент расхода α

Функция

x = 1,2522 α m

0,4

0,3736

0,6462

0,3023

0,41

0,3860

0,6488

0,3136

0,42

0,3985

0,6516

0,3252

0,43

0,4111

0,6546

0,3369

0,44

0,4238

0,6577

0,3490

0,45

0,4365

0,6609

0,3616

0,46

0,4492

0,6643

0,3737

0,47

0,4619

0,6678

0,3863

0,48

0,4746

0,6714

0,3990

0,49

0,4873

0,6752

0,4120

0,50

0,5000

0,6790

0,4251

0,51

0,5127

0,6830

0,4385

0,52

0,5254

0,6870

0,4520

0,53

0,5381

0,6912

0,4651

0,54

0,5508

0,6944

0,4789

0,55

0,5635

0,7000

0,4939

0,56

0,5762

0,7046

0,5084

0,57

0,5889

0,7093

0,5231

0,58

0,6015

0,7142

0,5379

0,59

0,6140

0,7192

0,5529

0,60

0,6264

0,7243

0,5681

0,61

0,6377

0,7296

0,5836

0,62

0,6512

0,7350

0,5994

0,63

0,6636

0,7405

0,6153

0,64

0,6759

0,7463

0,6317

0,65

0,6881

0,7522

0,6481

0,66

0,7002

0,7583

0,6648

0,67

0,7122

0,7645

0,6818

0,68

0,7241

0,7709

0,6990

0,69

0,7359

0,7774

0,7164

0,70

0,7476

0,7841

0,7340

0,71

0,7592

0,7905

0,7515

0,72

0,7707

0,7977

0,7698

0,73

0,7821

0,8052

0,7886

0,74

0,7933

0,8131

0,8075

0,75

0,8043

0,8214

0,8273

0,76

0,8152

0,8300

0,8473

0,77

0,8260

0,8391

0,8679

0,78

0,8361

0,8486

0,8891

0,79

0,8472

0,8584

0,9106

0,80

0,8575

0,8685

0,9325

0,81

0,8676

0,8789

0,9549

0,82

0,8775

0,8897

0,9776

0,83

0,8872

0,9009

1,009

0,84

0,8967

0,9119

1,0239

0,85

0,9060

0,9244

1,0488

0,86

0,9150

0,9360

1,0725

0,87

0,9237

0,9496

1,0983

0,88

0,9321

0,9628

1,1237

0,89

0,9402

0,9764

1,1495

0,90

0,9480

0,9904

1,1760

0,91

0,9550

1,0051

1,2030

0,92

0,9625

1,0198

1,2290

0,93

0,9689

1,0357

1,2570

0,94

0,9750

1,0511

1,2840

0,95

0,9813

1,0675

1,3120

Подставляя полученные значения α и m в формулу расхода воды W, проверяем принятую в расчете величину перепада давлений на диафрагме h. В случае отклонения h более чем на 5% производится уточнение расчета для нового значения n.

Конструктивные размеры сегментной диафрагмы определяются по относительной высоте сегмента

где α - высота сегментного отверстия, см;

D - внутренний диаметр водовода, см.

Высота сегментной перегородки t = D - а, см.

Толщина сегментной перегородки для трубопроводов диаметром 2000 - 3000 мм принимается δ = 10 ÷ 15 мм; толщина скоса сегментной диафрагмы δ' = (0,3÷0,4) δ мм.

Для сегментной диафрагмы, устанавливаемой в напорные водоводы, максимальное расчетное значение h принимается не выше 500 - 600 мм.

Пример расчета сегментной диафрагмы

Исходные данные. Внутренний диаметр водовода D = 254,8 см. Максимальный расход воды по водоводу (определяется предварительно по рабочим характеристикам циркуляционных насосов либо их теплового баланса конденсаторов) W = 46800 м3/ч. Удельный вес воды при температуре 10°С γ = 999,7 кг/м3.

Принимаем перепад давлений на сегментной диафрагме h = 500 мм вод.ст. По уравнению

Находим .

По таблице 1 определяем n = 0,836. Для найденного n по таблице 1 определяем соответствующие значения α = 0,9075 и m = 0,8833.

По формуле для расхода воды W проверяем расчет:

откуда находим h = 517 мм вод. ст. Погрешность расчета 2,5%, что меньше 5%, что удовлетворяет точности расчета.

Определяем конструктивные размеры диафрагмы.

Высота сегментного отверстия a = nD = 0,836×254,8 = 213,0 см. Высота сегментной перегородки t = 254,8 - 213,0 = 41,8 см.

2.1.4 Изготовление сегментной диафрагмы и установка в трубопроводе.

Полотно сегментной диафрагмы изготавливается из стального гладкого листа. Передняя рабочая кромка полотна должна быть чисто обработана на строгальном станке скошенной под углом 45° к тыльной стороне. Передняя кромка так же, как и для нормальной диафрагмы должна быть острой.

Для водоводов диаметром 2000 - 3000 мм толщина листа может приниматься δ = 10÷15 мм.

Ширина площадки до скоса обычно принимается δ' = (0,3÷0.4)δ.

При выборе места установки сегментной диафрагмы в трубопроводе учитываются необходимые длины для прямолинейных участков до и после диафрагмы. С учетом того, что водоводы большого диаметра, как правило, не имеют резких поворотов, изгибов, в большинстве случаев удается ограничиться прямолинейным участком до диафрагм длиной приблизительно 10 D, а после диафрагмы - (4-5) D.

Полотно диафрагмы на горизонтальных или наклонных участках трубопровода должно устанавливаться сбоку трубопровода; такое расположение исключает возможность скопления воздуха и шлама перед диафрагмой и связанного с этим искажения значения измеренного перепада на диафрагме.

При установке сегментной диафрагмы в водоводах большого диаметра, когда возможно вести работу внутри водовода, полотно изготавливается в форме сегмента с радиусом, равным внутреннему радиусу трубопровода, и высотой t согласно расчету и приваривается к стенке трубопровода; обварка производится с обеих сторон сегмента. При монтаже диафрагмы следует строго выдержать угол 90° между полотном и образующей трубопровода.

В намеченном для установки диафрагмы месте трубопровода делается прорезь в плоскости, перпендикулярной оси трубопровода. Ширина прорези принимается несколько большей толщины полотна диафрагмы для возможности корректировки положения полотна перед приваркой, края прорези зачищаются.

Для того, чтобы обеспечить при установке диафрагмы расчетную высоту сегмента t, на пластину наносятся отметки. Эти отметки совмещаются с внешней поверхностью трубопровода, диафрагма фиксируется и приваривается снаружи.

Для облегчения монтажа и более надежного соблюдения расчетной высоты диафрагмы, особенно для трубопроводов большого диаметра, целесообразно на указанных отметках установить упоры.

Если диафрагма устанавливается в водоводе, куда возможен доступ, целесообразно произвести окончательное уточнение высоты сегмента непосредственным обмером.

Забор импульса должен осуществляться непосредственно до и после сегмента диафрагмы. Однако, учитывая реальные условия монтажа с применением сварочных работ, практически не удается точно обеспечить это условие. Поэтому отверстия в трубопроводе располагаются обычно на некотором расстоянии от диафрагмы, однако надо стремиться к тому, чтобы это расстояние было минимальным и одинаковым с обеих сторон диафрагмы.

Импульсные трубки привариваются к отверстиям трубопровода и отводятся к месту установки вторичного прибора, которым является дифманометр.

Диаметр импульсных трубок рекомендуется не более 16 мм. Больший диаметр импульсных трубок способствует демпфированию колебаний перепада, неизбежного рода измерениях, и уменьшению опасности нарушения работы устройства из-за засорения трубок.

В тех случаях, когда сегментные диафрагмы устанавливаются в трубопроводах, расположенных под землей, т.е. недоступных снаружи, при монтаже диафрагм полотно диафрагмы приваривается изнутри.

В этом случае для удобства трассировки трубок и предотвращения замерзания воды в них импульсные трубки прокладываются внутри водовода по его внутренней стенке.

Трубки, подведенные по обе стороны полотна диафрагмы к его середине, заканчиваются заглушками или соединяются резиновым шлангом, обеспечивающим постоянную циркуляцию воды. Импульс давления забирается через отверстие в стенке импульсной трубки, расположенное параллельно потоку воды.

Следует стремиться к тому, чтобы расстояние от трубки до полотна было минимальным.

Внутри водовода импульсные трубки прокладываются по стенке и плотно прижимаются к ней приваренными к трубопроводу скобками (отрезками уголка). Трубки ведутся внутри водовода до входа его в помещение машинного зала; здесь они выводятся через стенку водовода наружу и прокладываются до места установки вторичного прибора.

В связи с тем, что технология изготовления трубопроводов большого диаметра и условия их монтажа не позволяют рассчитывать на сохранение постоянства диаметра водовода по всей окружности, для определения среднего внутреннего диаметра водовода необходимо произвести обмер водовода.

Обмеры могут быть выполнены одним из доступных способов.

В практике Фирмы ОРГРЭС применялся оправдавший себя способ определения среднего внутреннего диаметра водовода большого диаметра по длине окружности S, измеренной стальной рулеткой по внутренней поверхности трубопровода в одном вертикальном сечении:

Производится также измерение фактической высоты сегмента t. По этим фактическим размерам рассчитывается расход для данной сегментной диафрагмы.

2.1.5 Измерение расхода воды трубкой Прандтля.

При измерении скоростей воды с помощью трубки Прандтля трубку устанавливают на прямолинейном участке трубопровода. Причем длина прямолинейного участка трубы должна составлять не менее пяти диаметров. Навстречу потоку воды и не менее трех диаметров по ходу воды от места установки трубки. Трубку устанавливают перпендикулярно оси трубы. При диаметре трубы более 1,5 м для измерения скоростей воды следует применять две трубки, располагая их взаимно перпендикулярно на расстоянии 0,7 - 1,0 м друг от друга.

Принцип действия трубки Прандтля основан на измерении гидродинамического давления:

Δр = Р - Рст, кг/м2,

где Р - полное давление воды в трубе, кг/м2;

Рст - статическое давление, кг/м2.

Так как  то ,

где υ -средняя скорость воды в трубе, м/с;

g - ускорение силы тяжести, м/с2;

γ - удельный вес воды, кг/м3.

Гидродинамическое давление в трубопроводе соответствует перепаду показаний дифманометра, присоединенного резиновыми шлангами к трубке.

Для получения средней скорости движения воды в трубопроводе производят измерение поля скоростей по сечению трубы.

Распределение скоростей движения воды по сечению трубы зависит от многих факторов, и вывести определенную зависимость средней скорости движения воды в трубопроводе не представляется возможным, поэтому распределение скоростей течения воды по сечению трубы определяется для каждого случая экспериментально. Для этой цели сечение трубы разбивают на равновеликие концентрические площадки и измерение перепадов давлений производят в двух точках каждой площадки на равноудаленных расстояниях от центра трубы.

Расстояния до точек замера от центра трубы определяют из выражения:

где r - расстояние до точки замера от центра трубы, м;

R - внутренний радиус трубы, м;

n - порядковый номер точки замера;

m - принятое число равновеликих площадок.

Для установки трубки в точке замера штанга ее должна быть соответственно размечена.

Фактический диаметр трубы определяется по длине трубки Прандтля из выражения

D = Н + d,

где Н - расстояние между верхним и нижним положением трубки, м;

d - диаметр горизонтального участка трубки, м.

Для определения расстояния до точек замера по обе стороны от центра круглого трубопровода в долях от R можно воспользоваться приведенной ниже таблицей 2.

Таблица 2

Расстояние до точек замера в долях от R

Число равновеликих площадок

Расстояние до точек замера скоростей в долях от R по обе стороны от центра

1

0,707

2

0,500

0,866

3

0,409

0,707

0,914

4

0,354

0,612

0,790

0,936

5

0,316

0.548

0,707

0,836

0,949

6

0,290

0,500

0,646

0,764

0,866

0,957

7

0,267

0,466

0,597

0,707

0,805

0,885

0,964

8

0,250

0,433

0,559

0,661

0,751

0,829

0,902

0,968

9

0,236

0,406

0,528

0,624

0,707

0,782

0,851

0,914

0,972

Коэффициент неравномерности распределения скоростей течения воды в трубе определяется из выражения:

где р1, р2,..., Δр n - перепады давлений в точках замера, кг/м2;

Δрυ - перепад давлений в центре трубопровода, кг/м2.

Тогда средняя скорость движения воды в трубопроводе

 м/с

Для трубопровода круглого сечения расход воды подсчитывается по зависимости:

W = 3600∙0,785 D2 υ. м3/ч,

где D - внутренний диаметр трубы, м.

2.1.6 Измерение расхода воды в самотечных каналах гидрометрическими вертушками.

Для измерения скоростей воды на гидрометрических вертикалях применяют вертушку со штангой. Непосредственно скорости воды определяют по тарировочной кривой в зависимости от числа оборотов вертушки. Правила пользования вертушкой даются в паспорте к прибору.

При измерении скоростей воды в канале с помощью гидрометрической вертушки створ для замера выбирается на прямолинейном участке протяженностью не менее 15-кратной ширины самотечного канала.

Разбивка гидротермических вертикалей по ширине канала производится не реже, чем через 25 см.

Первая и последняя вертикали разбиваются на расстоянии не менее 10 см от стенок акведука. Измерение скоростей воды по вертикали производится в трех точках (при глубине воды не превышающей 0,8 м), составляющих 0,2; 0,6 и 0,8 от глубины. При большей глубине измерения скоростей течения по вертикали следует производить в пяти точках: у поверхности, на расстоянии 0,2; 0,6 и 0,8 от глубины, а также у дна.

Средняя скорость течения воды на вертикали при измерении в трех точках подсчитывается из выражения:

υ = (υ0,2 + 2υ0,6 + υ0,8)×0,25, м/с.

При замерах в пяти точках:

υ = (υпов + υ0,2 +   υ0,6 + υ0,8 + υдна)×0,2 м/с.

Расход воды, проходящий по сечению канала, определяется по формуле:

G =3600(υ1Н1В1 + υ2Н2В2 +…+ υ n+1 Hn+1 Bn+1), м3/ч,

где υ1 - средняя скорость по сечению между первой вертикалью и стенкой канала

 м/с

υ2, υ3 - средняя скорость по сечению между смежными вертикалями, например,

где υ1ср и υ2ср - средняя скорость на соответствующей вертикали, м/с;

и, соответственно,  - средняя скорость по сечению между последней вертикалью и второй стенкой канала;

В1, В2, Вп+1 - ширина элементарных площадок (расстояние между соответствующими вертикалями), м;

Н1, Н2, Н n+1 - средняя глубина воды между соответствующими вертикалями, м.

При небольших скоростях движения воды в канале (0,5 - 0,8 м/с), горизонтальном дне и равных расстояниях между вертикалями (и, соответственно, тех же расстояниях между первой вертикалью и последней от стенок канала) формула подсчета расхода воды упрощается и имеет вид G = 3600 υНВ, м3/ч,

где В - ширина акведука, м;

Н - средняя глубина воды в канале в створе замера, м;

 - средняя скорость воды в канале, м/с;

n - число гидрометрических вертикалей.

2.1.7 Измерение расхода воды ультразвуковыми расходомерами.

Расходы воды могут измеряться приборами ультразвукового действия стационарного и переносного типов. При этом применяемые приборы должны удовлетворять техническим характеристикам, показанным в таблице 3.

Таблица 3

Требуемые технические характеристики для приборов ультразвукового действия при определении расхода воды

Наименование параметра

Значение параметра

Количество контролируемых объектов, параметры которых сохраняются в памяти прибора

20

Диаметр условного прохода трубопровода, D , мм

От 50 до 5000

Диапазон скоростей потока, м/с

От 0,1 до 12

Относительная погрешность измерения расхода (объема), %

±1,2

Температура измеряемой жидкости, °С

От -30 до +50

Температура окружающей среды для вторичного преобразователя (ВП), °С

От 0 до 50

Степень защиты ВП/ПЭА

IP 54/ IP 68

Группа взрывозащиты:

- блок искрозащиты

- датчики

ExiallB

OExiallBT 6 X

Объем архива измерительной информации и нештатных ситуаций, записей

80000

Длительность интервала архивирования

От 5 с до 2 ч

Питание расходомера:

- от встроенной батареи

- от однофазной сети переменного тока

12В

220 В, 50 Гц

Время непрерывной работы от встроенной батареи, ч, не менее

8

Среднее время наработки на отказ, ч

100000

Средний срок службы, лет

12

2.2. Измерение температуры воды

2.2.1 Измерение температуры поступающей на градирню воды по трубопроводу производится:

- в специальной гильзе (кармане), ввариваемой в трубопровод для установки ртутного термометра. Погружение гильзы в трубопровод должно быть не менее 200 - 300 мм. Перед началом опыта гильзу заполняют машинным маслом;

- дистанционными термощупами в дренажных (сливных) трубопроводах или в специальных гильзах, вваренных в напорный трубопровод.

Измерение охлажденной воды на выходе из градирни производят в водосборном бассейне перед сливными колодцами или в самих колодцах ртутным термометром или термощупами.

Для замера температуры воды в водосборном бассейне градирни ртутные термометры помещают в специальную оправу со стаканом в нижней части, позволяющим сохранить показание термометра в момент производства отсчета. Температура воды в канале замеряется по аналогии с охлажденной на выходе из градирни.

Применяемые для измерения температур воды термометры должны быть с ценой деления 0,1÷0,2 °С и со шкалой в пределах 0 - 50 °С.

При измерении температуры охлажденной воды необходимо учитывать аккумулирующую способность водосборного бассейна, т.е. измерение температуры охлажденной воды должно быть сдвинуто по времени (производится позже) по сравнению с измерением метеорологических факторов и других параметров. Величину этого сдвига можно принимать приблизительно равной с

 мин,

где υ - объем водосборного бассейна, м3;

W - расход охлаждаемой воды в градирне, м3/ч.

2.2.2 При проведении балансовых испытаний градирни производятся измерения:

- температур воды над и под оросителем;

- скорости воздуха над оросителем;

- скорости воздуха над водоуловителем.

Эти измерения целесообразно производить при безветренной погоде по двум взаимно перпендикулярным диаметрам. Для этого площадь градирни условно разбивают на равновеликие площади.

Поскольку эти измерения преследуют своей целью выявить относительный характер распределения температур воды по площади орошения и выяснить правильность заданной проектом равномерности плотности орошения, то для замера температур воды могут быть использованы:

- лабораторные ртутные термометры с ценой деления до 0,5°С;

- термометры сопротивления с выводами проводов наружу градирни к гальванометрам.

Скорость воздуха над оросителем и водоуловителем замеряется крыльчатыми анемометрами, установленными в центре каждой равновеликой площади.

2.2.3 Максимальное поле температурных значений обеспечивают измерения производимые термоконтроллером Фирмы ОРГРЭС. Термоконтроллер имеет более 100 выходных каналов по которым единовременно поступают все измеряемые температурные значения распределенные по площади и вертикальному сечению оросителя.

2.3. Измерение температуры, влажности и барометрического давления наружного воздуха, а также скорости ветра

2.3.1 Для измерения температуры и влажности воздуха, а также скорости ветра оборудуется временный метеорологический пункт. Выбор места расположения метеорологического пункта производится с таким расчетом, чтобы на показание приборов не оказывали влияние градирни и другие сооружения ветра, поэтому следует оборудовать не менее двух диаметрально расположенных относительно градирни метеорологических пунктов.

2.3.2 Измерение гидрометеорологических факторов выполняется специальными приборами.

Температура воздуха по сухому и влажному термометрам измеряется с помощью аспирационного психрометра Айсмана. По графику зависимости между температурами воздуха по сухому и влажному термометрам определяется относительная влажность воздуха.

Поскольку график справедлив только для атмосферного барометрического давления РБ = 745 мм рт.ст., то для других значений атмосферного давления при определении относительной влажности воздуха следует пользоваться психрометрическими таблицами или формулой:

где Р - парциальное давление пара в воздухе, кг/см2;

 - давление насыщенного водяного пара при температуре воздуха по сухому термометру, кг/см2.

Парциальное давление пара в воздухе подсчитывается по "психрометрической" формуле:

Р = Рτ" - А(θ - τ), кг/см2,

Где Рτ" - давление насыщенного водяного пара при температуре воздуха по влажному термометру т, кг/см2;

А - психрометрический коэффициент, равный 9∙10-7РБ, кг/см2.

Давления Рτ" и Рθ" определяются по таблицам давлений насыщенного водяного пара.

В таблице 4 приведены значения давления насыщенного водяного пара, охватывающие диапазон температур, имеющих место при эксплуатации градирен.


Таблица 4

Зависимость давления насыщенного пара от его температуры

Температура насыщенного пара, °С

Давление насыщенного водяного пара Р", кг/см2

Удельный вес γ", кг/м3

Теплосодержание h " , ккал/кг

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0

0,00623

0627

0632

0636

0641

0646

0651

0655

0660

0665

0,004847

597,3

1

0670

0675

0679

0684

0689

0694

0699

0704

0710

0715

5192

597

2

0720

0723

0730

0735

0741

0746

0751

0757

0762

0767

5559

598,2

3

0773

0779

0784

0789

0795

0801

0806

0812

0818

0824

5945

598,6

4

0829

0835

0841

0847

0853

0859

0865

0871

0877

0883

6357

599,1

5

0,00890

0896

0902

0908

0915

0921

0927

0934

0940

0947

0,006793

599,5

6

0953

0960

0967

0973

0980

0987

0994

1001

1008

1014

7257

599,9

7

1021

1028

1036

1043

1050

1057

1064

1072

1079

1086

7746

600,4

8

1094

1101

1109

1116

1124

1132

1139

1147

1155

1163

8264

600.8

9

1170

1178

1186

1194

1202

1211

1219

1227

1235

1244

8818

601,3

10

0,01252

1260

1269

1277

1286

1294

1303

1312

1321

1329

0,009398

601,7

11

1338

1347

1356

1365

1374

1383

1393

1402

1411

1421

0,01001

602,2

12

1430

1439

1449

1458

1468

1478

1487

1497

1507

1517

1066

602,6

13

1527

1537

1547

1557

1567

1578

1588

1598

1609

1619

1134

603,1

14

1630

1640

1651

1662

1672

1683

1694

1705

1716

1727

1206

603,5

15

0,01739

1750

1761

1772

1784

1795

1807

1818

1830

1842

0,01282

603,9

16

1854

1865

1877

1889

1902

1914

1926

1938

1950

1963

1363

604,3

17

1975

1988

2001

2013

2026

2039

2052

2065

2078

2091

1447

604.7

18

2104

2117

2131

2144

2158

2171

2185

2198

2212

2226

1536

605,1

19

2240

2254

2268

2282

2297

2311

2325

2340

2355

2369

1630

605,6

20

0,02384

2399

2413

2428

2444

2459

2474

2489

2504

2520

0,01729

606,0

21

2535

2551

2567

2583

2598

2614

2631

2647

2663

2679

1833

606,4

22

2696

2712

2729

2745

2762

2779

2796

2813

2830

2847

1942

606,9

23

2864

2882

2899

2917

2934

2952

2970

2988

3006

3024

2057

607,3

24

3042

3061

3079

3098

3116

3135

3154

3173

3192

3211

2177

607,8

25

0,03230

3249

3268

3288

3307

3327

3347

3367

3387

3407

0,02304

608,2

26

3427

3448

3468

3489

3509

3530

3551

3572

3593

3614

2437

608,6

27

3635

3657

3678

3700

3722

3743

3765

3787

3809

3832

2576

609,1

28

3854

3877

3899

3922

3945

3968

3991

4014

4037

4061

2723

609,5

29

4084

4108

4132

4156

4180

4204

4228

4253

4277

4302

2876

610,0

30

0,04327

4351

4376

4401

4427

4452

4477

4503

4529

4555

0,03037

610,4

31

4581

4607

4633

4660

4686

4713

4740

4767

4794

4821

3205

610,9

32

4848

4876

4903

4931

4959

4987

5015

5044

5072

5101

3382

611,3

33

5129

5158

5187

5216

5246

5275

5305

5334

5364

5394

3566

611,7

34

5424

5454

5485

5515

5546

5577

5608

5639

5671

5702

3759

612,2

35

0,05734

5766

5798

5830

5862

5894

5927

5960

5992

6025

0,03962

612,6

36

6058

6092

6125

6159

6192

6226

6261

6295

6329

6364

4172

613,0

37

6399

6434

6469

6504

6540

6575

6611

6647

6683

6719

4392

613,5

38

6756

6792

6829

6866

6903

6940

6977

7015

7053

7091

4623

613,9

39

7130

7168

7207

7245

7284

7323

7363

7402

7442

7481

4864

614,3

40

0,07521

7561

7601

7642

7683

7723

7764

7805

7847

7889

0,05115

614,7

41

7931

7974

8016

8058

8100

8143

8187

8230

8274

8317

5379

615.1

42

8361

8404

8448

8493

8538

8583

8627

8672

8717

3763

5653

615,5

43

8810

8856

8902

8948

8995

9042

9090

9137

9185

9232

5938

615,9

44

9280

9328

9377

9425

9474

9523

9572

9622

9672

9722

6234

616,4

45

0,09772

9823

9873

9923

9974

0,10025

10077

10128

10180

10232

0,06541

616,8

46

0,10235

0338

0391

0444

0497

0550

0604

0659

0713

0767

6868

617,3

47

0822

0377

0932

0988

1 CJ 3

1099

1155

1211

1267

1324

7205

617,7

48

1381

1438

1496

1554

1613

1371

1730

1788

1847

1907

7559

618,1

49

1966

2026

2086

2146

2207

2268

2329

2391

2452

2514

7924

618,6

50

0,12577

2639

2702

2764

2827

2891

2955

3021

3084

3149

0,08306

619,0


Скорость ветра измеряется ручным или электронным чашечным анемометром, барометрическое давление - барометром-анероидом.

2.3.3 Высота расположения психрометра и анемометра над поверхностью земли должна составлять 2 м.

2.3.4 Методика измерения температуры воздуха психрометром.

За 5 мин до замера производится смачивание батиста влажного термометра дистиллированной водой, после чего заводится вентилятор прибора. Отсчет температур производится на 4 мин с точностью до 0,1°С. При работе с прибором необходимо руководствоваться инструкцией к нему и следить, чтобы вода не попадала на сухой термометр, а направление скорости ветра было относительно прибора в сторону наблюдателя.

2.3.5 Измерение скорости ветра выполняется ручным чашечным анемометром, устанавливаемым на двухметровой штанге.

Перед включением анемометра в работу делается отсчет по шкале, после чего, одновременно с включением анемометра, включают секундомер. Продолжительность работы анемометра должна составлять не менее 3 мин, после чего производят одновременно отключение анемометра и секундомера и записывают показания приборов.

2.3.6 Барометр-анероид обычно помещают на специально изготовленную площадку, располагаемую на высоте 1,5 - 1,6 м от поверхности земли.

Помимо перечисленных характеризующих параметров определяют также направление ветра и визуально облачность.

2.4. Измерение параметров воздуха над оросителем градирни

2.4.1 Параметры уходящего воздуха над оросителем градирни измеряют при проведении балансовых испытаний.

К этим измерениям относятся измерения температуры уходящего воздуха и скорости его движения.

Относительная влажность воздуха на выходе из градирни принимается равной100%.

2.4.2 Измерение параметров воздуха производится по двум перпендикулярным диаметрам градирни.

Точки замера назначают так же, как и при измерении перепадов давления в трубопроводах. В зависимости от площади орошения градирни назначают не менее пяти равновеликих площадей. Измерение температур воздуха в точках замеров производится ртутными термометрами, термощупами или термометрами сопротивления, стационарно подвешенными на высоте не менее 2 - 2,5 м от водораспределительного устройства. Отсчет температур производится с точностью 0,1°С.

2.4.3 Для подсчета объемных коэффициентов тепло- и массоотдачи, а также коэффициентов сопротивления градирни вполне достаточно измерения температуры воздуха над оросителем. Но для контроля правильности определения расхода воздуха через ороситель градирни, а также с целью построения эпюр распределения скоростей воздуха и для анализа правильности заданной равномерности плотности орошения необходимо производить также измерение скоростей воздуха. Измерение скорости уходящего воздуха над оросителем производится на высоте не менее 2 - 2,5 м относительно отметки расположения водораспределительной системы в тех же точках, где производится и измерение температур уходящего воздуха. Эти измерения производятся с помощью крыльчатых анемометров, подвешенных к штангам. Включение анемометров и отсчет показаний по ним производятся одновременно с измерениями остальных характеризующих параметров.

Продолжительность работы анемометра должна составлять 1 мин. Отчет интервала времени замеров производится включением и выключением секундомера.

2.4.4 Измерения расхода воды, скорости атмосферного воздуха, температуры воды на входе и выходе градирни могут выполняться электронными измерительными приборами. При этом для обеспечения достоверности полученных измерений должны производиться контрольные измерения механическими или лабораторными поверенными приборами.

3. ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ ИСПЫТАНИЙ ГРАДИРНИ

3.1. Приемочные и эксплуатационные испытания

При проведении приемочных и эксплуатационных испытаний башенной градирни требуется определить эффективность охлаждения воды градирни путем сопоставления расчетного значения температуры охлажденной воды определенной по расчетной номограмме (номограммы должны прикладываться к типовым проектам) или по нормативной номограмме1 Фирма ОРГРЭС с фактическим ее значением. Результаты приемочных и эксплуатационных испытаний оформляются в табличной форме (таблица 5).

1) В.А. Калатузов. Методика построения нормативных характеристик градирен испарительного типа: СО 34.22.302-2005.-М.: ЦПТИиТО, 2005.

Вид построенной нормативной характеристики показан на рисунке 1.

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:

Таблица 5

Результаты приемочных и эксплуатационных испытаний

№ п.п.

Наименование параметров

Условное обозначение

Размерность

Номер опыта

1

2

3

4

5

6

n

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1

Дата и время наблюдений

Год, месяц, число, часы

2

Температура воздуха по сухому термометру

Θ 1

°С

3

Температура воздуха по влажному термометру

τ

°С

4

Барометрическое давление

P Б

мм рт. ст.

5

Относительная влажность воздуха

φ

%

6

Скорость ветра на высоте 2 м от поверхности земли

υ

м/с

7

Расход воды, подаваемый на градирню для охлаждения

W

м3

8

Плотность орошения

q

м32∙ч

9

Температура поступающей (горячей) воды на градирню

t 1

° C

10

Температура охлажденной воды на выходе из градирни

t 2

°С

11

Перепад температур воды

Δt

° C

12

Расчетная температура охлажденной воды по расчетной номограмме

t

° C

13

Превышение фактической температуры охлажденной воды против расчетного ее значения Δ = t 2 - t

Δ

°С

Рисунок 1 - Нормативная характеристика градирни (окончание рис. на обороте)

Окончание рис. 1

- 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.

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 ср.

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:

 = t2 + Δt + Δ φ + Δw, oС.

3.2. Балансовые испытания градирни

3.2.1 Целью балансовых испытаний является:

- оценка охладительного эффекта;

- получение гидротермической характеристики градирни, которая сводится к нахождению коэффициентов теплоотдачи, массоотдачи и гидравлического сопротивления по результатам натурных испытаний;

- оценка точности лабораторных исследований и расчетных номограмм для принятых в градирне конструктивных решений;

- построение нормативных характеристик (см. рисунок 1).

3.2.2 Характеристики градирни определяются путем совместного решения следующих уравнений, описывающих процесс испарительного охлаждения циркуляционной воды:

а) Уравнение теплового баланса градирни:

[ W( t1 - t2) + Wut2]сж = GB( h1 - h2),

где левая часть уравнения представляет собой количество тепла, отданного водой в охладителе, а правая - количество тепла, воспринятого воздухом.

Это уравнение может быть записано также в следующем виде:

где

Количество тепла, воспринятого воздухом путем конвекции:

б) Уравнение силы тяги:

В приведенных уравнениях принято:

W - расход воды на градирню, кг/ч;

WH - количество испарившейся воды, кг/ч;

Gв - расход воздуха через ороситель, кг/ч;

 - средняя разность температур воды и воздуха, °С.

t1, t2 - температура поступающей и охлажденной воды, °С;

θ1, h1 - температура (°С) и теплосодержание (ккал/кг) наружного воздуха на входе в градирню;

θ2, h2 - то же на выходе из градирни;

γ1. γ2 - удельный вес воздуха на входе и выходе из градирни, кг/м3;

сж - теплоемкость воды, принимаемая равной 1 ккал/кг, °С;

св - теплоемкость влажного воздуха, принимаемая равной 0,25 ккал/кг, °С;

β - коэффициент массоотдачи, отнесенный к единице объема оросителя, кг/м3∙ч;

αυ -коэффициент теплоотдачи, ккал/м3∙ч∙°С;

 - средняя логарифмическая разность теплосодержании воздуха для противоточного оросителя, ккал/кг;

в случае поперечного тока воздуха Δ hср определяется из выражения:

где Δh1 = h1" - h1 - разность теплосодержаний воздуха на стороне входа воды на ороситель, ккал/кг;

Δh2 = h2" - h2 - то же на стороне выхода воды, ккал/кг;

Δ h0 = h1" - h1 - разность теплосодержаний насыщенного воздуха на входе воды и наружного воздуха, ккал/кг;

, ккал/кг,

h1", h2", hm" - теплосодержание насыщенного воздуха соответственно при температуре t1, t2,( t1 + t2)/2 , ккал/кг;

Δх = х2 - x1 - разность влагосодержаний уходящего и наружного воздуха, кг/кг;

Δt = t2 - t1 - перепад температур воды в градирне, °С;

ζ - коэффициент аэродинамического сопротивления;

ω - средняя скорость воздуха в оросителе, условно отнесенная к его полному сечению, м/с;

g - ускорение свободного падения тела, м/с2;

 - средний удельный вес воздуха на стороне входа и выхода из градирни, кг/м3;

Hd = Hb + 0,5 Hop -действующая (с точки зрения создания тяги) высота вытяжной башни, м;

Н b - высота вытяжной башни над оросителем, м;

Н op - высота оросителя, м;

V - активный объем оросителя, т.е. объем, заполненный непосредственно оросительным устройством, м.

Для определения теплосодержания, влагосодержания и удельного веса воздуха следует пользоваться формулами:

h = ct + x(τ + cnt) = 0,24t + xh";

где h - теплосодержание влажного воздуха, ккал/кг;

с - теплоемкость сухого воздуха, ккал/кг∙°С;

h" - теплосодержание водяного пара в воздухе, ккал/кг, определяемое по таблице 2;

t - температура воздуха, °С;

х - влагосодержание воздуха, кг/кг;

τ - скрытая теплота парообразования, ккал/кг;

с n - теплоемкость водяного пара, ккал/кг∙°С;

φ – относительная влажность воздуха в долях от единицы;

р" - парциальное давление пара в насыщенном воздухе, кг/см2;

Р b -барометрическое давление, кг/см2;

RB - газовая постоянная для сухого воздуха, равная 29,27 кг∙м/кг∙°С;

Т - абсолютная температура, °К;

γ" - удельный вес насыщенного водяного пара в воздухе, кг/м3, определяемый по таблице 2.

Для барометрического давления Р b = 745 мм рт. ст. имеются графики зависимости теплосодержания, влагосодержания и удельного веса воздуха от его температуры и относительной влажности.

Таким образом, для определения коэффициента массоотдачи по формуле:

коэффициента теплоотдачи:

где V - активный объем оросителя, т.е. объем, заполненный непосредственно оросительным устройством, м;

коэффициента аэродинамического сопротивления

вполне достаточно располагать результатами измерений характеризующих параметров, упомянутых в предыдущих разделах.

Расход воздуха через ороситель GB может быть определен как непосредственно измерением скоростей воздуха, так и путем расчета. В последнем случае это производят по формуле:

где Δ h = h2 - h1 - разность теплосодержаний воздуха на стороне выхода и входа в градирню, ккал/ч или кДж/ч.

3.2.3 Поскольку количество тепла, отданного водой при охлаждении (как показано выше), может быть выражено с помощью одного только коэффициента массоотдачи β, то оценку охладительного эффекта данного типа оросителя можно производить, пользуясь этим коэффициентом.

Оценку охладительного эффекта исследуемого оросителя следует производить в этом случае путем сопоставления полученных объемных коэффициентов массоотдачи (при одинаковой плотности орошения, скорости воздуха в оросителе и его высоте, близких тепловых нагрузках и параметрах наружного воздуха) с их значениями для других типов оросителей, либо путем сопоставления с данными лабораторных исследований.

В первом случае такая оценка позволяет выявить более эффективный (с точки зрения охлаждения воды) ороситель с целью целесообразного применения его на практике в широких масштабах.

Во втором случае - это позволяет оценить правильность гидро-аэротермического и геометрического подобия выполненного в лабораторных условиях исследования по сравнению с натурными данными. Если отношение , то следует считать, что расчет оросителя и водораспределения выполнен правильно. В противном случае, выясняются причины расхождения значений, неудовлетворительного охладительного эффекта и делаются выводы о дальнейшем использовании оросителя или его конструктивного усовершенствования.

Здесь βхυнат - натурный объемный коэффициент массоотдачи, кг/м3∙ч;

βчυлаб - лабораторный объемный коэффициент массоотдачи, кг/м3∙ч;

3.2.4 Подсчет коэффициента теплоотдачи αυ производят с целью определения величины отношения , которая обычно для практической области температур и влагосодержаний воздуха составляет около 0,25 ккал/кг∙°С, т.е. равна теплоемкости влажного воздуха, что служит контролем правильности произведенных замеров и расчетов.

3.2.5 Определение коэффициента сопротивления градирни производится с целью использования полученных результатов при оценке балансовых испытаний и для использования аналогичного типа градирен, но имеющих некоторые конструктивные отличия (высота воздуховодных устройств, очертание входной кромки окон, тип оросителя и водораспределительной системы и пр.), с последующим применением в типовых проектных решениях наиболее удачных конструктивных форм градирен.

3.2.6 При проведении балансовых испытаний градирен, как и при эксплуатационных и приемочных испытаниях, результаты замеров характеризующих параметров и результаты подсчета остальных величин необходимо записывать в табличной форме.

Результаты балансовых испытаний градирни для характерных тепловых и гидравлических нагрузок приведены в таблице 6.

Таблица 6

Результаты балансовых испытаний градирни для характерных тепловых и гидравлических нагрузок

№ п.п.

Наименование параметра

Условное обозначение

Единица измерения

Номер опыта

I серия

II серия

N серия

1

2

3

4

5

6

7

1

Дата проведения испытаний

День, число, год

2

Время наблюдений (продолжительность опыта) от - до, с интервалом каждые полчаса

Т

ч

10-17

10-17

10-17

3

Температура воздуха на входе в градирню

θ1

°С

23,4

24,6

19,4

4

Относительная влажность воздуха на входе в градирню

φ1

%

39

40

62

5

Влагосодержание наружного воздуха

х1

кг/кг

0,00707

0,00785

0,00890

6

Теплосодержание наружного воздуха

h 1

ккал/кг

9,92

10,69

10,05

7

Удельный вес наружного воздуха

γ 1

кг/м3

1,1676

1,1555

1,1824

8

Барометрическое давление

Р b

мм рт. ст.

749,6

744,9

749,7

9

Расход воды на градирню

W ∙103

кг/ч

6670

10200

11200

10

Плотность орошения

q

м32∙ч

4,41

6,75

7,41

11

Температура воды на входе в ороситель (горячей)

t 1

° С

37,2

38,4

37,8

12

Температура воды на выходе из градирни (охлажденной)

t 2

°С

25,6

29,1

27,9

13

Средняя температура воды

tcp

°с

31,4

33,7

32,8

14

Перепад температур воды

Δt

°с

11,6

9,3

9,9

15

Температура воздуха на выходе из градирни

θ2

° C

30,4

34,2

33,8

16

Относительная влажность

φ2

%

100

100

100

17

Влагосодержание

х2

кг/кг

0,0282

0,0356

0,0349

18

Теплосодержание

h 2

ккал/кг

24,5

30,11

29,5

19

Удельный вес воздуха на выходе из градирни

γ 2

кг/м3

1,1267

1,1018

1,1040

20

Средний удельный вес воздуха (у, + у?) х 0,5

γср

кг/м3

1,1471

1,1286

1,1432

21

Перепад температур воздуха 02-01

Δθ

°С

7,0

9,6

14,4

22

Средняя разность температур воды и воздуха

(t-θ)cp

°С

4,8

5,1

5,9

23

Разность влагосодержаний воздуха

Δх

кг/кг

0,02113

0,02775

0,0260

24

Разность теплосодержаний воздуха

Δh

ккал/кг

14,58

19,42

19,45

25

Средняя логарифмическая разность теплосодержаний

Δhcp

ккал/кг

9,12

9,08

8,36

26

Расход воздуха через ороситель

GB 10-3

кг/ч

5510

5100

5900

27

Активный объем оросителя

V

м3

4350

4350

4350

28

Действующая высота вытяжной башни

Hd

м

50,7

50,7

50,7

29

Значение коэффициента «К» в формуле определения βхυ

0,963

0,959

0,963

30

Объемный коэффициент массоотдачи

βчυ

кг/м3∙ч

2025

2500

3160

31

Объемный коэффициент теплоотдачи

αυ

Ккал/м3∙ч∙°С

492

647

781

32

Отношение коэффициентов

αυ /βчυ

ккал/кг∙°С

0,242

0,258

0,247

33

Средняя скорость воздуха в оросителе, условно отнесенная к полному его сечению

ω

м/с

0,877

0,825

0,944

34

Скорость ветра

υ

м/с

1,4

1,7

2,5

35

Коэффициент сопротивления градирни

ζ

46,2

69,4

70,2

По данным таблицы 6 выполняется окончательная таблица 7, в которой приводятся осредненные данные результатов замеров по каждой серии опытов при близких тепловых и гидравлических нагрузках на градирню.

Таблица 7

Осредненные данные результатов испытаний

№ п.п.

Наименование параметра

Условное обозначение

Единица измерения

Номер серии опыта

I

II

III

IV

V

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Плотность орошения

q

м32∙ч

2

Скорость воздуха в градирне над оросителем

ω

м/с

3

Объемный коэффициент теплоотдачи

αυ

ккал/м3∙ч∙°С

4

Объемный коэффициент массоотдачи

βчυ

кг/м3∙ч

5

Отношение коэффициентов

αυ / βчυ

ккал/кг∙С

6

Скорость ветра на высоте 2 м от поверхности земли

V

м/с

7

Коэффициент сопротивления градирни

ζ

-

По данным таблицы 7 строят графики зависимостей βхυ = f( q,ω) и ζ = f( q). Причем, необходимо иметь в виду, что на коэффициент сопротивления градирни ζ, оказывает влияние скорость ветра υ (с увеличением которой возрастает ζ), поэтому строить график зависимости ζ, = f( q) следует при близких значениях υ .

3.2.7 По результатам балансовых испытаний строится зависимость объемного коэффициента массоотдачи от удельного расхода воздуха β/ q = f(λ) и определяется точность результатов лабораторных исследований.

Пример построенной зависимости показан на рисунке 2.

1 - зависимость по натурным балансовым испытаниям; 2, 3 - зависимости по лабораторным исследованиям

Рисунок 2 - Зависимость объемного коэффициента массоотдачи от удельного расхода воздуха

Еще бесплатно скачать

Рейтинг:
  • Итоги рейтинга 1.00/5
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
1.0/5 (1 голос)

Данную страницу никто не комментировал. Вы можете стать первым.

Ваше имя:
Ваша почта:

RSS
Комментарий:
Введите символы: *
captcha
Обновить