Методичні аспекти теоретичного дослідження роботи системи оборотного водопостачання з вентиляторною градирнею в умовах підвищеної температури зовнішнього повітря

Abstract

Вентиляторні градирні є широко поширеними в системах оборотного водопостачання промислових підприємств різного призначення. Їх робота в істотній мірі визначається параметрами зовнішнього повітря. З потеплінням клімату робота градирень ускладнюється, що призводить до недоохолодження оборотної води й порушення технологічного процесу роботи основного устаткування. Екстремальні природні умови особливо позначаються на умовах роботи градирень, що мають великий термін експлуатації.Для охолоджувального вузла діючої системи оборотного водопостачання, який складається з охолоджуваного теплообмінного апарату, вентиляторної градирні та резервуарів теплої й охолодженої води пропонується методика теоретичного аналізу ефективності його охолодження. На першому етапі визначається максимальна температура охолоджуючої води, при якій можлива експлуатація теплообмінного апарату і, відповідно, всього технологічного комплексу. Далі для заданих параметрів зовнішнього повітря знаходиться охолоджуюча здатність градирні, яка в даній постановці задачі визначається необхідною висотою зрошувача заданого типу, на якій відбудеться охолодження води до заданого рівня. Для ефективної роботи градирні розрахункова висота зрошувачане повинна перевищувати проектну. Також запропонована методика знаходження фактичної температури води на виході зі зрошувача градирні при підвищених параметрах зовнішнього клімату. Як приклад представлені результати розрахунку режимних параметрів роботи трьохсекційної градирні в діапазоні температур зовнішнього повітря від 25 до 36 С. Аналіз системи розрахункових рівнянь дозволив запропонувати рекомендації щодо інтенсифікації роботи градирні. Отримані результати дозволяють прогнозувати режим роботи вентиляторних градирень та основної технологічної установки при довільних параметрах зовнішнього клімату.

Mechanical draught cooling towers are widespread in water recycling systems of various industrial enterprises. Their work is significantly determined by the outdoor air parameters. With climate warming, the operation of cooling towers becomes more complicated, and this leads to undercooling of the circulating water and disruptionof the technological process of the main equipment. Extreme environmental conditions especially affect the operating conditions of cooling towers with a long service life. For the cooling unit of the existing circulating water supply system, which consists of a cooled heat exchanger, a mechanical draught cooling tower and tanks of warm and chilled water, a methodology for theoretical analysis of the cooling efficiency is proposed. At the first stage, the maximum temperature of the cooling water is determined at which the operation of the heat exchanger and, accordingly, the entire technological complex is possible. Next, for the given parameters of the outdoor air, the tower cooling capacity is found. The task considered supposes that the cooling capacity is determined by the required height of the given type cooling tower fill, at which water is cooled to a necessarylevel. For effective operation of the cooling tower, the calculatedheight of the tower fillshould not exceed the designone. A methodology is also proposed for finding the actual water temperature at the outlet of the cooling tower fill under increasedparameters of the external climate. As an example, the results of calculating the operational parameters of the three-section cooling tower in the range of outdoor temperatures from 25 to 36 °C are presented. Analysis of the system of calculation equations makesit possible to offer recommendations for intensifying the cooling tower operation. The results obtained allows predicting the operation mode of the mechanical draught cooling towers and the main technological unit underexternal climate arbitrary parameters.