Водный режим оборотных систем водоснабжения

При работе оборотной системы часть воды теряется: с испарением при охлаждении Q_исп; капельным уносом Q_ун; уносом части воды с продуктом производства Q_п.п; продувкой системы Q_пр; утечками через неплотности Q_ут; со сбросом части воды, которая не могла использоваться повторно Q_сбр.

В соответствии с материальным балансом эти потери возмещаются добавкой чистой воды из источника. В общем случае:

, (6.8)

где Q_п.п и Q_сбр – зависят от технологического процесса, его совершенства;

Q_ут – зависит от совершенства системы водоснабжения. Эти расходы нормируются;

Q_исп и Q_ун – потери в водо-охлаждающем устройстве зависят от его типа и конструкции. Существуют методики оценки этих расходов. Они приведены в СНиП 2.04.02-84 [6]. Например унос воды в градирнях:

Q_ун=(0,005-0,01)Q_об – для башенных градирен, м³/ч;

Q_ун=(0,002-0,005)Q_об – для вентиляторных градирен, м³/ч,

где Q_об – количество охлаждаемой воды в системе оборотного водоснабжения, м³/ч.

Уносится вода вместе с солью, которая в ней содержится.

Потери воды с испарением определяются теплотехническим расчетом открытого охладителя. При отсутствии такого расчета потери оцениваются соотношением:

, м³/ч, (6.9)

где k₁ – коэффициент потерь воды при испарении, учитывающий долю теплоотдачи испарением в общем теплообмене при охлаждении воды в градирне. Значение его зависит от температуры наружного воздуха t_н по сухому термометру [3]:

tн, °C	-10
k1	0,00075	0,001	0,0012	0,0014	0,0015	0,0016

- ширина зоны охлаждения воды в водоохлаждающем устройстве (см. п. 6.1.4);

t_w2 – температура теплой воды, идущей с производства;

t_w1 – температура охлажденной воды (после градирни).

При испарении воды все содержащиеся в ней примеси (соли, механические взвеси и т.п.) остаются в оборотной воде. Свежая (добавочная) вода тоже несет с собой примеси. Т.о. в оборотной воде повышается концентрация примесей и, в первую очередь, соли временной жесткости (CaCO₃, MgCO₃). Они, как известно, откладываются на греющих поверхностях в виде накипи.

Чтобы избежать этого, производится продувка оборотной системы водоснабжения. Продувка – это удаление части воды с повышенным солесодержанием из системы и замена ее добавочной (свежей) с пониженным солесодержанием.

Величина продувки Q_пр определяется из солевого баланса оборотной воды. В системе водоснабжения карбонатная жесткость воды, используемой как хладоноситель, не должна превышать ж_к £ 2,8-3,0 мг-экв/кг.[1]

Обозначим концентрацию солей жесткости в оборотной воде – С_об, в добавочной – С_доб. Тогда:

. (6.10)

Здесь под подразумевается вся вода, теряемая оборотной системой, которая уходит вместе с солью, т.е.:

; (6.11)

. (6.12)

Тогда, подставив (6.12) в (6.10), получим

, (6.13)

. (6.14)

В расчетах необходимо полагать, что С_об (концентрация солей в оборотной воде) должна быть не больше допустимой, т.е. С_об£С_доп.

Видно, величина продувки зависит от солесодержания добавочной воды, т.е. воды из источника. Обычно Q_пр@1-2% от Q_об.

Необходимость продувки не позволяет систему оборотного водоснабжения с испарительными водоохладителями сделать полностью бессточной.

Чтобы сделать систему бессточной, необходимо, чтобы вся продувочная вода была использована полностью в технологическом процессе, или была бы обезврежена и уничтожена в специальных установках. Кроме того, надо использовать и воды (отходы) очистных устройств (шлам, осадки, растворы и т.п.).