Спосіб визначення витрати води на продування охолоджувальної системи

Реферат: UA 104274 U UA 104274 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі хімічної промисловості та енергетики, а саме до сфери попередження накипоутворення у водних оборотних охолоджувальних системах (ООС). Збільшення солевмісту циркуляційної води внаслідок випаровування частини води на охолоджувальному елементі (градирня або бризкальний басейн) обумовлює можливість утворення накипу з малорозчинних речовин, насамперед карбонату кальцію. Обробка додаткової води здійснюється дозуванням кислоти для зменшення рН та/або антискалантів (комплексонів). На інтенсивність дозування впливає витрата води на продування, збільшення якої призводить до збільшення витрати обробленої додаткової води. У системах без додаткової обробки води витрата води на продування впливає на солевміст та рН циркуляційної води. Відомий спосіб визначення витрати води на продування в експлуатаційних умовах [Громогласов, А.А. Водоподготовка: процессы и аппараты: Учеб. пособие для вузов / А.А. Громогласов, А.С. Копылов, А.П. Пильщиков. Под ред. О.И. Мартыновой. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 272 с.], що включає регулювання цієї витрати в залежності від заданого значення коефіцієнта концентрування (значення якого тим більше, чим менша витрата на продування ООС), який визначають як: Sk  Tв ц / Tв д , (1) 3 де Tв ц - твердість циркуляційної води, [ммоль/дм ]; Tв д - твердість додаткової воді, [ммоль/дм3]. Таке експериментальне встановлення значення витрати води на продування призводить до суттєвих проблем у регулюванні складу води в умовах зміни режимів (переходу від одного значення Sk до іншого) внаслідок суттєвої інерції ООС, витрати циркуляційної води в яких складають десятки тисяч кубічних метрів на годину. Така ситуація призводить або до недостатнього продування (Sk більше заданого - можливе накипоутворення), або до суттєвих втрат продувної води (Sk менше заданого - економічні втрати). Найбільш близьким до запропонованого способу є спосіб визначення складу води, що циркулює у системі, в залежності від витрати води на продування [СНиП 2.04.02-84. "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения"], що включає визначення з довідникових таблиць витрати води у відсотках з випаруванням (р1) та з крапельним віднесенням (р2) від витрати циркуляційної води. Ці відсотки обумовлено конструкцією охолоджувального елемента. Після цього задають витрату води на продування (р 3) та визначають витрату додаткової води як суму всіх витрат (р). Коефіцієнт концентрування визначають як: Sk  p / p  p1 , (2) де p - витрата додаткової води [%], p1 - витрата циркуляційної води з випаруванням [%]. Витрату води на продування визначають шляхом підбору значення р 3, за якого Sk за рівнянням (2) дорівнює заданому. Недоліком цього способу є використання довідникових даних для р1 та р2, які можуть не відповідати фактичним параметрам ООС, що призводить до помилок у визначенні витрати на продування. Також не використовується співвідношення р1 та р2 (р1/р2), яке не залежить від витрати на продування, проте характеризує інтенсивність випаровування на охолоджувальному елементі ООС. В основу корисної моделі поставлено задачу визначення витрати води на продування системи в залежності від заданого коефіцієнту концентрування шляхом попереднього визначення коефіцієнту випаровування в експлуатаційних умовах за фіксованого продування. Поставлена задача вирішується тим, що в способі, що включає визначення коефіцієнту концентрування та витрату додаткової води, згідно з корисною моделлю, вказані параметри визначають в експлуатаційних умовах охолоджувальної системи, а на їх основі додатково визначають коефіцієнт випаровування. Пропонований спосіб реалізують наступним чином. В експлуатаційних умовах розраховують коефіцієнт випаровування (співвідношення витрати води, що випаровується, та витрати води з крапельним віднесенням) за фіксованої витрати води на продування як: S v ap  Gд  Sk  1 / Gд  Sk  Gп  , (3) 3 де Sk - коефіцієнт концентрування; Gд - витрата додаткової води [м /год.]; Gп - витрата 3 води на продування [м /год.]. Витрату додаткової води та води на продування визначають витратомірами, а коефіцієнт 3 концентрування розраховують як співвідношення твердості (у ммоль/дм ) циркуляційної та додаткової води. 1 UA 104274 U 5 10 15 20 У літературі терміни "коефіцієнт концентрування" та "коефіцієнт випаровування" використовують як синоніми і визначають за рівнянням (1), що не відповідає запропонованому визначенню коефіцієнта випаровування. В залежності від отриманого значення Svap та заданого значення Sk остаточно визначають 3 витрату води на продування, м /год.: Gп  Gд  1  Sv ap  Sk / Sv ap  Sk , (4)    S v ap де - коефіцієнт випаровування, Sk - коефіцієнт концентрування, G д - витрата 3 додаткової води [м /год.]. Рівняння (4) виведено з рівняння (3), яке, в свою чергу, виведено з матеріального балансу по солевмісту води ООС. Коефіцієнт випаровування не залежить від витрати води на продування, оскільки визначений як співвідношення витрат води, які не залежать від цієї витрати. Проте Svap залежить від конструкції охолоджувального елемента, від температури самої циркуляційної води та від температури навколишнього середовища. Тому взимку випаровування менш інтенсивне і Svap зменшується, а в умовах бризкального басейну краплинне віднесення завжди більше, ніж у градирнях і, відповідно, Svap завжди більше у градирнях. Таким чином, спосіб визначення витрати води на продування охолоджувальної системи на основі коефіцієнту випаровування дозволяє реалізувати автоматичне регулювання значення коефіцієнту концентрування шляхом зміни витрати води на примусове продування системи з мінімізацією відхилення заданого коефіцієнту концентрування. Це призводить як до мінімізації витрати додаткової води, так і попередження накипоутворення в системі із-за недостатнього продування. Визначення коефіцієнта випаровування в експлуатаційних умовах враховує не тільки конструкцію охолоджувального елемента, але й всі фактори, що на нього впливають. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Спосіб визначення витрати води на продування охолоджувальної системи, що включає визначення коефіцієнта концентрування та витрати додаткової води, який відрізняється тим, що вказані параметри визначають в експлуатаційних умовах охолоджувальної системи та на їх основі додатково визначають коефіцієнт випаровування. 30 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2