8.3. Выбор системы водоснабжения и водоохлаждающих устройств

В зависимости от расхода воды, принятого источника водоснабжения и взаимного расположения источника и компрессорной станции применяются прямоточная или оборотная (циркуляционная) системы водоснабжения. Прямоточной называется такая система водоснабжения, при которой вода из заводского водопровода, реки или озера подается однократно в ком­прессоры и охладители воздуха и затем выпускается в канализацию или воз­вращается в реку или озеро.

Иногда при высоком расположении компрессорной станции над уров­нем реки или озера бывает, что расход электроэнергии на привод насоса для подачи воды настолько возрастает, что прямоточное водоснабжение стано­вится невыгодным. Прямоточная система водоснабжения находит примене­ние при наличии достаточно больших источников производственного водо­снабжения, сравнительно низкой стоимости воды и незначительном ее рас­ходе.

Циркуляционной или оборотной системой водоснабжения называется такая система, при которой вода из водопровода, реки или озера использует­ся многократно. При оборотной системе вода из компрессоров и охладителей воздуха направляется в охлаждающее устройство и после охлаждения пода­ется насосами в компрессоры и охладители. Эта система водоснабжения применяется при недостатке и высокой жесткости воды, большом ее расходе и стоимости.

В каждом отдельном случае вопрос выбора системы водоснабжения должен решаться особо на основе сравнительных технико-экономических расчетов.

В замкнутом цикле оборотной системы водоснабжения происходят по­тери воды вследствие испарения, разбрызгивания, фильтрации и т. д. Соору­жения системы должны быть такими, чтобы потери не превышали 7% от расхода воды: при больших потерях система становится неэкономичной.

Оборотная система водоснабжения состоит обычно из трех элемен­тов:

- насосной станции;

- охлаждающего устройства; -промежуточных сооружений (колодцев теплой и холодной воды, ре­зервуаров и водоводов).

В качестве охладителей в оборотных системах применяются: пруды-охладители, брызгальные бассейны, градирни открытые брызгального или капельного типов, башенные градирни с естественной тягой воздуха с ка­пельным, пленочным и смешанным (капельно-пленочным) типом оросителя, а также вентиляторные градирни с искусственной циркуляцией воздуха.

В охладительных устройствах охлаждение воды происходит вследствие ее частичного испарения и непосредственной отдачи тепла более холодному воздуху. Охладительные устройства целесообразно сооружать при произво­дительности компрессорной станции более 0,5 м /с или при расходах воды более 0,006 м /с. Емкость бассейна должна быть не менее 2-2,5 часовой по­требности компрессорной станции в охлаждающей воде.

При выборе типа и размеров охладителя необходимо учитывать:

- месячный график тепловой нагрузки (максимальной, средней, мини­мальной) на охладители;

- технологические требования к температуре охлажденной воды;

- условия работы охладителей (постоянная работа или работа с сезон­ными или суточными перерывами);

- метеорологические условия;

-условия площадки строительства (размеры и застроенность ее, а так­же геологические и гидрогеологические условия).

Кроме того, выбор типа охладителя в каждом отдельном случае зависит также от количества, качества и стоимости добавочной воды, наличия и стоимости строительных материалов, а также сроков строительства.

Учитывая особенности местных условий, выбор типа охладителя мож­но произвести, не делая детальных технико-экономических сравнительных расчетов. Работа открытых охладителей в первую очередь зависит от силы и направления ветра. При малых скоростях ветра или неблагоприятных его на­правлениях работа таких охладителей ухудшается, и температура воды воз­растает. Применение открытых градирен и брызгальных бассейнов на густо застроенной территории исключается. Устройство прудов-водохранилищ в системах водоснабжения чаще всего требует больших капитальных затрат. Эксплуатация прудов связана с рядом трудностей и дополнительными затра­тами на чистку. Применение прудов может быть выгодным при использова­нии естественных водоемов или искусственно сооружаемых водохранилищ для других целей.

Брызгальные бассейны также нецелесообразно применять для охлаж­дения компрессорных установок, у которых расход воды на охлаждение не превышает 500 м /час.

Башенные градирни могут применяться как при малых (до 0,02 м /с), так и при больших расходах охлаждаемой воды (до 0,5 м /с); они обеспечи­вают более устойчивый охладительный эффект при возможности установки их на застроенной территории.

Из охладительных устройств наибольшее применение в системах водо­снабжения компрессорных станций имеют градирни, которые обладают следующими преимуществами по сравнению с прудами-охладителями и брызгальными бассейнами:

- независимость температуры охлаждения воды от наличия ветра;

- более низкая температура охлаждения чем у брызгальных бассейнов; -меньшая площадь по сравнению с прудами и брызгальными бассей­нами;

-меньшие потери воды, чем у брызгальных бассейнов. Наряду с этим градирни имеют также и недостатки:

- более высокая стоимость сооружения, чем брызгальных бассейнов;

- повышенные расходы по текущему ремонту;

- меньший срок службы;

- более сложная эксплуатация, чем брызгальных бассейнов и прудов (борьба с обледенением, необходимость регулирования температуры воды). При выборе типа градирни для конкретных условий рекомендуются к использованию типовые вентиляторные и башенные градирни, предназна­ченные для охлаждения незагрязненной оборотной воды с концентрацией взвешенных веществ не более 40-50 мг/л (табл. 10)

Таблица 10-Характеристика тепловых градирен

Табл.	7 Характеристика типовых градирен, для охлаждения незагрязненной оборотной воды
Тип градирни	Тип оросительного уст­ройства	Площадь гра­дирни, м2	Производительность, м3/ч
			одной секции	всей градир­ни
вентиляторная	капельная	64x3=192	192-512	576-1536
вентиляторная	капельная	64	192-512	192-512
вентиляторная	капельная	16x3=48	48-128	144-384
вентиляторная	пленочный	64x3=192	512-1152	1536-3456
вентиляторная	пленочный	64x2=128	512-1152	1024-2304
вентиляторная	пленочный	64	730	730
башенная	капельная	40	-	40-136
башенная	капельная	25	-	25-85
башенная	капельная	15	-	15-51

Вентиляторные градирни рекомендуется применять в следующих слу­чаях:

- при невысокой стоимости электроэнергии (при круглосуточной работе гра­дирни);

- при кратковременной продолжительности ежесуточной работы градирни;

- при необходимости глубокого охлаждения оборотной воды, т. е. при разно­сти температур охлажденной воды и наружного воздуха не менее 3,5-4С°;

- в случае стесненности участка, отводимого для строительства градирни.

Для выбора охладителя необходимо предварительно произвести тепло­вой расчет.

Размещение брызгальных бассейнов и градирен на площадке промыш­ленного предприятия следует производить из условий обеспечения наимень­шей протяженности циркуляционных трубопроводов и каналов и соблюдения допустимых расстояний между охладителями и сооружениями. Расстояния между водоохладителями и зданиями или сооружениями во избежание ув­лажнения или обледенения должны приниматься согласно СНиП.