МОДЕРНИЗАЦИЯ ВОДОУЛОВИТЕЛЯ ГРАДИРНИ

Ветошкин А.Г. (ПГАСА, г.Пенза, РФ)

При охлаждении оборотной воды стремятся снизить до минимума потери воды из градирни. Это обеспечивается путем создания благоприятных условий для эффективной сепарации капельной влаги в водоуловителе надежной конст­рукции.

В сепарационной технике выделения влаги из паровоздушного потока широко распространены водоуловители испарительных градирен, содержащие блоки решеток из вертикально установленных волнистых пластин, снабженных горизон­тальными профильными выступами с продольными щелями- Недостатками этих водоуловителей градирен являются возможность проскока части капельной влаги между пластинами, снижение сепарирующего эффекта водоуловителя вследствие отрыва отсепарированных капель от вогнутой стороны профилей из-за горизон­тального расположения профильных выступов и продольных щелей, а также повышенное аэродинамическое сопротивление при обтекании потоком воздуха выступов в виде нависающих козырьков в напорной части пластин.

С целью повышения эффективности сепарации влаги и снижения аэродинами­ческого сопротивления водоуловителя его конструкция выполнена таким образом, что профильные выступы выполнены наклонными и полыми с двух сторон в волнистой части пластин с взаимным переходом друг в друга, при этом выступы на выпуклой стороне пластин расположены над выступами на вогнутой стороне, а продольные щели выполнены на переходе выступов. Кроме того, длина выступов на вогнутой стороне пластин меньше длины выступов на выпуклой стороне пластин, при этом профильные выступы выполнены под некоторым углом градусов к вертикали, причем профили выступов на выпуклой стороне пластин взаимно перекрывают друг друга в плане по высоте пластин.

Блок водоуловителя градирни содержит чередующиеся волнистые пластины, разделенные с помощью дистанцирующих выступов, размещенных на плоских участках. На выпуклой стороне и вогнутой стороне волнистых пластин располо­жены с наклоном к вертикали и переходящие друг в друга продольные выступы и выступы, имеющие в поперечном сечении округлый профиль. Выступу на выпуклой стороне пластины соответствует впадина на ее вогнутой стороне, а выступу на вогнутой стороне пластины - соответственно, впадина на ее выпуклой стороне. На переходе впадин к выступам расположена продольная щель высотой, соответ­ствующей толщине образующейся при сепарации пленки жидкости. Волнистые пластины собираются в блок посредством склеивания плоских поверхностей выступов одной пластины блока с плоскими участками соседней пластины.

Расположение наклонных профильных выступов на выпуклой стороне плас­тины создает условия для усиления сепарирующего эффекта, при этом распо­ложенные под выступом наклонные впадины способствуют устойчивой концентрации влаги. Сочетание профильных выступов и впадин на вогнутой стороне волнистых пластин также способствует дополнительной сепарации влаги из воздуха, что в целом приводит к повышению сепарирующей способности водоуловителя. Наличие продольных щелей на переходе впадин и расположенных над ними выступов обеспечивает организованный отвод осажденной капельной жидкости из активной гидродинамической зоны на выпуклой стороне волнистых пластин в более спокойную по гидродинамическим условиям зону на обратной вогнутой стороне пластин. Выполнение выступов на вогнутой стороне пластин меньшей длины, чем длина выступов на выпуклой стороне, обеспечивает отвод жидкости, осажденной во фронтальной зоне выступов на вогнутой стороне пластин, что также способствует повышению эффективности сепарации влаги. Наклон выступов под некоторым углом к вертикали обеспечивает низкое аэроди­намическое сопротивление водоуловителя и равномерный отвод осажденной капе­льной влаги из зоны сепарации. Взаимное перекрытие в плане профилей наклонных выступов на выпуклой стороне пластин обеспечивает рациональное использование всей поверхности пластин для сепарации влаги.

Процесс сепарации капельной влаги происходит при контакте поднимаю­щегося по градирне потока паровоздушной смеси с поверхностью волнистых пластин блока водоуловителя вследствие возникновения инерционного эффекта при обтекании выпуклой стороны и отклонения потока к вогнутой стороне волнистых пластин. При фронтальном обтекании расположенных на выпуклой стороне пластин профильных выступов происходит осаждение из воздуха капельной влаги, которая концентрируется во впадинах и затем через продольные щели отводится во впадину на вогнутой стороне пластин. Фронтальное осаждение влаги перед выступами на вогнутой стороне пластин сопровождается концентрацией жидкости, ее движением вверх вдоль фронта выступов с последующим перетоком во впадины в их верхней части и отводом осажденной жидкости из зоны сепарации. При обтекании потоком воздуха профильных выступов на вогнутой стороне пластин в их окрестности воз­никают микрозавихрения и образуются застойные зоны, а которых осаждается и концентрируется содержащаяся в паровоздушном потоке влага. Осажденная в этой зоне жидкость вместе с жидкостью, поступившей через щели, движется вниз по вогнутым наклонным каналам-впадинам и стекает из водоуловителя в ороситель, а освобожденный от влаги поток воздуха выходит из градирни в атмосферу.

Применение этой конструкции позволит увеличить степень отделения капель­ной влаги от выходящего из градирни воздуха и снизить гидравлические потери процесса водоулавливателя.