16+
Регистрация
РУС ENG
Расширенный поиск
http://www.eprussia.ru/epr/239/15765.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 03 (239) февраль 2014 года

Усовершенствование системы водяного охлаждения

Новые технологии К. т. н. Игорь ДУБРОВИН, к. т. н. Евгений ДУБРОВИН

Одно из обязательных условий безаварийной работы теплонапряженного технологического оборудования на промышленных предприятиях – постоянное охлаждение.

Конструктивно функция охлаждения возложена на техническую систему, по которой циркулирует охлаждающий агент. Наиболее широкое применение в качестве такого агента получила вода.



О применяемой системе

Водяное охлаждение – процесс отвода излишков тепла от рабочих узлов, частей и отдельных деталей оборудования. По сравнению с другими способами в качестве основных достоинств здесь выступают способность воды эффективно отводить большее количество тепла, меньшие массогабаритные характеристики систем и низкая шумность их элементов.

В то же время недостатком водяного охлаждения является обязательное наличие рядом с предприятием или цехом внешнего источника воды, например водохранилища или реки. Именно поэтому большинство промышленных предприятий располагаются, как правило, непосредственно у водоемов, посредством которых замыкается циркуляционный цикл охлаждения. Такие системы принято называть промышленными системами водяного охлаждения открытого типа.

Принцип их работы заключается в следующем. Подающим водяным насосом через фильтрующие устройства и всасывающий трубопровод вода с температурой окружающей среды забирается из источника и под давлением по напорному трубопроводу нагнетается к технологическому оборудованию. После охлаждения оборудования отработанная (загрязненная) вода с более высокой температурой сливается обратно в водоем. Таким образом, непрерывная циркуляция воды в системе осуществляется через водный источник.

Очевидно, что с расширением и развитием промышленного производства антропогенное давление на источники воды постоянно возрастает. Прежде всего – за счет увеличения количества сбросов вредных веществ (металлической пыли, мелкой металлической стружки, окалины, оксидов различных металлов, масел и т. п.) и интенсивного теплового загрязнения водоемов.

Со второй половины XX века к технологическому оборудованию и промышленным предприятиям стали предъявляться и экологические требования. В условиях ужесточения природоохранного законодательства развитие получили более экологически чистые системы водяного охлаждения закрытого типа или автономные системы, с высокой степенью изоляции от окружающей природной среды.

Основным отличием систем водяного охлаждения закрытого типа является их независимость от внешних водных источников, поскольку циркуляционный цикл здесь замыкается через водяную расходную емкость. Принцип их работы аналогичен принципу работы систем водяного охлаждения открытого типа за исключением того, что жидкость забирается из внутреннего объема расходной емкости и туда же после использования сливается. Преимущество охлаждения закрытого типа – устранение сбросов вредных веществ и тепла в окружающую природную среду. К недостаткам же следует отнести высокую вероятность перегрева охлаждающей воды в системе и снижение ресурса работы водяного насоса.



Новые требования

В 2005 году авторами была разработана и внедрена промышленная система водяного охлаждения закрытого типа для шовных сварочных машин на Форносовском литейно-механическом заводе (поселок Форносово Ленинградской области).

Разрабатываемая система, наряду с общепринятыми, должна была удовлетворять следующим дополнительным техническим требованиям: независимость от внешнего источника воды или полная автономность работы системы; снижение вероятности перегрева охлаждающей воды в системе; снижение электропотребления при работе; сохранение установленного заводом-изготовителем ресурса работы (или суммарной наработки) водяных насосов; исключение условий возникновения кавитации в элементах системы; минимальная стоимость; размещение элементов системы внутри помещения с ограниченными размерами.

Дополнительные требования были выполнены за счет использования водяной емкости большого объема, что снизило вероятность перегрева охлаждающей воды; исключения из состава системы одного из основных потребителей электроэнергии – откачивающего водяного насосного агрегата центробежного типа и его замена струйным насосом: замена электронасоса на струйный аппарат, не имеющий электропривода, позволила снизить электропотребление при работе системы на 40 процентов; применения одного водяного электронасоса, через проточную часть которого исключается прокачка загрязненной различными включениями воды, вместо двух насосов, что позволило сохранить установленный ресурс работы подающего водяного насоса; применения в системе струйного насоса, имеющего «сухое» всасывание и исключающего причины возникновения и развития кавитационных явлений в расчетном диапазоне работы системы; минимизации состава элементов системы; оптимизации массогабаритных характеристик и размещения элементов системы.



Принцип работы

Предназначенная для охлаждения вода с температурой +10 °С из нижней части расположенной в помещении водяной емкости по всасывающему трубопроводу с фильтром забирается подающим насосом, после которого большая часть воды поступает непосредственно в систему охлаждения шовных сварочных машин, а меньшая часть (~43 процента) нагнетается в качестве рабочей среды в проточную часть струйного насоса.

Вода, поступившая на охлаждение машин, отводя тепло от их элементов, нагревается до температуры +70 °С, после чего самотеком сливается в поддон-сборник, откуда отсасывается вместе с воздухом струйным насосом. Устойчивое всасывание собранной в поддоне-сборнике нагретой воды обеспечивается за счет эффекта разрежения в рабочей камере струйного насоса, возникающего при истечении с большой скоростью из сопла нагнетаемой в проточную часть рабочей воды. Далее смешанный поток воды из струйного насоса по трубопроводу сливается в верхнюю часть внутренней полости расходной емкости, замыкая цикл. Отводимая от шовных сварочных машин нагретая вода охлаждается дважды за счет перемешивания: сначала в струйном насосе (до температуры +40 °С), а затем в расходной емкости (до температуры +26 °С).

При функционировании системы охлаждения следует контролировать работу насоса, циркуляцию воды, отсутствие протечек, для чего система оборудована контрольно-измерительными приборами, а расходная водяная емкость – смотровым стеклом.

Аналогичная система может быть разработана для любого предприятия и энергетического объекта с учетом их технических особенностей.

Отправить на Email

Для добавления комментария, пожалуйста, авторизуйтесь на сайте

Также читайте в номере № 03 (239) февраль 2014 года:

  • Солнечный мост пригласил на чаепитие
    Солнечный мост пригласил на чаепитие

    Лондонские железнодорожники завершили реконструкцию крупнейшего в мире «солнечного» моста, соединяющего южную часть Лондона с центром британской столицы. Максимальная мощность 4400 фотогальванических элементов солнечных батарей, установленных на мосту Blackfriars Bridge, составляет 1,1 МВт. Этого достаточно, чтобы вскипятить 80 тысяч чашек чая, выпитых гостями открытия моста, обеспечить более 50 процентов энергии, необходимой д...

  • Многогранный бизнес на местах
    Многогранный бизнес на местах

    ЗАО «РТСофт» в соответствии с новой бизнес-стратегией корректирует специализации своих региональных представительств. ...

  • С Сахалина в Японию построят мост. Энергетический
    С Сахалина в Японию построят мост. Энергетический

    В Токио состоялась международная конференция «Перспективы развития Азиатской суперсети». Губернатор Сахалинской области РФ Александр Хорошавин выступил на ней с докладом о проекте энергомоста Россия – Япония. ...

  • Блиц

    Заместитель министра строительства и ЖКХ РФ Андрей Чибис назвал эксперимент с социальными нормами на электричество в шести регионах страны удавшимся. По данным ведомства, от 70 до 90 процентов семей или домохозяйств в энергопаек укладываются и платят в итоге на 3 процента меньше. Те же, кто превышает соцнорму, переплачивают около 4 процентов. В качестве примера замминистра привел случай в Ростовской области: семья превысила соцнорм...

  • Разницу между льготным и сверхнормативным тарифами ограничат
    Разницу между льготным и сверхнормативным тарифами ограничат

    В рамках социальной нормы на электроэнергию разница между льготным и сверхнормативным тарифом будет составлять не более 40 процентов, заявил заместитель министра строительства и ЖКХ Андрей Чибис (на фото). ...