УКАЗАНИЯ ПО НОРМИРОВАНИЮ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ГИДРООХЛАДИТЕЛЕЙ В ЭНЕРГЕТИКЕ

    
    
    СОСТАВЛЕНО предприятием "Южтехэнерго"
    
    Составители инженеры П.Г.Саяпин, Э.И.Яковенко
    
    УТВЕРЖДЕНО заместителем начальника Главтехуправления Д.Я.Шамараковым 7 февраля 1980 г.
    
    
    Настоящие Указания разработаны на основании опыта эксплуатации, экспериментально-наладочных работ, натурных испытаний башенных градирен и водохранилищ-охладителей.
    
    Указания предназначены для персонала электростанций, занятого эксплуатацией и обслуживанием указанных гидроохладителей; обязательны в качестве руководства для инженерно-технического и руководящего персонала производственно-эксплуатационных служб ПЭО, котлотурбинных, водных, наладочных цехов, режимных групп и НТО электростанций, в ведении которых находятся эксплуатируемые башенные градирни и водохранилища-охладители.
    
    Указания разработаны впервые.
    
    

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

    
    
1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

    
    По мере развития энергетики в нашей стране быстро увеличиваются площади вновь сооружаемых гидроохладителей (в основном градирен и водохранилищ), работающих в циклах оборотного водоснабжения электростанций.
    
    Охлаждающая способность гидроохладителей оказывает непосредственное влияние на вакуум в конденсаторах турбин и, следовательно, на уровень эффективности топливоиспользования. Например, повышение температуры охлаждающей воды в летних условиях на 1 °С приводит к перерасходу примерно 1,2-2 г/(кВт·ч) топлива. В связи с этим возникает необходимость в нормировании основного показателя работы гидроохладителей - температуры охлажденной воды в зависимости от режимных условий эксплуатации и метеорологических факторов.
    
    Из-за отсутствия каких-либо методических указаний по контролю за показателями работы гидроохладителей и нормированию их в процессе эксплуатации не уделяется должного внимания учету показателей, анализу экономичности работы и улучшению состояния гидроохладителей. Между тем вследствие неплотности вытяжной башни градирни, старения оросительного устройства и его обрушения, из-за оползней берегов, заиления и зарастания водохранилищ водной растительностью значительно снижается охлаждающая способность гидроохладителей. Согласно опыту эксплуатации, температура охлаждающей воды в этих случаях повышается примерно на 2-3 °С.
    
    Разработанные Указания по нормированию температуры охлажденной воды прежде всего направлены на решение задачи экономичной эксплуатации гидроохладителей благодаря своевременному выявлению и устранению причин ухудшения их работы, т.е. конечной целью нормирования и анализа основных показателей работы является количественная оценка, выявление и устранение причин перерасхода топлива из-за ухудшения технического состояния и недостатков в эксплуатации гидроохладителей.
    
    Приводимые единые нормативные характеристики (номограммы) составлены для градирен, находящихся в исправном состоянии, не имеющих строительно-монтажных дефектов и без недоделок, а для водохранилищ-охладителей - с проектной конфигурацией акватории (без учета обрастания водной растительностью). Характеристики приведены для различных конструкций башенных градирен площадью орошения от 500 до 4200 м, с деревянными и асбестоцементными оросителями. Для водохранилищ-охладителей приведены обобщенные коэффициенты эффективности в соответствии со схемами циркуляции.
    
    Ввиду многотипности конструкций существующих градирен и конфигураций водохранилищ-охладителей нормативы определяются для каждого конкретного случая. С этой целью даются методические указания по их расчету согласно нормативным характеристикам (номограммам) с практическими примерами. Особое место среди нормативов занимает температура охлажденной циркуляционной воды перед конденсаторами турбин. Данные о фактической и нормативной среднемесячных температурах охлажденной воды, а также о перерасходе топлива из-за их расхождения электростанции обязаны вносить в отчетную форму 3-тех согласно инструкции [1].
    
    Для обеспечения нормирования и анализа показателей работы градирен и водохранилищ необходимо при проектировании электростанций предусматривать организацию метеорологических постов, оснащение градирен и водохранилищ контрольно-измерительными приборами.
    
    Применение настоящих Указаний обеспечит повышение технического уровня эксплуатации гидроохладителей и снижение удельных расходов топлива.
    
    

2. ГРАДИРНИ

2.1. Классификация

    
    Одним из основных элементов градирни является оросительное устройство. Оно предназначено для увеличения охлаждающей поверхности и времени соприкосновения воды и воздуха и, следовательно, для ускорения процесса охлаждения воды.
    
    Конструкции оросительных устройств подразделяются по виду образуемой охлаждающей поверхности воды на следующие типы: пленочные, капельно-пленочные, капельные и брызгальные.
    
    В зависимости от направления движения воздуха в оросительном устройстве по отношению к направлению движения воды градирни подразделяются на противоточные, поперечно-противоточные и поперечно-точные.
    
    В настоящее время на электростанциях получили распространение наиболее эффективные противоточные башенные градирни с пленочными (П) и капельно-пленочными (КП) оросителями. В оросителе таких градирен вода движется вертикально сверху вниз под действием силы тяжести, а воздух поднимается снизу вверх навстречу воде под действием силы тяги башни.
    
    Оросители действующих градирен разнообразны по конструкции, имеют различную высоту, разные расстояния между щитами по горизонтали и рядами досок по вертикали, при строительстве их использованы различные материалы. Пленочные оросители в настоящее время выполняются из асбестоцементных листов и дерева, а капельно-пленочные - в основном из деревянных досок сечением 10х100 мм.
    
    

2.2. Нормативные характеристики

    
    Для нормирования работы башенных градирен в Южтехэнерго разработаны номограммы единой формы - нормативные характеристики (рис.1-11). Они предназначены для расчета нормативных температур охлажденной воды по заданным метеорологическим и режимным условиям работы башенных градирен.
    
    

Рис.1. Нормативная характеристика башенной градирни площадью орошения 4200 м с двухъярусным
оросителем высотой 2,85 м (2·1,2+0,45) и расстоянием в свету между асбестоцементными щитами 25 мм

Рис.2. Нормативная характеристика башенной градирни площадью орошения 4000 м с двухъярусным
оросителем высотой 2,85 м и расстоянием в свету между асбестоцементными щитами 25 мм

    
Рис.3. Нормативная характеристика башенной градирни площадью орошения 4000 м с двухъярусным
оросителем высотой 2,52 м (2·1,2+0,12) и расстоянием в свету между асбестоцементными щитами 19 мм

    
Рис.4. Нормативная характеристика башенной градирни площадью орошения 3200 м с двухъярусным
оросителем высотой 2,65 м (2·1,2+0,25) и расстоянием в свету между асбестоцементными щитами 24 мм
с водоуловителем и площадью орошения 1600 м без водоуловителя при расстоянии в свету
между асбестоцементными щитами 32 м и высоте оросителя 2,4 м

 
Рис.5. Нормативная характеристика площадью орошения 2100 и 2600 м с двухъярусным оросителем
высотой 2,85 и расстоянием в свету между асбестоцементными щитами 25 мм

Рис.6. Нормативная характеристика башенной градирни площадью орошения 1600 м с двухъярусным
асбестоцементным оросителем высотой 3,2 м (2·1,2+0,8) и расстоянием в свету между щитами 25 мм,
а также других различных градирен согласно табл.1

 
Рис.7. Нормативная характеристика башенной градирни площадью орошения 1600 м с двухъярусным
оросителем высотой 2,45 м (2·1,2+0,05) и расстоянием между асбестоцементными щитами 40 мм,
а также других различных градирен согласно табл.1

 
Рис.8. Нормативная характеристика башенной градирни площадью орошения 1600 м с двухъярусным
оросителем высотой 2,65 м (2·1,2+0,25) и расстоянием в свету между асбестоцементными щитами 20 мм,
а также других различных градирен согласно табл.1

    
Рис.9. Нормативная характеристика башенной градирни площадью орошения 1200 м с двухъярусным
оросителем высотой 3,2 м (2·1,2+0,8) и расстоянием в свету между асбестоцементными щитами 25 мм
и градирни площадью орошения 1200 м с оросителем типа ПЩ-85-40

    
Рис.10. Нормативная характеристика башенной градирни площадью орошения 3200 м с деревянным
одноярусным оросителем высотой 2,85 и расстоянием в свету между щитами 25 мм,
а также других различных градирен согласно табл.1

    
Рис.11. Нормативная характеристика башенной брызгальной градирни площадью орошения 2600 м
с соплами типа Б-10, переоборудованной из градирни площадью орошения 1600 м,
а также других брызгальных градирен согласно табл.1

    
    
    Нормативные характеристики составлены по результатам натурных балансовых испытаний типовых и модернизированных башенных градирен, находившихся в исправном состоянии. Все составленные характеристики проверены по натурным данным сопоставлением фактической температуры охлажденной воды с нормативной, найденной по номограмме. Результаты проверки приводятся в табл.1, где для каждой градирни указан номер ее нормативной характеристики и поправка на совпадение с натурными данными.

    
Таблица 1

ХАРАКТЕРИСТИКА ГРАДИРЕН И ОРОСИТЕЛЕЙ

________________
    * Модернизация.
             
    
    Каждая характеристика может быть использована не только для той градирни, по результатам испытания которой она составлена, но и для группы других градирен с одинаковой или близкой охлаждающей способностью. Например, из табл.1 следует, что нормативная характеристика на рис.8 с незначительными поправками к температуре охлажденной воды от -0,3 до +0,3 °С рекомендуется для семи градирен площадью орошения 800-2600 м с оросителями различных конструкций.
    
    В табл.1 приведены основные наиболее часто встречающиеся в практике конструкции эксплуатируемых башенных градирен. Для эксплуатируемых градирен площадью орошения 500-4200 м, отличающихся по конструкции и типу оросителя от указанных в таблице, нормативная характеристика может быть подобрана из числа приведенных на рис.1-11. Для этого необходимо:
    
    а) привести градирню в исправное состояние [3];
    
    б) выполнить испытания градирни согласно [3] и [5], а также методическим указаниям, приведенным в приложении 1;
    
    в) подобрать типовую характеристику, которая дает близкие совпадения температуры охлажденной воды с данными, полученными при натурных испытаниях градирни;
    
    г) с помощью подобранной характеристики проверить охлаждающую способность градирни согласно указаниям приложения 1 и найти среднее значение поправки на совпадение с натурными данными.
    
    Подобранная типовая характеристика должна содержать следующие краткие сведения о градирне и ее оросителе:
    
    а) конструкция градирни и тип оросителя;
    
    б) площадь орошения градирни, м;
    
    в) высота башни и воздуховходного окна, м;
    
    г) высота оросителя, м;
    
    д) расстояние в свету между щитами оросителя, мм;
    
    е) эскиз оросителя;
    
    ж) год выпуска проекта или модернизации градирни;
    
    з) номер рисунка, на котором приведена подобранная характеристика;
    
    и) среднее значение поправки (°С) на совпадение номограммы с натурными данными.
    
    Каждая типовая нормативная характеристика башенной градирни содержит основную номограмму типа с поправочным графиком на перепад температур воды. Поправочный график к температуре охлажденной воды на скорость ветра дается общий для всех характеристик (рис.12).
    
    

Рис.12. Кривые поправок на ветер к нормативным характеристикам рис.1-11 для градирен площадью орошения:

1 - 4000-4200 м и брызгальных 2400-2600 м; 2 - 1520-3200 м; 3 - менее 1520 м

    
    
    Основная номограмма состоит из поля , серии кривых с постоянными значениями и шкалы искомой температуры охлажденной воды . Заданными значениями являются: температура воздуха , его относительная влажность и произведение удельной гидравлической нагрузки градирни на температурный перепад воды .
    
    По значению произведение равно удельной тепловой нагрузке градирни:
    

,                                               (1)

    
где - плотность воды, равная примерно 1000 кг/м;
    
     - удельная теплоемкость воды, равна 1 ккал/(кг·°С).
    
    Приведенные нормативные характеристики башенных градирен построены для температур воздуха выше 0 °С, так как в зимнее время года, когда температура воздуха ниже 0 °С, градирни работают неустойчиво. Из-за обледенения и прикрытия входных окон щитами увеличивается коэффициент сопротивления градирни и значительно меняются характер и точность нормативной характеристики. Поэтому в зимние месяцы при температуре воздуха ниже 0 °С в качестве нормативной принимается фактическая температура охлажденной воды, которая должна поддерживаться на выходе из каждой градирни не ниже 10 °С во избежание обледенения и обрушения оросителя (особенно в ночное время). Для предотвращения обледенения оросителя плотность орошения воды в градирнях зимой необходимо устанавливать не ниже 5 м/(ч·м) и перепад температур не менее 10 °С.
    
    

2.3. Порядок составления, утверждения и пересмотра нормативных характеристик

    
    Нормативные характеристики гидроохладителей, как и других теплообменных установок электростанций, должны основываться на обобщении результатов их натурных испытаний.
    
    Для гидроохладителей нормативные характеристики могут составлять специализированные организации (ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева, Теплоэлектропроект, Союзтехэнерго и др.). Все типовые проекты башенных градирен, выпускаемые после 1966 г., снабжаются номограммами, разработанными на основании лабораторных данных во ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева, которые также могут использоваться в качестве нормативных характеристик при условии их уточнения по результатам натурных исследований и преобразования в форму, удобную для пользования. Персонал электростанций может подобрать для соответствующих градирен нормативную характеристику из числа составленных, согласно указаниям разд.2.2, по табл.1.
    
    Устанавливается следующий порядок пересмотра и утверждения нормативных характеристик (номограмм) градирен:
    
    1. На электростанциях индивидуальные нормативные характеристики для каждой градирни выбираются по табл.1, которые после согласования с производственными энергетическими объединениями (ПЭО) утверждаются в Союзтехэнерго или его предприятиях.
    
    2. Пересмотр индивидуальных нормативных характеристик градирен производится в следующих случаях:
    
    а) при модернизации градирни с существенным изменением конструкции и размеров оросительного устройства;
    
    б) при значительном (более чем на ±1,0 °С) расхождении характеристик с натурными данными после детальных испытаний градирен, находящихся в исправном состоянии.
    
    

2.4. Нормирование показателей работы

    
    Основным нормативным показателем работы башенной градирни за отчетный месяц является среднемесячная температура охлажденной воды. Она определяется по нормативной характеристике в такой последовательности:
    
    а) в зависимости от площади и высоты градирни, геометрических размеров и конструкции оросителя (асбестоцементного или деревянного) по табл.1 выбирается одна из основных номограмм типа и поправка на совпадение с натурными данными;
    
    б) по номограмме определяется температура охлажденной воды для заданных температуры воздуха , его относительной влажности и удельной тепловой нагрузки . Ключ номограммы приводится на рис.1;
    
    в) по графику определяется поправка на перепад температур воды;
    
    г) по графику (см. рис.12) определяется поправка на скорость ветра.
    
    Значения поправок (с соответствующими знаками + или -) суммируются с температурой охлажденной воды, найденной по основной номограмме . Нормативная температура охлажденной воды составит:
    

.                                  (2)

    
    Ниже приводится численный пример определения нормативной температуры охлажденной воды по нормативной характеристике градирни.
    
    Необходимо определить нормативную температуру охлажденной воды для градирни площадью орошения 2600 м с асбестоцементным оросителем высотой 2,85 м и расстоянием между щитами 25 мм для следующих условий: плотность орошения - 8,5 м/(ч·м); перепад температур воды - 9,2 °С; удельная тепловая нагрузка - 78,2 Мкал/(ч·м); температура воздуха - 32 °С; влажность воздуха - 30%; скорость ветра - 2,8 м/с.
    
    Согласно табл.1, градирне площадью орошения 2600 м соответствует номограмма рис.5, для которой поправка на совпадение с натурными данными составляет -0,3 °С.
    
    Находим:
    
    - по номограмме рис.5 температуру охлажденной воды =34,7 °С;
    
    - по графику поправку на перепад температур воды - =+0,1 °С;
    
    - по графику рис.12 поправку на скорость ветра - =+0,2 °С.
    
    Нормативное значение температуры охлажденной воды согласно (2) составит:
    

=34,7-0,3+0,1+0,2=34,7 °С.

    
    Таким образом, для определения среднемесячной нормативной температуры охлажденной воды по нормативной характеристике градирни должны быть известны значения среднемесячных метеорологических факторов (температура воздуха, относительная влажность воздуха и скорость ветра) и среднемесячная удельная тепловая нагрузка градирни.
    
    Фактические среднемесячные значения метеорологических факторов необходимо получать с близко расположенных метеостанций.
    
    При отсутствии метеостанции необходимо организовать метеорологический пункт на электростанции согласно указаниям приложения 2.
    
    Среднемесячная удельная тепловая нагрузка градирни определяется по формуле (1) в виде произведения , где удельная гидравлическая нагрузка и перепад температур воды определяются для каждой градирни как среднеарифметические значения из среднесуточных значений и согласно суточным журналам работы градирни (см. табл.П.6 приложения 2).
    
    Среднемесячная удельная тепловая нагрузка градирни может быть определена и по среднемесячному расходу пара, поступающего в конденсатор паровой турбины, согласно уравнению
    

,                                                                                 (3)

    
где  - разность теплосодержаний отработавшего пара и конденсата, ккал/кг;
    
      - расход пара в конденсатор турбины, т/ч;
    
     - площадь орошения градирни, м.
    
    Для конденсационных турбин типа К значение следует принимать согласно нормативным характеристикам их конденсаторов [2].
    
    В эксплуатационной практике принимают следущие значения : 550-570 ккал/кг - для конденсаторов современных турбин с промежуточным перегревом пара и параметрами свежего пара 13,0-24,0 МПа (130-240 кгс/см) и 565 °С; 515-535 ккал/кг - для конденсаторов турбин среднего и высокого давления до 9,0 МПа (90 кгс/см).
    
    Среднее значение удельной тепловой нагрузки для нескольких совместно работающих градирен и турбоагрегатов составляет
    

.                                                                     (4)

    
    Для расчета фактической удельной тепловой нагрузки на градирни должны быть известны фактические расходы пара в конденсаторы турбин и площади орошения работающих градирен. При этом средневзвешенный нагрев воды в конденсаторах принимается равным средневзвешенному перепаду температур воды (°С) в градирнях, который определяется по формуле
    

,                                                                 (5)

    
где - суммарный расход циркуляционной воды, охлаждаемой на градирнях и проходящей через конденсаторы турбин, м/ч.
    
    

2.5. Порядок сопоставления нормативных и фактических показателей работы

    
    На практике фактические показатели работы градирен отличаются от нормативных. Поэтому за каждый прошедший месяц должны быть подготовлены отчетные фактические показатели их работы. Для примера рассмотрим работу электростанции с четырьмя градирнями. Предположим, что суммарный среднемесячный расход пара по конденсаторам турбин высокого давления с промперегревом составил 851 т/ч (=560 ккал/кг), а по конденсаторам турбин среднего давления - 390 т/ч (=535 ккал/кг). Циркуляционная вода в количестве 66000 м/ч охлаждалась на четырех совместно работающих градирнях суммарной площадью орошения 10400 м. Для градирни N 1 площадью орошения 4000 м находим нормативную характеристику на рис.3, N 2 (3200 м) на рис.4, N 3 (1600 м) на рис.6 и N 4 (1600 м) - на рис.8.
    
    По данным ближайшей метеостанции или согласно измерениям на ТЭС, среднемесячные метеорологические факторы составили: температура воздуха 25,2 °С; относительная влажность воздуха 42%; скорость ветра на высоте 2 м от земли 3,1 м/с.
    
    По формуле (4) находим среднее по четырем градирням значение среднемесячной удельной тепловой нагрузки:
    

Мкал/(ч·м),

    
а по формуле (5) - среднемесячный перепад температур воды (средневзвешенный по четырем градирням):
    

°С.

    
    Предположим, что за истекший месяц по указанным градирням получены фактические среднемесячные показатели, приведенные в табл.2.
    
    

Таблица 2

Фактические среднемесячные показатели работы градирен

Метеорологические факторы: =25,2 °С, =42%, =3,1 м/с

          
    
    Средневзвешенная удельная гидравлическая нагрузка составила:
    

м/(ч·м).

    
    Средневзвешенная по площади орошения градирен удельная тепловая нагрузка составила:
    

Мкал/(ч·м)

    
и средневзвешенный перепад температур воды -
    

°С,

    
т.е. средневзвешенные значения удельной тепловой нагрузки и перепада температур воды по градирням совпадают с найденными по паровым нагрузкам конденсаторов.
    
    Для определения охладительного эффекта каждой градирни найдем значения температур охлажденной воды по нормативным графикам, которые соответствуют фактическим метеорологическим факторам и фактическим режимным условиям. По фактическим значениям , , , и соответственно для каждой градирни, согласно нормативным характеристикам, находим температуры охлажденной воды с поправками (табл.3).
    
    

Таблица 3

Температура охлажденной воды, °С

    
    
    Зная и , найдем отклонение фактической температуры охлажденной воды от рассчитанного ее значения: .
    
    Таким образом, проанализировав работу градирен, установим, что на градирне N 1 фактическая температура охлажденной воды ниже нормативной на 0,2 °С, а на градирне N 2 - равна нормативной, т.е. =0 °С. Следовательно, состояние этих градирен удовлетворительное.
    
    Градирни же N 3 и N 4 работают с недоохлаждением воды на 2,1 и 1,5 °С соответственно. Следовательно, требуется детальное обследование состояния этих градирен с целью выявления причин плохой их работы согласно инструкции по эксплуатации градирен [3]. Необходимо также уточнить их охлаждающую способность согласно приложению 1, чтобы исключить ошибки в эксплуатационных измерениях.
    
    Таблица 2 является ежемесячной формой отчетности о работе башенных градирен электростанций.
    
    

3. ВОДОХРАНИЛИЩА-ОХЛАДИТЕЛИ

3.1. Классификация

    
    3.1.1. Водохранилища-охладители различаются по назначению (используемые только для охлаждения и комплексно для орошения, рыборазведения, отдыха и других целей), размеру площадей, по глубине, проточности и тепловой нагрузке.
    
    3.1.2. В настоящей Методике принята классификация водохранилищ-охладителей, рекомендуемая ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева, - по форме и схеме расположения водовыпускных и водозаборных сооружений [7]:
    
    1. Водохранилища вытянутые узкие (рис.13), (, - соответственно ширина и длина водохранилища, км).
    
    

Рис.13. Схемы расположения (, б, в) водозаборных и водовыпускных сооружений на вытянутых узких водохранилищах:

1 - водозаборное сооружение; 2 - водовыпускное сооружение; 3 - плотина

    
    Схема . С продольным движением потока. Водовыпускное и водозаборное сооружения расположены в противоположных концах водохранилища.
    
    Схема б. С продольным движением потока в одной части и тупиковой зоной в другой. Водовыпускное и водозаборное сооружения расположены так, что транзитная зона занимает часть площади водоема.
    
    Схема в. С продольным движением потока. Водовыпускные сооружения расположены в противоположных концах водохранилища, а водозаборное - в средней части.
    
    
    2. Водохранилища вытянутые широкие, * (рис.14).
________________
    * Соответствует оригиналу, см. п.3.1.2. пп.1. - Примечание .
    
    

Рис.14. Схемы расположения (, б, в) водозаборных и водовыпускных сооружений
на вытянутых широких водохранилищах:

1 - водозаборное сооружение; 2 - водовыпускное сооружение; 3 - плотина

    
    
    Схема . С продольным движением потока по всей длине. Водовыпускное и водозаборное сооружения расположены в противоположных концах водохранилища.
    
    Схема б. С продольным или круговым движением потока в одной части и тупиковой зоной в другой. Водовыпускное и водозаборное сооружения расположены в средней части водохранилища.
    
    Схема в. С продольным движением потока. Водовыпускные сооружения располагаются в противоположных концах водохранилища, а водозаборное - в средней части.
    
    3. Водохранилища округлые (правильной или неправильной формы), * (рис.15).
________________
    * Соответствует оригиналу, см. п.3.1.2. пп.1. - Примечание .
    
    

Рис.15. Схемы расположения (, б, в) водозаборных и водовыпускных сооружений на округлых
(правильной или неправильной формы) водохранилищах:

1 - водовыпускное сооружение; 2 - водозаборное сооружение; 3 - плотина; 4 - водоотводящий канал

    
    
    Схема . С поперечным движением потока. Водовыпускное и водозаборное сооружения расположены на противоположных берегах.
    
    Схема б. С круговым движением потока, формируемым струенаправляющими дамбами или сооружениями. Водовыпускные и водозаборные сооружения примыкают к ТЭС.
    
    Схема в. С круговым движением потока и тупиковыми зонами. Водовыпускное и водозаборное сооружения расположены вблизи ТЭС.
    
    
    
    4. Водохранилища искусственные наливные, * (рис.16).
________________
    * Соответствует оригиналу, см. п.3.1.2. пп.1. - Примечание .
    
    

Рис.16. Схемы расположения (, б, в) водозаборных и водовыпускных сооружений на наливных водохранилищах:

1 - водовыпускное сооружение;

2 - водозаборное сооружение;

3 - водоотводящий канал

    
    
    Схемы , б. Вытянутое широкое с продольным движением потока. Водовыпускное и водозаборное сооружения расположены на противоположных концах.
    
    Схема в. Вытянутое, симметрично расширяющееся.

    
    
3.2. Нормативные характеристики

    
    3.2.1. Нормативные характеристики составлены на основании натурных гидротермических испытаний водохранилищ-охладителей ТЭС, выполненных ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева, Теплоэлектропроектом и Южтехэнерго.
    
    3.2.2. Нормативные характеристики составлены для электростанций, использующих в системах технического водоснабжения водохранилища-охладители.
    
    Для каждой схемы циркуляции в водохранилищах-охладителях приведены коэффициенты эффективности (табл.4), а также коэффициенты эффективности при неблагоприятном ветре; в табл.5 - площади водного зеркала водохранилищ - охладителей ТЭС, расположенных на водотоках и водоемах.
    
    

Таблица 4

    
Коэффициент эффективности водохранилищ-охладителей

________________
    * Соответствует оригиналу, см. п.3.1.2. пп.1. - Примечание .
    

    
Таблица 5

    
Площади водного зеркала водохранилищ-охладителей, расположенных на водотоках и водоемах

    
    
    3.2.3. Расчет температуры охлажденной воды ведется по номограмме рис.17 в зависимости от удельной площади активной зоны , перепада температур - скорости ветра и естественной температуры воды .

Рис.17. Номограмма для теплового расчета водохранилищ-охладителей

    
    Примечание. Порядок расчета:

    
    3.2.4. Номограмма для теплового расчета водохранилищ-охладителей составлена для удельной площади активной зоны в пределах 0-2,5 м/(м·сут); естественной температуры - 0-30 °С; скорости ветра - 0-4 м/с; перепада температур - 5-15 °С.
    
    3.2.5. По отношению ширины к длине водохранилища () и расположению водозаборных и водовыпускных сооружений определяется схема циркуляции, к которой относится водохранилище-охладитель, а из табл.4 выбирается коэффициент эффективности. Умножением общей площади водохранилища-охладителя на коэффициент эффективности определяется площадь активной зоны.
    
    3.2.6. Удельная площадь активной зоны определяется из выражения
    

,                                         (6)

    
где - площадь активной зоны, м;
    
     - общий циркуляционный расход на водохранилище, м/сут.
    
    3.2.7. По удельной площади активной зоны, скорости ветра на высоте 2 м над поверхностью водоема, естественной температуре и перепаду температур по номограмме определяется перегрев , отсюда температура охлажденной воды
    

.                                            (7)

    
    3.2.8. Приведем пример определения температуры охлажденной воды для электростанции мощностью 900 МВт, использующей в качестве охладителя водохранилище со следующими характеристиками: общая площадь 5,05·10 м, коэффициент эффективности 0,8. Активная площадь составит
    

.

    
    По общему циркуляционному расходу ( м/сут) и площади активной зоны определим удельную площадь активной зоны по выражению (6):
    

м/(м·сут).

    
    По известным значениям м/(м·сут), =13 °С, =3,5 м/с и =8,4 °С определяем =6,7 °С. Отсюда, согласно (7), температура охлажденной воды =13,0+6,7=19,7 °С.
    
    

3.3. Порядок составления, утверждения и пересмотра нормативных характеристик

    
    3.3.1. Нормативные характеристики составляются на основании натурных испытаний водохранилища-охладителя, выполняемых специализированными организациями (ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева, Теплоэлектропроектом, Южтехэнерго и т.д.).
    
    3.3.2. Испытания водохранилищ-охладителей действующих электростанций выполняются при установленной мощности ТЭС для установившегося режима. В результате испытаний определяются активная площадь и коэффициент эффективности водохранилища-охладителя.
    
    3.3.3. Нормативные характеристики водохранилищ-охладителей утверждаются в соответствии с положениями п.2.3.
    
    3.3.4. Нормативные характеристики пересматриваются при увеличении или уменьшении установленной мощности ТЭС, больших нарушениях в работе гидротехнических сооружений водохранилищ-охладителей в результате их разрушений, размывов, строительства новых гидротехнических сооружений, при установлении существенного расхождения характеристик с натурными данными (более чем на ±1°С).
    
    

3.4. Нормирование показателей работы

    
    3.4.1. Основным показателем работы водохранилищ-охладителей при определенных метеорологических факторах (скорости ветра на высоте 2 м над поверхностью водоема, естественной температуре воды) при заданных условиях (температурном перепаде, расходе циркуляционной воды) является температура охлажденной воды.
    
    3.4.2. Для нормирования температуры охлажденной воды (среднемесячной) при отсутствии на ТЭС метеорологического поста используются стандартные метеорологические наблюдения, осредненные за месячный период, ближайшей метеостанции с наиболее длинным рядом наблюдений, местоположение, защищенность и тип флюгера которой не менялись в течение не менее 15-20 лет.
    
    3.4.3. Для получения среднемесячной скорости ветра над водохранилищем используются наблюдения по флюгеру ближайшей метеостанции.
    
    3.4.4. Для построения графиков зависимости скорости ветра на водоеме от скорости ветра на метеостанции необходимо провести на водохранилище не менее 100 измерений при разных скоростях ветра.
    
    3.4.5. Скорость ветра над водохранилищем на высоте 2 м от поверхности воды составит
    

,                                                                         (8)

    
где - коэффициент, учитывающий степень защищенности метеостанции на суше, принимаемый по табл.6;
    
     - коэффициент, учитывающий характер рельефа в пункте наблюдений, принимаемый по табл.7;
    
     - коэффициент, учитывающий длину разгона воздушного потока над водоемом при различной его защищенности, принимаемый по табл.8. Длина разгона принимается равной средней длине водохранилища по схеме (см. табл.4).
    
    

Таблица 6

    
Защищенность метеостанции

    
    
Таблица 7

    
Рельеф в пункте наблюдений на водохранилище-охладителе

    
    
Таблица 8

    
Длина разгона воздушного потока над водоемом при различной защищенности

    
    
    3.4.6. При отсутствии наблюдений на метеостанции за естественной температурой воды она определяется по температуре воздуха по графику рис.18 [8].
    
    

Рис.18. Зависимость естественной температуры воды от температуры воздуха :

 при нарастании при уменьшении

    
    
    3.4.7. Определив нормативную характеристику водохранилища, площадь активной зоны и среднемесячный циркуляционный расход электростанции, находим удельную активную площадь по выражению (6).
    
    3.4.8. По величинам , , и среднемесячному перепаду температур в конденсаторах электростанции по номограмме 17 определим перегрев , а по формуле (7) - искомую температуру охлажденной воды, которая и является нормативной.
    
    

3.5. Порядок сопоставления нормативных и фактических показателей работы

    
    3.5.1. Продолжительность цикла измерений определяется по формуле
    

*,                                       (9)

    
где - глубина водохранилища, м;
    
     - общая площадь водохранилища, м;
    
    * - циркуляционный расход, м/сут.
________________
    * Формула и экспликация к ней соответствуют оригиналу.  - Примечание .
    
    Если значение изменяется от 1 до 5 м·сут/м и в среднем составляет 5 м, продолжительность цикла измерений составит сут. Для надежности измерений принимается равным 1 кал.мес; кроме того, в расчетах используются данные стандартных метеорологических наблюдений, осредненные за месячный период.
    
    В этот период измеряются температуры охлажденной воды, поступающей из водохранилища, перепад температур и расход циркуляционной воды, а также скорость ветра на высоте 2 м, влажность воздуха и естественная температура воды.
    
    3.5.2. Среднемесячный перепад температур в конденсаторах ТЭС вычисляется по формуле
    

,                                         (10)

    
    где - число суток в данном месяце;
    
    , , - среднесуточный перепад температур в конденсаторах по всей ТЭС, определяемый по формуле
    

.                             (11)

    
где , … - среднесуточные расходы воды в конденсаторах 1, 2...,
    
     - общий среднесуточный циркуляционный расход;
    
     - среднесуточный перепад температур каждого конденсатора, определяемый ежечасно по показаниям термометров до и после конденсаторов, равный
    

.                                               (12)

    
    3.5.3. Циркуляционные расходы охлаждающей воды на конденсаторы определяются с помощью сегментных диафрагм. Среднесуточные расходы для всей электростанции определяются по формуле
    

,                                                    (13)

    
где , … - среднесуточный расход воды для каждого конденсатора.
    
    Среднемесячное значение циркуляционного расхода определяется как
    

,                             (14)

    
где - количество конденсаторов;
    
     - число суток в месяце.
    
    3.5.4. Среднесуточная температура воды на входе в каждый конденсатор определяется как
    

,                                         (15)

    
где - измеренная температура воды в 1, 2, 3 ... 24 ч.
    
    Среднесуточная температура охлажденной воды для электростанции определяется по формуле
    

,                                     (16)

    
где - количество конденсаторов.
    
    Среднемесячная температура охлажденной воды, поступающей на ТЭС, равна
    

,                  (17)

    
где - число дней в месяце.
    
    3.5.5. Среднемесячные данные циркуляционного расхода , перепада температур , температуры охлажденной воды , а также среднемесячные данные скорости ветра на высоте 2 м над водной поверхностью , температуры воздуха и естественной температуры воды заносятся в табл.9.
    
    

Таблица 9

    
Среднемесячные показатели работы водохранилища-охладителя

____________ ГРЭС

за ___________ месяц 19__ г.

Площадь активной зоны водохранилища = _______ м

________________
    * Соответствует оригиналу. - Примечание .
    
    3.5.6. По среднемесячному циркуляционному расходу и коэффициенту эффективности водохранилища-охладителя определяется общая и удельная площадь активной зоны.
    

.

    
    3.5.7. По известным , , и определяем скорректированную температуру охлажденной воды , используя номограмму рис.17.
    
    3.5.8. Скорректированная температура охлажденной воды сравнивается с наблюденной среднемесячной температурой охлажденной воды. Их несовпадение (если оно есть) объясняется неустановившимся тепловым режимом водохранилища-охладителя, нестабильностью тепловых и гидравлических нагрузок, нарушениями в работе гидротехнических сооружений водохранилищ-охладителей.
    
    3.5.9. Таблица 9 является ежемесячной формой отчетности, кроме ноября, декабря, января, февраля и марта, когда, согласно ПТЭ, на водозаборных сооружениях поддерживается температура воды не ниже 5 °С.
    
    3.5.10. Задачи эксплуатационного персонала по контролю за показателями работы водохранилища - охладителя и рекомендации по его организации приведены в приложениях 3 и 4.     

    
Приложение 1

    
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ПРОВЕРКЕ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ГРАДИРЕН

    
    1. Для проверки охлаждающей способности градирни следует провести ее эксплуатационные испытания. Для этого в процессе наблюдений за температурным режимом работы градирни в теплые дни измеряются и записываются в журнал следующие величины:
    
    а) температура атмосферного воздуха, измеряемая аспирационным психрометром по сухому и влажному термометрам с ценой деления шкалы 0,2 °С;
    
    б) скорость ветра, определяемая с помощью чашечного анемометра Фюсса, устанавливаемого на высоте 2 м от поверхности земли. Психрометр и анемометр устанавливаются с наветренной стороны градирни;
    
    в) температура воды, измеряемая на входе в градирню ртутными лабораторными термометрами с ценой деления шкалы 0,1 °С. Термометры вставляются в карманы подводящих водоводов, заполненные машинным маслом;
    
    г) температура охлажденной воды, измеряемая такими же лабораторными термометрами, заключенными в оправах и опущенными на прочной тесьме в колодцы перед отводящим каналом бассейна градирни.
    
    2. Каждое наблюдение (опыт) должно проводиться непрерывно в течение 6-8 ч через 30 мин в период максимума дневной температуры наружного воздуха (примерно от 10 до 17 ч). Проводить наблюдения во время дождя не рекомендуется.
    
    3. Наблюдения нужно проводить при трех различных расходах воды, подаваемой на градирню: максимальном, среднем и минимальном. При каждом установившемся гидравлическом режиме наблюдения проводятся в течение 3-4 дн. Наблюдения проводятся при перепадах температур не менее 8 °С и плотности орошения не меньше 4 м/(ч·м). При этом минимальная удельная тепловая нагрузка градирни не должна быть меньше 30 Мкал/(ч·м).
    
    4. Расход воды, подаваемой на испытываемую градирню, регулируется как числом включаемых в работу циркуляционных насосов, так и отключением других градирен, работающих параллельно с испытываемой. Минимальный расход воды может устанавливаться дросселированием ее задвижками на подводящих водоводах испытываемой градирни. Прикрытие задвижек следует производить на одинаковое число оборотов, чтобы на каждую половину градирни поступало примерно одинаковое количество воды.
    
    5. Стационарный гидравлический режим работы градирни устанавливается за 2 ч до начала наблюдений для того, чтобы исключить инерционное влияние вместимости резервуара градирни на температуру охлажденной воды. За это время следует измерить расход воды в подводящих водоводах градирни и определить плотность орошения. До измерения расхода воды необходимо прочистить все сопла на градирне и заменить неисправные сопла.
    
    6. Расход воды определяется известными способами, чаще - путем измерения скоростей течения воды в напорных водоводах с помощью гидрометрических трубок Прандтля и П-образных дифманометров с заполнением вода-воздуха по [3]. Результаты измерения расхода воды должны вноситься в табл.П.1.
    
    

Таблица П.1

    
Данные измерения расходов воды на градирне N _________ электростанции ___________

         
    7. По журналам наблюдений (форму журнала см. табл.П.2) подсчитываются средние измеренные значения за проведенный опыт в течение дня при стационарном гидравлическом режиме работы градирни.
    
    

Таблица П.2

    
    Наименование электростанции
    __________________________

Опыт N ___________

Дата опыта _______

    
ЖУРНАЛ НАБЛЮДЕНИЙ НА ГРАДИРНЕ N ________ ПЛОЩАДЬЮ ОРОШЕНИЯ__________ м

Измеренный постоянный расход воды за время опыта составляет __________ м/ч,

плотность орошения _____________м/(ч·м)

________________
    * Соответствует оригиналу. - Примечание .
    
    

    
    8. Подсчитанные по журналам наблюдений средние значения для каждой градирни сводятся в табл.П.3.
    
    

Таблица П.3

    
Результаты наблюдений на градирне N _______________

площадью орошения ________ м электростанции __________________

    
    
    9. По средним данным наблюдений, сведенным в эту таблицу, определяется температура охлажденной воды согласно нормативной характеристике, относящейся к градирне данной конструкции.
    
    Для каждого опыта находится отклонение фактической температуры охлажденной воды от рассчитанной по нормативной характеристике. Среднее отклонение из всех опытов, проведенных при разных стационарных гидравлических режимах работы градирни (т.е. максимальном, среднем и минимальном расходе воды на градирню), является поправкой на совпадение нормативной характеристики с натурными данными, если оно составляет не более ±1,0 °С. Если же отклонение фактической температуры охлажденной воды превышает ±1,0 °С, требуется пересмотр и выбор новой нормативной характеристики для испытанной градирни согласно разд.2.2 и 2.3.
    
    10. Охлаждающая способность градирен вследствие старения и разрушения водоохлаждающих конструкций с течением времени снижается. Поэтому в эксплуатационных условиях по мере необходимости (через 1-2 года) в летнее время персонал режимной группы ПТО или цеха наладки обязан проводить испытания градирен с целью определения охлаждающей способности и установления оптимального распределения гидравлических и тепловых нагрузок между градирнями. В задачу испытаний входит также выявление причин неудовлетворительного охлаждения воды с разработкой мероприятий по их устранению. Например, установление равномерного орошения и тепловой нагрузки по половинам или дифференциального их распределения по зонам внутри градирни.
    
    До проведения испытаний градирен следует приобрести запасной комплект приборов, указанных в табл.П.4.
    
    

Таблица П.4

    
Перечень приборов, необходимых для проведения испытаний

    
    
Приложение 2

    
УКАЗАНИЯ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ШТАТНОГО КОНТРОЛЯ ЗА РАБОТОЙ ГРАДИРЕН

    
    1. Исходя из опыта эксплуатации и результатов натурных испытаний для ведения контроля за работой градирен и нормирования их показателей необходимо измерять расход охлаждающей воды, поступающей на охлаждение по водоводам, с точностью 3-5%. Для этого на каждом подводящем водоводе устанавливается сегментная диафрагма высотой 0,17 (рис.П.1), где - средний внутренний диаметр водовода, измеренный по шести-восьми диаметральным направлениям [3].
    
    

Рис.П.1. Сегментная диафрагма:

    
    1 - напорный водовод; 2 - сегмент; I-VIII - направления измерения диаметра для определения
    
    
    При указанной высоте диафрагмы расход воды по перепаду давлений определяется по формуле
    

,                                                               (П.1)

    
где - внутренний диаметр водовода (средний), см;
    
     - перепад давлений на диафрагме по дифманометру, кгс/м;
    
       - плотность воды, кг/м.

    
    В качестве датчика перепада давлений к диафрагме присоединяется дифференциальный мембранный манометр типа ДМ класса точности 1 с диапазоном измерения 0-630 кгс/м, а в качестве вторичного прибора на тепловом щите управления устанавливается дистанционный показывающий расходомер типа ДПР класса точности 0,5 со стандартной шкалой. Для разных диаметров водоводов рекомендуются различные шкалы (табл.П.5).
    
    

Таблица П.5

    
Рекомендуемые шкалы расходомеров

    
    
    2. Для контроля уровней воды в резервуарах градирен необходимо устанавливать поплавковые дистанционные уровнемеры, применяемые в гидрометрии.
    
    Для периодического измерения колебаний уровня воды применяется датчик М-96-9 (ТУ 25-08-639-70) с потенциометром ППМЛ. Погрешность прибора 0,1%, пределы измерения 0-300, 0-600, 0-1200 см.
    
    В качестве датчика уровней можно применять также поплавковое устройство ГР-83 (ТУ 52-08-303-74) с амплитудой колебания уровня 1,0 м и погрешностью ±0,2 мм. Для контроля предельных уровней в резервуаре градирни можно установить реле уровней типа РП-65, которое должно быть связано с реле электропривода задвижки на водоводе добавочной воды.
    
    3. Для измерения давления в напорных водоводах градирен с точностью ±(11,6)% могут быть использованы датчики давления типа МЭД класса точности 1 с вторичным показывающим прибором типа КПД класса точности 0,5. Эти приборы рекомендуются со стандартными шкалами измерения давления в следующих верхних пределах: для градирен площадью орошения до 2100 м - 0,1 МПа (1,0 кгс/см); 2600-4200 м - 0,16 (1,6); более 4200 м - 0,25 МПа (2,5 кгс/см).
    
    4. Температура воды в градирнях на входе и выходе может измеряться с помощью автоматического режимного регистрирующего гидрологического поста ГР-103 с точностью ±0,2 °С (ТУ 25-04-1651-72) [4].
    
    5. В качестве датчика температур наружного воздуха по сухому * и влажному термометрам для определения влажности воздуха может быть использован стандартный электропсихрометр с двумя термометрами сопротивления, один из которых обернут непрерывно смачиваемым батистом [5]. Запас дистиллированной воды (конденсата) в бачке рассчитан на непрерывную работу электропсихрометра в течение 24 ч. Аспирация воздуха производится турбинкой с электродвигателем ДП-13. Термометры сопротивления соединены с регистрирующим прибором электропроводами. В качестве регистрирующего прибора используется самописец типа ЭПП или мост постоянного тока типа МО-62.
________________
    * Соответствует оригиналу. - Примечание .
    
    Психрометром можно пользоваться только при положительных температурах наружного воздуха. На зимний период психрометр из метеорологической будки убирается.
    
    Вместо измерения * и можно измерять * и , для чего применяется измеритель температуры и влажности воздуха типа ИТВ-1.
________________
    * Соответствует оригиналу. - Примечание .
    
    6. Первичные приборы (датчики), располагаемые на трубопроводах градирен, должны быть защищены от атмосферных осадков и размораживания в зимнее время года, а также от случайного повреждения при ремонтах градирен.
    
    7. Электропсихрометр и другие метеорологические приборы должны быть установлены в стандартной жалюзийной будке типа БС-1 (ГОСТ 14211-69), располагаемой на огороженном метеорологическом пункте, на который исключается попадание выброса тепловых потоков из градирен и главного корпуса при господствующем направлении ветpa. Будка располагается на подставке (ТУ 52-07-267-21) с лесенкой (ТУ 52-07-104-71).
    
    8. Для периодического измерения средней скорости ветра на стандартной метеорологической мачте ПР-54 (ММ-49) (ТУ 25-04-1742) устанавливается контактный анемометр М-25 (вариант II, ТУ 08-93-59), который подключается к любому регистратору для контактных анемометров или к электромеханическому счетчику импульсов. Пределы измерения анемометра 0,5-35 м/с, порог чувствительности 0,4 м/с; погрешность составляет ±(0,10,03).
    
    В суровых климатических условиях рекомендуется к применению универсальный анеморумбограф М-64М (Л.82.788.003 ТО) с регистратором РПВ. Диапазон измерений 1-40 м/с, порог чувствительности 0,6 м/с, погрешность ±(0,50,05) . Питание от сети переменного тока 220 В. Режим работы непрерывный, гарантия безотказной работы 2000 ч [4].
    
    При установке анемометров на метеорологической мачте необходимо приводить измеренные скорости ветра на высоте к скорости ветра на высоте 2 м от поверхности земли по формуле
    

,                                                                    (П.2)

    
где - скорость ветра на высоте флюгера, м/с;
    
     - высота флюгера метеостанции, м.
    
    9. Все вторичные приборы, регистрирующие измеренные параметры по градирням, должны быть сосредоточены на одной секции теплового щита управления.
    
    10. Электролинии связи датчиков со щитом вторичных приборов должны быть выполнены в соответствии с требованиями ПТЭ, ПУЭ и СНиП.
    
    11. Барометрическое давление измеряется анероидом, устанавливаемым на БЩУ, с точностью ±1 мм рт.ст.
    
    12. Перечисленные приборы устанавливаются для штатного контроля за работой градирен и нормирования температуры охлажденной воды.
    
    Измерения всеми приборами проводятся в течение суток с периодичностью в 1 ч и записью в суточный журнал работы градирни (форма А, табл.П.6).
    
    

Таблица П.6

Форма А

    
Наименование электростанции ____________  Дата___________

Суточный журнал работы градирни N _____  площадью орошения _____м

________________
    * Соответствует оригиналу. - Примечание .