При работе оборотной системы часть воды теряется: с испарением при охлаждении Q исп; капельным уносом Q ун; уносом части воды с продуктом производства Q п.п; продувкой системы Q пр; утечками через неплотности Q ут; со сбросом части воды, которая не могла использоваться повторно Q сбр.
В соответствии с материальным балансом эти потери возмещаются добавкой чистой воды из источника. В общем случае:
, (6.8)
где Q п.п и Q сбр – зависят от технологического процесса, его совершенства;
Q ут – зависит от совершенства системы водоснабжения. Эти расходы нормируются;
Q исп и Q ун – потери в водо-охлаждающем устройстве зависят от его типа и конструкции. Существуют методики оценки этих расходов. Они приведены в СНиП 2.04.02-84 [6]. Например унос воды в градирнях:
Q ун=(0,005-0,01) Q об – для башенных градирен, м3/ч;
Q ун=(0,002-0,005) Q об – для вентиляторных градирен, м3/ч,
где Q об – количество охлаждаемой воды в системе оборотного водоснабжения, м3/ч.
Уносится вода вместе с солью, которая в ней содержится.
Потери воды с испарением определяются теплотехническим расчетом открытого охладителя. При отсутствии такого расчета потери оцениваются соотношением:
, м3/ч, (6.9)
где k 1 – коэффициент потерь воды при испарении, учитывающий долю теплоотдачи испарением в общем теплообмене при охлаждении воды в градирне. Значение его зависит от температуры наружного воздуха t н по сухому термометру [3]:
| t н, °C | -10 | |||||
| k 1 | 0,00075 | 0,001 | 0,0012 | 0,0014 | 0,0015 | 0,0016 |
- ширина зоны охлаждения воды в водоохлаждающем устройстве (см. п. 6.1.4);
tw2 – температура теплой воды, идущей с производства;
tw1 – температура охлажденной воды (после градирни).
При испарении воды все содержащиеся в ней примеси (соли, механические взвеси и т.п.) остаются в оборотной воде. Свежая (добавочная) вода тоже несет с собой примеси. Т.о. в оборотной воде повышается концентрация примесей и, в первую очередь, соли временной жесткости (CaCO3, MgCO3). Они, как известно, откладываются на греющих поверхностях в виде накипи.
Чтобы избежать этого, производится продувка оборотной системы водоснабжения. Продувка – это удаление части воды с повышенным солесодержанием из системы и замена ее добавочной (свежей) с пониженным солесодержанием.
Величина продувки Q пр определяется из солевого баланса оборотной воды. В системе водоснабжения карбонатная жесткость воды, используемой как хладоноситель, не должна превышать жк £ 2,8-3,0 мг-экв/кг.[1]
Обозначим концентрацию солей жесткости в оборотной воде – С об, в добавочной – С доб. Тогда:
. (6.10)
Здесь под 
подразумевается вся вода, теряемая оборотной системой, которая уходит вместе с солью, т.е.:
; (6.11)
. (6.12)
Тогда, подставив (6.12) в (6.10), получим
, (6.13)
. (6.14)
В расчетах необходимо полагать, что С об (концентрация солей в оборотной воде) должна быть не больше допустимой, т.е. С об£ С доп.
Видно, величина продувки зависит от солесодержания добавочной воды, т.е. воды из источника. Обычно Q пр@1-2% от Q об.
Необходимость продувки не позволяет систему оборотного водоснабжения с испарительными водоохладителями сделать полностью бессточной.
Чтобы сделать систему бессточной, необходимо, чтобы вся продувочная вода была использована полностью в технологическом процессе, или была бы обезврежена и уничтожена в специальных установках. Кроме того, надо использовать и воды (отходы) очистных устройств (шлам, осадки, растворы и т.п.).
