научно-производственное объединение Ирвик
Модернизированные градирни для совместного удаления продуктов испарения и дымовых газов

На всех типовых электростанциях производство тепловой и электрической энергии сопровождается процессами сжигания природного топлива и процессами испарения охлаждающей воды.

Образующиеся дымовые газы по газовому тракту через дымовые трубы удаляются в атмосферу. Охлаждение воды происходит в градирнях, образующийся при этом водяной пар также удаляется в атмосферу.

Организация системы совмещенного паро-газоудаления и введение уходящих дымовых газов позволяют увеличить скорость поступления воздуха в градирню и улучшить процесс охлаждения технической воды с одновременной экономией значительных площадей территорий под дымовые трубы и снижения капитальных затрат на их строительство.

Технический результат достигается тем, что образующиеся при сжигании топлива дымовые газы по газоотводящему тракту поступают в газораспределитель, находящийся над водоуловителем внутри градирни, и через направляющие сопла распределяются по башне градирни с созданием дополнительного эжектирующего эффекта.

Дополнительный эжекционный эффект в башне градирни создается за счет большей температуры и скорости поступления дымовых газов по сравнению с паровоздушной смесью. В этом случае объем и скорость воздуха, поступающего для охлаждения воды, значительно возрастает, что при всех равных прочих условиях позволяет увеличить глубину охлаждения.

При совмещенном паро-газоудалении не требуется строительство дымовой трубы. Обеспечивается более компактное расположение сооружений на электростанции. Концентрация вредных веществ в удаляемой паро-воздушной смеси не превышает выбросы через дымовую трубу, а глубина охлаждения технической воды увеличивается.

Рис 1.Схема совместного паро-газоудаления
Воздействие охладителей на окружающую среду.

Подъем факела при совмещенном паро-газоудалении

Система совмещенного паро-газоудаления  объединяет функции газоотводящей трубы и градирни. Дымовой газ смешивается в градирне с разогретым после тепломассообменного устройства воздухом,  значительно превышает поток дымового газа и обеспечивает хорошую тягу и лучшее рассеивание, чем у более высокой дымовой трубы.

При выходе факела из градирни за счет начального импульса движения и тепла, содержащихся в уходящих газах и пароводяной смеси, происходит подъем факела над устьем градирни и одновременно его расширение в атмосфере за счет турбулентных пульсаций.  Для определения высоты подъема факела используется математическая модель, которая сводится к следующему. При конечной скорости распределения примеси угол раскрытия факела определяется интенсивностью турбулентности, возникающей при взаимодействии факела со сносящим потоком на начальном участке подъема факела, и интенсивностью турбулентности атмосферы в конечной стадии подъема факела (тепловой подъем). При упрощенном подходе принимается, что интенсивность турбулентности в вертикальной плоскости вдоль всей траектории движения факела постоянна и определяется вертикальной составляющей интенсивности турбулентности атмосферы εz.

Из рассмотрения средней траектории движения уравнение средней линии при подъеме факела

, где

Здесь ω,u-соответственно скорость выхода смеси из градирни и скорость ветра; D0-диаметр устья градирни; ∆Т-перепад температур между выбрасываемой смесью и окружающей средой на уровне устья градирни; Тг-температура смеси на выходе из градирни; εy-поперечная составляющая интенсивности турбулентности атмосферы в зоне подъема факела; n- показатель степени ( в случае х/D≤120 n=0,5; при х/D>120 n=0,35).

Выражение для определения высоты подъема факела над устьем градирни , записывается в виде, при условии изотропной в вертикальной плоскости атмосферы (εz=const).

где h-геометрическая высота градирни (h=75 м для башенной градирни 2300 м2) .