Settlers ta' Tubi Inklinati ta' Xehda Għall-Ilma tat-Tkessiħ tal-Idroenerġija: 13-il Staġun ta' Għargħar, Waqfien Żero F'Bapanxia

Stazzjon tal-idroenerġija fuq sediment-xmara tqila għandu problema li l-biċċa l-kbira tal-inġiniera tat-trattament tal-ilma ma jaraw qatt: l-ilma li jkessaħ għall-unitajiet tal-ġeneratur tat-turbini-iġorr tant ramel u ħaxix li jimblokka l-apparat li jkessaħ solidu. It-temperaturi tal-coil tal-istator jogħlew. Il-bearings jisħnu żżejjed. L-unità tivvjaġġa offline - mhux minħabba ħsara mekkanika, iżda minħabba li l-ilma li suppost jibred inbidel f'demel likwidu li joborxu. F'Bapanxia Hydropower Station, tliet unitajiet ta' 36,000 kW Svediżi-mibnija ffaċċjaw din it-theddida eżatta kull staġun tal-għargħar. Fl-1975, l-istazzjon installat settler ta 'tubu inklinat tax-xehda. Matul il-li jmiss13-il staġun tal-għargħar- seba' xhur fis-sena, minn April sa Ottubru - ebda unità waħda ma ntilfet minħabba ħsara fis-sistema tat-tkessiħ.

IL-PROBLEMA TA ' L-ILMA TIKESĦA L-EBDA POMPA MA JISTGĦU SSOLVI

Stazzjonijiet tal-idroenerġija fuq xmajjar b'tagħbijiet kbar ta' sediment jiffaċċjaw kriżi staġjonali. Matul l-istaġuni tal-għargħar, l-ilma tal-ġibjun iġorr konċentrazzjonijiet ta 'ramel li ma jkunux konċepibbli f'impjant tat-trattament tal-ilma muniċipali. Jekk dan l-ilma jittieħed direttament minn quddiem id-diga għat-tkessiħ tal-unità, ramel u debris tal-pjanti jippakkjaw it-tubi li jkessħu sewwa. L-imblukkar huwa mekkaniku u t-tindif totali - u t-tħammil tal-coolers huwa estremament diffiċli, jieħu ħin-, u ħafna drabi jagħmel ħsara lit-tagħmir. Xi stazzjonijiet jirrikorru għal tħaddim alternanti 'l quddiem u b'lura tas-sistema tat-tkessiħ biex laħlaħ it-tubi, iżda dan jgħin parzjalment biss: ma jistax ineħħi kompletament l-imblukkar, u t-treġġigħ lura kostanti jaċċellera l-ilbies fuq il-pajpijiet li jkessaħ infushom.

Il-coolers magħmulin fl-Isvizzera f'Bapanxia kellhom rekwiżiti stretti tal-kwalità tal-ilma. Kienet meħtieġa soluzzjoni ta' sedimentazzjoni - waħda li tkun tista' timmaniġġja20 kg/m³ konċentrazzjoni tas-sediment influwentiwaqt il-qċaċet tal-għargħar u xorta jwassal biżżejjed ilma nadif biex ikessaħ tliet unitajiet ta’ 36 MW.

KIF TUBI GĦASEL XHUJEL JAGĦMLU X'MA JISTGĦU TANK OPEN

Is-settler tat-tubu inklinat tax-xehda kien iddisinjat fuq tliet prinċipji derivati ​​mit-teorija tas-sedimentazzjoni ta'-saff baxx:

Prinċipju 1 - Multiplikazzjoni taż-żona.Is-sedimentazzjoni hija funzjoni taż-żona tal-wiċċ tal-ilma. Iż-żieda ta ' tubi inklinati xehda żżid iż-żona ta ' settlement effettiv millgħexieren ta 'drabimeta mqabbla ma 'tank miftuħ ta' l-istess footprint. Aktar żona tfisser separazzjoni aktar mgħaġġla.

Prinċipju 2 - Stabbilizzazzjoni tal-fluss laminari.L-ilma li jgħaddi miċ-ċelloli tax-xehda għandu perimetru imxarrab eċċezzjonalment kbir, li jnaqqas b'mod drammatiku r-raġġ idrawliku. Dan inaqqas in-numru Reynolds, jistabbilizza l-fluss f'reġim laminari. Is-sediment u l-ilma jisseparaw b'mod nadif - l-ebda turbulenza biex iżommu l-partiċelli f'sospensjoni.

Prinċipju 3 - Ħama-issetiljar tas-saff.Ġewwa t-tubi inklinati, is-sediment joqgħod f'mod{0}}saff ta' ħama. Dan mhux biss iqassar id-distanza u l-ħin tas-saldu iżda jżid ukoll il-wiċċ tas-saldu effettiv, u jsaħħaħ l-effiċjenza ġenerali. Testijiet tal-mudelli fuq skala 1:1 wrew li f'konċentrazzjoni tas-sediment influwenti tad-disinn ta '20 kg/m³ u tagħbija tal-wiċċ ta'3–5 m³/m²·h, ir-rata tat-tneħħija tas-sediment milħuqa92–98%, bi 3% biss tal-partiċelli effluwenti li jaqbżu 0.025 mm - id-daqs kritiku li fih jibda l-imblukkar tal-apparat li jkessaħ.

IS-SISTEMA: MILL-DAM INTAKE GĦAL HEADER TA ' L-ILMA TKEĦĦAR

Inbena dħul ta 'ilma apposta quddiem id-diga, bil-portijiet ta' fuq u ta 'isfel iservu bħala backups reċiproċi. Kull port għandu trash rack fiss; rack tal-iskart komuni mobbli fil-faċċata tad-dħul jinterċetta ħaxix ħażin akkwatiku akbar u debris. L-ilma jinġibed minn pajp tal-header fuq in-naħa 'l fuq tad-dar tal-pompa u jinqasam f'erba' linji, mitmugħa minn erba'Pompi ċentrifugali 12Sh-19(l-erbgħa kollha jsostnu lil xulxin). Passatur awtomatiku qabel kull pompa jipprovdi filtru finali għal debris fin qabel ma l-ilma jidħol fit-tank tas-sedimentazzjoni.

Ġewwa t-tank -18 m dijametru, 18 m għoli, 0.3 m freeboard- l-ilma jitla' minn ħawt tad-distribuzzjoni b'veloċità tal-ħruġ ta' 50 mm/s. Il-veloċità 'l fuq fil-wiċċ tal-ilma hija ġentili0.2–0.8 mm/s. Wara li jgħaddi mit-tubi tax-xehda, l-ilma ċċarat jitla 'u jinġabar permezz ta' fetħiet tal-ġnub fuq tmien ħwat ta 'ġbir radjali qosra (ara Figura 1), li jingħalqu ġo ħawt ta' ġbir annulari madwar il-perimetru tat-tank. Minn hemm, pajp tal-ħruġ ta 'φ500 mm jagħti l-ilma trattat lill-header tal-ilma li jkessaħ li jservi l-unitajiet kollha. L-ilma tat-tkessiħ użat jarmi għal kollox fit-tailrace.

Is-sediment maħlul jinżel fi aHopper koniku ta '60 gradfil-qiegħ tat-tank u huwa skarikat fil-tailrace permezz ta 'pajp tal-ħama. L-istruttura tat-tank tidher fil-Figura 2.

L-ISPEĊIFIKAZZJONI GĦAX-XEHNA - U L-UPGRADE TAL-MATERJAL

Iċ-ċelloli tax-xehda huma eżagoni regolari b'a50 mm dijametru taċ-ċirku iskritt. Kull modulu tubu huwa1 m twil, inklinat f'60 grad, li tagħti għoli vertikali ta '0.866 m. It-tubi huma mmuntati f'unitajiet ta 'xehda rettangolari ta' 1 × 0.5 × 0.5 m.

L-installazzjoni oriġinali tal-1975 użataxehda tal-karta- 80 g Karta kraft Jiamusi mgħaddsa fir-reżina fenolika u mqadded bis-sħana-. L-ispiża tax-xehda tal-karta40,000 wan. Ħadem, iżda l-materjal kellu limitazzjonijiet ċari: saħħa u toughness fqira, u xjuħ. Wara erba’ snin ta’ operat, fi1979, ix-xehda tal-karta ġiet sostitwita bixehda tal-aluminjubi spiża ta120,000 wan- tliet darbiet il-prezz, iżda ferm aktar fit-tul. Wara disa' snin ta 'tħaddim sussegwenti, l-aluminju wera biss korrużjoni minuri tal-wiċċ u baqa' strutturalment intatt.

It-tank tal-konkrit innifsu meħtieġ1,400 m³ ta 'konkrit, 50 tunnellata ta' rinfurzar ta 'l-azzar, u l-ispiża160,000 wan. B'kollox - tank, xehda tal-karta, u aktar tard aġġornament tal-aluminju - l-investiment totali kien 320,000 wan. Għal sistema li tipproteġi tliet ġeneraturi-turbini ta' 36 MW għal aktar minn għaxar snin, dan kien modest.

PRESTAZZJONI TAL-QASAM: 83 KAMPJUNI AKTAR 4 SNIN

Bejn l-1977 u l-1980, l-impjant u l-istazzjon tal-monitoraġġ taż-żona tal-ġibjun inġabru83 kampjun tal-ilma pairedfid-daħla u l-ħruġ tat-tank, tanalizza kemm il-konċentrazzjoni tas-sediment kif ukoll id-distribuzzjoni tad-daqs tal-partiċelli. Ir-riżultati jgħidu storja konsistenti:

1.Is-sediment oħxon (d > 0.025 mm) poġġa tajjeb. L-effluwent li jinsab biss10–15%tal-partiċelli oħxon preżenti fl-influwent - rata għolja ta' tneħħija għall-frazzjoni li fil-fatt tikkawża l-imblukkar.

2.Id-daqs medjan tal-partiċelli fl-effluwent kien konsistentement iżgħar milli fl-influwent. It-tank kien qed jagħmel eżattament dak li kien iddisinjat biex jagħmel: ineħħi b'mod selettiv il-partiċelli ta' daqs ta' -akbar u li jimblukkaw.

3.Il-perċentwal tas-sediment b'd < 0.025 mm żdied fl-effluwent, filwaqt li l-perċentwal b'd > 0.025 mm naqas - li jikkonferma t-tneħħija selettiva tal-frazzjoni oħxon problematika.

4.L-effiċjenza tat-tneħħija tas-sedimenti tjiebet b'konċentrazzjoni influwenti. Fl-influwent tad-disinn ta '20 kg/m³, it-tneħħija ġenerali qabżet65%.

Tabella 1: Effiċjenza tat-tneħħija skond id-daqs tal-partiċelli (d > 0.025 mm limitu)

It-tabella tikkonferma li l-effiċjenza tat-tneħħija għall-frazzjoni oħxon (d > 0.025 mm) hija qawwija, filwaqt li l-frazzjoni fina (d < 0.025 mm) tgħaddi aktar faċilment - li hija aċċettabbli, peress li huma l-partiċelli oħxon li jikkawżaw imblukkar tal-apparat li jkessaħ.

Tabella 2: Ir-rata tat-trasport tas-sedimenti u l-effiċjenza tat-tneħħija (dejta mkejla tal-1980)

It-tliet perjodi ta' kejl juru rati ta' tneħħija 'l fuq minn 50%, bl-ogħla rata -70%- li tikkoinċidi mal-ogħla konċentrazzjoni influwenti (medja ta' 9.52 kg/m³). Dan jikkonferma t-tendenza:iktar ma jkun maħmuġ l-ilma li jkun dieħel, aktar is-settler ineħħi s-sediment b'mod effiċjenti- eżattament l-imġieba meħtieġa waqt il-qċaċet tal-istaġun tal-għargħar-.

GĦALIEX ID-DATA TAL-QASAM WAQQAS MILL-MUDELL - U GĦALIEX MA IMPORTAX

It-testijiet tal-mudell kienu bassru tneħħija ta '92-98% waqt it-tagħbija tad-disinn. Id-dejta tal-qasam wriet 58-70%. Tliet fatturi jispjegaw id-distakk:

1. Operazzjoni ta'-tank wieħed kontra disinn ta' żewġ-tanks.L-istazzjon kellu bżonn 1,280 m³/h ta’ ilma li jkessaħ. Il-kalkolu tad-disinn - ibbażat fuq l-erja ta' sedimentazzjoni meħtieġa ta' 427 m² - talbetżewġ tankijiet(kull 254.5 m²). Minħabba restrizzjonijiet fuq is-sit, inbniet wieħed biss. It-tank wieħed dam kontinwament fuq it-tagħbija tal-wiċċ tad-disinn tiegħu. Il-ħin ta 'żamma ġewwa t-tubi tax-xehda kien iqsar mill-mudell preżunt, u l-effiċjenza tas-sedimentazzjoni batiet kif xieraq.

2. Konċentrazzjonijiet aktar baxxi-mill--influwenti tad-disinn.Matul 13-il sena ta 'operazzjoni, konċentrazzjoni ta' sediment medja ta 'kuljum ta' 20 kg/m³ seħħet bissjumejn sa tlett ijiem fis-sena- u f'xi snin, xejn. It-tank qatta 'ħafna mill-ħajja tiegħu jaħdem sew taħt it-tagħbija influwenti tad-disinn. Il-ħama wkoll ma ġietx skarikata fil-volum tad-disinn, li affettwa aktar l-effiċjenza.

3. Limitazzjonijiet tat-teħid tal-kampjuni.Il-metodoloġija tal-ittestjar - inkluż in-numru ta' kampjuni, il-postijiet tat-teħid tal-kampjuni, u r-rappreżentattività tad-dejta - ġiet rikonoxxuta bħala insuffiċjenti għal evalwazzjoni definittiva tal-prestazzjoni. Il-58-70% mkejla x'aktarx hija stima konservattiva.

Madankollu, minkejja li tħaddem tank wieħed fejn kienu speċifikati tnejn, is-sistema tat dak li kien importanti:żero għeluq sfurzat minħabba ħsara fis-sistema tat-tkessiħ fi 13-il staġun tal-għargħar. When combined with alternating forward-reverse cooling system operation, no severe wear or clogging was found in cooler end covers or pipes during inspections. The honeycomb settler did not need to achieve 98% removal to succeed - it only needed to remove enough of the >0.025 mm frazzjoni biex iżommu l-coolers ċari. Hekk għamel.

X'ISFIR DAN GĦAL STAZZJONIJIET OĦRAJN HYDROPOWER

1.Is-settlers tat-tubi inklinati jaħdmu għall-ilma tat-tkessiħ industrijali - mhux biss għat-trattament tal-ilma tax-xorb. Il-mira tal-prestazzjoni hija differenti (neħħi partiċelli oħxon, mhux tikseb ċarezza sub-NTU), iżda l-prinċipji idrawliċi huma identiċi.

2.L-għażla tal-materjal tiddependi fuq l-applikazzjoni. Xehda tal-karta ħadem għal erba 'snin f'40,000 wan. L-aluminju dam disa 'snin (u jgħodd) għal 120,000 wan. Għall-installazzjonijiet tal-lum, il-PVC u l-PP joffru terminu medju ta' kost-durabilità li la karta u lanqas aluminju ma setgħu jaqblu fl-1975.

3.Tank wieħed ta' daqs żgħir xorta jista' jagħti affidabbiltà operattiva jekk il-mira tad-disinn tkun definita b'mod korrett. It-tank ta’ Bapanxia kien nofs iż-żona meħtieġa - iżda minħabba li l-għan kien protezzjoni aktar friska, mhux ċarezza perfetta, irnexxielu.

4.Għal stazzjonijiet tal-idroenerġija fuq xmajjar ta' sediment-mgħobbija, settlers ta' tubi inklinati tax-xehda joffru kumplessità teknika baxxa, prezz baxx, sedimentazzjoni mgħaġġla, u vantaġġi ta' footprint żgħir - li huma speċjalment ta' valur meta s-sit tal-istazzjon ikun spazjalment ristrett.