Расчет вентиляторной градирни

Теплотехнический расчет градирен условно можно разделить на два этапа. На первом этапе определяется удельный расход воздуха λ, кг/кг. На втором – плотность орошения q_ж и число градирен (секций) N.

Первый этап.

Категория надежности водоснабжения I (1 % - обеспеченность) ([1]прил.Д, табл. 1). По прил. Д. (табл. 2) определяем v ₁ – среднесуточная температура атмосферного воздуха по сухому термометру, ⁰С;  φ₁ – относительная влажность атмосферного воздуха, %; τ₁ – температура атмосферного воздуха по влажному термометру, ⁰С; Р_б – величина барометрического давления, кПа.

v ₁ = 26,0 ⁰С,

φ₁ = 51 %,

τ₁ = 19,4 ⁰С,

Р_б = 99 кПа.

Номинальная подача воздуха вентилятором, м³/ч, принимается равная половине расхода оборотной воды.

По прил.И ([1]табл. 1) принимаем вентилятор марки 2ВГ-70. Для достижения максимальной эффективности охлаждения воды при тепломассообменном процессе устанавливаем ороситель пленочного типа. 

Высота оросителя h _ор = 1 м;

Объемный коэффициент массоотдачи А = 1,072 м^-1;      

Показатель степени m = 0,71.

Площадь одной секции градирни f _ор = 144 м²

Для определения удельного расхода воздуха λ необходимо вычислить вспомогательные величины Y, U, R по формулам:

                                                (1)

                                         (2)

                                                      (3)

где  - удельная энтальпия воздуха, определяемая в зависимости от величин v ₁, φ₁ и Р_б, кДж/кг;

 - удельная энтальпия воздуха, определяемая в зависимости от величин t ₁ и Р_б при φ = 100%, кДж/кг;

 - удельная энтальпия воздуха, определяемая в зависимости от величин t ₂ и Р_б при φ = 100%, кДж/кг;

- поправка к удельной энтальпии воздуха;

t ₁ – температура воды на входе в градирню, ⁰С;

t ₁ = 35 ⁰С;

t ₂ – температура воды на выходе из градирни, ⁰С;

t ₂ = 27 ⁰С;

с_ж – удельная теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/кг ⁰С;

А, m – коэффициенты, принимаемые по прил. З, И (табл. 1);

h _ор – высота оросителя градирни, м, принимается по прил. З, И (табл. 1);

k – коэффициент, вычисляемый по формуле:

                                               (4)

где r – удельная теплота парообразования, равная 2493 кДж/кг

Величины удельных энтальпий определяются по номограмме (прил. Ж)

  = f (v ₁; φ; Р_б), кДж/кг при φ = φ₁

 = 55 кДж/кг;

= f (t ₁, φ; Р_б), кДж/кг при φ =1

= 134 кДж/кг;

= f (t ₂, φ; Р_б), кДж/кг при φ =1

= 89 кДж/ч.

Поправка  к удельным энтальпиям определяется по формуле:

                                       (5)

где - удельная энтальпия воздуха, определяемая в зависимости от величин t _ср, φ и  Р_б.

= f (t _ср, φ; Р_б), кДж/кг при φ =1

= 103 кДж/кг

Тогда

Величина λ кг/кг, определяется по формуле:

                                                 (6)

где U – вспомогательная величина, рассчитываемая по формуле (2);

X – вспомогательная величина, принимаемая в зависимости от m, Y и R по прил. Л.

Х = 3,1

Второй этап.

Определив значение λ, рассчитываем плотность орошения q_ж и число секций градирни.

Плотность орошения градирни (скорость движения воды по массе), м³/м²ч, определяется оп формуле:

                                                    (7)

где γ_в – плотность атмосферного воздуха, кг/м³, при t = 20⁰С; γ_в = 1,2 кг/м³.

Число секций равно

                                                      (8)

Принимаем односекционную градирню.

Для проверки соответствия аэродинамических сопротивлений градирни напору, развиваемому вентилятором, вычисляется величина подачи воздуха по формуле:

                                              (9)

где γ₁ – плотность атмосферного воздуха при расчетных условиях.

                                                  (10)

Тогда

= 1449,8 м³/ч отличается от = 1500 м³/ч на 1,7 %. Т.к. превышение не составляет 20 %, то выбранные параметры градирни и вентилятора удовлетворяют условиям.

Полученные результаты расчета градирни сводим в таблицу 3.

Таблица 3 – Параметры для расчета градирни.

Исходные данные
G ж, м^3/ч	t1, ^0С	Δ t,   ^0C	t2, ^0C	υ 1, ^0C	φ 1 ,  %	P б, кПа	А, м^-1	m	h ор, м	f ор, м^2
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
3000	35	8	27	26	51	99	1,072	0,71	1	144

продолжение таблицы 3

Данные, полученные в результате проведенного расчета
, кДж/кг	, кДж/кг	, кДж/кг	t ср, ^0С	, кДж/кг	, кДж/кг	Y	k	U	R	X
12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22
55	134	89	31	103	4,25	2,51	0,95	1,19	0,98	3,1

продолжение таблицы 3

Данные, полученные в результате проведенного расчета
λ, кг/кг	qж, кг/ (м^2/ч)	N, шт	γ1, кг/м^2	, м^3/ч
23	24	25	26	27
0,4	29,7	1	1,18	1449,8

3. Экономика (ТЭО проекта)

Для определения капитальных вложений на строительство односекционной градирни фирмы ТМИМ (Г. Нижнекамск) с площадью секции 144 м², пленочным оросителем, вентилятором марки        составляем объектную и локальную сметы.

Капитальные вложения представляют собой денежное выражение инвестиций, направленных на воспроизводство основных фондов (зданий, сооружений) и определяются сметой как полная сметная стоимость.

К = С_смр + С_обор + С_пр,

где С_смр – затраты на строительно-монтажные работы;

С_обор – затраты на приобретение основного и вспомогательного оборудования;

С_пр – прочие затраты

Для определения сметной стоимости составляются следующие документы: 1 – локальные сметы; 2 – локальный сметный расчет; 3 – объектный сметный расчет.

Локальные сметы являются первичными сметными документами и составляются на отдельные виды работ и затрат по зданиям, сооружениям или общеплощадочным работам на основе объемов, определяются при разработке рабочей документации и действующих сметных нормативов. В локальных сметах производится группировка данных в разделе по отдельным конструктивным элементам здания и видов работ, порядок которой соответствует технологической последовательности.

Стоимость, определяемая локальной сметой, включает в себя прямые затраты, накладные расходы и сметную прибыль.

Прямые затраты учитывают стоимость всех ресурсов, необходимых для выполнения работ (материалы, изделия, конструкции), трудовые ресурсы (средства на оплату труда), технические ресурсы (эксплуатация машинного труда).

Накладные расходы учитывают затраты строительно-монтажной организации, связанные с обслуживанием, организацией и управлением строительным производством.

Сметная прибыль – это прибыль организаций, заложенная в смете, которая является нормативной частью стоимости строительной продукции.

Стоимость работ в локальной смете может приводиться в двух уровнях цен:

1 – в базисном уровне, определяемом на основе действующих норм и цен 2001 года;

2 – в текущем уровне, определяемом на основе цен, сложившихся ко времени составления сметы.

Пересчет в текущие цены осуществляется с помощью соответствующих индексов к базе 2001 года.

Объектные сметы объединяют в своем составе данные локальных сметных расчетов на объект в целом.

По результатам технико-экономических расчетов капитальные вложения на строительство градирни с водосборным бассейном составили 55 263,17 тыс. руб. в ценах 2008 года.

 

Таблица 4 - Объектная смета на строительство вентиляторной градирни для «грязного» оборотного цикла МНЛЗ ККЦ

Сметная стоимость 55 263,17 тыс. руб.

№ п/п	Номера смет-ных расче-тов	Наименование работ и затрат	Сметная стоимость, тыс. руб.					Средства на оплату труда	Показате-ли едини-чной сто-имотси
			строи-тельных работ	монтаж-ных работ	оборудо-вания, ме-бели, ин-вентаря	прочих затрат	всего
1	ЛС	Закладные детали	70,409				70,409
2	ЛС1	Водосборный бас-сейн					2786,604
4	ЛС	Ограждение	10,851				10,851
5	ЛС	Строительная часть. Канал	174,137				174,137
6	ЛС	Опоры трубопро-водов	712,237				712,237
7	ЛС	Строительная часть. Кабельная эстакада. Фунда-менты.	10,727				10,727
8	ЛС	Колодцы	213,183				213,183
9	ЛС	Кабельная эстакада. Метал-локонструкции.	132,996				132,996
10	ЛС	Укрытие затворов	31,717				31,717

 

 

продолжение таблицы 4

11	ЛС	Эстакада	13,590	280,509
12	ЛС	Технологические коммуникации	46,259	761,817	7187,897
13	ЛС	Водоснабжение и канализация. Наружные сети.	425,908
14	ЛС	Электрооборудо-вание	0,263	596,173	19,217
15	ЛС	Затворы. Электро-оборудование.		24,833	2,686
16	ЛС	Наружное осве-щение.	5,271	38,525
17	ЛС	Электроснабже-ние	0,769	18,960
18	ЛС	Автоподъезд	194,200
19	ЛС	Озеленение	31,610
20	ЛС	Автоматический контроль	20,447	298,869
		ИТОГО	2094,574	2019,686	7209,8		14110,664
		Прочие работы и затраты
21	ГСН 81-05-01-2001	Временные (разби-раемые) здания и сооружения	75,700	54,561			130,261
22	ГСН 81-05-02-2001	Удорожание работ, производимых в зимнее время	65,752	47,391			113,143

 

продолжение таблицы 4

		Итого прочих затрат	141,452	101,952			243,404
		Всего по объект-ной смете в ценах 2001г.					14354,068
		Всего по объект-ной смете в ценах 2008 г. (К=3,85)					55 263,17

 

Таблица 5 - Локальная смета на устройство водосборного бассейна вентиляторной градирни
								сметная стоимость 10 728,427 тыс. руб.
								средства на оплату труда 525,083 тыс.руб.
№ п/п	шифр и	Наименование работ	ед.изм.	кол-во	Стоимость ед.,руб.		общая стоимость, руб.			затраты труда раб.
	номер				всего	экс.маш.	всего	оплата	экс.маш	чел-час, не занятых
	позиции	и затрат			оплата	в т.ч.опл.		труда	в т.ч.опл.	обслуж. машин
	нормат.				труда раб	труд.мех.		рабочих	труд.мех.	на обслуж машин
										на ед.	всего
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	ТЕР 01-	Разработка грунта с перемещением	1000	0,057	772,66
	01-030-1	до 10 м бульдозерами, мощностью	м3			772,66	43,73		43,73		0
		59 (80) кВт (л.с.): группа грунтов 1.	грунта		-	151,70			8,59	10,82	1
2	ТЕР 01-	Разработка грунта с погрузкой на	1000	1,402
	01-012-1	автомобили-самосвалы экскаватором	м3		2456,33	2390,72	3443,28	88,55	3351,31	5,64	8
		с ковшом 2,5 м3, группа грунтов 1.	грунта		63,17	309,05			433,23	18,38	26
3	ТСЦ 600-	Погрузка грунта растительного слоя	т	560,8	3,60		2018,74	0,00	0,00		0
	2007	(земля, перегной) на автомобили.							0,00		0
4	ТСЦ 601-	Перевозка строительных грузов (кро-	рубл.	560,8	23,50		13177,86	0,00	0,00		0
	5010	ме перевозимых автомобилями -са-	за т						0,00		0
		мосвалами, а также бетонных и ж/б
		изделий, стеновых и перегородочных
		материалов (кирпич, блоки, камни,
		плиты, панели), лесоматериалов кру-
		глых и пиломатериалов)
5	ТЕР 01-	Разработка грунта в ручную с креп-	100 м3	0,348
	02-063-1	лениями в траншеях и котлованах	грунта		3906,21	1817,05	1359,36	727,03	632,33	193,80	67
		глубиной более 3 м			2089,16	763,06			265,54	62,7000	22
6	ТСЦ 113-	Щебеночное основание	м3	34,8	383,00
	197						13328,40

продолжение таблицы 5

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
7	ТЕР 01-	Укрепление откосов земляного полот-	100м2	4,104	13,20		54,17
	02-046-1	на сборными бетонными плитами,	укрепл.
		толщина плит 8 см.	пов-ти
8	ТСЦ 444-	Плиты доборные ребристые, проле-	м3	328,3	5884,41	388,15	1931969,49	41939,60	127437,41	9,49	3116
	1101-1	том менее 6 м, любой расчетной			127,74	37,30			12246,34	2,59	850
		нагрузки (класс бетона В15)
9	ТЕР 06-	Устройство бетонной подготовки В 7,5	м3	34,8	1865,74	26,20			911,76	8,61	300
	01-001-1	(М100 фракции 20-40)			98,84	1,14	64927,75	3439,63	39,67	0,07	2
10	ТЕР 06-	Устройство водосборного бассейна	м3	165,1	1747,70	172,67			28511,27	26,97	4453
	01-072-2	В22,5 (М300 фр.10-20) одновентиля-			373,00	1,94	288580,22	61589,76	320,33	0,18	30
		торных и секционных вентиляторных
		градирен с монолитными стенами и
		розетой.
11	ТСЦ 204-	Арматура для монолитных ж/б конст-	т	24,77
	2001-16	рукций в виде сеток и каркасов			772,90	62,91			1558,15	18,85	467
		класса А1			232,99	-	19143,19	5770,70	-	-	-
12	ТЕР 26-	Устройство гидроизоляции	100 м2	5,2	12119,54	148,40			769,31	148,52	770
	01-052-1				1835,71	-	62827,70	9516,32	-	-	-
		ИТОГО прямых затрат по смете					2400873,90	123071,59	163215,28
									13313,70
		В точ числе по сборнику 1					4900,55	815,58	4027,38
									707,36
		В том числе по сборнику 6					353507,98	65029,39	29423,03
									360,00
		В том числе по сборнику 26					62827,70	9516,32	769,31
		Накладные расходы по сб. 1 (95 %)					1447
		Накладные расходы по сб. 6 (105 %)					68659
		Накладные расходы по сб. 26 (130 %)					12371
		ИТОГО накладных расходов					82477

продолжение таблицы 5

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
		Сметная прибыль по сб.1 (50 %)					761
		Сметная прибыль по сб.6 (65 %)					42503
		Сметная прибыль по сб.26 (70 %)					6661
		ИТОГО сметная прибыль					49926
		ИТОГО по смете					2533277
		Неучтенные работы и затраты					253328
		ИТОГО по смете					2786604
		Средства на оплату труда					136385
		ИТОГО по смете в ценах 2008 года
		(К = 3,85)					10728427
		Средства на оплату труда в ценах
		2008 года					525083,341