Использование воды в современном промышленном предприятии. Основные энергоносители. Виды, классификация и характеристика

Использование воды в современном промышленном предприятии. Основные энергоносители. Виды, классификация и характеристика

Содержание

1) Использование воды в современном промышленном предприятии

2) Основные энергоносители. Виды, классификация и характеристика

I. Использование воды в современном промышленном предприятии

Исходя из основных показателей природных источников, затрат на подготовку и транспортировку воды и требований, предъявляемых к воде потребителями большинство предприятий используют для систем водоснабжения воду поверхностных источников с простейшей предварительной очисткой (фильтр на всасывании) или без очистки. В самом простом варианте схема водоснабжения предприятия может выглядеть следующим образом:

В связи с возможностью резкого ухудшения экологической обстановки в регионе, вызванной развитием и модернизацией промышленных предприятий их очистные сооружения должны развиваться вместе с ростом и развитием предприятий. На первом этапе модернизации системы технического водоснабжения промышленных предприятий дополняются несколькими станциями очистки СО.

Следующим этапом модернизации системы технического водоснабжения промышленных предприятий является организация ее работы по замкнутой схеме.

Состав систем технического водоснабжения промышленного предприятия.

Системы технического водоснабжения - это комплекс сооружений, предназначенный для забора воды из природных источников, повышение ее качества до необходимого уровня, транспортировки потребителю, обеспечение у потребителей необходимого давления, а также для очистки сточных и сбрасываемых вод.

В состав схемы водоснабжения могут входить следующие элементы:

1. Водозаборное сооружение (предназначено для отбора воды из природного источника.

2. Насосная станция первого подъема (предназначена для подачи воды в пруд-отстойник или непосредственно в систему водоснабжения).

3. Пруд-отстойник (служит для предварительной очистки воды; в случае необходимости дополняется установками для осветления воды и т.д.).

4. Резервуар чистой воды (предназначен для хранения определенного количества воды и создания напора у ряда потребителей в случае отключения системы).

5. Пруд-накопитель (предназначен для накопления и хранения воды).

6. Насосная станция второго подъема (предназначена для создания дополнительного напора).

7. Насосная станция третьего подъема (предназначена для подъема воды в бак-накопитель водонапорной башни).

8. Водонапорная башня (назначение - обеспечение необходимого напора у потребителей).

9. Установка ХВО (химводоочистки).

10. Водоводы промышленного предприятия.

Кроме того, в состав системы водоснабжения могут входить:

- водопроводы и транспортные сети, предназначенные для передачи воды на большие расстояния;

- запорная и регулирующая аппаратура, предназначенная для обеспечения переключений в сети, регулирования давлений и проведения измерений параметров;

- аккумулирующие сооружения (резервуары, емкости, аккумулирующие баки и пруды-накопители).

Расположение элементов системы водоснабжения на схеме, варианты их конструктивного исполнения, а также мощность зависят от характеристик предприятия и природного источника. Идеальным вариантом организации водоснабжения промышленного предприятия является внедрение бессточных схем (работа по замкнутому циклу) с минимальным потреблением внешних ресурсов и максимальным использованием ВЭРов и отходов производства.

Прямоточные системы водоснабжения и их характеристики.

Прямоточные схемы СТВСПП могут быть выполнены по схеме, изображенной на рисунке, где:

1 Источник.

2 Водозаборное сооружение.

3.1 Насосная станция первого подъема.

3.2 Насосная станция второго подъема.

4.1 Очистные сооружения природной воды.

4.2 Очистные сооружения сточных вод ПП.

5 Резервуар чистой воды.

6 Водоводы.

7 Напорная регулирующая емкость (водонапорная башня).

8 Водонапорная сеть ПП.

9.1-9.4 Потребители воды на предприятии.

10 Сеть для продувок и сброса отработанной воды.

11 Транспортная сеть к устройствам охлаждения и очистки.

12 Устройства охлаждения технической воды.

13 Линия сбросных вод ПП.

14 Ливневая канализация.

Вода из источника 1 через водозаборное сооружение 2 и насосную станцию 3.1 поступает в очистные сооружения 4.1, где осуществляется предварительная очистка воды до уровня, соответствующего технологическому процессу. Далее вода собирается в резервуаре чистой воды 5, конструкция и размеры которого определяются суммарной мощностью водопотребления предприятия (бак, башня, пруд и т.д.). Другое назначение РЧВ заключается в том, что с его помощью сглаживаются пиковые нагрузки в период наибольшего водопотребления. Далее по водоводам 6 с помощью насосной станции второго подъема 3.2 вода поступает в водопроводную сеть предприятия 8. Направление перетоков воды в схеме и коммутационные возможности сети зависят от технологии производства и могут быть различны для различных предприятий. По напорной сети предприятия вода направляется потребителям 9.1-9.4. Для поддержания необходимого напора и давления в сети служит водонапорная башня 7. Отработанная вода и ливневые воды, проходя через очистные сооружения 4.2 по сбросной линии 13 сбрасываются в источник.

СТВС реального предприятия малой и средней мощности, выполненная по прямоточной схеме может быть дополнена другими элементами, исходя из условий технологического процесса (установки ХВО, напорные, насосные станции, пруды-отстойники т.д.).

При построении СТВС ПП по прямоточной схеме учитываются следующие соображения:

1. Мощность природного источника. Она должна быть достаточной для сохранения экологической обстановки в регионе.

2. Удаленность предприятия от источника воды. С увеличением расстояния растут дополнительные расходы на транспортировку.

3. Степень предварительной очистки воды и затраты на содержание очистных установок определяется условиями технологического процесса. С точки зрения экологической безопасности прямоточные схемы являются наиболее “грязными”.

Характеристики и особенности СТВС ПП с повторным использованием воды.

Схема с повторным использованием воды применяется в том случае, если в состав предприятия входит хотя бы один потребитель, удовлетворяющий двум условиям:

1. Суммарное водопотребление этого потребителя равно или превышает потребление воды всех оставшихся потребителей.

2. Качество сбросных вод крупного потребителя удовлетворяет технологическим требованиям оставшихся.

Структура схемы при этом принципиально не изменяется, но из природного источника забирается количество воды, необходимое только для обеспечения водопотребления потребителя 9.1. Потребители 9.2 - 9.4 используют сбросную воду потребителя 9.1.

Схема в сравнении с предыдущей имеет следующие преимущества:

1. Уменьшение количества воды, забираемой из природного источника.

2. Снижение количества сбрасываемых сточных вод.

3. Снижение стоимости отдельных элементов схемы обусловлено снижением их мощности.

4. Стоимость эксплуатационных расходов у данной схемы меньше, чем у прямоточной.

Недостатками данной схемы являются:

1. Узкий диапазон применения. Далеко не все производства предприятия позволяют использовать сточные воды.

2. Необходимость наличия разветвленных сетей.

Внедрение подобных схем на предприятиях в предельном случае дает возможность уменьшения водопотребления в два раза.

Оборотная схема технического водоснабжения

Оборотные схемы применяются на предприятиях с развитым производством. Возможность их использования обусловлена тем, что от 70 до 80% воды, проходящей через технологические установки только нагревается в системах охлаждения и может быть использована повторно.

Схема работает следующим образом:

После насосной станции второго подъема 3.2 вода через водоводы 6 направляется в водопроводную сеть предприятия 8 и через нее к потребителям 9.1-9.4. Далее вода направляется к очистным сооружениям 4.2 и сбрасывается в резервуар очищенной воды 5. Оттуда после насосной станции третьего уровня 3.3 вода поступает в водоем-охладитель 12. В качестве охладителя служит вода окружающей температуры, поступающей из пруда. Если сбросные воды 9.1-9.4не загрязнены, из схемы убирается 4.2. Схема является почти полностью замкнутой. Из природного источника забирается только то количество воды, которое компенсирует расходы на утечки, испарения, продувки и сброс сильно загрязненных вод. Конструкция охладителя 12 и его мощность зависит от мощности предприятия в целом. Это могут быть охладительные емкости большого объема, пруды-охладители, водоемы специальной конструкции. Сброс воды через систему 13 осуществляется в целях проверки и поддержания солевого баланса.

Достоинства:

1. Существенное сокращение объема воды, забираемой из природного источника в сравнении с двумя предыдущими схемами.

2. Уменьшение расходов на строительство и эксплуатацию системы.

3. Высокий уровень очистки сбросных вод.

Недостатки:

1. Ограниченность применения: для крупных и средних предприятий.

2. Необходимость наличия разветвленных сетей.

II. Основные энергоносители. Виды, классификация и характеристика

Большинство технологических процессов происходят с использованием энергоносителей различного вида и назначения. Под энергоносителями в промышленности понимают материальное тело или материальную среду, обладающую определенным потенциалом и передающую энергию от одного материального тела к другим. Промышленные предприятия при организации своей деятельности используют энергоресурсы различных параметров, различных видов и различного назначения. Для крупных предприятий говорят о потоках энергоносителей. Направление этих потоков тесно связаны между собой и имеют различные характеристики. На предприятии они объединяются под общим названием «энергоресурсы предприятия». Чаще всего в качестве энергоресурсов на предприятии используются:

§ электрическая энергия (60-70% потребления);

§ вода;

§ тепло;

§ воздух;

§ ПРВ (продукты разделения воздуха);

§ расплавы и соли.

Главной задачей энергоносителей на предприятии является обеспечение условий технологического процесса. При выборе энергоносителей и их характеристик руководствуются в первую очередь условием максимальной дешевизны в рамках заданных параметров. При этом в первую очередь обращается внимание на следующие факторы:

§ характеристики и условия протекания технологического процесса;

§ характеристики и параметры установленного оборудования;

§ параметры самого энергоносителя;

§ характер обеспечения энергоносителями предприятия (внутреннее или внешнее) и т.д.

В качестве основных характеристик энергоносителей при их выборе учитывают:

§ потенциал или параметры (ток, напряжение, температура, давление и т.д.);

§ стоимость;

§ качество;

§ надежность снабжения;

§ Режимы потребления.

Параметры энергоносителя определяются характеристиками потребляющего оборудования. Если на реальном предприятии применяются энергоносители с явно завышенными параметрами, это приводит к увеличению эксплуатационных расходов и денежных затрат на вспомогательное оборудование (диаметр жил кабеля, увеличение металлоемкости для труб и т.д.). Поэтому окончательный выбор энергоносителя, его качественных и количественных характеристик производится путем сравнения нескольких вариантов в ходе технико-экономических расчетов.