Водопостачання промислових підприємств

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Використання води промисловими підприємствами

Вода використовується в більшості виробничих процесів на будь-якому промисловому підприємстві. Численне й різноманітне використання води у виробництві може бути зведене до наступних основних групах: охолодження, промивання, пароутворення, гідротранспорт, використання у складі продукції, що випускається.

Водоспоживання першої групи має вельми значні масштаби і у багато разів перевершує всі інші види споживання води. До цієї групи відносять витрачання води на охолодження конденсаторів парових турбін теплових електростанцій, охолодження доменних та сталеплавильних печей і різних апаратів в нафтопереробній та хімічній промисловості. До другої групи відносять витрати на потреби паперової, целюлозної, текстильній промисловості та ін. Третя група включає потреби паросилових установок, четверта - охоплює витрати води на гідротранспорт різних матеріалів (у тому числі шлако- золовидалення на теплових станціях, відходів збагачувальних фабрик). До п'ятої групи відноситься витрата води, що входить до складу вироблюваного продукту харчової промисловості, частково в хімічній промисловості.

До якості води зазначених груп водоспоживання пред'являють найрізноманітніші вимоги.

Вода, що використовується для охолодження, повинна бути маложестких, маломутной (нижче 50 мг / л), що не володіти корозійними властивостями; для живлення парових котлів високого тиску повинна бути повністю знесоленої; для промивних цілей не повинна містити солей, що впливають на якість продукту. Режим витрачання води на виробничі потреби визначається режимом роботи промислового підприємства.

Наведені схеми водопостачання міст можуть бути застосовані і до водопроводів промислових підприємств. Однак промислове водопостачання має ряд особливостей. Основна особливість полягає в тому, що використана вода, якщо вона не забруднюється або може бути легко очищена від забруднень, у багатьох випадках не скидається у водойму, а знову використовується у виробництві.

2. Які є категорії на промисловому виробництві ? Види систем оборотного водопостачання ???

Вода першої категорії - застосовується як теплоносій для охолоджування устаткування і продукту в теплообмінних апаратах (без контакту з продуктом). В процесі використання вода нагрівається і практично не забруднюється. До цієї категорії води відноситься охолоджування конденсаторів турбін в теплоенергетиці, металургійних печей в металургії, компресорів, холодильних машин і ін.

Вода другої категорії - здійснює поглинання і транспортування домішок у виробничих процесах без тепловиділення. При використанні вода насищається різноманітними домішками, але не нагрівається. До цієї категорії води відноситься промивка продукту і продукції, наприклад, в текстильній промисловості, гальванічному виробництві, електроніці і ін.

Вода третьої категорії - бере участь одночасно в поглинанні і транспортуванні домішок і в охолоджуванні продукту і устаткування. В процесі використання вода насищається домішками і нагрівається. До цієї категорії води відноситься мокра газоочистка, охолоджування прокатних станів і машин розливання сталі і чавуну в металургії і ін.

Вода четвертої категорії - застосовується для розчинення реагентів в хімічній технології, в текстильній промисловості, електролітів і ін. При цьому утворюються технологічні розчини, які в стік зливатися не повинні.

Вода п'ятої категорії - входить до складу готової продукції, наприклад, в харчовій промисловості (консерви, алкогольні і безалкогольні напої і ін.). Вода цієї категорії безпосередньо в стік не надходить.

Вода шостої категорії - застосовується як теплоносій в теплоенергетиці і теплопостачанні у вигляді пари і перегрітої води. Така вода після нагріву в теплогенераторах надходить в теплотехнічний контур і в стік не скидається.

Системи оборотного водопостачання поділяються на відкриті та закриті. [6]

Відкриті системи -- це такі системи, в яких охолодження води здійснюється на градирнях, бризкальних басейнах, ставках-охолоджувачах, з використанням обладнання та споруд відкритого типу при безпосередньому контакті охолоджуючої вод та повітря.

Закриті системи -- це такі системи, в яких охолоджуюча вода не вступає у безпосередній контакт з повітрям і охолоджується у закритих теплообмінниках, тобто через стінку.

У відкритій системі втрати води складаються з втрат на випаровування та на крапельний винос з вітром. Поповнення втрат води здійснюється за рахунок підживлення. Втрати води називаються безповоротними. [6]

У закритих системах втрати води зведені до мінімуму та визначаються тільки витіканням з нещільних з'єднань трубопроводів і арматури. У теперішній час закриті систем застосовуються в основному в охолоджуючих системах водопостачання, де вода тільки нагрівається і не забруднюється механічними домішками. На підприємствах часто кількість охолоджуючих систем значно перевищує інші, в яких вода забруднюється. В охолоджуючих системах використовується до 70-80% води від загальної витрати, що споживається підприємством. Це так звані умовно-чисті цикли. Для забруднених систем закриті теплообмінники поки що не застосовуються.

Схеми водопостачання можуть бути:

· прямоточні (при наявності досить потужного джерела),

· оборотні (найчастіше),

· змішані.

Для охолодження конденсаторів використовується технічна вода без нормування її якості. Проте підвищення коефіцієнту корисної дії паросилової установки досягається покращенням якості води та зниженням її температури. [12]

При прямоточній системі охолодження вода проходить через конденсатор турбіни одноразово, при цьому забір води з ріки здійснюється обов'язково із створу, який розташовано вище по течії, ніж скид води. Вода після використання на охолодженні скидається в річку, водосховище. Така система потребує значних капітальних вкладень, потужних джерел водопостачання, проте забезпечує низькі і стабільні температури води (рис.4.1).

Градирні -- це спеціальні пристрої для штучного охолодження рідких теплоносіїв. Вони знайшли велике поширення у промисловості і, зокрема, на ТЕЦ.

Основним робочим елементом градирні є зрошувальний пристрій. Вода після конденсаторів турбін подається на зрошувальний пристрій, в якому розподіляється на краплини, струмені або плівки. Вода у вигляді крапель, струменів та плівок стікає униз, а назустріч їй рухається повітря через бокові отвори знизу витяжної башти (рис.4.3) в процесі взаємодії з повітрям вода охолоджується в результаті конвективного теплообміну та часткового випаровування. Нагріте та насичене водяними парами повітря відводиться уверх через витяжну башту. За взаємним напрямком руху середовищ найбільше поширення у нашій країни отримали протиточні градирні з природною тягою і зрошувальними пристроями. [12]

Вода потрапляє у градирню до зрошувального пристрою на висоті 10-20 м. Висота витяжної башти залежить від типорозміру градирні і може досягати 150 м, діаметр башти внизу 100м, а вихідний діаметр 45-60м. Площа зрошувального пристрою найбільш крупних градирень складає близько 10000м2.

На великих станціях перевагу слід віддавати оборотним системам з охолодженням води в баштових градирнях (Рівненська атомна електростанція), в водосховищах-охолоджувачах (Хмельницька атомна електростанція), для невеличких станцій - з охолодженням води у вентиляторних градирнях або бризкальних басейнах. При використанні градирень охолоджена вода потрапляє у машинний зал станції, де встановлені циркуляційні насоси подачі води на конденсатори. В деяких випадках використовуються змішані системи, коли в маловодні періоди додатково до прямоточної системи підключаються водосховища, градирні, бризкальні басейни. [12]

У процесі хімічної підготовки води для живлення парових котлів утворюються декілька видів стічних вод:

· стічні води та осад (шлам) від освітлювачів (вертикальних відстійників) для реагентного (содо-вапняного) зм'якшення води;

· стічні води від промивки механічних фільтрів;

· стічні води від спушування завантаження натрій-катіонітових фільтрів;

· засолонені стічні води від промивки (регенерації) натрій-катіонітових фільтрів (ці води забруднені солями жорсткості, хлоридами та іншими компонентами сольового змісту). [9]

Схема установки для хімічної підготовки включає практично всі види апаратів для очистки води:

· очистка від механічних домішок у відстійниках з коагуляцією та флокуляцією;

· фільтрування води на механічних зернистих фільтрах;

· зм'якшення води содо-вапняним методом з подальшим прояснюванням пом'якшеної води в освітлювачах із завислим шаром або у вертикальних відстійниках;

· фільтрування пом'якшеної води на механічних зернистих фільтрах;

· подальше зм'якшення води на натрій-катіонітових фільтрах в один або два ступеня;

· видалення з води хлоридів та сульфатів на іонообмінних фільтрах. [12]

3. Трасування мереж виробничого водопостачання

Трасування мереж виробничого водопостачання.

Як правило, водопровідні мережі виробничого водопостачання промислового підприємства повинні бути кільцевими. Тупикові лінії водопроводів припустимо приймати для подачі води на промислові потреби при можливості перерви у водопостачанні на час ліквідації аварії. Частина мереж виробничого водопостачання працюють як напірні і позначаються на схемах В3Н, В4Н, В6Н, В7Н. інша частина може бути самопливними і позначаються на схемах В3С, В6С, В10С.

Мережу виробничого водопостачання промислового підприємства можна проектувати із сталевих (ГОСТ 10704-76*. ГОСТ 10707-80*. ГОСТ 8696-74*), азбестоцементних (ГОСТ 539-80), пластмасових (ГОСТ 18599-73), залізобетонних (ГОСТ 12586-74*, ГОСТ 16953-78*) труб. Вибір матеріалу труб залежить від технологічних показників води, агресивності ґрунтів, умов роботи трубопроводів, економічності та ін. Найчастіше застосовуються сталеві труби, як найбільш придатні до експлуатації в умовах промислового підприємства.

Водопровідні мережі, як правило, належить приймати підземної прокладки. При підземній прокладці трубопроводу запірна, регулююча та запобігаюча трубопровідна арматура повинна встановлюватись у колодязях.

Глибина закладання напірних трубопроводів, рахуючи до його низу, повинна бути на 0,5 м більша за розрахункову глибину проникнення в ґрунт нульової температури, але не менше ніж 1,5 м за умови виконання робіт у колодязях. Також треба враховувати зовнішні навантаження від транспорту та умови перетину з іншими підземними спорудами і комунікаціями.

Розташування лінії зовнішнього водопроводу на генеральних планах, а також найменші відстані в плані і при перетинах від зовнішньої поверхні труб до споруд повинні прийматися згідно з [4, табл. 10].

У першу чергу необхідно виконати трасування самопливних трубопроводів від окремих цехів до центральної насосної станції, а потім напірних від центральної насосної до споживачів. При цьому необхідно дотримуватись таких правил:

~ трасування потрібно виконувати найкоротшими шляхами за тупиковою схемою за ухилом території промислового підприємства (по можливості не допускати контрухилів);

~ траси ділянок прокладати паралельно дорогам і будівлям на відстані не ближче:

§ 3,0 м до фундаментів будівель для самопливних;

§ 5,0 м до фундаментів будівель для напірних.

~ траси ділянок прокладати по можливості по непокритій території підприємства, а дороги й інші мережі перетинати під прямим кутом;

~ у місцях підключення випусків із цехів влаштовувати водопровідні колодязі для встановлення відключаючих засувок.

~ відстані від каналізації до господарсько-питного водопроводу повинні прийматись:

? до водопроводу з залізобетонних труб:

§ в глинистих ґрунтах - не менше 5,0 м;

§ в крупноуламкових та піщаних ґрунтах - не менше 10,0 м.

? до водопроводу з пластмасових труб не менше ніж 10,0 м.

~ відстань поміж мережами каналізації та виробничого водопроводу незалежно від матеріалу та діаметра труб, а також номенклатури і характеристики ґрунтів повинна бути не менше 1,5 м [4, табл. 10, прим. 2]

В курсовій роботі необхідно законструювати водопровідну мережу промислового підприємства згідно завдання кафедри. Це може бути кільцева мережа або тупикова, з вводом від водопровідної мережі міста чи відкритої водойми.

4. Види систем водопостачання залежно від способу використання води

Системи водопостачання промислових підприємств.

Системи водопостачання промислових підприємств класифікують за способами використання води: прямоточні, оборотні і з повторним використанням води. При прямоточних системах водопостачання промислових підприємств вода зазвичай входить до складу випускається фабриката або суттєво змінює свій склад, в зв'язку з чим її повторне використання недоцільне. У цьому випадку вона скидається після змішування з іншими стічними водами в місцеву гідрографічну мережу або передається на очисні споруди.

У оборотних системах водопостачання, коли вода застосовується в основному для охолодження, з метою її економії виявляється доцільним скидається підприємством (або окремим цехом) нагріту воду охолоджувати і подавати для повторного використання на тому самому об'єкті. При цьому з вододжерела подається тільки 3-5% загальної кількості використовуваної води для заповнення втрат при її обороті. Іноді оборотну воду доводиться не тільки охолоджувати, але і піддавати деякої очищення.

У системах повторного використання вода, скидається одним з промислових споживачів, може бути використана iншим, що дозволяє зменшити кількість води, що забирається з вододжерела.

На промислових підприємствах влаштовують водопроводи наступного призначення: окремі виробничі та господарсько-протипожежні; окремі виробничо-пожежний та господарсько-питної, окремі виробничий, протипожежний та господарсько-питної; об'єднаний виробничо-протипожежно-господарський.

Для водоємних промислових підприємств, розташованих у межах міста, які можуть використовувати малоочіщенную або неочищену воду, звичайно влаштовують самостійні (окремі від міського) виробничі водопроводи. Подібні водопроводи споруджують для груп підприємств, розміщених в одному районі міста.

Іншим характерним типом об'єктів водопостачання є великі водоємні промислові підприємства, розташовані за межами міста. При проектуванні водопроводів подібного промислового підприємства і селища при ньому необхідно враховувати витрати води на виробничі потреби підприємства, господарсько-питні потреби населення житлового селища і робітників під час перебування їх на виробництві, на поливання заводської території і зелених насаджень, на гасіння пожежі на підприємстві та в селищі. На промисловому підприємстві в залежності від якості використовуваної ним води можна влаштовувати як об'єднані, так і окремі системи подачі води на потреби виробництва, господарсько-питні та протипожежні потреби.

Найчастіше протипожежні обов'язки покладають на систему господарсько-питного водопроводу, що має зазвичай велику розгалуженість на території підприємства. Іноді для цього використовують систему виробничого водопроводу, а на підприємствах з підвищеною небезпекою влаштовують окремі протипожежні водогони.

Іноді система виробничого водопостачання значно ускладнюється тим, що окремі споживачі, що входять до складу підприємства, висувають різні вимоги до якості води або до напору, під яким вона надходить. Тому доводиться споруджувати кілька систем виробничих водопроводів.

водопостачання промисловий оборотний мережа

5. Класифікація систем оборотного водопостачання

Системи оборотного водопостачання є шагом уперед з питання захисту водоймищ від забруднення, оскільки дозволяють значно скоротити забір свіжої води та скоротити кількість стічних вод, що скидаються у водойми. Однак повністю замкнені системи оборотного водопостачання , в яких використовуються очищені й охолоджені води, не отримали ще великого поширення (наприклад, на заводах чорної металургії), оскільки робиться скид води у вигляді продувки для того, щоб підтримати сольовий зміст оборотної води на певному рівні. Однією з основних причин, які перешкоджають повному використанню забруднений або нагрітих стічних вод у обороті є утворення щільних сольових відкладень по тракту руху води - в одних випадках та корозійні процеси - в інших. Дуже часто ці обидва процеси протікають одночасно і нерозривно пов'язані. Таким чином, при переході на замкнений режим роботи виникає необхідність вивчення водно-сольового балансу систем оборотного водопостачання. Системи оборотного водопостачання поділяються на відкриті та закриті.

Відкриті системи - це такі системи, в яких охолодження води здійснюється на градирнях, бризкальних басейнах, ставках-охолоджувачах, з використанням обладнання та споруд відкритого типу при безпосередньому контакті охолоджуючої вод та повітря.

Закриті системи - це такі системи, в яких охолоджуюча вода не вступає у безпосередній контакт з повітрям і охолоджується у закритих теплообмінниках, тобто через стінку.

У відкритій системі втрати води складаються з втрат на випаровування та на крапельний винос з вітром. Поповнення втрат води здійснюється за рахунок підживлення. Втрати води називаються безповоротними.

У закритих системах втрати води зведені до мінімуму та визначаються тільки витіканням з нещільних з'єднань трубопроводів і арматури. У теперішній час закриті систем застосовуються в основному в охолоджуючих системах водопостачання, де вода тільки нагрівається і не забруднюється механічними домішками. На підприємствах часто кількість охолоджуючих систем значно перевищує інші, в яких вода забруднюється. В охолоджуючих системах використовується до 70-80% води від загальної витрати, що споживається підприємством. Це так звані умовно-чисті цикли. Для забруднених систем закриті теплообмінники поки що не застосовуються.

Размещено на Allbest.ru