Схемы подачи воды и их анализ

И ВОДООТВЕДЕНИЯ»

для групп ОВР-36 и ЗОВР-45а

на кафедре «Гидротехническое и дорожное строительство»

Системы и схемы водоснабжения

1.1 Классификация систем водоснабжения.

Система водоснабжения представляет собой комплекс инженерных сооружений, оборудования и трубопроводов, обеспечивающих забор воды из природного источника, очистку и обработку ее, транспортирование и подачу потребителям требуемых расходов и качества под необходимым напором.

Системы водоснабжения классифицируют по следующим признакам:

по виду водоисточника– с использованием поверхностных вод; с использованием подземных вод; смешанные;

по способу подъема воды– нагнетательные (напорные), в которых вода к потребителям подается механическим способом (насосами); самотечные (гравитационные); комбинированные;

по назначению:

— хозяйственно-питьевые – для подачи воды на питьевые, хозяйственно-бытовые и санитарно-технические нужды, а также на благоустройство населенных пунктов (полив улиц, зеленых насаждений и т.д.); качество воды — питьевая;

— производственные – подача воды различным отраслям производства (заводы, фабрики и др.) и для нужд сельского хозяйства (животноводческие фермы, производственные комплексы, предприятия по переработке сельскохозяйственной продукции, теплицы, пастбища и т.д.); качество воды определяется требованиями производства. Системы производственного водоснабжения могут быть оборотные, с повторным использованием воды и др.;

— противопожарные – подача воды на тушение пожаров.

Перечисленные группы водопроводов могут быть как самостоятельными, так и объединенными. Объединяют водопроводы в том случае, если требования, предъявляемые к качеству воды, одинаковые или это выгодно экономически. Например, хозяйственно-питьевые водопроводы в населенных пунктах, как правило, объединяют с противопожарным, т.к. это целесообразно экономически. Производственный водопровод можно объединять с хозяйственно-питьевым и противопожарным.

по способу доставки и распределения воды системы водоснабжения бывают:централизованные, децентрализованные и комбинированные.

Централизованная система – это система, при которой вода из одного или нескольких источников поступает в общую водораспределительную сеть или сначала в один или несколько резервуаров, а из них – в общую сеть, питающую водой весь объект данной системы. Водоснабжение всех потребителей при централизованной системе осуществляют из единой водопроводной системы. При этом водозаборные, водоподъемные и очистные сооружения рассчитаны на подачу воды всем потребителям, находящимся в зоне действия системы, и работают по согласованному графику.

Централизованные системы водоснабжения, подающие воду в сельские населенные пункты и другие объекты в пределах района, области и более обширного региона, называют групповыми сельскохозяйственными водопроводами, которые в зависимости от района обслуживания делят хозяйственные (колхозные, совхозные), межхозяйственные, областные, межобластные, межреспубликанские.

Групповые сельскохозяйственные водопроводы строят в первую очередь в безводных или плохо обеспеченных водой районах, а также когда местные водные ресурсы недостаточны или непригодны для водоснабжения.

Децентрализованная система – это система водоснабжения, при которой каждый хозяйственный или производственный центр снабжают водой обособленно, независимо от других объектов. При этом в каждом центре устраивают локальный водопровод.

Комбинированная система — промежуточная между децентрализованной и централизованной. При этой системе некоторые группы (кусты) объектов снабжают водой централизованно, используя кустовые водопроводы, а другие объекты – локально, используя локальные системы водоснабжения.

по характеру использования воды– прямоточные, в которых воду после однократного использования выпускают в канализацию; прямоточные с повторным использованием воды; оборотные, в которых воду после использования для технических целей очищают и охлаждают, затем многократно используют на том же объекте;

по надежности– одной из 3 х категорий в зависимости от вида потребителя и требований бесперебойности подачи воды.

1.2 Основные схемы систем водоснабжения

Системы водоснабжения устраивают по определенным схемам, которые представляют собой совокупность сооружений водопровода и последовательность расположения их на местности. Схемы расположения водопроводных сооружений различны и зависят в основном от принятого источника водоснабжения: его характера, мощности, качества воды в нем.

Проектирование любого водопровода начинается с вычерчивания его схемы в плане (в разрезе) и определения состава сооружений.

Обычно в начальной стадии проектирования составляют две (или более) возможные схемы водоснабжения, которые являются вариантами проекта будущего водопровода. Затем проводится технико-экономический расчет – сравнение вариантов, выбирают наивыгоднейший.

По выбранной схеме окончательно проектируют и рассчитывают все устройства и элементы СВ.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студента самое главное не сдать экзамен, а вовремя вспомнить про него. 9949 — | 7468 — или читать все.

195.133.146.119 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

источник

2.1. Системы водоснабжения населенных пунктов и промышленных предприятий.

Системы водоснабжения или водопровода (1.1) — это комплекс инженерных сооружений, предназначенных для забора воды из источника водоснабжения, ее очистка, хранение и представление к потребителям.

Системы водоснабжения или водопровода классифицируют по ряду признаков.

По виду обслуживаемого объекта подразделяют на городские, поселковые, промышленные, сельскохозяйственные, железнодорожные и др.

По назначению системы водоснабжения подразделяют на хозяйственно-питьевые системы водоснабжения (1.2), предназначенные для подачи воды на хозяйственные и питьевые нужды населения и работников предприятий; производственные системы водоснабжения (1,3), которые обеспечивают водой технологические цеха; противопожарные системы водоснабжения (1.4), которые обеспечивают подачу воды для тушения пожаров.

На основе технико-экономических расчетов часто устраивают объединенные системы водоснабжения: хозяйственно-питьевые, промышленно-противопожарные или промышленно-хозяйственно-противопожарные. Так, в городах и поселках устраивают объединенный хозяйственно-питьевой водопровод. На промышленных предприятиях, как правило, сооружают два раздельных водопровода — производственный и хозяйственно-противопожарный. Объединенный промышленно-хозяйственно-противопожарный водопровод (1.5) устраивают тогда, когда для технологических нужд предприятия необходимо небольшое количество воды питьевого качества. На некоторых промышленных предприятиях устраивают специальные противопожарные водопроводы.

По способу подачи воды различают самотечные водопроводы (гравитационные) (1.6) и водопроводы с механической подачей (1.7) воды (с помощью насосов).

По виду используемых источников различают водопроводы из поверхностных источников (1.8) — что забирают воду из рек, водохранилищ, озер, морей, и водопроводы из подземных источников (1.9) скважин (артезианских, ключевых). Есть также водопроводы смешанного питания (1.10) — из источников обоих типов.

Системы водоснабжения могут обслуживать как один объект, например, город или промышленное предприятие, так и несколько объектов. В последнем случае такую систему называют групповой системой водоснабжения (1.11). Систему водоснабжения, обслуживающую несколько крупных объектов, расположенных на значительном расстоянии один от другого, называют районной системой водоснабжения (1.12), или районным водопроводом. Небольшие системы водоснабжения, обслуживающие одно здание или небольшую группу компактно расположенных зданий из ближайшего источника, называют обычно местными системами водоснабжения (1.13). В случаях, когда отдельные части территории имеют значительную разность в отметках, устраивают зонные системы водоснабжения (1.14). При таком рельефе местности в сети для высоко расположенных участков насосы должны поддерживать высокое давление, которое недопустимо в сети для низко расположенных участков (обычно при 8-этажной застройке в сети поддерживается давление не более 0,6 Мпа). В связи с этим водопроводную сеть разбивают на зоны для каждой из которых устанавливают необходимое давление.

2.2. Схемы водоснабжения населенных пунктов и промышленных предприятий.

Схема водоснабжения (1.15) — это совокупность объектов, связанных в единый работающий комплекс. Схема водоснабжения населенного пункта зависит прежде всего от вида источника водоснабжения – поверхностного или подземного.

На рис. 1 приведена наиболее распространенная схема водоснабжения из поверхностного источника (1.16) населенного пункта с забором воды из реки. Речная вода поступает в водозаборное сооружение (1.17), из которого насосами станции первого подъема (1.18) подается на очистные сооружения(1.19). Очищенная вода поступает в резервуары чистой воды(1.20), откуда забирается насосами станции второго подъема(1.21) для подачи по водоводам (1.22) и магистральным трубопроводам(1.23) в водопроводную сеть(1.24), затем вода распределяется по отдельным районам и кварталам населенного пункта.

На территории населенного пункта (обычно на возвышености) сооружается водонапорнаябашня (1.25), которая, как и резервуары чистой воды служит для хранения и аккумуляции запасов воды. Необходимость устройства башни объясняется следующими обстоятельствами. Использование воды из водопроводной сети значительно колеблется на протяжении суток, тогда как подача воды насосами станции второго подъема относительно равномерная. В те часы суток, когда насосы подают в сеть воды больше, чем используют, излишек поступает в водонапорную башню; в час максимального расходования воды потребителями, когда расход, который подается насосами, недостаточен, в этом случае используется вода из башни. Водонапорная башня, расположенная в противоположном от насосной станции (второго подъема) конце города, называется контррезервуаром (1.26). При наличии близ населенного пункта значительной естественной возвышенности вместо водонапорной башни сооружают наземный водонапорный резервуар (1.27).

При использовании подземных вод, как источника водоснабжения схема водоснабжения из подземного источника (1.28) значительно упрощается. В этом случае очистные сооружения обычно не нужны — подземные воды часто не требуют очистки.

В некоторых случаях не устраивают также резервуаров чистой воды и насосной станции II подъема, поскольку вода может подаваться в сеть насосами, установленными в буровых скважинах. Иногда населенный пункт обеспечивается водой из двух или более источников – это водоснабжение с двусторонним или многосторонним питанием.

При расположении источника водоснабжения на значительной высоте по отношению к населенному пункту, когда подача воды из источника без помощи насосов невозможна, устраивают гравитационный водопровод (1.29).

Промышленные предприятия, отличаются значительным разнообразием технологических операций, и потребляют для отдельных процессов воду разного качества, требуя подачи ее под разными давлениями, имеют сложные схемы водоснабжения.

При расположении промышленного предприятия вблизи поселка, устраивают единый хозяйственно-противопожарный водопровод.

В районах, где относительно много предприятий, применяют групповые системы водоснабжения (1.30). Устройство групповых (или районных) систем сокращает число очистных сооружений, насосных станций, водоводов и тем самым уменьшает строительную и эксплуатационную стоимость системы.

Промышленные предприятия, расположенные на территории современного города, обычно получают хозяйственно-питьевую воду непосредственно из городского водопровода.

Рис. 1.1. Схема водоснабжения населенного пункта

I — водоприемник; 2 — самотечная труба; 3 — береговой колодец. 4- насосы станции I подъема; 5 — отстойники;6 — фильтры; 7 — резервуары чистой воды; 8- насосы станции II подъема; 9- водоводы; 10 — водонапорная башня; 11 — магистральные трубопроводы; 12- распределительные трубопроводы.

Рис. 1.2. Схема прямоточного водо- Рис. 1.3. Схема оборотного водоснабжения снабжения промышленного предпри- промышленного предприятия.
ятия.

Дата добавления: 2017-10-09 ; просмотров: 2315 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

источник

Под системой водоснабжения подразумевается комплекс сооружений, необходимых для снабжения водой потребителей в необходимом количестве, требуемого качества и под требуемым напором при обеспечении надежности их работы.

Системы водоснабжения можно разделить на хозяйственно-питьевые, производст­венные и противопожарные.

Помимо того, вода используется для мойки улиц, проездов, площадей, а также поливки зеленых насаждений и других целей.

В зависимости от вида объекта, снабжаемого водой, системы бывают городскими, поселковыми, промышленными и т.п.

При этом система водоснабжения может обеспечивать водой как один объект, так и группу однородных и разнородных потребителей на территории района.

На промышленных предприятиях в зависимости от схемы использования воды системы классифицируются на прямоточные, с последовательным использованием воды, оборотные и замкнутые.

В зависимости от источника питания водой объекта они подразделяются на системы, забирающие воду из поверхностных источников и из подземных источников.

По способу подачи воды потребителям системы могут быть напорными и безнапорными. Возможна комбинация этих схем подачи воды.

Система водоснабжения состоит из сооружений для забора воды из источника, ее транспортирования, обработки, хранения и регулирования подачи.

Вид водозаборного сооружения зависит от характера источника водоснабжения. Из поверхностных источников водоснабжения (рис. 1, а) забор воды осуществляется береговыми и русловыми водозаборами различных конструкций, из подземных (рис. 1, б) — водозаборными скважинами, шахтными колодцами, горизонтальными и лучевыми водозаборами, сооружениями для каптажа подземных вод.

Подъем и перекачка воды на очистные сооружения или к потребителю осуществляется насосной станцией I подъема.

После прохождения процесса кондиционирования вода подается потребителю насосной станцией II подъема.

Возможно устройство нескольких последовательно или параллельно работающих станций, что определяется техническими и экономическими требованиями.

Сооружения для кондиционирования воды необходимы для доведения ее качества до требований, предъявляемых к ней абонентами.

Резервуары чистой воды (сборные резервуары) служат для сглаживания неравномерности режима работы насосных станций I и II подъемов и хранения аварийных и противопожарных объемов

Водоводы следует рассматривать как сооружения для транспортирования воды к местам ее распределения. Они представляют собой систему труб (напорных и безнапорных) и каналов, по которым вода поступает к городу, поселку или промышленному объекту.

Для распределения воды по территории объекта и раздачи ее потребителям устраивается водопроводная сеть. Она представляет собой систему трубопроводов, уложенных по улицам, проездам и т.д., оборудованных необходимой арматурой для целей регулирования, ремонта, отбора воды на цели пожаротушения, поливки и т.д.

Сооружения для хранения и аккумулирования воды (водонапорная башня) выполняют ту же роль, что и резервуар чистой воды. Они сглаживают несовпадение режима работы насосной станции II подъема и режима водопотребления.

Место расположения водонапорной башни в значительной мере определяется рельефом местности. Как правило, ее устанавливают на возвышенных отметках с целью уменьшения строительной стоимости. Однако в общем случае место ее установки должно определяться гидравлическими и технико-экономическими расчетами систем подачи и распределения воды.

Если башня на местности располагается между насосной станцией II подъема и городом (см. рис. 1, а), то такая система водоснабжения называется с башней в начале сети, если по схеме, показанной на рис. 2.1, б, — то системой водоснабжения с башней в конце сети.

Вместо водонапорной башни может быть установлен наземный или подземный напорный резервуар, если вблизи города имеются достаточно высокие отметки земли, а при отсутствии таковых — безнапорный резервуар со станцией подкачки (станцией регулирования).

Емкости могут быть установлены и в промежуточное положение, если возвышенные отметки находятся в черте населенного пункта.

Рис.1. Общая схема систем водоснабжения из поверхностного (а) и подземного (б) источников

1 — водозаборное сооружение; 2, 5 — насосные станции соответственно I и II подъема; 3 — очистные сооружения; 4 — резервуар чистой воды; 6 — водоводы; 7 — напорной регулирующая емкость; 8 — водопроводная сеть

Расположение очистных сооружений возможно вблизи как водозаборных сооружений, так и потребителя.

Это зависит от удаленности водопотребителя от источника пи­тания, наличия строительной площадки, санитарных, технических или экономических соображений, а также качества воды в источнике.

Схема водоснабжения будет упрощена в случае соответствия качества воды в источнике требуемому. Тогда очистные сооружения могут отсутствовать. Такая схема возможна, например, при использовании артезианских вод, для которых характерно высокое санитарно-гигиеническое качество.

Если источник водоснабжения расположен выше отметок снабжаемой водой территории, то появляются предпосылки для подачи воды потребителю самотеком. К таким источникам относятся горные водохранилища и ключи, а также напорные артезианские воды. При этом отпадает необходимость устройства насосных станций, перекачивающих воду от источника питания до потребителя. При значительной удаленности потребителя от источника может возникнуть необходимость устройства нескольких последовательно работающих насосных станций, перекачивающих воду по водоводам.

Если город имеет развитую территорию исложный пересеченный рельеф местности, то для создания у абонентов требуемого давления устраивают несколько насосных станций.

При совпадении режима работы насосной станции и режима водопотребления необходимость устройства резервуаров и башен для целей регулирования отпадает.

Таким образом, обязательными элементами системы водоснабжения являются водозаборные сооружения, водоводы и водопроводная сеть.

Изложенные соображения относятся к системам водоснабжения как населенных пунктов, так и промышленных предприятий.

Существуют, однако, системы, специально устраиваемые для целей промышленного водоснабжения (прямоточная, с повторным использованием воды, оборотная и др.). Прямоточная система (рис.2, а) предусматривает забор все увеличивающихся количеств воды по мере развития промышлен­ного предприятия. После использования в технологическом цикле вода сбрасывается в водоем. Получить необходимые количества воды часто невозможно или требуются большие капитальные затраты. Для уменьшения действия сбрасываемых загрязненных вод на качество воды в источнике приходится осуществлять их очистку, что исключительно дорого. Поэтому более перспективными являются пути уменьшения количества сбрасываемых вод.

Рис 2. Схемы производственных водопроводов

а — прямоточная; б- с-повторным использованием воды; в — оборотная;

1 — река; 2 — водозаборное сооружение; 3 — очистные водопроводные сооружения; 4 — насосная станция II подъема; 5 — водоводы; 6 — промышленное предприятие; 7 — сброс отработавшей воды; 8 — станция очистки сточных вод; 9 — сброс воды в реку; 10 — водоохлаждающее устройство; 11 — сборный резервуар; 12 — насосная станция оборотной воды

Система повторного использования воды (рис. 2.2, б) представляет собой систему, в которой свежая вода, пройдя технологический цикл на одном из производств, участвует в технологическом процессе следующего производства. Для создания такой схемы необходимо, чтобы качество воды после использования на первом предприятии удовлетворяло требованиям технологического процесса второго производства. В противном случае требуется корректировка ее качества на очистных и охладительных сооружениях. Применение этой системы позволяет сократить суммарный расход свежей воды.

С целью сокращения забора свежей воды из источников водоснабжения и охраны их от загрязнения широко применяются системы оборотного водоснабжения (рис. 2, в). Они необходимы в случае маломощности источника водоснабжения. В этой системе вода, участвующая в технологическом процессе, не сбрасывается в водоем, а после обработки вновь возвращается в производственный цикл. Потери, имеющие место в производстве, восполняются из источника.

Для потребителей, расположенных на значительном расстоянии друг от друга в условиях дефицита источников водоснабжения, применяют групповые и районные системы водоснабжения (рис.3).

Они строятся для сельских населенных пунктов, животноводческих ферм, полевых станов, пастбищ, а также при обустройстве групп курортных поселков и обьектов промышленности.

Для таких условий, как правило, устраивают единые системы водоснабжения, транспортирующие воду потребителям 1 по системе водоводов 2. Для снижения высоких давлений в водоводах, возникающих вследствие их большой протяженности, в отдельных узлах системы водоводов устанавливают резервуары 3, в которые сбрасывается вода. Вода из резервуаров забирается насосными станциями 4 и подается в последую­щий участок водовода, а также близлежащим потребителям.

Эти водопроводы, имеющие большую протяженность, как правило, проектируют по разветвленной схеме. Устройство кольцевой сети в этом случае приводит к значительным материальным затратам. С целью обеспечения бесперебойного снабжения водой потребителей в случае аварии на магистральных водоводах на территории объектов помимо водонапорных башен устраивают наземные резервуары. В них содержится аварийный запас воды, который может быть подан в сеть насосной станцией, расположенной рядом с ним. Возможность получения воды от двух и более источников повышает надежность водоснабжения.

Как уже говорилось, по виду потребления воды системы подразделяются на хозяйственно-питьевые, производственные, противопожарные и поливочные. Каждый из потребителей предъявляет свои требования к количеству и качеству подаваемой ему воды, напору, создаваемому в системе, и т.д.

Рис.3. Групповая система водоснабжения

Вода к потребителю может подаваться как по единой (объединенной), так и по раздельным системам водоснабжения.

В городах, как правило, устраивают единую систему водоснабжения для хозяйственно-питьевых и противопожарных целей. На хозяйственно-питьевые нужды промышленных предприятий вода также подается от городского водопровода.

Вода на технологические и противопожарные нужды предприятий в зависимости от требуемого качества, экономической целесообразности и требований рационального ее использования может быть получена как от объединенной системы водоснабжения, так и от специально построенной. Забор воды на поливку может осуществляться как из городской сети, так и из постороннего источника. Вопрос об объединении систем в этом случае решается с учетом экономических, технических и санитарно-гигиенических факторов.

Система водоснабжения в процессе работы должна удовлетворять требованиям надежности и экономичности. Недоучет требований надежности при проектировании, строительстве и эксплуатации систем может привести к нарушениям нормального водоснабжения.

Под надежностью понимается способность системы обеспечивать потребителей водой в необходимых количествах, требуемого качества и под требуемым напором. Одним из показателей надежности функционирования системы может служить вероятность ее безотказной работы в течение рассматриваемого времени.

Различают технологическую и санитарную надежность. Технологическая надежность обеспечивается рядом мер на стадии проектирования, строительства и эксплуатации: созданием запасов воды в источниках водоснабжения, использованием двух и более независимых источников, увеличением числа водозаборных сооружений, прокладкой нескольких параллельно работающих водоводов, устройством кольцевых во­допроводных сетей, увеличением объемов запасно-регулирующих емкостей в системе подачи и распределения воды, созданием резервных мощностей очистных сооружений, обеспечением бесперебойного энергоснабжения, разработкой математических моделей распределения воды при авариях.

К мероприятиям по повышению санитарной надежности системы водоснабжения относятся: устройство локальных прудов-водохранилищ при снабжении водой из рек и каналов, подверженных случайным залповым загрязнениям; создание системы непрерывного контроля наличия токсичных загрязнений в источнике; организация зон санитарной охраны; составление банка данных о потенциально опасных веществах, хранимых или транспортируемых на водосборной площади, которые в аварийной ситуации могут заразить источник водоснабжения; разработка моделей вероятных загрязнений водоисточника; подготовка технологии обработки воды в условиях аварийных загрязнений; устройство автоматизированных постов контроля качества воды в источнике водоснабжения выше водозаборов; предотвращение вторичного загрязнения воды в распределительной сети и регулирующих узлах; обеспечение населения питьевой водой в условиях катастроф и особо крупных аварий в системе водоснабжения.

Экономичность системы достигается принятием решений, обеспечивающих минимальные затраты на строительство и эксплуатацию при соблюдении необходимых параметров ее работы, а также требований надежности.

источник

Системы водоснабжения, их классификация

Основные сооружения и режим их работы

Системы и схемы водоснабжения населенных мест.

Системы водоснабжения представляют собой комплекс сооружений, предназначенных для забора воды из источников водоснабжения, ее очистки, хранения и подачи потребителям в необходимых количествах, требуемого качества и под требуемым напором.

Классификация применяемых на практике систем водоснабжения представлена на рис. 1.1.

Если системы водоснабжения обеспечивают водой отдельные районы страны или группы различных населенных пунктов и других объектов, то они называются районными, или групповыми системами. Целесообразность создания групповых и районных систем водоснабжения возникает, обычно в условиях маловодной местности при необходимости обеспечения водой ряда объектов, расположенных на территории некоторого района.

Системы водоснабжения могут быть объединенными (едиными), неполно раздельными и раздельными.

Объединенные системы – это водопроводы, выполняющие одновременно хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные функции. Такие водопроводы устраивают в городах, поселках и на предприятиях, на технологические нужды которых требуется вода питьевого качества, а также на предприятиях, не требующих воды питьевого качества, если экономически нецелесообразно устраивать самостоятельный производственный водопровод.

Устройство неполно раздельной системы водоснабжения обусловливается несовпадением требований к качеству воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды. О степени объединения этих водопроводов на самом предприятии и с городским водопроводом судят по результатам технико-экономического расчета. Так как на промышленной площадке бывают потребители с различными требованиями к воде по качеству и свободным напорам, то часто устраивают несколько промышленных водопроводов. Возможность объединения противопожарного водопровода с хозяйственно-питьевым или производственным водопроводом зависит от особенностей технологических процессов предприятий и количества воды, требующегося на нужды пожаротушения. Как правило, противопожарный водопровод объединяют с хозяйственно-питьевым, имеющим большую разветвленность.

Раздельную систему водоснабжения, предусматривающую наличие самостоятельных хозяйственно-питьевого, противопожарного и производственного водопроводов, устраивают довольно редко. Это оправданно в том случае, когда по технологическим соображениям производственный и противопожарные водопроводы объединять нельзя, а объединение противопожарного и хозяйственно-питьевого – экономически нецелесообразно.

В зависимости от рельефа местности снабжаемой водой территории и требуемых свободных напоров системы водоснабжения подразделяются на однозонные и многозонные. При однозонной системе все объекты, расположенные на снабжаемой водой территории, питаются от одной системы водоснабжения. При резко пересеченном рельефе местности для поддержания требуемого напора в высокорасположенных узлах сети должно поддерживаться давление, которое недопустимо для низкорасположенных участков. В этих условиях водопроводную сеть разбивают на зоны, в каждой из которых поддерживается требуемый напор с помощью насосов и напорных резервуаров. Самостоятельные поливочные водопроводы устраивают чрезвычайно редко. Обычно их функции выполняют хозяйственно-питьевые водопроводы или производственные – при наличии разрешения санитарных органов.

Схема водоснабжения городов и населенных пунктов определяется видом источника водоснабжения, качеством воды в нем, рельефом местности, режимом водопотребления.

В общем случае система водоснабжения включает в себя следующие сооружения (рис. 1.2):

1 – водозаборные сооружения, с помощью которых осуществляют захват воды из природных источников;

2 – насосная станция первого подъема, подающая воду к местам ее очистки;

3 – водоводы первого подъема;

4 – очистные сооружения по очистке воды;

6 – насосная станция второго подъема;

7 – водоводы второго подъема;

8 – наружная водопроводная сеть города;

10 – водоводы, соединяющие водонапорную башню с сетью города.

В зависимости от местных природных условий и характера потребления воды, а также по экономическим соображениям схема водоснабжения может сильно меняться.

Приведенная схема водоснабжения может быть применена как для населенных пунктов, так и для промышленных производств. Однако существуют схемы системы водоснабжения, предназначенные только для предприятий.

Водоснабжение промышленных предприятий может быть осуществлено по прямоточной, последовательной и оборотной схемам.

Основными факторами, влияющими на выбор схемы производственного водоснабжения, являются общее водопотребление, наличие источников водоснабжения и их мощность, расстояние от площадки завода до источника водоснабжения, разность геодезических отметок заводской площадки и уровня воды в источнике, условия охраны водоема от загрязнений производственными сточными водами.

При прямоточной схеме водоснабжения (рис.1.3, а) вода, забираемая из источника водоснабжения, после соответствующей очистки поступает на технологические нужды предприятия, а затем, после очистки, сбрасывается в водоем ниже по течению относительно объекта водоснабжения. Прямоточная схема водоснабжения экономически целесообразна при малых расстояниях от источника водоснабжения до завода, а также при незначительной разности отметок уровня воды в источнике и площадки завода. Кроме того, она может быть применена при технологических процессах, не допускающих использования оборотной воды из-за ее загрязненности.

С увеличением расстояния между источником водоснабжения и промышленной площадкой, а также разности геодезических отметок, более предпочтительно применение оборотной схемы (рис.1.3, б). Она становится единственно возможной при малых мощностях источника водоснабжения и при технологии, не допускающей применения прямоточной и последовательной схем из-за наличия в отработавшей воде токсичных веществ, очистка от которых затруднена.

При оборотной схеме резко уменьшается забор «свежей» воды из источника водоснабжения: он составляет около 3 – 5 % количества воды, забираемого из источника при прямоточной схеме водоснабжения. Как правило, отличием большинства оборотных систем являются устройства для охлаждения воды (градирни, пруды-охладители и др.). При необходимости могут быть предусмотрены также очистные сооружения.

Схема с последовательным использованием воды, занимающая промежуточное положение между рассмотренными схемами, становится целесообразной при небольших расстояниях между цехами, сбрасывающими и использующими отработавшую воду. По этой схеме вода может поступать к следующему потребителю как после очистки и охлаждения, так и без них, что определяется технологией производства.

Та или иная схема водоснабжения выбирается на основе технико-экономического сравнения вариантов и соблюдения условий охраны водоемов от загрязнений.

В дальнейшем промышленность будет переходить на бессточную схему водоснабжения, которая позволяет использовать в производственном водоснабжении все стоки, сбрасываемые с территории заводов, сократив до минимума забор воды из источника водоснабжения, исключить загрязнение водоемов вредными примесями, извлекать полезные вещества из сточных вод предприятия.

Дата добавления: 2014-01-07 ; Просмотров: 1197 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

источник

Обоснование темы

Вода, являясь главным источником жизни, играет большую роль в сельском хозяйстве и, в частности, в животноводстве. Потребности животноводства в воде в десятки раз превышают потребности населения.

Механизация водоснабжения сокращает затраты труда, способствует повышению продуктивности и созданию необходимых санитарно-гигиенических условий в животноводческих помещениях и соблюдению правил пожарной безопасности.

Для животноводческих предприятий требуется значительное количество доброкачественной воды: на поение скота, для приготовления кормов, очистки емкостей, оборудования и помещений и на другие цели. Животноводческие предприятия и населенные пункты, как правило, стремятся снабжать водой из одного источника. В соответствии с этим качество воды должно удовлетворять всем требованиям, которые предъявляются к воде, предназначенной для хозяйственно-питьевых нужд. Качество воды оценивают по ее физическим свойствам, а также по химическому и бактериологическому составу. Оно должно отвечать требованиям ГОСТ «Вода питьевая». Она должна быть чистой, прозрачной, иметь приятный вкус, температуру 280…285К, оптимальный химический состав примесей, не содержать патогенные микроорганизмы и яйца гельминтов. Общее число бактерий в 1 мл неразбавленной воды допускается не более 100, а бактерий группы кишечной палочки в 1 л — не более 3. Кроме того, вода не должна содержать извести, магния, железистых соединений и органических веществ. Если вода жесткая, то на стенках труб водогрейных установок образуются отложения, которые уменьшают пропускную способность труб и их теплопередачу. Для смягчения воду пропускают через фильтр, хорошо поглощающий кальций и магний, или нагревают до 70…80 0 С, в результате чего кальций и магний выпадают в осадок. Для обеззараживания воды в нее добавляют чистый хлор или хлорную известь. Воду обрабатывают хлором в специальных аппаратах-хлораторах.

Заключение о пригодности воды дают органы санитарной инспекции. Если содержание вредных примесей и бактерий превышает допустимые нормы, воду подвергают обработке.

Обзор и анализ существующих способов и схем водоснабжения

При организации водоснабжения важно правильно выбрать источник воды.

Источниками водоснабжения могут служить поверхностные (открытые) и подземные (закрытые) водоемы.

Использование открытых водоемов допускается как исключение. Их делят на естественные (реки, озера, ручьи) и искусственные (пруды, каналы и др.). Поверхностные источники более доступны для водоснабжения. Однако вода этих источников часто требует очистки или обеззараживания, что значительно увеличивает ее стоимость. Особенно загрязнена вода у берегов. Поэтому место забора воды должно быть удалено от берега и по возможности расположено на большой глубине.

Как источники водоснабжения подземные воды имеют большое распространение. Как правило, они лучше поверхностных вод по качеству и широко распространены по территории нашей страны. Подземные (закрытые) источники могут быть двух видов: грунтовые и межпластовые. Воды, залегающие на глубине 40. 50 м от поверхности земли (над первым водонепроницаемым слоем), называют грунтовыми. К грунтовым водам относят также подземные воды, залегающие на небольшой глубине (3. 5 м от поверхности земли), которые часто называют «верховодками». Эти воды могут загрязняться просачивающимися с поверхности нечистотами. Воды, залегающие между двумя водонепроницаемыми слоями (пластами), называются межпластовыми. Межпластовые воды разделяют на безнапорные и напорные (артезианские). Напорные (артезианские) воды заполняют всю толщу водоносной породы и под давлением поднимаются в колодцах на большую высоту, а иногда и фонтанируют. Безнапорные воды залегают между двумя водонепроницаемыми слоями (пластами) породы, не полностью заполняют слой и имеют свободную поверхность.

Межпластовые воды (напорные и безнапорные) хорошо защищены от поверхностного загрязнения и обладают высокими вкусовыми качествами. Запасы межпластовых вод велики; температура их в течение года изменяется незначительно. Эти источники считаются наилучшими для водоснабжения в сельском хозяйстве.

Для забора воды из источников используют устройства, называемые водозаборными сооружениями. Для поверхностных источников воды применяют русловые и береговые водозаборные сооружения (рис.1а и 1б).

Русловые водозаборы применяют в тех случаях, когда воду берут из средней части реки, имеющей пологие берега и небольшую глубину. Береговые водозаборы применяют при достаточной глубине у берега реки и устойчивом грунте.

Рисунок 1а — Схема руслового водозабора

1 — водоприемник; 2 — самотечная линия; 3 — береговой колодец; 4 — насосная станция; z_k — отметка воды в приемном отделении; h — гидравлические потери в тракте самотечных линий при минимальном уровне воды.

Рисунок 1б — Схема берегового водозабора с насосной станцией первого подъема

1 — входные окна; 2 — береговой колодец; 3 — служебный павильон; 4 — всасывающие трубы; 5 — галерея; 6 — насосы; 7 — насосная станция первого подъема; 8 — перегородка берегового колодца; 9 — сетка; А — приемное отделение; Б — всасывающее отделение.

Для забора воды из подземных источников применяют шахтные и трубчатые колодцы.

Шахтные колодцы обычно сооружают при залегании подземных вод на глубине не более 40 м. Такой колодец (рисунок 2) представляет собой вертикальную выработку в грунте, врезающуюся в водоносный пласт, и состоит из шахты 4, водоприемной части 5 и оголовка 2. Шахту делают квадратного сечения со стороной 1…3 м или круглой диаметром 1…3 м. Для крепления стен шахты применяют дерево, камень, бетон, железобетон, кирпич. Для вентиляции колодца служит труба 1. Дебит шахтных колодцев часто определяют способом откачки.

Рисунок 2 — Схема шахтного колодца.

1 — вентиляционная труба; 2 — оголовок; 3 — глиняный замок; 4 — шахта; 5 — водоприемная часть; 6 — донный фильтр.

Трубчатые колодцы применяют для забора подземных вод, залегающих на глубине до 150 м, а иногда и глубже. Такой колодец представляет собой глубокую пробуренную скважину диаметром до 350 мм. Стенки скважины закрепляют обсадными трубами, которые предохраняют колодец от обвала и перекрывают водоносные слои, расположенные выше эксплуатируемого водоносного горизонта. Внутри колонны труб размещают водоподъемное оборудование.

Трубчатый колодец (рисунок 3) включает в себя водоприемную часть, ствол и оголовок. Водоприемную часть (фильтр) заглубляют в водоносный пласт. Она состоит из надфильтровой трубы 4, фильтрующей части 5 и отстойника 6. Труба 4соединяет фильтр с нижней обсадной трубой 2. Место соединения уплотняют сальником 3.

Трубчатые колодцы оборудуют щелевыми, сетчатыми, гравийными или блочными фильтрами. Тип фильтра выбирают в зависимости от гранулометрического состава водоносных пород. В устойчивых каменных породах с трещинами устраивают бесфильтровые трубчатые колодцы, в которых вода из водоносного слоя поступает непосредственно в нижнюю часть ствола колодца.

Рисунок 3 — Схема трубчатого колодца.

1 — кондуктор; 2 — обсадные трубы; 3 — сальники; 4 — надфильтровая труба; 5 — фильтрующая часть; 6 — отстойник фильтра.

Насосные станции предназначены для подъема воды из водозаборного сооружения, передачи ее напорным устройствам и через них — потребителям. Насосные станции разделяются на станции первого и второго подъема. Станции первого подъема применяют в тех случаях, когда воду источника необходимо очистить.

Основные рабочие органы насосных станций — насосы и водоподъемники.

Насосами называют гидравлические машины, предназначенные для подъема, нагнетания и перемещения жидкости.

По принципу действия насосы подразделяют на следующие основные группы:

лопастные (центробежные, диагональные и осевые), в которых жидкость перемещается под действием вращающегося рабочего колеса, снабженного лопастями;

объемные (насосы вытеснения), к которым относят поршневые и роторные (винтовые, шестеренчатые, шиберные и др.);

струйные (эжекторы), в которых для подачи жидкости используется энергия другого потока жидкости.

Водоподъемники применяют следующих типов:

воздушные (эрлифты и пневматические насосы замещения), в которых для подъема воды используется сжатый воздух;

гидроударные (гидравлические тараны), в которых вода нагнетается давлением, появляющимся при гидравлическом ударе;

ленточные и шнуровые, основанные на смачивании водой непрерывно движущейся ленты (шнура).

В сельскохозяйственном водоснабжении широкое распространение получили центробежные насосы. Они просты по конструкции, надежны и удобны в эксплуатации. Центробежные насосы применяют для подачи воды из открытых источников, шахтных и трубчатых колодцев. Центробежный насос (рисунок 4) состоит из всасывающего 4и напорного 1патрубков и лопастного рабочего колеса 2,жестко насаженного на вал, который вращается в спиралеобразном корпусе 3. При вращении рабочего колеса вода, увлекаясь лопастями, начинает вращаться вместе с колесом и под действием центробежной силы отбрасывается от центра колеса к периферии и далее через напорный патрубок в трубопровод водопроводной сети.

Рисунок 4 — Центробежный насос.

1 — напорный патрубок; 2 — рабочее колесо; 3 — корпус; 4 — всасывающий патрубок.

Более совершенны комбинированные центробежно-вихревые насосы. Они состоят из двух рабочих колес, одно из которых такое же, как и у центробежного насоса, другое — вихревое. Колеса соединяют последовательно в одном корпусе. Центробежно-вихревые насосы — самовсасывающие, коэффициент полезного действия их выше, чем вихревых насосов. Они широко применяются на автоматизированных насосных станциях для подъема воды из открытых источников и шахтных колодцев.

Осевые (пропеллерные) насосы предназначены для подачи больших расходов при сравнительно низких напорах. Рабочее колесо имеет 2. 3 лопастей (чаще 4 лопасти). Жидкость в насосе движется в осевом направлении и при сходе с лопаток приобретает вращательное движение. Выравнивание потока жидкости обеспечивается направляющим аппаратом. Лопасти могут поворачиваться относительно оси, что изменяет угол атаки.

Объемные насосы преобразуют энергию двигателя в энергию перемещаемой воды при помощи вытеснительного устройства — поршня, плунжера, винта, воздуха, зубьев шестерен и так далее, то есть принцип их действия основан на периодическом изменении объема рабочей камеры. В зависимости от вида основного рабочего органа объемные насосы называют поршневыми, плунжерными, винтовыми, диафрагменными, шестеренчатыми и так далее. Основное их назначение — подача воды из шахтных колодцев и буровых скважин.

Водоструйные установки используют для забора воды из трубчатых и шахтных колодцев. Схема водоструйной установки приведена на рисунке 5, центробежный насос 5 подает часть воды (рабочую воду) по напорной трубе 3 к соплу 9 водоструйного насоса 2. Из него с большой скоростью она попадает в смесительную камеру 8, в которой создается разрежение и вода из источника подсасывается и перемешивается с рабочей водой. Далее смешанный поток проходит через диффузор 7, где давление увеличивается (за счет уменьшения скорости потока) до величины, необходимой для подъема воды по трубе 4 на уровень, с которого может работать центробежный насос.

Совместная работа водоструйного и центробежного насосов позволяет поднимать воду из глубоких колодцев при размещении центробежного насоса на поверхности земли. Конец всасывающей трубы устанавливают ниже динамического уровня воды в колодце. Центробежный насос подбирают с такой подачей, чтобы он обеспечивал водой потребителя и питание водоструйного насоса. Водоструйные установки просты по устройству и надежны в эксплуатации, однако их коэффициент полезного действия не превышает 30…32%.

Рисунок 5 — Водоструйная установка (слева) и водоструйный насос.

1 — всасывающая труба; 2 — водоструйный насос; 3 — напорная труба; 4 — подъемная труба; 5 — центробежный насос; 6 — бак; 7 — диффузор; 8 — смесительная камера диффузора; 9 — коническая насадка (сопло); 10 — всасывающий патрубок насоса.

Воздушный водоподъемник (эрлифт) представляет собой опущенную в скважину 3 (рисунок 6) водоподъемную трубу 2, в которую с помощью форсунки 1по трубе 6подается сжатый воздух от компрессора. Образовавшаяся в трубе 2воловоздушная смесь (эмульсия) поднимается к приемному баку 5с водоотделителем 4, где воздух отделяется и уходит в атмосферу, а вода сливается по трубе в сборный резервуар, из которого насосами подается в сеть или водонапорную башню.

Относительная простота устройства, надежность в работе (так как нет движущихся деталей в скважине), возможность подъема воды из наклонных, а также глубоких скважин малого диаметра, содержащих воду с песком, — эти преимущества эрлифтов определили их применение для целей пастбищного водоснабжения из трубчатых колодцев диаметром 100. 150 мм и глубиной 55. 90 м.

Необходимость большого заглубления водоподъемной трубы под динамический уровень, а также низкий КПД (0,2. 0,25) — основные недостатки эрлифтов.

Рисунок 6 — Схема воздушного водоподъемника (эрлифта).

1 — форсунка; 2 — водоподъемная труба; 3 — обсадная труба; 4 — водоотделитель; 5 — приемный бак; 6 — воздушная труба.

Ленточные (шнуровые) водоподъемники (рисунок 7) используют для сельскохозяйственного водоснабжения при подъеме воды из шахтных колодцев на пастбищах. Эти установки имеют привод от электродвигателя, двигателя внутреннего сгорания и ветродвигателей. Действие водоподъемников основано на смачивании ленты или шнура (32 x 12 мм) из эластичного материала. Лента (шнур) охватывает ведущий и ведомый шкивы и опущена в колодец с водой. При работе вода захватывается ведущей ветвью, движущейся со скоростью 2,5. 5 м/с, поднимается на поверхность, где под действием центробежных сил отрывается от ленты (шнура) и отбрасывается в накопитель. Высота подъема воды 30…50 м, подача 4. 5 м 3 /ч; КПД 0,25. 0,6, мощность привода 3. 4 кВт. Водоподъемники просты по конструкции и надежны в работе. Могут быть использованы также для подъема воды из дренажных колодцев.

Рисунок 7 — Схема ленточного водоподъемника.

1 — рама; 2 — крыша; 3 — ведущий шкив; 4 — ремень; 5 — двигатель; 6 — лента; 7 — натяжной шкив; 8 — груз.

Для подачи воды на производственные и хозяйственно-питьевые нужды животноводческие хозяйства должны быть оборудованы водопроводной сетью. Различают внешнюю и внутреннюю водопроводную сеть.

Внешняя водопроводная сеть — это та часть распределительной сети, которая расположена на территории комплекса или фермы за пределами помещений. Она может быть разветвленной или кольцевой.

Разветвленная, или тупиковая сеть (рисунок 8а), состоит из отдельных линий. Вода из водонапорной башни проходит по главной магистрали с ответвлениями, которые заканчиваются тупиками. Таким образом, вода поступает к потребителю только с одной стороны. Тупиковая сеть применяется лишь на небольших фермах.

Кольцевая сеть (рисунок 8б) обеспечивает движение воды по замкнутому кругу (кольцу) и подводит ее к потребителю с двух сторон. Кольцевая водопроводная сеть длиннее, чем соответствующая тупиковая, однако у нее имеется немало преимуществ: не застаивается вода, увеличивается пропускная способность сети и другие. Поэтому кольцевую сеть применяют чаще.

Внутренняя водопроводная сетьпредназначена для непосредственного распределения воды между потребителями внутри зданий. Для бесперебойной подачи воды на производственные нужды эта сеть выполняется только кольцевой. В производственных зданиях крупных комплексов эту сеть присоединяют к кольцевой сети наружного водопровода двумя вводами раздельно.

Рисунок 8 — Схема водопроводных сетей.

а — тупиковый; б — кольцевой.

Расход воды в животноводческих хозяйствах в течение суток неравномерный, и приспособить работу насосных станций к изменениям потребления воды без дополнительных промежуточных резервуаров воды очень трудно. Поэтому при устройстве водопроводных сетей необходимо предусмотреть специальные сооружения для запаса воды на непрерывное питание потребителей.

По способу получения воды из этих сооружений они бывают напорно-регулирующие и безнапорные.

Напорно-регулирующие сооружения создают в водопроводной сети напор, необходимый для распределения нужного количества воды потребителям. К ним относят водонапорные башни и пневматические котлы. Водонапорные башни создают необходимый напор за счет поднятия водонапорного бака на необходимую высоту, а в пневматических котлах — за счет давления сжатого воздуха в пространстве, свободном от воды в герметически закрытом сосуде.

Безнапорные сооружения выполняют в виде подземных резервуаров, вода из которых подается насосами в водонапорную сеть, а затем потребителю.

источник

Кафедра водоснабжения

ВОДОСНАБЖЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Учебно-методическое пособие для курсового и дипломного проектирования

для студентов специальности № 270112 «Водоснабжение и водоотведение»

Учебно-методическое пособие рекомендовано для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Строительство» специальности «Водоснабжение и водоотведение» и инженерно – технических работников водопроводно-канализационных хозяйств. Содержит рекомендации по выполнению курсового проекта, разъясняются его состав и объем, излагаются расчеты систем водоснабжения промышленных предприятий в соответствии с действующими строительными нормами и технической литературой.

Автор: Жаркова Наталья Викторовна – ассистент кафедры водоснабжения и водоотведения, Боронина Людмила Владимировна – к.т.н. доцент, заведующий кафедрой водоснабжения и водоотведения.

Рецензенты: Руднев В.П. – д.т.н., профессор; Зам. начальника ПОСВ – 1 Зубкова В.А.

Утверждена к печати на заседании методического совета специальности «Водоснабжения и водоотведения»

Утверждена к печати на заседании МС АИСИ

Целью настоящего методического пособия является оказание помощи студентам очной и заочной формы обучения специальности 270112 «Водоснабжение и водоотведение» при разработке курсового проекта на тему: «Водоснабжение промышленных предприятий» и раздела дипломного проекта по водоснабжению.

В методическом указании рассмотрены существующие системы промышленного водоснабжения и их основные элементы. Изложены методики расчета отдельных сооружений систем оборотного водоснабжения: циркуляционных и подпиточных насосных станций, установок обессоливания и механической очистки воды, брызгальных бассейнов и градирен с различными видами оросителей.

Системы и схемы водоснабжения промышленных предприятий

Вода на промышленных предприятиях расходуется на технологические (производственные) и хозяйственно-питьевые нужды, пожаротушение, полив зеленых насаждений и территорий.

1.1 Системы производственного водоснабжения

На промышленных предприятиях, как правило, имеется несколько производственных водопотребителей, каждый из которых может предъявлять свои требования к качеству воды, расходам и напорам, режиму водопотребления в течение суток, года. В процессе потребления, в зависимости от характера технологического процесса и роли воды в его осуществлении, происходят изменения физико-химических показателей ее качества.

На территории промпредприятий могут быть запроектированы следующие схемы промышленного водоснабжения:

— повторного использования (рис.2);

Прямоточная система предусматривает забор необходимого количества воды из источника, ее обработку (при необходимости) и сброс отработанной вода.

Система водоснабжения должна быть, как правило, с оборотом воды для всего промысленного предприятия или в виде замкнутых циклов для отдельных цехов, при этом следует предусмотреть , необходимую очистку сточной вода, охлаждение оборотной воды, обработку и повторное ее использование (без выпуска в водоемы).

Рис. I. Схемы прямоточного водоснабжения:

I — водозаборные сооружения; 2 — насосная станция; 3 — промышленное предприятие (п/п); 4 — сброс вода в реку, 5 — очистные водопроводные сооружения; 6 — канализационные очистные сооружения.

Рис. 2. Схемы повторного использования воды:

I — водозаборные сооружения; 2 — насосная станция 1-го подъема; 3, За — промышленные предприятия; 4 — резервуар; о – насосная станция; 6 — станция водоподготовки; 7 — охлаждающее устройство; 8 — очистка стоков; 9 — сброс отработанной воды в реку.

Рис. 3. Схема оборотного водоснабжения:

I — производство; 2 — охлаждающее сооружение; 3 — циркуляционная насосная станция; 4 — камера .(резервуар) добавки воды; 5 — очистная станция подпиточной воды; — насосная станция добавочной вода; 7 — водозабор; 8 – водовод

Рис. 4. Схема комбинированной системы водоснабжения:

I — водозаборные сооружения; 2 — насосная станция 1-го подъема; 3, 3′, 3″, 3*- промышленные предприятия; 4 – охлаждающее устройство; 5 — резервуар; б — насосная станция; 7 — очистная станция; 8 — канализационная очистная, станция; -I— вода из источника в прямоточную систему п/п; -2— подпитка оборотной системы; I — система прямоточного водоснабжения; П — система оборотного водоснабжения с охладителем; Ш — система повторно-оборотного водоснабжения с очистными сооружениями

1.2. Системы хозяйственно-питьевого водоснабжения

При расположении промышленных предприятий на территории населенных пунктов (городов) хозяйственно-питьевое водоснабжение осуществляется от городского водопровода. Для отдельно стоящих промышленных предприятий (обычно в сельской местности) и вновь проектируемых на территории населенных пунктов при невозможности обеспечения их водой в нужных количествах организуются -самостоятельные источники водоснабжения.

Подача воды из городской сети в хозяйственно-питьевой водопровод предприятия осуществляется по двум или более вводам из различных магистральных линий городской -водопроводной ceти. Пo конфигурации сети могут быть тупиковыми и кольцевые. Согласно [I, п.8.5] тупиковые сети для подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды допускается применять при диаметре труб не более 100 мм..

Если требуемый свободный напор водопроводной сети предприя­тия превышает свободный напор водопроводной сети города, то строят повысительные насосные станции и регулирующие резервуары.

Хозяйственно-питьевой водопровод может быть объединяй с производственным, если требование к качеству воды для производственных целей соответствует ГОСТ 2874-82 «Вода литьевая».

Допускается использовать воду городского водопровода на мелких предприятиях, где требуется незначительный расход воды не-питьевого качества на производственные нужды.

1.3. Системы противопожарного водоснабжения

Системы противопожарного водоснабжения предназначены для обеспечения пожарной безопасности людей, технологического оборудования, материальных ценностей и конструкций зданий и сооружений.

Вода для целей пожаротушения не должна содержать механических примесей, а также химических веществ, отрицательно влияющих на объект использования.

На промышленных предприятиях проектируют противопожарные водопроводы низкого и высокого давлений.

Противопожарные водопровода низкого давления устраивают при наличии на площадке промышленного предприятия или в радиусе 3 км от него пожарного депо. В этом случае наружное тушение пожара обеспечивается через пожарные гидрант при помощи привозных насосов, так как напор в сети поддерживается не менее 10м. На промышленных предприятиях чаще проектируют противопожарный водопровод высокого давления с напором более 60 м, обеспечивающий тушение пожара непосредственно из сети как внутри, так и снаружи зданий.

Противопожарный водопровод высокого давления часто объединяют с хозяйственно-питьевым, поэтому при пожаре в производственном водопроводе давление в сети остается постоянным и технологические процессы не нарушаются.

Противопожарный водопровод низкого давления также можно объединять с хозяйственно-питьевым. В этом случае при пожаре увеличивается количество подаваемой воды, а напор в сети поддерживается не ниже10м.

Противопожарный водопровод низкого давления допускается объединять с производственным водопроводом в. тех случаях, если расход на пожаротушение мал по сравнению с производственным расходом и увеличение подачи воды при пожаре не влияет на напор производственного водопровода.

Для малых предприятий иногда устраивают единую хозяйственно-питьевую-противопожарную-производственную систему водоснабжения низкого или высокого давления.

1.4. Полив территорий промышленных предприятий

Полив территорий промышленных предприятий обычно осуществля­ется через наружные поливочные краны, устанавливаемые на каждые 60-70 м периметра зданий. Поливочные краны присоединяются к внутренним хозяйственно-питьевым или производственным системам водоснабжения зданий.

Нормы расхода воды на поливку принимают в зависимости от ви­да поливаемой площади и метода поливки по [I, табл.З] , количество поливок в сутки — в зависимости от климатических условий.

2. ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ НА ПРОМЫШЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

Для определения количества воды используемой на хозяйствен­но-питьевые цели, необходимо знать всех потребителей и их численность.

К потребителям относятся люди, работающие в холодных и горячих цехах, административные служащие, а также предприятия общественного питания, находящиеся на территории промышленного пред­приятия, бытовые (душевые) помещения и др.

Нормы расхода воды, л, на одного водопотребителя в сутки наибольшего водопотребления принимаются по [2, прил.З].

Количество потребителей указывается технологами в задании на проектирование. Режим водопотребления хозяйственно-питьевой во­ды неравномерный, ориентировочно допускается принимать по дан­ным С.Б.Тикунова (прил.10).

Расходы воды на пожаротушение определяются согласно рекомен­дациям [1, 2, 3].

На промышленных предприятиях проектируются системы наружного, внутреннего и автоматического пожаротушения. Количество наружных пожаров определяется в зависимости от площади промышленного предприятия: при площади до 150 га — I пожар, свыше 150 га- 2 пожара.

Расход воды на наружное пожаротушение принимается в зависимости от степени огнестойкости зданий и категории пожарной опасности [I, табл. 7.8].

Расхода вода на внутреннее пожаротушение определяются, исходя из числа струй и расхода вода на одну струю по [2, табл.1].

Необходимость устройства систем автоматического пожаротушения надлежит принимать согласно [3] и перечням зданий и помещений, подлежащих оборудованию автоматическими средствами пожаротушения, утвержденным министерствами.

Расходы вода на технологические нужда определяются, исходя из количества выпускаемой продукции и удельных расходов вода, приходящихся на единицу выпускаемой продукции (прил.2).

Режимы водопотребления зависят от конкретной технологии производства и задаются технологами.

3. ВЫБОР СИСТЕМЫ И СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Для правильной разработки технологической схемы промышленного предприятия необходимо уточнить всех производственных водопотребителей. По каждому водопотребителю определить: требования к качеству используемой воде, расхода, потребные напоры, режимы водопотребления в течение суток и года, возможные источники водоснабжения по каждому подопотребителю (с качеством вода данных источников). Если в задании на проектирование отсутствуют какие-либо показатели по водопотребителям, необходимо их уточнить по аналогам действующих предприятий.

В процессе потребления вода на предприятии часть ее теряется, часть сбрасывается в канализацию, часть после использова­ния может применяться вновь в технологическом процессе. Поэтому для правильного решения схемы водоснабжения промпредприятия необходимо знать физико-химические показатели используемой вода по каждому водопотребителю и расхода, соответствующие данному качеству отводимой вода. Для систематизации и обработки все данные сводятся в таблицу.

Первоначально производственные водопотребители объединяются по сходным требованиям к качеству потребляемой воды. Затем разрабатываются варианты систем водоснабжения с одинаковыми требованиями к качеству воды и напорам.

Наиболее часто в промышленности встречаются следующие категории потребления вода: I категория — вода в процессе потребления нагревается и практически не загрязняется;

П категория — вода в процессе потребления загрязняется механическими и растворенными примесями, но не нагревается;

Ш категория — вода в процессе потребления и загрязняется, и нагревается.

В первом случае в оборотной системе тепловой баланс поддер­живается с помощью охладителя. Такая оборотная система включает в свой состав резервуары для сбора теплой отработанной воды, насосную станцию для подачи этой воды на охлаждение, охладитель, резервуары для сбора охлажденной воды, насосную станцию для подачи охлажденной вода.

Во втором случае баланс по примесям воды в оборотной системе поддерживается извлечением из отработанной воды излишних приме­сей на соответствующих очистных сооружениях.

Система включает в свой состав резервуары для сбора отрабо­танной загрязненной воды и ‘очищенной воды, очистные сооружения, насосные станции для подачи воды на очистку и после очистки.

В третьем случае оборотная система водоснабжения представляет собой комбинацию из первых двух, причем обычно на первом этапе производится очистка воды, а уже потом — ее охлаждение.

При разработке вариантов систем водоснабжения необходимо учитывать размещение потребителей воды на генеральном плане предприятия, так как в случае значительного удаления потребите­лей со сходными показателями друг от друга может оказаться це­лесообразным создание нескольких локальных систем водоснабже­ния вместо одной объединенной.

По всем рассматриваемым вариантам систем устанавливаются необходимые сооружения, размещаются на генеральном плане и обвязываются подающими и отводящими сетями. Определяются произ­водительность и размеры сооружений, диаметры трубопроводов, подбирается насосное оборудование и производится технико-эко­номическое сравнение вариантов.

Из рассмотренных вариантов систем водоснабжения промышленно­го предприятия к проектированию принимают вариант с наименьшими затратами.

4. ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ -ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Сети. В системах производственного водоснабжения различают подающие и отводящие сети. Подающие сети проектируются напорны­ми из железобетонных, чугунных и стальных труб. В системах во­доснабжения, в которых не допускается перерыв в подаче воды, а также в объединенных производственно-противопожарных водопрово­дах подающие сети закольцовываются. В остальных случаях устраи­ваются тупиковые сети.

Расчет подающей сети ведется общеизвестными методами [l, 2, 4, 5, I5]. В результате расчета определяются диаметры труб, по­тери напора на участках сети и пьезометрические отметки в узлах.

Отводящие сети могут быть напорными и безнапорными. Выполня­ются из железобетонных, чугунных и стальных труб. Для отвода агрессивной отработанной воды используются трубы из коррозионно-стойких материалов: пластмассовые и стеклянные.

Расчет самотечных линий ведется общеизвестными методами [6, 10 ]с обеспечением незаиляемости труб. Сети производственного водопровода прокладываются вдоль проездов под землей, на земле, на эстакадах и в проходных каналах в согласовании с другими ком­муникациями, имеющимися на промпредприятиях.

Резервуары. В системах производственного водоснабжения уста­навливаются резервуары, предназначенные для сбора отработанной очищенной или охлажденной вода. Объем резервуара должен быть не менее 5-минутной производительности насосной станции, забираю­щей воду из резервуара.

Резервуары, как правило, устраиваются заглубленными, железо­бетонными.

Резервуары, предназначенные для сбора загрязненной воды, должны быть оборудованы перфорированными трубами, уложенными по дну, для взмучивания осевшего осадка. Подача воды на взмучивание осуществляется от напорных трубопроводов, забирающих во­ду из этого резервуара.

Насосные станции. В системах производственного водоснабже­ния применяются циркуляционные насосные станции оборотного водоснабжения, насосные станции подпиточной воды и насосные станции подъема воды.

Производительность насосных станций определяется по макси­мальному часовому расходу, с учетом заданного режима водопотребления в течение суток.

Циркуляционные насосные станции. Проектируются на две груп­пы насосов, а иногда на одну группу (при отсутствии в схеме ^резервуаров теплой воды).

Вода, забираемая насосами из резервуаров теплой воды, по­дается по сборным трубопроводам на очистные сооружения, если _#они имеются, или в распределительную систему охладительного устройства.

Насосные станции подпиточной воды. Режим работы этих стан­ций — неравномерный. Насосы включаются по мере необходимости восполнения потерь воды в системе оборотного водоснабжения. Подпиточная вода подается в брызгальный бассейн или поддон градир­ни в случае работы оборотной системы без разрыва струи.

5. ВОДОПОДГОТОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Одной из основных особенностей подготовки вода для целей производственного водоснабжения в отличие от подготовки воды в городских водопроводах является большое разнообразие методов и сооружений, что вызвано широким диапазоном различных требо­ваний к качеству вода, предъявляемых производственными потре­бителями. Требования к качеству оборотной вода и средние удель­ные расходы вода; и сточных вод на выпуск важнейших видов про­дукции приведены в [l, 2, приложения]. Кроме того, при созда­нии оборотных систем на сооружения водоподготовки поступает отработанная вода с качественными показателями, существенно отличающимися от природных источников.

В зависимости от требований водопотребителей производится частичное или более глубокое удаление из воды механических примесей, обесцвечивание, различная глубина умягчения и обессоливание воды, удаление из воды различных примесей (железа, марганца и др.), дегазация, стабилизация и. т.д.

Выбор метода водоподготовки и состава сооружений осуществ­ляется на основании анализа требований водопотребителей к ка­честву воды, показателей качества воды, поступающей на водоподготовку, и технико-экономической оценки вариантов. Предпоч­тение отдается методам и сооружениям, позволяющим создать ком­пактные установки с простой эксплуатацией.

Для удаления из воды механических примесей используются напорные и безнапорные сетчатые фильтры, гидроциклоны, отстой­ники, осветлители со взвешенным осадком, напорные и безнапор­ные зернистые фильтры и другие сооружения.

6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИРАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ ОБОРОТНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ’

Оборотная схема применяется при недостаточно мощном и при далеко расположенном источнике воды. По оборотной системе вода для охлаждения непрерывно циркулирует между охладителем и по­требителей. Из источника забирается небольшое количество вода (примерно 3-6’%) для пополнения потерь у потребителя и на охла­дителях. Эта добавка носит название подпиточной (добавочной) воды. В нее входит расход воды, необходимый для продувки систе­мы охлаждения в целях поддержания нужного солевого состава охлаждающей воды, который исключал бы выпадение химических при­месей на охлаждающей аппаратуре.

Схема оборотного водоснабжения показана на рис.3. При за­грязнении воды на производстве в схему добавляется очистная станция циркуляционной воды.

6.1. Материалы и конструирование сети

Водоводы и сети предназначены для подачи добавочной воды из источника и для циркуляции ее в оборотной системе (подаю­щие и обратные водоводы- и сети). Количество водоводов в цирку­ляционных системах водоснабжения устанавливается, исходя из не­обходимой степени обеспечения надежности водоснабжения. От источника водоснабжения до промпредприятия водоводы проклады­ваются, как правило, в две нитки. В местах присоединения водо­водов к камерам (резервуарам) добавки воды ставятся задвижки. Для подачи воды на неответственные объекты, на предприятия, где имеются запасные резервуары достаточной емкости или дополни­тельный источник водоснабжения, прокладывают один водовод. Для объектов, требующих высокой степени обеспечения надежности, не­обходимо устраивать дублированные циркуляционные сети и водово­ды. Устройство перемычек между дублированными линиями не реко­мендуется.

Для водоводов и сетей применяются чугунные, асбестоцементные или железобетонные трубы. Стальные трубы, как правило, при­меняются в распределительных линиях градирен и брызгальных бас­сейнов.

6.2. Баланс воды в системах оборотного водоснабжения

Основу исходных данных для расчета материального баланса вод и их примесей при разработке оборотных систем водоснабже­ния составляют:

— данные о количестве и назначении воды в производстве или
в последовательном ряде производств и разработанные обоснован­ные требования к качеству потребляемой воды в соответствии с ее назначением и установленным технологическим оборудованием;

— данные о качестве воды, использованной в производстве иподлежащей определенной очистке для возврата в цикл;

— технологические решения по экономически целесообразным
способам очистки отработанной воды, обеспечивающим стабиль­ность качества воды на входе в производство.

В системах оборотного водоснабжения постоянно происходит убыль воды после использования ее в производстве. Для состав­ления баланса воды по расходам необходимо одновременно с убылью воды из системы определить возможное поступление воды в систему данные приведены в табл.1.

Таблица №1. «Поступление и убыль воды в системах водоснабжения предприятия»

Безвозвратное потребление и потери воды в производстве в местах ее использования Q_б.п. складывается из количеств уносимой с продуктом Q_{ун.прод} и с отходами Q_ун.отх воды.

Расход воды на полив, проездов и насаждений Q_пол. определяется по расчету.

Потери воды на испарение при ее охлаждении в градирнях, брызгальных бассейнах, прудах-охладителях и естественных водоемов, принимающих нагретую вод, Q_исп. могут быть определены с достаточным приближением по формуле:

(1)

где ∆t – потери температур воды, град; вычисляется как разность температур t₂ нагретой и t₁ подаваемой потребителю воды; Q – количество охлаждающей оборотной воды, м 3 /ч; С₁ – коэффициент потери воды на испарение.

Для градирен и брызгальных бассейнов коэффициент С₁ принимается в зависимости от температуры воздуха (по сухому термометру):

Температура о С 0 10 20 30

Коэффициент С₁ 0,0010 0,0012 0,0014 0,0015

Для прудов-охладителей и прудов-осветлителей оборотной воды оборотной воды коэффициент С₁ принимается в зависимости от естественной температуры в водоеме:

Естественная температура в водоеме о С 0 10 20 30

Коэффициент С₁ 0,0007 0,0009 0,0011 0,0013

Для промежуточных значений температуры воздуха и естественной температуры воды коэффициент С₁ определяют путем интерполяции.

Для открытых теплообменных аппаратов оросительного оросительного типа потери воды на испарение увеличиваются вдвое и формула (1) принимает следующий вид:

(2)

где значение С₁ принимается как для градирен и брызгальных бассейнов.

Потери воды на унос из системы в виде капель Q_ун (если вода в системе используется в качестве теплоносителя) зависят от типа, конструкции и размеров охладителя, а для открытых охладителей – от скорости ветра и др. Величину потерь на унос Q_ун из охладителя оборотной воды можно определить по формуле:

(3)

где С₂ – коэффициент потерь воды на унос, равный: для брызгальных бассейнов 0,015-0,02; для брызгальных градирен с простыми жалюзи 0,01-0,015; для открытых градирен с решетчатыми жалюзи и башенных градирен без водоуловителей 0,005-0,01 и с водоуловителями 0,003-0,006; для вентиляторных градирен с однорядными водоуловителями 0,003-0,005 и с двухрядными водоуловителями 0,0015-0,003 (меньшее значение принимается для охладителей большей производительности); для открытых теплообменных аппаратов оросительного типа 0,005-0,01.

Потери воды на испарение с водной поверхности естественных водоемов следует определять по инструкции «Указания по расчету испарения с водной поверхности водоемов» Q_{исп.ест}.

Потери воды на фильтрацию Q_ф из таких сооружений, как наливной (искусственный) пруд – охладитель или пруд – осветлитель (шламонакопитель), принимаемых при использовании воды для охлаждения или обогащения ископаемых, определяют специальным расчетом. Эти потери незначительны при водонепроницаемых основаниях и слабофильтрующих ограждениях (дамбах). При хорошо фильтрующих основаниях и ограждающих дамбах, состоящих из галечника и песка, размер этих потерь может достигать десятков процентов от притока воды.

Указанное выше безвозвратное потребление и потери воды из системы оборотного водоснабжения приводятся в гр. 15.

В свою очередь, количество воды, добавляемой в систему (гр. 9) Q_доб, складывается также из количества технической воды Q_техн. (гр.5), количества питьевой воды, используемой для производственных целей, Q_{пит.произ.} и количества питьевой воды, используемой для хозяйственно-бытовых целей, Q_{пит.хоз.}:

(4)

Общее количество поступающих в водоемы сточных вод Q_ст (гр.10) включает:

а) количество очищенных производственных сточных вод, повторно использовать которые невозможно по технологическим условиям или нецелесообразно, Q_пр.ст (гр.11);

б) количество очищенных (совместно с промышленными или самостоятельно) бытовых сточных вод Q_быт.ст (гр.12);

в) количество продувочных вод и сточных вод, не требующих специальной очистки, Q_прод (гр.13);

г) количество фильтрационных вод из пруда – осветлителя и шламонакопителя Q_ф (гр.14).

Определяется общее количество сточных вод по формуле:

(5)

Эти стоки воды предприятия (после соответствующей очистки и обработки) частично или полностью в количестве могут быть повторно использованы на пополнение системы оборотного водоснабжения. Тогда количество выпускаемых в водоем сточных вод предприятия составит:

(6)

С учетом повторного использования очищенных сточных вод в системе водоснабжения потребуется вода из источника:

(7)

Расход воды, последовательно используемый, и количество очищенных сточных вод, используемых повторно в системе оборотного водоснабжения, указаны в гр. 5 и норму расходов свежей воды из источника (гр.6 и 7) или в норму количества выпускаемых в водоем сточных вод (гр.10-14) не входят.

Для соблюдения водного баланса Σ Q_пост= Σ Q_уб. в системе оборотного водоснабжения потери покрываются таким же количеством воды, добавляемой в систему:

Кроме того, из системы оборотного водоснабжения можно сбрасывать продувочную воду Q_прод., заменяя ее свежей водой из источника в том же количестве: Q 11 _доб=Q_прод. Тогда количество воды, добавляемой в систему из источника, будет:

6.3. Требования к качеству в системах оборотного водоснабжения

Требования к качеству воды:, подаваемой на производственные нужды, устанавливаются в каждом конкретном случае в зависимос­ти от технологических процессов. От качества воды зависит эф­фективность работы теплообменного оборудования, инженерных сооружений и коммуникаций.

Как было указано, вода, используемая в технологических про­цессах оборотных систем, делится на три категории.

Вода I категории используется для охлаждения оборудования и технологических продуктов через стенку, вода при этом лишь на­гревается и практически не загрязняется. Температура воды не должна быть выше допустимой, порядка 25-40°. Допускается содер­жание взвешенных веществ в пределах нормы.

Вода должна быть термостабильной, то есть при температуре 40-60 °С не выделять соли карбонатной жесткости. ‘

Вода не должна вызывать точечной, язвенной и равномерной коррозии. Кроме этого, необходимо учитывать допустимую скорость развития биологических обрастаний теплообменных аппаратов и охладителей.

Вода II категории используется в качестве среды, поглощающей и транспортирующей примеси при непосредственном контакте ее с продуктом (обогащение полезных ископаемых, гиидрозолоудаление и др.). Вода может содержать взвешенные вещества допустимой крупности и в допустимых концентрациях. Перед каждым циклом исполь­зования вода в системе оборотного водоснабжения эта вода долж­на быть очищена и, при необходимости, охлаждена.

Вода III категории используется как среда, поглощающая и транспортирующая механические примеси и одновременно служащая охладителем продукта. В ней могут иметь место процессы раство­рения солей, органических веществ и газов. Технологические свойства воды в данном случае отвечают свойствам воды I категории.

Показатели качества воды в зависимости от категории приведе­ны в прил.1.

Водный режим оборотных систем существенно отличается от ре­жима прямоточных систем. В процессе нагрева и охлаждения обо­ротной воды происходит изменение ее качественного состава, а также уменьшение ее количества за счет испарения и других не­восполнимых потерь.

Работа оборотной системы связана с постоянными добавками
подпиточной вода.

Для подпитки оборотных систем используются:

— очищенные и доочищенные производственные сточные воды. Поверхностные воды содержат примерно 80 % карбонатов, 13 % сульфатов и 7 % хлоридов.

Подземные воды отличаются от поверхностных более высокой ми­нерализацией, отсутствием взвешенных веществ (минеральных и ор­ганических) и наличием газов.

Поверхностные воды, также бывают минерализованными, если име­ется грунтовое питание рек подземными источниками.

Городской водопровод в качестве подпиточной воде использует­ся крайне редко. В последнее время широкое распространение по­лучила подпитка оборотной системы водоснабжения очищенными про­изводственными сточными водами.

Использование доочищенных сточных вод на промышленных пред­приятиях позволяет сократить отбор воды из естественных источ­ников водоснабжения, уменьшить их загрязнение за счет сокраще­ния сброса очищенных сточных вод.

Кроме очищенных сточных вод промышленных предприятий, до­пускается использовать сточные воды городов и населенных пунк­тов, прошедшие механическую и биологическую очистку. Они, как правило, содержат небольшое количество механических примесей (до 15-25 мг/л) и остаточные органические примеси в коллоидном и растворенном состояниях, количественно характеризуемые биохимическим и химическим потреблением кислорода (БПК и ХПК).

Особенно высокий экологический эффект может быть достигнут при использовании доочищенных сточных вод в маловодных облас­тях и экономических районах с высокоразвитыми водоемкими отрас­лями промышленности.

В настоящее время доочищенные сточные воды используются в основном в качестве подпиточной воды для охлаждения систем оборотного водоснабжения нефтеперерабатывающих и металлурги­ческих, заводов, химических предприятий и энергоустановок. Во­да, используемая для этой цели, должна быть термостабильной, не вызывать коррозии металла и не способствовать биообраста­ниям.

Оценка качества подпиточной воды производится по следующим показателям: общему солесодержанию, карбонатной жесткости, рН, БПК, ХПК, окисляемости фосфоросодержащих соединений и др.

По данным [14] основной целью доочистки сточных вод при их повторном использовании должно быть снижение БПК до 5 мг/л и содержания взвешенных веществ до 10 мг/л. Содержание поверх­ностно-активных веществ (ПАВ) в доочищенной воде не должно превышать 1 кг/л, фосфатов — 0,5-1 мг/л.

6.4. Предотвращение образования карбонатных отложений

Природная вода, имеющая определенную карбонатную жесткость (вода поверхностных источников — более 2-3 мг-экв/л, подземных источников — более 1-1,5 мг—экв/л), при. использовании в систе­ме оборотного водоснабжения в теплообменных аппаратах может выделять на теплообменной поверхности и в сооружениях карбо­натные отложения (CaCO₃ др.). Данные отложения появляются в результате нарушения карбонатного равновесия в нагревающейся воде и взаимодействия ионов HCO₃ и CО₃ 2 содержащимися в этой воде ионами Са 2+ , что ведет к образованию осадка в виде карбо­ната кальция СаСО₃.

Для предотвращения образования карбонатных отложений приме­няют следующие методы:

. I) непрерывное добавление в систему оборотного водоснабже­ния воды с меньшей карбонатной жесткостью при сбросе части отработанной воды; из системы продувкой;

3) рекарбонизация (обработку вода дымовыми газами);

5) совместное подкисление и фосфатирование;

6) умягчение добавочной вода;

7) воздействие магнитным и электрическим полями, ультрозвуком-

В настоящее время на промышленных предприятиях в системах оборотного водоснабжения применяют шесть вышеназванных методов. Ориентировочно способ обработки охлаждающей вода в системах оборотного водоснабжения при нагреве ее до 40-60 °С и охлажде­ний на градирнях или в брызгальных бассейнах в зависимости от величины карбонатной жесткости (не загрязненной поверхностно-активными веществами).

6.5. Предотвращение коррозии

При низкой щелочности оборотной воды в целях защиты от кор­розии теплообменных аппаратов и трубопроводов на их «стенках предусматривается создание карбонатной илиметафосфатной пле­нок. Выделение карбонатной пленки на чистую теплообменную по­верхность и стенки трубопроводов происходит при карбонатной жесткости исходной воды не менее 1,5-2 мг-экв/л. Такая величи­на жесткости может быть достигнута правильным размером продув­ки. Продувка в этом случае либо сильно уменьшается, либо вообще прекращается для того, чтобы увеличить коэффициент упаривания и повысить концентрацию карбонатов в оборотной воде. Дляобра­зования на поверхности стали метафосфатной пленки воду обраба­тывают гексаметафосфатом натрия Na₂[Na₄(PO₃)₆] в течение 2-3 суток концентрация гексаметафосфата натрия в оборотной воде должна быть 100 мг/л. Затем фосфатный реагент постоянно вводится в добавочную воду. Доза вводимого гексаметафосфата натрия, мг/л, определяется по формуле:

6.6. Борьба с биологическими обрастаниями

Для предупреждения развития бактериальных биологических об­растаний в теплообменных аппаратах и трубопроводах применяется
хлорирование оборотной воды. Доза хлора, мг/л, определяется по формуле:

, мг/л,

где П – хлоропоглащаемость воды, добавляемой в систему, мг/л.

, кг/ч,

где Т_пх – продолжительность одного периода хлорирования, ч;

П – число периодов обработки воды хлором в течение суток.

Для предупреждения биологического обрастания градирен микроорганизмами и водорослями применяется дополнительное периодическое хлорирование воды перед её поступлением на охлаждение, а также обработка ее раствором медного купороса. Обработка воды хлором и медным купоросом производится 3-4 раза в месяц по 1 часу.

Емкость бака для приготовления раствора медного купороса:

, м 3 ,

где Д_к – доза медного купороса, г/м 3 ;

Т_пк – продолжительность введения медного купороса;

в – концентрация медного купороса= 20000-40000г/м 3 .

6.7 Расчёт циркуляционной насосной станции

Системы оборотного водоснабжения следует проектировать с отводом воды от технологических установок без разрыва струи, с напором достаточным для подачи воды на охладитель. Таким образом, на циркулируемой насосной станции размещается две группы насосов. Забор воды производится из сборных резервуаров охладителей по подводным каналам. После её использования вода подаётся распределительную систему охладительного сооружения.

Необходимый напор насосов циркулируемой насосной станции, определяются по формуле:

где z_3.0. – отметка поверхности земли у охладительного сооружения, м;

z_р – отметка низкого уровня воды в сборных резервуарах охладительных сооружений, м;

Н_р – напор в начале распределительной сети градирни, м

h – потери напора на всём пути от резервуаров до распределительных устройств охладителей, м

где h_ком – потери напора в коммуникациях насосной станции=3 м.

Δh – потери напора в сети от НС до распределительной системы охладители, м

h_у – потери напора в технической установке, м

Список используемой литературы

1. Гришин В.М., Ишева Н.И., Белова Т.А. Учебное пособие. Расчет систем водоснабжения промышленных предприятий – Пенза 1993г.

2. Н.Н. Абрамов «Водоснабжение» — М: Стройиздат, 1974г.

3. Г.И. Николадзе, М.А. Сомов «Водоснабжение» — М: Стройиздат, 1995г.

4. СНиП 2.04.02 – 84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения – М: Стройиздат, 1990г.

5. Ф.А. Шевелев Таблицы для гидравлического расчета стальных, чугунных, асбестоцементных, пластмассовых водопроводных труб – М: Издательство литературы по строительству, 1970г.

6. Водоснабжение населенных мест и промышленных предприятий. Справочник проектировщика. – М.:Стройиздат, 1967г.

Дата добавления: 2017-03-11 ; просмотров: 4404 | Нарушение авторских прав

источник