Классификация водопроводов по их назначению и зоне обслуживания

 
Рис. 2.5. Схема замкнутой системы водного хозяйства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Водный баланс в системах оборотного водоснабжения.

Нормальное функционирование любой оборотной и тем более замкнутой системы водоснабжения промышленного предприятия возможно лишь при обеспечении балансов: по количеству воды; по количеству тепла; по количеству веществ (примесей воды).

Количество воды в системе оборотного водоснабжения должно быть постоянным. Все потери воды должны компенсироваться добавочной (подпиточной) водой. Потери воды в оборотной системе включают:

Qпп - безвозвратное потребление воды в производстве;

Qпол - потери воды на полив территории;

Qисп - потери воды на испарение в охладителях;

Qун - потери воды на капельный унос в охладителях;

Qоч - потери воды на очистных сооружениях;

Qпрод - организованный сброс воды из системы (продувка), например, для поддержания допустимого содержания растворенных примесей, то есть

Qпот = Qпп + Qпол + Qисп + Qун + Qоч + Qпрод.

Потери воды на испарение в охладителях, м3/ч, могут быть определены из выражения

Qисп = K1ΔtQоб,

где К1 - коэффициент потерь воды на испарение, который для брызгальных бассейнов и градирен зависит от температуры охлаждающего воздуха, измеренного сухим термометром, и может быть принят следующим:

 Δt = t1 - t2 - перепад температур, разность между температурой нагретой t1 и охлажденной t2 воды; Qоб - количество воды, подаваемой в охладитель, м3/ч.

Поступления воды в системы оборотного водоснабжения могут быть:

с исходным сырьем - Qсыр;

со вспомогательными материалами - Qвсм

с атмосферными осадками - Qатм;

с очищенными сточными водами - Qст;

из источника водоснабжения - Qист.

Суммарные поступления воды

Qпост = Qсыр + Qвсп + Qатм + Qст + Qист.

Поступление тепла в оборотную систему водоснабжения в процессе охлаждения водой оборудования и продукта осуществляется чаще всего за счет собственного нагрева воды на температуру Δt. Количество тепла, тыс. к Д ж/ч, поступающего за счет нагрева воды, может быть определено из выражения

Qt = C QобΔt,

где С - удельная теплоемкость воды; С = 4,19 кДж/кг·℃: Qоб - производительность оборотной системы, м3/ч; Δt - перепад температур, ℃.

Для обеспечения баланса по теплу в оборотной системе это количество тепла отводится в атмосферу за счет охлаждения воды на ту же величину At в специально предусмотренных для этих целей охлаждающих устройствах (охладителях).

Количество веществ (примесей воды) в оборотной системе должно быть постоянным. Для обеспечения этого все примеси воды, внесенные в процессе ее использования, должны быть удалены из воды на специально предусмотренных для этих целей очистных сооружениях. Обеспечение баланса по веществам является наиболее сложным.

Эффективность использования воды промышленными предприятиями оценивается двумя показателями:

коэффициентом использования свежей воды из источника

Kисп = (Qист - Qсбр)/Qист;

коэффициентом использования оборотной воды

Kоб = Qоб/(Qоб + Qист),

где Qист - количество воды, забираемой из источника, м3/сут; Qсбр -количество сточных вод, сбрасываемых в водоем, м3/сут; Qоб - количество оборотной воды, м3/сут.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Общие принципы проектирования систем производственного водоснабжения.

    На предприятиях могут создаваться локальные оборотные (замкнутые) системы водоснабжения для каждого отдельного водопотребителя и централизованные для нескольких водопотребителей с различной степенью централизации.

Локальные системы создают чаще всего для водопотребителей, вносящих в воду специфические загрязнения, извлечение из воды и утилизация которых технологически и экономически целесообразна без смешения с другими стоками.

       Создание централизованных систем оборотного водоснабжения технологически возможно только для водопотребителей, имеющих одинаковые требования к качеству воды и одинаковое качество отработанной воды. Объединение обычно осуществляется внутри каждой категории водопотребления, когда для очистки и регенерации стока целесообразно использовать один и тот же способ.

Кроме технической возможности и целесообразности создания централизованных систем, следует учитывать экономический фактор, на который оказывает влияние протяженность водопроводящих и водоотводящих сетей, что связано с размерами генерального плана предприятия и размещением на нем водопотребителей. Опыт проектирования систем водоснабжения показал, что оптимальный радиус обслуживания потребителей одной системой составляет 400-450 м. При разработке централизованных систем оборотного водоснабжения следует также учитывать потребные напоры, режим работы по сменам и требуемую степень надежности подачи воды всех водопотребителей, объединенных в систему.

           Первоначально следует сгруппировать производственных водопотребителей по сходным требованиям к качеству воды, а также по сходным качественным показателям отработанной воды, Затем с учетом требуемой надежности подачи воды, потребных напоров и размещения водопотребителей на генеральном плане, разрабатывают технически возможные варианты систем водоснабжения с различной степенью централизации.

По всем рассматриваемым вариантам проектируются технологические схемы подготовки воды, определяется состав и размеры сооружений, диаметры и протяженность трубопроводов, подбирается насосное и другое оборудование и производятся расчеты водного баланса.

Выбор варианта осуществляется на основании их экономического сравнения, которое производится на основе сопоставления приведенных затрат по каждому варианту, определяемых по формуле

Пi = Сi+Ен Кi,

где Сi - годовые эксплуатационные расходы по варианту, р./год; Ен - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений; Кi - капитальные вложения по варианту, р.

Вариант с наименьшими приведенными затратами является экономически целесообразным.

 

 

6. Расходы воды на промышленных предприятиях.

         Промышленные предприятия являются крупными потребителями воды. Вода используется на производственные, хозяйственно-питьевые и противопожарные цели. Наиболее крупными производственными потребителями являются металлургические, нефтеперерабатывающие и химические заводы, теплосиловые станции, использующие воду для охлаждения, предприятия целлюлозно-бумажной и горнодобывающей промышленности, где значительное количество воды используется для промывки сырья и продукции. Эти расходы доходят до 80-90% общего водопотребления предприятия.

        Вода используется для конденсации и получения пара, гидротранспорта, пылеулавливания и для многих других целей. В зависимости от назначения воды в производстве к качеству воды предъявляются различные требования. Так, вода, используемая в теплоэнергетике, должна иметь минимальное солесодержание и газосодержание, вода для текстильной промышленности не должна содержать железа и марганца, для предприятий производства синтетических волокон должна иметь малую окисляемость, для предприятий пищевой промышленности вода должна отвечать требованиям ГОСТ "Питьевая вода" и СанПиН. Аналогичные требования предъявляются к воде для хозяйственно-питьевых нужд. Для пожаротушения пригодна вода практически любого качества.

         Во всех случаях используемая вода не должна вызывать коррозию металла, интенсивность которой определяется, как её качеством, так и условиями использования в разнообразных технологических процессах.

Одним из важнейших факторов для снижения водопотребления до научно-обоснованного уровня является введение платы за водные ресурсы и лимитированный отпуск воды промышленным предприятиям.

       Для оборотных систем водоснабжения промышленных предприятий важно различать расходы оборотной воды, необходимые для производства продукции, и расходы свежей воды, забираемой из источника водоснабжения для восполнения потерь воды на производстве.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Определение расходов воды на производственные нужды.

Расход воды на производственные нужды предприятий определяется по нормам водопотребления или по удельным расходам на единицу продукции.

Суточный расход воды:

Qср.сут = ∑P·qуд,

где Р - количество выпускаемой продукции в сутки; qуд - норма расхода воды на единицу продукции, м3.

Норма или удельный расход зависят от характера предприятия и уровня организации технологических процессов, технологической схемы, системы водоснабжения, качества воды, её температуры и т.п. и могут изменяться в широких пределах для одного и того же вида производства.

Нормы расхода воды на единицу выпускаемой продукции определяются:

• характером производства, составом сырья и получаемого продукта;

• ролью воды в процессе производства;

• системой водоснабжения;

• качеством применяемой воды;

• условиями использования воды (температура нагрева, степень загрязнения, возможность регенерации).

Режим водопотребления. Режим расходования воды на промышленных предприятиях отличается от режима работы коммунального водоснабжения и зависит от особенностей технологического процесса: может быть равномерным, неравномерным или эпизодическим. Причем во многих случаях неравномерность водопотребления вызвана сезонными изменениями водопотребления. Неравномерность водопотребления характеризуется коэффициентами суточной Ксут и часовой Кч неравномерности. На коэффициент суточной неравномерности влияет сезонность производства и качество воды.

Расходы хозяйственно-питьевой воды. Общие расходы хозяйственно-питьевой воды на промышленных предприятиях могут быть определены по укрупненным нормам расхода воды и количества сточных вод на единицу продукции для различных отраслей промышленностию.

Расходы на хозяйственно-питьевые нужды рабочих для цехов со значительным тепловыделением (более 80 кДж на 1 м3/ч) принимают 45 л, для остальных цехов - 25 л на каждого работающего в смену, при этом коэффициент часовой неравномерности принимают соответственно 2,5 и 3.

         Расход воды в душевых определяют из расчета 500 л/ч на одну душевую сетку в течение 45 минут после окончания смены. Количество душевых сеток в цехах предприятия зависит от характера производства

           Расходы на благоустройство территории промышленных предприятий составляют: на механизированную мойку и поливку усовершенствованных покрытий площадей и проездов соответственно 1,2-1,5 и 0,3-0,4 л/м2, то же на поливку из шлангов - 0,4-0,5 л/м2; поливка цветников и газонов - 4-6 л/м2.

            Расход воды на противопожарные нужды

 

 

 

 

8. Водный баланс промышленного предприятия.

При проектировании систем водоснабжения промышленного предприятия составляется водный баланс, в котором указываются расходы воды для всех категорий потребителей и потери воды.

Принципы составления водного баланса промышленного предприятия:

• 1. Количество воды в системе промышленного водоснабжения водоснабжения поддерживается постоянным. Убыль воды из системы возмещается добавляемой водой.

• 2. Устанавливаются источники поступления и убыли воды.

• 3. Определяются количественные характеристики каждого источника.

• 4. Анализируются качественные характеристики воды источников и их возможное влияние на состав и свойства оборотной воды, эффективность работы системы водоснабжения.

• 5. Определяются группы потребителей, требующих воду одинакового качества.

• 6. Для уменьшения количества свежей воды, забираемой из источника, выявляется возможность последовательного использования отработавшей воды одной группы потребителей для водоснабжения другой.

В общем виде источники поступления и убыли воды из систем водоснабжения предприятия показаны в таблице 3.1. Для соблюдения водного баланса: ∑Qпост = ∑Qуб.

Таблица 3.1 – Поступление и убыль воды в системе водоснабжения предприятия

Поступление воды в систему	Убыль воды из системы
1. С исходным сырьем  и полуфабрикатами Qсыр	1.Унос с продуктами  и отходами Qб.п.
2. С вспомогательными  веществами (топливо, реагенты и т.п.) Qвсп	2. На полив полов, проездов, зеленых насаждений Qпол
3. С атмосферными осадками (дождь, таяние снега) Qатм	3. На испарение в охладителе  оборотной воды Qисп.хол
4. В виде шахтного или  рудничного водоотлива, почвенная (дренажная), инфильтрационная и пр. Qподз	4. Унос воздухом из  охладителя оборотной воды Qyн
5. Из источника водоснабжения  Qисп	5. Испарение естественное  с водной поверхности Qисп.ест
6. Сточная вода, повторно  используемая после очистки Qст.повт	6. Транспирация растительностью  водоема Qтрансп
	7. Эксфильтрация из системы водоснабжения в почву Qэксф
	8. Сброс воды в водоем  для освежения оборотной воды (продувка) Qсбр
	9. Сброс собственно сточных вод в водоем или другие приемники их Qсбр.ст
∑Qпост	∑Qуб