Обмывка вагонов

На предприятиях (на железных дорогах) наружную обмывку подвижного состава осуществляют с помощью специальной моечной машины, включающей систему труб с насадками для моющего раствора и обмывочной водой, а также систему вращающихся щеток. Моющий раствор готовят на основе технического моющего средства (ТМС), большую часть которого составляет ПАВ.

 

 

Поверхностно-активные вещества ПАВ - это вещества, адсорбирующиеся на поверхности раздела двух фаз и образующие на ней слой повышенной концентрации.

По типу гидрофильных групп ПАВ делят на ионные, или ионогенные, и неионные, или неионогенные. Ионогенные ПАВ диссоциируют в растворе на ионы, одни из которых обладают адсорбционной активностью, другие (противоионы) - адсорбционно не активны. Некоторые ПАВ содержат как кислотные, так и основные группы; такие ПАВ обладают амфотерными свойствами. Существуют также ПАВ, в которых наряду с неионогенными гидрофильными атомными группами присутствуют ионогенные.

В отдельный класс выделяют фторуглеродные ПАВ - соединения с полным или частичным замещением атомов водорода в гидрофобных радикалах на атомы фтора. Кроме. того, как отдельную группу следует рассматривать высокомолекулярные ПАВ - адсорбционно активные водорастворимые полимеры ионогенного (полиэлектролиты) и неионогенного типов.

Все ПАВ можно разделить на две категории по типу систем, образуемых ими при взаимодействии с растворителем. К одной категории относятся мицеллообразующие (полуколлоидные, мылоподобные) ПАВ, к другой - не образующие мицелл.

Высокомолекулярные водорастворимые ПАВ, помимо использования в указанных выше технологических процессах, применяют как флокулянты в различных видах водоочистки. С их помощью из сточных и технологич. вод, а также из питьевой воды удаляют загрязнения, находящиеся во взвешенном состоянии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. РАСЧЕТ ОБОРОТНОГО КОНТУРА  ОХЛАЖДЕНИЯ КОМПРЕССОРНЫХ УСТАНОВОК

 

 

Схема оборотного использования охлаждающей воды в компрессорных установках включает водоохладитель с насосом охлажденной воды, падающего насоса и сливного бака. (рис. 1)

 

 

Рис 1 Схема оборотного использования воды Ии охлаждения компрессоров

1 – компрессор (струйный),

2 – сливной бак для расширения нагретой воды,

3- подающий насос,

4 – места установки теплообменника (можно установить для вторичного использования тепла, тогда вода после него должна иметь более низкую температуру чем t2, следовательно, уменьшается время охлаждения и величина испарения воды в водоохладителе),

5 – водоохладитель (брызгательный бассеин, тогда величина капельного уноса велика или миниградирня),

6 – насос,

7 – сливной бак (введение подпиточного объема воды),

W – объем циркулирующей охлаждающей воды,

P – слив с целью уменьшения концентрации солей,

И – объем испаряемой воды в водоохладителе,

У – капельный унос,

 

 

t1 – температура воды на вдохе в компрессор,

t2 – температура воды на выходе из компрессора,

а – подача газа (воздуха) в компрессор,

в – выход сжатого газа (воздуха) из компрессора,

с – подача холодной воды в теплообменник,

д – выход нагретой воды из теплообменника,

е - подпитка

 

При работе компрессора нагретая вода из сливного бака насосом подается в водоохладитель, откуда после охлаждения другим насосом возвращается в компрессор. Сливной бак является расширительной емкостью для обеспечения нормальной работы системы. Насосы подбираются исходя из необходимой производительности и создания напора 25-30 мм вод. ст.

В качестве водоохладителя испарительного типа используются различные типы теплообменников, выбор которых определяется климатическими и производственными условиями.

К ним относятся брызгательные бассейны или малогабаритные градирни

( открытые или вентиляционные).

 

                                                                                                              Таблица 1.1.

Ва ри ан т	Основные параметры контура охлаждения компрессора
	T  С на выходе из компрессора	T  С на выходе в компрессор	Коэффициент капельного уноса	Концентрация циркулирующей воды, г/м3 взвеси	Доля взвеси в осадке	Концентрация масла нефтепродукта в охлаждающей воде	Доля Нефтепродукта в всплывшем слое	Коэффициент водоохладителя
12	48	26	0,16	44	0,5	39	0,5	0.12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет

 

1.1 Определение потери воды от  капельного уноса

 

У = W К / 100

 

где W- объем охлаждаемой воды, м / сут;

К - коэффициент капельного уноса водоохладителя;

У = 38 0,16/ 100 = 0,0608 м /сут

1.2. Определение потери воды от испарения:

U = WК ( t - t ) / 100

где W- объем охлаждаемой воды, м /сут;

К - коэффициент водоохладителя;

t - максимальная температура воды на выходе из компрессора, С

t - максимальная температура воды на входе в компрессор, С

 

U = 38 0,12( 48-26) / 100 = 1,0 м / сут;

1.3. Определение количества осадка, образующегося в баках контура, кг/,сут.

Р1 = W ( C - C ) / 1000,

 

где С - концентрация взвеси в циркулирующей воде контура;

С - предельно допустимая концентрация взвешенных веществ в

охлажденной воде, С 1 = 30 г/ м

- доля взвеси в осадке;

1000 – коэффициент перевода в килограммы.

Р1 = 38 (44 – 30) / 0,5 1000 г / м  

Р1=1,06 кг/сут

 

1.4. Определение количества воды, теряемой с осадком, кг/сут,

ОС = Р1К

где К - расчетная доля воды в осадке, К3=1-α

ОС = 1,06кг/м3 0,5 = 0,53 кг/сут

1.5. Определение количества маслонефтепродуктов, всплывших в баках

контура, кг/сут.

P = W ( C - C ) /

где С - концентрация маслонефтепродуктов в охлажденной воде

контура, г/м3;

C 2 - предельно допустимая концентрация маслонефтепродуктов в

охлажденной воде, С

- расчетная доля нефтепродуктов  во всплывшем слое.

Р = 38 (39-20) / 0,5 1000 = 1,44 кг/сут

1.6. Определение количества воды, теряемой с маслонефтепродуктами,

кг/сут.

НП = Р2К , К4=1-β

Где К - доля воды, теряемая с маслонефтепродуктами.

НП = 1,44 0,5 = 0,72 кг/сут

1.7. Определение солесодержания в оборотном контуре.

 Солесодержание в контуре  определяется на основе водно-солевого баланса.

При этом С определяется с учетом добавления питьевой воды с концентрацией солей С которая может изменяться от 300 до 1000мг/л,  при  продувке П = 0, Q = 0 При этом производится расчет при  трех значениях с солесодержанием в добавочной воде равном соответственно С = 300, 500 и 1000 мг/л.

(У+ОС+НП+П) С = (И+У+ОС+НП+П) С +Q ,

Где У- потери воды от капельного уноса, м /сут;

ОС- потери воды с удаленным осадком, м /сут;

НП- потери воды с выделенными нефтепродуктами, м /сут;

И- потери воды от испарения, м /сут;

С - солесодержание в добавочной воде, С = 1000г/ м

Q - количество поступивших в воду контура солей, г/сут.

С =300

С = (И+У+ОС+НП+П) С +Q / (У+ОС+НП+П)

С =(1 +0,0608+0,53+0,72+0)*300+0/0,0608+0,53+0,72+0)

С =529 мг/л

С =500

С =(1 +0,0608+0,53+0,72+0)*500+0/0,0608+0,53+0,72+0)

 

С =882 мг/л

С =1000

С =(1 +0,0608+0.53+0,72+0)*1000+0/0,0608+0,53+0,72+0)

С =1763 мг/л

1.8. Вывод: солесодержание воды в контуре не должно превышать

С =2000 мг/л. Если расчетное количество С по заданию не превышает

2000  мг/л, то продувка не нужна.

1.9. Определение объема подпитки :

Q = И+У+ОС+НП

Q =1 +0,0608+0,53+0,72=3,37

Процент подпитки и продувки в общем объеме контура:

100% = (3,37/38)100% = 8,9%

Вывод: для данного контура процент подпитки находится в норме < 10%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. РАСЧЕТ ОБОРОТНОГО КОНТУРА  ОБМЫВКИ ЩЕЛОЧНЫМ МОЮЩИМ РАСТВОРОМ  ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ ПОДВИЖНОГО  СОСТАВА

 

Для очистки от загрязнителей деталей и узлов подвижного состава перед ремонтом (букс, колесных пар, рессор, тележек, тормозных тяг) используют струйные моечные машины. В зависимости от поступающих загрязнений вода находится в обороте от 1 до 2 месяцев. Струйная моечная машина представляет собой закрытую камеру с наконечниками, которую называют соплом, куда поступают промывочные детали.

Моечный раствор готовят на водопроводной воде путем добавления до 50 г/л щелочного реагента (едкого натрия или кальцинированной соды) и 2-3 г/л жидкого стекла для эмульгирования смываемых нефтепродуктов.

При истощении моющего средства его корректируют добавлением щелочи. Моющий раствор из бака, располагающегося под камерой, подается насосом к соплам с напором 30-40 мм водяного столба, а отработанный раствор стекает обратно в бак. После этого происходит домывание объекта (детали) путем ополаскивания чистой водой.

В процессе работы машины образуется слой всплывших нефтепродуктов и образуется осадок, при этом обычно осадок забивает всасывающий патрубок насоса и сопловую систему, а находившиеся нефтепродукты замасливают промываемую поверхность, что приводит к ухудшению качества мойки деталей. Для предотвращения этого машину останавливают на чистку, а моющий раствор очищают.

Отработанные щелочные моющие растворы представляют собой эмульсии разной окраски от желто-белого до темно-коричневого цвета.

Допустимое солесодержание моющего раствора используемого в обороте соответствует С =7000 г/м3, а после обмывки в машине с использованием щелочи остается солесодержание С 1=10-100 г/м3 после роликов и букс (более загрязненные детали) и С 2=300-2500 г/м3 после колесных пар (менее загрязнены).

Нефтепродукты в воде находятся в виде кусков плавающей смазки, после подшипников и букс; в виде масел после обмывки тележек, колесных пар и цистерн.

Присутствие щелочи приводит к образованию коллоидного раствора и повышенному пенообразованию.

 

 

 

 

Взвешенные вещества состоят из песка, глины, продуктов коррозии и износа промываемых деталей. Концентрация их составляет от 200-3000 мг/л.

Основным способом очистки отработанных растворов является отстаивание, причем за 3-5 минут отстаивания удаляется 60% взвешенных веществ.

Наиболее перспективным оборудованием по отстаиванию является реактор-отстойник, в котором для ускорения отведения взвешенных веществ и нефтепродуктов по оси аппарата размещено приспособление в виде последовательно расположенных воронок. Реактор-отстойник устанавливают после песколовки. Содержание взвешенных веществ на выходе при очистке воды после мойки вагонов составляет 75 мг/л, а производительность оборудования 5-10 м /час.

Для более глубокой очистки от нефтепродуктов и взвешенных веществ используют флотаторы. Максимальная концентрация нефтепродуктов на флотаторе не должна превышать 50 мг/л, после флотации содержание нефтепродуктов уменьшается в 8-10 раз.

Для более глубокой от нефтепродуктов используют фильтры с зернистой загрузкой.

Исходные данные для расчета оборотного контура обмывки щелочным моющим раствором деталей и узлов подвижного состава

                                                                    Таблица 2

 

Ва ри ан т	Основные параметры оборотного контура
	Произ  води тель ность насоса М3/час	Вре мя рабо ты насо са час	Кон центр ация взвеси г/м3	Доля твердой фазы в осадке	Доля нефте продукт ов в смеси	Содер жа ние во дяных паров	Время работы венти лятора час	Произ води тель ность венти лятора м3/час		Коэффи циент потери от уноса и разбрыз гивания %		Конце нтрация нефтепр одукт ов г/м3
12	2,7	5,5	121	0,4	0,7	79	5	770	0,4		98