Файл: Конспект лекций для студентов специальности 5В071700 Теплоэнергетика Алматы 2014 алматинский университет.pdf

87
В системах технического водоснабжения промышленных предприятий используется вода из поверхностных и подземных источников, восстановленная вода, полученная из сточных вод (производственных, бытовых, городских, поверхностных). Водоснабжение промышленных предприятий должно предусматривать максимальный оборот производственных сточных вод с восполнением потерь воды посредством использования очищенных бытовых, городских и поверхностных стоков.
Вода на промышленном предприятии используется по трем основным направлениям:
1) Производственно-техническое водоснабжение:
- охлаждение технологических аппаратов и установок для обеспечения необходимого температурного уровня производственных процессов;
- для выработки пара в паровых котлах, системах испарительного охлаждения и в утилизационных установках;
- на промывку, мокрую очитку различных материалов, деталей, газов, выбросов и т.д.;
- на гидротранспорт, гидроудаление отходов, обогащение материалов;
- для приготовления растворов, электролитов и других смесей.
2) Хозяйственно-питьевое водоснабжение:
- приготовление пищи, организации питьевого режима, мытье посуды и т.д.;
- обеспечение работы душевых и умывальников;
- на хозяйственные нужды в прачечных, влажную уборку помещений и т.д.;
- на полив проездов, тротуаров и зеленых насаждений.
-
3) Пожарное водоснабжение:
- тушение пожаров и возгораний;
- для организации работы систем автоматического и полуавтоматического тушения пожаров;
- для резервного хранения в хранилищах и резервуарах.

88
Рисунок 17.1 - Классификация систем технического водоснабжения
Системы водоснабжения классифицируются по следующим признакам:
- по виду водоисточника – с использованием поверхностных вод; с использованием подземных вод; смешанные;
- по способу подъема воды – нагнетательный, в которых вода к потребителям подается насосами; самотечные
(гравитационные); комбинированные;
- по назначению – технологические, хозяйственно-питьевые, противопожарные, объединенные;
- по видам обслуживаемых объектов – городские, промышленные, сельские;
- по территориальному охвату водопотребителей – местные
(локальные), предусматривающие водоснабжение отдельных объектов
(предприятия, фермы, группы зданий), централизованные, обепечивающие водой всех потребителей, расположенных в данном городе, поселке;
- 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 3х категорий в зависимости от вида промышленного предприятия и требований бесперебойности подачи воды.
Исходя из основных показателей природных источников, затрат на подготовку и транспортировку воды и требований, предъявляемых к воде потребителями большинство предприятий используют для систем водоснабжения воду поверхностных источников с простейшей предварительной очисткой (фильтр на всасывании) или без очистки.

89
17.3 Схемы систем производственного водоснабжения
Системы водоснабжения устраивают по определенным схемам, которые представляют собой совокупность сооружений водопровода и последовательность расположения их на местности.
Проектирование любого водопровода начинается с вычерчивания его схемы в плане и определения состава сооружения.
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 самую оптимальную систему водоснабжения.
По выбранной схеме окончательно проектируют и рассчитывают все устройства СПВ.
Существуют 3 основные схемы системы водоснабжения: прямоточная схема, прямоточная с повторным использованием воды и оборотная.
Существуют также комбинированные схемы водоснабжения. Название систем водоснабжения в инженерной практике повторяет название соответствующей схемы.
Ту или иную схему СПВ реализуют в зависимости:
- от мощности источника и его характеристики (поверхностные или подземные воды, качества воды в нем и т.д.);
- удаленности источника воды от промплощадки;
- требований, предъявляемым предприятием к качеству воды;
- характера загрязнения воды после ее использования;
- климатических условий местности.
Графическое отображение взаимного расположения основных сооружений системы водоснабжения на местности представляет собой схему водоснабжения. В самом простом варианте схема водоснабжения предприятия может выглядеть следующим образом (см.рисунок 17.2 и 17.3).
Рисунок 17. 2 - Схема водоснабжения предприятия

90
Рисунок 17.3- Уточненная схема водоснабжения предприятия.
17.4 Состав систем технического водоснабжения промышленного
предприятия
Системы технического водоснабжения – это комплекс сооружений, предназначенный для забора воды из природных источников, повышение ее качества до необходимого уровня, транспортировки потребителю, обеспечение у потребителей необходимого давления, а также для очистки сточных и сбрасываемых вод.
В состав схемы водоснабжения могут входить следующие элементы:
1)
Водозаборное сооружение (предназначено для отбора воды из природного источника.
2) Насосная станция первого подъема (предназначена для подачи воды в пруд-отстойник или непосредственно в систему водоснабжения).
3) Пруд-отстойник (служит для предварительной очистки воды; в случае необходимости дополняется установками для осветления воды и т.д.).
4) Резервуар чистой воды (предназначен для хранения определенного количества воды и создания напора у ряда потребителей в случае отключения системы).
Рисунок 17.4 - Состав схемы водоснабжения промышленного предприятия

91 5) Пруд-накопитель (предназначен для накопления и хранения воды).
6) Насосная станция второго подъема (предназначена для создания дополнительного напора).
7) Насосная станция третьего подъема (предназначена для подъема воды в бак-накопитель водонапорной башни).
8) Водонапорная башня (назначение – обеспечение необходимого напора у потребителей).
9) Установка ХВО (химводоочистки).
10) Водоводы промышленного предприятия.
Кроме того, в состав системы водоснабжения могут входить:
- водопроводы и транспортные сети, предназначенные для передачи воды на большие расстояния;
- запорная и регулирующая аппаратура, предназначенная для обеспечения переключений в сети, регулирования давлений и проведения измерений параметров;
- аккумулирующие сооружения
(резервуары, емкости, аккумулирующие баки и пруды-накопители).
Расположение элементов системы водоснабжения на схеме, варианты их конструктивного исполнения, а также мощность зависят от характеристик предприятия и природного источника. Идеальным вариантом организации водоснабжения промышленного предприятия является внедрение бессточных схем (работа по замкнутому циклу) с минимальным потреблением внешних ресурсов и максимальным использованием вторичных энергоресурсов ВЭР и отходов производства.
18
Лекция №18. Системы технического водоснабжения
промышленных предприятий
План лекционного занятия: прямоточные системы водоснабжения и их характеристики. СТВС ПП с повторным использованием воды. Оборотная схема технического водоснабжения. Бессточные системы технического водоснабжения.
Цель лекции: изучение разновидностей систем технического водоснабжения.
18.1 Прямоточные системы водоснабжения и их характеристики
Последовательная или прямоточная система подачи воды на производственные нужды со сбросом очищенных сточных вод в водоем допускается только при невозможности или нецелесообразности применения системы оборотного водоснабжения. При прямоточном водоснабжении вся забираемая из водоема вода после участия в технологическом процессе (в

92 виде отработавшей) возвращается в водоем, за исключением того количества воды, которое безвозвратно расходуется в производстве. Поэтому производительность водозаборных устройств, очистных сооружений и насосов первого подъема приходится выбирать из условий покрытия полной потребности предприятия в воде за сутки максимального водопотребления.
Это увеличивает размеры и мощности этих элементов, а, следовательно, удорожает их. Возрастает и потребление электроэнергии. Кроме того, требуется выбрать источник с достаточным дебитом воды.
Прямоточные системы предполагают однократное использование воды с последующей очисткой загрязненных сточных вод перед сбросом в городскую канализацию или поверхностные водоемы. Такая технология использования воды, нередко высококачественной питьевой, является не только расточительной, но и потенциально опасной для больших контингентов населения. Прямоточное использование воды для технического водоснабжения можно допускать только при обосновании нецелесообразности систем оборотного водоснабжения или невозможности их оборудования.
Прямоточная схема применяется для хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения, т.к. повторное использование воды этими потребителями исключается. Данная схема водоснабжения реализуется в пищевой и фармацевтической промышленностях как технологическая.
Прямоточные схемы СТВСПП могут быть выполнены по схеме, изображенной на рисунке 18.1.
Вода из источника 1 через водозаборное сооружение 2 и насосную станцию 3.1 поступает в очистные сооружения 4.1, где осуществляется предварительная очистка воды до уровня, соответствующего технологическому процессу. Далее вода собирается в резервуаре чистой воды
РЧВ 5, конструкция и размеры которого определяются суммарной мощностью водопотребления предприятия (бак, башня, пруд и т.д.). Другое назначение
РЧВ заключается в том, что с его помощью сглаживаются пиковые нагрузки в период наибольшего водопотребления. Далее по водоводам 6 с помощью насосной станции второго подъема 3.2 вода поступает в водопроводную сеть предприятия 8. Направление перетоков воды в схеме и коммутационные возможности сети зависят от технологии производства и могут быть различны для различных предприятий. По напорной сети предприятия вода направляется потребителям 9.1-9.4.

93 1 - источник; 2 - водозаборное сооружение; 3.1 - насосная станция первого подъема; 3.2 - насосная станция второго подъема; 4.1 - очистные сооружения природной воды; 4.2 - очистные сооружения сточных вод ПП; 5
- резервуар чистой воды; 6 – водоводы; 7 - напорная регулирующая емкость
(водонапорная башня); 8 - водонапорная сеть ПП; 9.1-9.4 - потребители воды на предприятии; 10 - сеть для продувок и сброса отработанной воды;
11 - транспортная сеть к устройствам охлаждения и очистки; 12 - устройства охлаждения технической воды; 13 - линия сбросных вод ПП; 14
- ливневая канализация.
Рисунок 18.1- Прямоточная система водоснабжения
Для поддержания необходимого напора и давления в сети служит водонапорная башня 7. Отработанная вода и ливневые воды, проходя через очистные сооружения 4.2 по сбросной линии 13, сбрасываются в источник.
При построении СТВС ПП по прямоточной схеме учитываются следующие соображения:
1)
Мощность природного источника. Она должна быть достаточной для сохранения экологической обстановки в регионе.
2) Удаленность предприятия от источника воды. С увеличением расстояния растут дополнительные расходы на транспортировку.
3) Степень предварительной очистки воды и затраты на содержание очистных установок определяется условиями технологического процесса. С точки зрения экологической безопасности прямоточные схемы являются наиболее «грязными».
18.2 СТВС ПП с повторным использованием воды
Если среди потребителей технической воды имеется потребитель с большим расходом, сбросная вода от которого по количеству и всем параметрам может удовлетворять остальных потребителей, то в этих случаях

94 применяют систему повторного использования воды (см.рисунок 18.2). Эта система работает по прямоточному режиму, но из источника забирается только то количество воды, которое необходимо потребителю с большим расходом, а остальные используют его сбросную воду.
Данная система позволяет сократить количество забираемой природной воды и сбрасываемых стоков, снизить производительность и удешевить всю систему водоснабжения.
Рисунок 18.2 - Схема СТВС ПП с повторным использованием воды
Схема с повторным использованием воды применяется в том случае, если в состав предприятия входит хотя бы один потребитель, удовлетворяющий двум условиям:
1) Суммарное водопотребление этого потребителя равно или превышает потребление воды всех оставшихся потребителей.
2) Качество сбросных вод крупного потребителя удовлетворяет технологическим требованиям оставшихся.
Структура схемы при этом принципиально не изменяется, но из природного источника забирается количество воды, необходимое только для обеспечения водопотребления потребителя 9.1. Потребители 9.2 – 9.4 используют сбросную воду потребителя 9.1. Схема в сравнении с предыдущей имеет следующие преимущества: а) Уменьшение количества воды, забираемой из природного источника. б) Снижение количества сбрасываемых сточных вод. в) Снижение стоимости отдельных элементов схемы обусловлено снижением их мощности. г) Стоимость эксплуатационных расходов у данной схемы меньше, чем у прямоточной.

95
Недостатками данной схемы являются: а) Узкий диапазон применения. Далеко не все производства предприятия позволяют использовать сточные воды. б) Необходимость наличия разветвленных сетей. в) Следует отметить, что приведенные схемы водоснабжения промышленных предприятий носят общий характер.
18.3 Оборотная схема технического водоснабжения
Оборотные системы открывают большие возможности в удешевлении системы водоснабжения, сокращении потребления свежей воды и сбросов загрязненных стоков.
В данных системах можно использовать и ту часть технической воды, которая загрязняется сравнительно легко удаляемыми примесями. После очистки вода (около 15%) повторно используется.
Рисунок 18.3 - Оборотная схема системы производственного водоснабжения
В локальных системах вода используется после восстановления
(регенерации) в одном или нескольких технологических процессах. При централизованном водоснабжении после использования для различных целей вода проходит очистку единым потоком и возвращается на производство. При смешанном водоснабжении вода одной оборотной системы используется в другой (вода охлаждающей системы - в технологической, технологической - в транспортирующей и т.п.).
При схеме водоснабжения с последовательным использованием воды, которое может быть двух-трехкратным, количество сбрасываемых сточных