Необходимость использования воды в условиях производства

ВВЕДЕНИЕ 

Необходимость использования воды в условиях производства

Вода на промышленных предприятиях необходима на хозяйственно- питьевые нужды, на пожаротушение, а  также для проведения технологических  процессов.

Количество и  качество технической воды, необходимое каждому предприятию, определяется масштабом и характером его технологических процессов.

В свою очередь, эффективность работы любого промышленного  предприятия во многом зависит от организации снабжения его водой  требуемых параметров.

Соответствующими свойствами используемой воды и ее расходами, а также сооружением эффективных систем водоснабжения в значительной степени определяется качество и себестоимость выпускаемой продукции. Подача неподготовленной воды приводит к появлению брака, перерасходу топлива и электроэнергии, снижению производительности технологического оборудования и аварийному выходу из строя их элементов.

Для обеспечения  надежного и качественного снабжения  предприятий водой на каждом из них  создается специальная система  водоснабжения. 

Система водоснабжения: основные понятия и определения

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

В системах технического водоснабжения предусматриваются  также сооружения и оборудование, необходимое для приема отработавшей воды и подготовки ее для повторного использования, а также станции очистки сточных вод.

Требования к  качеству воды хозяйственно-питьевого  назначения и воды, идущей на технические  цели (технической воды) различны. Поэтому  на большинстве промышленных предприятий  сооружают отдельную объединенную систему хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения и отдельную систему технического водоснабжения.

В некоторых  случаях, например, на предприятиях пищевой  промышленности, где значительная доля воды должна соответствовать требованиям  ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая» создают единую систему водоснабжения.

А на предприятиях с высокой пожароопасностью вынуждены  создавать отдельные системы  противопожарного водоснабжения. 
 
 

Энергосберегающие технологии в системах водоснабжения

На рубеже нового тысячелетия проблема рационального использования энергетических ресурсов становится определяющей для стабилизации, как отдельных предприятий, так и российской экономики в целом. Для большинства промышленных предприятий значительная доля (около 30%) всей теплоты, поступающей на предприятие с паром, сетевой водй и выделяющейся при работе оборудования теряется в системе оборотного водоснабжения. Что касается последнего, то эта доля оказывает существенное влияние для предприятий светотехнической промышленности, имеющих стеклодувочное производство.

В светотехнической промышленности традиционные схемы  оборотного водоснабжения, основным элементом  которых является «мокрая» градирня в наиболее жаркий период не обеспечивают поддержание необходимого температурного режима ( t=20-25 °С) охлаждающей воды. Потери воды в таких системах достигает до 10 %. Все это сказывается не только на качестве производимой продукции, но и является тормозом дальнейшего повышения производительности колбовыдувающих печей.

Одним из способов решения данной проблемы является использование в схеме для охлаждения оборотной воды теплонасосных установок (ТНУ). Это позволяет с одной стороны утилизировать ранее выбрасываемое тепло на покрытие отопительно-вентиляционных нагрузок и горячего водоснабжения, а с другой стороны достичь необходимых температурных параметров охлаждающей воды при любых температурах наружного воздуха.

В данной работе на примере оборотной системы  водоснабжения 15 и 16 цеха АООТ «Лисма», г. Саранск представлены две принципиальные схемы включения ТНУ в систему  водоснабжения.

Схема охлаждения воды оборотной системы водоснабжения  с утилизацией теплоты на покрытие только отопительно-вентиляционных нагрузок представлена на рисунке

Оборотная вода от печей, выдувающих колбы, поступает  в испаритель 1 с температурой tвх »50 °С где охлаждается до tвх »40 °С отдавая тепло рабочему телу (хладагенту) циркулирующему в контуре ТНУ. Под действием этой теплоты хладагент вскипает и превращается в пар. Парообразный хладагент засасывается компрессором 2 и под необходимым давлением нагнетается в конденсатор 3, где в процессе охлаждения и конденсации рабочего тела теплота передается охлаждающей воде системы горячего водоснабжения предварительно нагретой в КТ за счет охлаждения оборотной воды с tвх »40 °С до нужной температуры.

Схема охлаждения системы оборотного водоснабжения с утилизацией теплоты на покрытие нагрузки горячего водоснабжения: 1- испаритель ТНУ; 2-компрессор ТНУ; 3- конденсатор ТНУ; 4-регулировочный вентиль; 5-переохладительТНУ; 6-кожухотрубчатый теплообменник (КТ).

Схема охлаждения воды оборотной системы водоснабжения с утилизацией теплоты на покрытие отопительно-вентиляционных нагрузок представлена на рисунке

Схема охлаждения воды оборотной системы водоснабжения  с утилизацией теплоты на покрытие отопительно-вентиляционных нагрузок: 1-конденсатор ТНУ; 2-кожухотрубчатый теплообменник; 3-сухая градирня; 4-компрессор ТНУ; 5-расширительный вентиль; 6-испарительТНУ.

Схема рассчитана на круглогодичную работу с работой  тех или иных элементов схемы  в тот или иной период года. В  зимний период года вода, оборотной системы водоснабжения с температурой 50 °С поступает в конденсатор1 где нагревается до 60 °С-65 °С затем проходит через теплообменник 2 где охлаждается, отдавая тепло теплоносителю системы вентиляции, до 35 °С и поступает в испаритель в ТНУ где охлаждается до нужной температуры и поступает в бак наполнитель оборотной воды. Теплота отводимая в испарителе после повышения потенциала используется для предварительного подогрева оборотной воды в конденсаторе1.

В осенне-весенний период при снижении или отсутствии вентиляционной нагрузки в работу включается сухая градирня 3. Вода оборотной системы в зависимости от вентиляционной нагрузки подается часть через сухую градирню3 часть через теплообменник 2 охлаждаясь до нужной температуру подается в бак.

В летний максимально  жаркий период (30°С и выше), вода оборотной  системы с температуры t=50°-55°С поступает  в конденсатор 1 где нагревается  до t=60-65°С затем подается в сухую  градирню 3 где охлаждается до 35-40°С. Дальнейшее охлаждение оборотной воды происходит в испарителе 6. 

Расчет технико-экономических  показателей данных схем показывает, что при начальных капитальных  вложениях 1,5 –2,0 млн. руб. срок окупаемости  составляет 1,5-2 года. 

СНиП 2.04.02-84: Охлаждающие системы  оборотного водоснабжения 

Общие указания  

11.1. Схема водоснабжения  должна приниматься с оборотом  воды, общим для всего промышленного  предприятия, или в виде замкнутых  циклов для отдельных производств,  цехов или установок.  

Количество охлаждающих  систем оборотного водоснабжения на предприятии надлежит устанавливать с учетом технологии производства, требований, предъявляемых к качеству, температуре, давлению воды, размещения потребителей воды на генплане и очередности строительства.  

Для уменьшения диаметра и протяженности труб водопроводных сетей надлежит применять на промышленном предприятии раздельные системы оборотного водоснабжения по отдельным производствам, цехам или установкам с максимально возможным приближением их к потребителям воды.  

11.2. При проектировании охлаждающих систем оборотного водоснабжения должна учитываться возможность использования низкопотенциального тепла подогретой воды.  

11.3. Систему оборотного  водоснабжения надлежит проектировать  с отводом воды от технологических  установок без разрыва струи с напором, достаточным для подачи воды на охладители, за исключением случаев, когда разрыв струи обусловлен конструкцией установок.  

11.4. В системах  оборотного водоснабжения следует  использовать природные и сточные  воды при соответствующей очистке  и обработке. Использование очищенных сточных вод должно согласовываться с органами санитарно-эпидемиологической службы.  

11.5. При проектировании  сооружений оборотного водоснабжения  следует учитывать требования  разделов 7, 12 и 13.  

11.6. Оборотная  вода не должна вызывать коррозии труб, оборудования и теплообменных аппаратов, биологических обрастаний, выпадения взвесей и солевых отложений на поверхностях теплообмена.  

Для обеспечения  указанных требований надлежит предусматривать  соответствующую очистку и обработку добавочной и оборотной воды.  

11.7. Выбор состава  и размеров сооружений и оборудования  для очистки, обработки и охлаждения  воды надлежит производить из  условий максимальной нагрузки  на эти сооружения. 

Охлаждение  оборотной воды

11.31. Тип и  размеры охладителя должны приниматься с учетом:

расчетных расходов воды;

расчетной температуры  охлажденной воды, перепада температур воды в системе и требований технологического процесса к устойчивости охладительного эффекта;

режима работы охладителя (постоянный или периодический);

расчетных метеорологических  параметров;

условий размещения охладителя на площадке предприятия, характера  застройки окружающей территории, допустимого  уровня шума, влияния уноса ветром капель воды из охладителей на окружающую среду;

химического состава  добавочной и оборотной воды и  др. 

Размещение  охладителей на площадках  предприятий

11.76. Размещение  охладителей на площадках предприятий  необходимо предусматривать из  условий обеспечения свободного  доступа к ним воздуха, а  также наименьшей протяженности трубопроводов и каналов. При этом надлежит учитывать направления зимних ветров для исключения обмерзания зданий и сооружений (для градирен и брызгальных бассейнов).  

11.77. Минимальное  расстояние между охладителями  воды, зданиями и сооружениями, а также между охладителями необходимо принимать согласно СНиП II-89-80*. 

Назначение  очистных сооружений для автомоек

Очистные сооружения для автомоек УКО предназначены  для локальной очистки сточных  вод автомоек, гаражей, сервисов технического обслуживания автомобилей, ливневых вод авто-транспортных предприятий, автозаправочных станций и т.д. 

Очистные соружения автомоек, которые мы производим, позволяют очищать воду от нерастворенных нефтепродуктов, жиров и взвешенных веществ.

Системы рециркуляции воды УКО изготовлены в климатическом исполнении "УХЛ" и категории эксплуатации "3.1" по ГОСТ 15150 - 69.

Очистные установки  УКО укомплектованы насосом КМ 50-32-125.

Очистные сооружения УКО очень легко монтируются, не прихотливы в работе, просты в  обслуживании. 
 

Устройство  и принцип работы очистных сооружений УКО 

Сущность процесса очистных сооружений для автомоек УКО  заключается в последовательном выделении нефтепродуктов, находящихся  в различной дисперсной фазе, из сточных вод. Загрязненные сточные воды собираются в приямке. Приямок оснащен коробами, которые устанавливаются в него и являются накопительными емкостями. В этих коробах накапливается крупная взвесь. Загрязненная вода струйным насосом эжекторного типа засасывается в установку, где последовательно проходит различные стадии очистки. Первой стадией очистки сточных вод является импеллерная флотация. Затем вода самотеком поступает в тонкослойный отстойник и далее в тонкослойный фильтр механической очистки. Выделившийся при флотации нефтешлам удаляется из установки по шламоотводному патрубку в шламонакопитель. Шламонакопитель в комплект поставки не входит.

Система оборотного водоснабжения необходима Вам для  организации:

мойки легковых автомашин

мойки грузового  автотранспорта 

В соответствии со СНиП II-0402-84 использование системы оборотного водоснабжения для мойки автомобилей допускается при условии последующего ополаскивания кузовов водой из водопровода.

Выбор очистного  сооружения для автомойки легковых автомобилей 

Процесс мойки  легковых автомобилей характеризуется:

• относительно небольшим объемом загрязнений;
• применением значительного количества моющих средств.

Очистные автомоек УКО с индексом "К" разработаны  специально для таких условий. Выбор  конкретной модели зависит от требуемой  производительности установки. Минимальная производительность – 1 куб. метр воды в час. Этого достаточно для очистки стоков от одного или двух моечных постов. Однако расход воды при мойке неравномерен, и при одновременной работе нескольких аппаратов высокого давления уровень очищенной воды в установке может значительно снижаться, вплоть до минимального. Выход из этой ситуации – использование бака - накопителя очищенной воды, который пополняется из установки по мере расходования воды моечными аппаратами. 

Система оборотного водоснабжения УКО может располагаться непосредственно в моечном зале или в отдельном помещении. При расположении УКО в отдельном помещении необходимо оборудовать пол помещения дренажным отверстием для слива воды в приямок мойки. Пол в помещении нужно выполнить с уклоном к дренажному отверстию. Дренаж используется для отвода воды при промывке фильтров и аварийном сбросе. 

Выбор модели для бесконтактной  мойки 

Бесконтактная мойка отличается высокой производительностью  и, как следствие, повышенным расходом воды. Поэтому очистная установка должна быть более мощной. Также необходимо использовать бак-накопитель очищенной воды. 
 

Система очистки воды для  автомоек замкнутого цикла УТК «Фламинго» 

УТК "Фламинго", предназначен для очистки сточных  вод на автомойках, ливнестоках и  других стоках, содержащих нефтепродукты  и взвешенные вещества, а также  хозбытовых и промышленных (молокозаводов, мясокомбинатов, рыбоперерабатывающих предприятий и др.) сточных вод. Комплекс допускает использование в системах многоступенчатой очистки воды в качестве промежуточного звена для повышения степени очистки. 

Комплекс может  также выпускаться в следующих  двух вариантах:

• с дополнительным фильтром;
• с накопительным баком для очищенной воды в системах оборотного водоснабжения.

Комплекс предназначен для эксплуатации только в закрытых помещениях, температура воздуха  в которых исключает замерзание воды в емкостях и трубопроводах.

Технические характеристики и цены:

Комплект  поставки УТК "Фламинго" 

• блок емкостей;
• воздухоотделитель;
• насосный агрегат;
• биологическая загрузка;
• компрессор;
• пульт управления насосом;
• фекальный насос;
• реагентное хозяйство (при необходимости).
• фильтровая загрузка (при необходимости).
• система обеззараживания (при необходимости)
• насосная станция для подачи воды на моечный аппарат (под заказ).

Устройство  и принцип работы УТК "Фламинго"

Технические характеристики УТК Фламинго

Загрязненная  вода при помощи фекального насоса по трубопроводу поступает в приемную камеру. Здесь происходит барботаж воздухом, который подается в нижнюю часть приемной камеры от компрессора и из линии сброса воздухоотделителя. Часть загрязнений (нефтепродукты, жиры, масла, СПАВ, и т. д.) образуют комплекс "частица-газ" и всплывают на поверхность, где удаляются при помощи водяного колеса в шламовую емкость. Загрязнения, не всплывшие на поверхность, частично выпадают в осадок и затем удаляются по мере накопления по трубопроводу , а частично с потоком воды поступают в

биоблок-флотатор. 

Биоблок-флотатор представляет собой емкость, состоящую из двух спаренных камер, разделенных между собой сетчатой перегородкой. В камере параллельно току воды расположены рамки с натянутыми сетками - аккумуляторами. На вход в каждую камеру по трубопроводу подается условно чистая вода из аккумулирующей емкости, расходом соответственно производительности установки насыщенная воздухом под давлением в 6 атм. при помощи насоса), в результате этого загрязненная вода не только разбавляется, но и подвергается пассивной флотации. На сетках - аккумуляторах образуются колонии микроорганизмов, способствующие протеканию процесса биологической очистки.

При отключении насоса, для предотвращения гибели микроорганизмов вследствие недостатка кислорода в камеру биоблока-флотатора  начинает поступать воздух от компрессора. Образовавшийся в результате очистки шлам всплывает на поверхность и удаляется при помощи механизма шламоудаления с приводом от водяного колеса. Часть загрязнений и активный ил в виде взвесей выпадает в осадок, затем при помощи эрлифта перекачивается в приемную камеру. 

После биоблока-флотатора  вода поступает через поролоновый  фильтр в емкость чистой воды, где  установлен насос. Часть воды (1/2 установленной  производительности) идет на сброс, а  другая (1/2 установленной производительности) поступает на насос и подается на вход во флотационные камеры. Для насыщения воды воздухом используется байпасная линия насоса. Насыщение происходит за счет эжекции и регулируется дросселем подачи воздуха. Не растворившийся воздух отделяется в воздухоотделителе и подается в приемную камеру.

Для улучшения  качества очистки возможно введение в очищаемую воду химических реагентов, способствующих образованию устойчивых хлопьев с последующей флотацией  и фильтрацией. Вид реагента зависит  от вида загрязнений и определяется инженером-технологом.