Системы производственного водоснабжения

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОДЫ НА ПРОМЫШЛЕННОМ ПРЕДПРИЯТИИ

При разработке схем промышленного водоснабжения особое внимание следует обратить на комплексное использование воды предприятиями, расположенными в крупных промышленных регионах. При таком подходе появляется возможность объединения предприятий (отдельных производств) по водоснабжению и исполь­зованию одним предприятием воды, непригодной для использования другим, а также возможность объединения стоков, требующих одинаковых методов очистки. Это приведет к экономии воды при­родных источников водоснабжения, сохраняя их как источники воды высокого качества. Пополнение же источников (сброс) должно производиться лишь водой, прошедшей очистку на очистных сооружениях промышленных предприятий

Расход воды в промышленности исключительно велик и зависит от технологического процесса (табл.).

Табл. Удельный расход водына производство промышленной продукции

Следует различать основные виды технологической (техниче­ской) воды в системах водоснабжения по происхождению. Это реакционные воды - результат химических реакций с образо­ванием воды; воды, содержащиеся в сырье и исходных продуктах, - свободная или связанная вода, содержащаяся во многих видах сырья (в нефти, угле и др.); водные растворы, образующиеся в результате процессов получения или переработки продуктов в водных растворах и средах; водные растворы и абсорбционные жидкости - образуются при использовании воды в качестве экстрагента или абсорбента. По назначению различают: охлаждаю­щие воды - используются в технологиях для охлаждения аппара­тов и продуктов; воды для транспорта исходного сырья и продуктов его переработки в системах гидротранспорта (удале­ние золы и др.) и промывочные воды.

Перечисленное разграничение в значительной степени дик­туется условиями очистки технологических стоков, поступающих в дальнейшем в систему технического водоснабжения предприятия для повторного использования, так как сокращение расхода воды имеет важное народнохозяйственное значение. Для иллюстрации сказанного интересно рассмотреть распределение водопотребления крупным потребителем технической воды - черной металлургией, где ежегодный ее расход составляет 36 млрд. м³ (в том числе из внешних источников - 5, 3 млрд. м³), что составляет 15 % общего промышленного потребления воды стра­ной. При этом на охлаждение оборудования расходуется 50 %, очистку газов и воз­духа - 25, обработку и отделку металла - 12, гидротранспорт - 12 и прочие нужды - 1 % потребляемой воды.

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ ПОТРЕБНОСТИ В ВОДЕ НА НУЖДЫ ТЕХНОЛОГИИ

Согласно существующей классификации по видам потреби­телей, заводские системы водоснабжения подразделяются на три группы: хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные.

Основным фактором, определяющим режим работы всех эле­ментов заводского водоснабжения, является режим расходования воды системами водоснабжения (хозяйственно-питьевая, производ­ственная и противопожарная).

Для потребителей составление режима расходования воды не представляет затруднений, так как при проектировании режимы водопотребления технологиями завода задаются картами техноло­гических процессов и отдельных переходов. При этом определяются наибольшие часовые расходы V_i^max технологий и цехов SV_i^max, а так­же V_i^min и SV_i^min. Из расходов воды цехами складывается представ­ление о значениях SV^min и SV^max общезаводского потребления технической воды.

Существенное влияние на график суточного потребления технической воды оказывает сменность работы технологий. К примеру, кузнечные технологии машиностроительных заводов, как правило, характеризующиеся трехсменной работой, в основном потребляют техническую воду в первые две смены. Ночная (третья) смена подготовки производства отвечает минимальному потреблению воды. Характер технологического процесса также определяет равномерность потребления воды в течение суток. В связи с этим в отдельные группы выделены потребители с постоянными и периодически изме­няющимися водозаборами (рис. 2.1).

График, приведенный на этом рисунке, позволяет найти значе­ния V_i^max и V_i^min часовых расходов в течение суток, а также общее потребление воды каждой технологией (с постоянным в течение суток водозабором - линия 1, с периодическими провалами нагруз­ки - 2, с неравномерным в течение суток водозабором - 3).

Вода также служит одним из основных средств борьбы с пожа­рами на промышленных предприятиях. Ее подача на нужды пожа­ротушения возлагается на производственный водопровод.

Принцип нормирования воды на пожаротушение регламенти­руется СНиП 11-31—74. При этом получаемый часовой расход прибавляют к V_i^max и V_i^min (см. рис. 2.1). Расход воды на пожаро­тушение на промышленном предприятии определяется по табл. 2.3 и 2.4.

Табл. 2.3. Нормы расхода воды на пожаротушение при ширине зданий менее 60 м

Нормы расхода воды на пожаротушение при ширине здания более 60 м

Расчетные среднесуточные расходы воды на хозяйственно-питьевые нужды по предприятию определяют в соответствии с дан­ными табл. 2.5.

. Значения хозяйственно-питьевого водоснабжения

При проектировании системы хозяйственно-питьевого водо­провода нужно помнить, что она выполняется раздельно от водопроводов потребителей других групп.

ХАРАКТЕРИСТИКА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ ВОДЫ И ИХ ТРЕБОВАНИЯ К ПАРАМЕТРАМ И НАДЕЖНОСТИ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Вода используется в производстве для самых разнообразных целей: охлаждения, промывки, замачивания, парообразования, гидро­транспорта и др. Требования к количеству и качеству воды для производственных целей определяются характером технологии, причем одной из специфических особенностей производственного водоснабжения является зависимость в ряде случаев, объема потребляемой воды от ее качества (температуры, солевого состава и т. п.).

Поэтому исключительно важное значение для многих отраслей промышленности имеет соблюдение требований относительно допустимого содержания в используемой воде разных примесей. Случается, что потребители предъявляют к качеству воды столь высокие требования, что им не может удовлетворить ни один при­родный источник водоснабжения (химические технологии, техно­логии генерации энергетического пара и др.). Отдельные производ­ства предъявляют особые требования к свободным напорам на вводах, что обусловлено типом используемого в технологии обору­дования, высотой производственных зданий и др.

Большое значение имеет обеспечение достаточной надежности систем производственного водоснабжения. Ряд предприятий не до­пускает не только перерыва, но даже незначительного снижения подачи воды в связи с изменением давления или производитель­ности.

СЕТИ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Системы производственного водоснабжения. Представляют собой комплекс взаимосвязанных сооружений, предназначенных для обеспечения объекта водоснабжения водой. В самом общем случае эта система водоснабжения должна обеспечивать: отбор воды из природного источника, доводку ее качества в соответствии с требованиями потребителя (к примеру, доменного производства),. транспортирование ее ко всем объектам водоснабжения при заданных значениях давления в точках отбора водопроводной сети, очистку и охлаждение воды перед повторной ее подачей к потреби­телю в соответствии с индивидуальными требованиями к ее ка­честву.

Для удовлетворения этих требований система производствен­ного водоснабжения включает: водозаборные сооружения, обеспечивающие забор воды из выбранных для данного объекта водоснабжения источников; насосные ста н ци и, поддержи­вающие необходимые давление и расход в водопроводных трубах и обеспечивающие транспорт воды к отдельным потребителям; сооружения для дообработки и очистки воды, улуч­шающие качество отбираемой природной воды в водопроводы и водопроводные сети; регулирующие емкости; очистные сооружения (групповые и индивидуальные для отдель­ных технологий). Расположение основных сооружений системы водоснабжения завода показано на рис. 2.2. Здесь обращает внимание отсутствие сброса технической воды в источник водоснабжения 1, так как использование последнего для сброса может допускаться в ис­ключительных случаях, удовлет­воряющих специальным требова­ниям и условиям, предъявляемым законодательством России с разрешения государ­ственного санитарного надзора.

Системы производственного водоснабжения классифицируют­ся по следующим признакам. По видам потребителей различают хозяйственно-питьевые, производственные, противопожарные си­стемы; по кратности использова­ния воды, отбираемой из природ­ного источника, - оборотные, прямоточные и системы с последова­тельным использованием воды в разных технологиях; по виду при­родных источников водоснабже­ния - системы, использующие во­ды поверхностных источников (ре­ки, водохранилища, моря, озера), и системы, использующие подзем­ные воды (артезианские и грун­товые).

В зависимости от требований, предъявляемых к качеству воды, предназначенной потребителям каждой из категорий, а также мощ­ности промышленного предприятия применяют ту или иную систему водоснабжения. В городах обычно устраивают единый хозяй­ственно-противопожарный водопровод, к которому присоединяются предприятия, для технологий которых требуется вода питьевого качества (предприятия пищевой промышленности и др.). Для круп­ных промышленных предприятий, расположенных в городской черте, устраивают самостоятельные, отдельные от городских произ­водственные водопроводы (часто такие водопроводы объединяют группу заводов). При этом всегда нужно иметь в виду, что единую систему подачи воды на производственные и хозяйственные нужды сооружают в случаях, когда к качеству технической воды предъяв­ляют те же требования, что и к питьевой. Вопросы такого объеди­нения решаются на основе технико-экономического обоснования.