Водоснабжение в индустрии
Обеспечение водой промышленных компаний является одной из принципиальных народнохозяйственных задач. В подавляющем большинстве отраслей индустрии вода употребляется в технологических процессах производства. Требования к количеству и качеству подаваемой воды определяются нравом технологического процесса. Выполнение этих требований системой водоснабжения обеспечивает нормальную работу предприятия и соответствующее качество выпускаемой продукции.
Неудовлетворительное выполнение системой водоснабжения намеченных целей может привести не только лишь к ухудшению свойства продукции либо удорожанию производства, да и в ряде всевозможных случаев к порче оборудования и даже к небезопасным катастрофам.
Не считая воды для технологических нужд, на каждом предприятии требуется вода для хозяйственнопитьевых нужд рабочих и служащих, также для целей пожаротушения.
Принципиальной составляющей в процессе обеспечения водой промышленных компаний является применяемое насосное оборудование и насосы.
Более обширное применение отыскали такие насосы, как центробежные типа Д, К, 1ЦНСг, ЦНСп, ЦНСв, конденсатные насосы 1Кс, питательные ЦВК, двухвинтовые 2ВВ и другие. В статье рассматриваются главные отличительные особенности использования воды на производственные нужды и дается короткое ознакомление с некими системами и сооружениями, специфическими для водоснабжения промышленных компаний.
Потребление воды на нужды производства
Как способы использования воды на производственные нужды, так и опеделение требуемых для производства количеств и свойств воды всецело зависят от нрава технологического процесса. Вода употребляется в производстве для очень различных целей. В качестве главных категорий производственного водопотребления могут быть названы: внедрение воды для остывания, для промывки, замочки, увлажнения, для парообразования, для гидротранспорта, в составе производимой продукции и т. д.
Внедрение воды для остывания имеет масштабы, существенно превосходящие масштабы всех других видов употребления воды, при этом удельный вес этой категории в общем объеме производственного водоснабжения продолжает расти. К этой категории относятся расходование воды для конденсации пара, отходящего от паровых турбин электрических станций, и внедрение воды для остывания разных печей, машин и аппаратуры (металлургическая, нефтеперерабатывающая, хим индустрия и др.). Вода для промывки, замочки и т.п. расходуется в огромных колиествах на нужды картонной, целлюлозной, шерстеобрабатывающей, текстильной индустрии, индустрии искусственного волокна и др.
Расходование воды на гидротранспорт разных материалов имеет место в самых различных отраслях индустрии (в том числе шлакоолоудаление на теплосиловых станциях, транспортирование шлака в доменных цехах, отходов обогатительных фабрик и т. д.).
Требуемые для производственных целей количества воды определяются в итоге технологических расчетов, так же как и требуемые количества горючего, пара, электроэнергии и т. п., и в значимой степени зависят (меняются) от принятой схемы технологического процесса, типа применяемого оборудования и др. Приводимые в литературе удельные нормы расхода воды на единицу продукции, приобретенные в итоге обработки и осреднения фактических данных о расходовании воды индустрией, могут употребляться только для приближенных подготовительных расчетов по определению предполагаемых объемов производственного водопотребления.
Одной из специфичных особенностей производственного водопотребления является зависимость в ряде всевозможных случаев количества применяемой воды от ее свойства, а именно (и более нередко) от ее температуры.
Так, вода, применяемая для целей остывания, должна отводить от охлаждаемой среды (оборудования) определенное количество тепла (в единицу времени). Чем наименьшую температуру имеет применяемая вода, тем, разумеется, меньше ее будет нужно для такого же охладительного эффекта. Это событие обусловливает изменение расхода охлаждающей воды по сезонам года: зимой он меньше, чем летом.
Только принципиальное значение для многих отраслей индустрии имеет соблюдение требований относительно допустимого содержания в применяемой воде разных веществ. Требования эти очень различны для разных технологических процессов и в количественном и в высококачественном отношении.
Так, вода, применяемая для остывания, должна не засорять трубки холодильников, не владеть коррозионными качествами и (как уже сказано) иметь по способности низкую температуру. Значимая твердость охлаждающей воды также нежелательна из-за способности насыщенного отложения солей на стенах холодильников. Вода, применяемая для промывочных целей, не должна содержать веществ, негативно влияющих на промываемый материал; не нужно содержание в ней солей, вызывающих повышение расхода моющих веществ. Для неких хим производств требуется удаление из воды разных солей, глубочайшее осветление воды, удаление из нее растворенных газов и т. п. Выполнение требований производства к качеству применяемой воды обеспечивает увеличение свойства и удешевление продукции.
Необходимо подчеркнуть, что ряд современных производственных потребителей предъявляет к качеству применяемой воды настолько высочайшие требования, что им не может удовлетворять ни один природный источник водоснабжения. Эти требования могут быть выполнены исключительно в итоге искусственной обработки воды. К таким производственным потребителям относятся, к примеру, современные паровые котлы высочайшего давления, индустрия полупроводников и др. Режим расходования воды на нужды производства определяется режимом работы промышленного предприятия и способами использования воды.
В неких случаях (а именно, при использовании воды для остывания) расходование воды идет практически умеренно в течение суток. Время от времени вода расходуется временами для заполнения в данное время разных баков, ванн и т. п. Не считая конфигурации интенсивности расходования воды в течение суток, в ряде всевозможных случаев для производственного водоснабжения нужно учесть отмеченные выше сезонные колебания водопотребления.
Требования отдельных производственных потребителей к свободным напорам на вводах очень различны и зависят от типа применяемого оборудования, высоты производственных построек и т. п. В некотоых случаях для отдельных агрегатов, требующих подачи воды под завышенными напорами, представляется целесообразным устраивать местные повысительные установки. Недопустимое понижение давлений в водопроводной сети может повлечь за собой понижение расходов воды, подаваемой к охлаждающим установкам, их перегрев либо порчу продукции.
Очень принципиальное значение имеет обеспечение достаточной надежности систем производственного водоснабжения. Ряд компаний не доускает не только лишь перерыва (даже краткосрочного) в подаче воды, да и всякого понижения подачи. Нарушение установленного режима подаводы может привести к суровым катастрофам оборудования, причиняющим большой вещественный вред и небезопасным для жизни людей; изменение режима подачи либо изменение свойства подаваемой воды может повлечь за собой ухудшение свойства (брак) продукции либо расстройство оборудования. Таким макаром, обеспечение высочайшей надежности систем производственного водоснабжения нужно и с социальной, и с экономической точки зрения.
Особенности систем производственного водоснабжения
Обозначенные выше требования производственных потребителей к обеспечению их водой (объемы водопотребления, требования к качеству воды и высочайшие требования к надежности) обусловливают особенный подход к выбору насосного оборудования, источника и системы водоснабжения. Большая цена систем водоснабжения больших промышленных компаний вызывает необходимость очень глубочайшего технико-экономического анализа вероятных вариантов решения этой трудности для выбора рационального варианта. Для неких больших производственных объектов требуются настолько огромные расходы воды, что нередко местных аква источников оказывается недостаточно. Меж тем место расположения многих промышленных компаний в значимой степени диктуется наличием источников сырья, месторождений нужных ископаемых, местного горючего и т. д. В схожих критериях приходится обращаться к использованию удаленных источников воды, довольно массивных для ублажения потребностей предприятия.
Транспортирование огромных количеств воды на огромные расстояния просит издержек очень значимых средств на строительство и эксплуатацию соответственных сооружений. Время от времени появляется вопрос о том, где же прибыльнее (экономичнее) располагать предприятие — поближе к источникам сырья (горючего) либо поближе к источникам воды. В отношении ряда отраслей индустрии (горнорудной, металлургической и т. п.) вопрос решается в пользу расположения предприятия поблизости источников сырья. Но в неких случаях, к примеру при выборе места расположения термических электрических станций, возможно окажется экономически целесообразнее располагать их поближе к источникам воды, чем к источникам горючего. Сокращение дальности транспортирования воды к объекту всегда увеличивает, не считая того, надежность системы водоснабжения. Таким макаром, сам выбор места расположения промышленного предприятия может зависеть от способности его водообеспечения.
При выборе места расположения промышленного предприятия нужно также учесть вероятное воздействие его на местные природные водоемы. Сточные воды промышленных компаний нередко бывают очень загрязнены, а время от времени и токсичны. Соответствующая чистка огромных количеств сточных вод связана с очень большенными затратами. Сброс же сточных вод без достаточной чистки вызывает недопустимое загрязнение водоемов. Как уже было сказано, принятый закон об охране вод устанавливает очень строгие правила по предупреждению загрязнения природных водоемов сточными водами.
Как локальная дефицитность аква ресурсов, так и необходимость резкого уменьшения стоков обусловливают обширное применение в производстве обратного водоснабжения и повторного использования воды. Сокращение расходов «свежей» воды приобретает не только лишь экономическое, да и гигиеническое значение. Рационализация использования природной воды в производстве может в ряде всевозможных случаев привести к созданию стопроцентно замкнутых циклов водооборота, при которых фактически требуются малые отборы свежайшей воды из источника. В реальных критериях при наличии разных требований к качеству применяемой воды и различного свойства стоков, зависящих от состава цехов промышленного предприятия, системы обратного водоснабжения модифицируются и усложняются.
Так, на рис. 1(а) показана схема обратного водоснабжения при различном качестве сбросной воды в 2-ух группах цехов, т. е. когда цехи одной группы не допускают использования воды, которую сбрасывают цехи другой группы. В этих критериях устраивают изолированные отсеки охлаждающих устойств А и Б, отдельные группы насосов на циркуляционной насосной станции и отдельные подающие водоводы для воды различного свойства. На рис. 1(б) показана схема обратного водоснабжения, при которой цехи одной группы сбрасывают воду, требующую дополнительного осветления в отстойниках. После остывания вода подается в обе групы цехов единой системой труб.
В практике производственного водоснабжения получили обширное применение системы поочередного использования воды. Эти системы (рис. 2) устраивают, когда качество воды, сбрасываемой одним потребителем, допускает ее внедрение другими потребителями Так, потребитель 1 сбрасывает воду подогретую, но не грязную. Она может быть применена потребителями 2. Если количество воды, сбрасываемой потребителем 1, превосходит потребность цехов 2, ее излишек может поступать в общий сток.
В неких случаях вода из обратного цикла 1-го потребителя А (рис. 3) после остывания отчасти употребляется для группы других потребителей Б, т. е. имеет место композиция обратного водоснабжения и поочередного использования воды. Системы поочередного использования воды позволяют существенно уменьшить подачу свежайшей воды из источника и понизить издержки на водоснабжение предприятия в целом.
На больших предприятиях, занимающих очень огромную территою, время от времени оказывается выгодным разделение системы их обратного водоснабжения на несколько отдельных систем — по группам цехов с устройством нескольких блоков охлаждающих сооружений 1 и насосных станций 2 (рис. 4). Такая децентрализация позволяет снить издержки на сооружение водоводов и магистралей в границах площадки, уменьшить суммарные расходы энергии на подачу воды и сразу повысить надежность водоснабжения.
В ряде всевозможных случаев в системе производственного водоснабжения отдельные потребители (цехи) требуют подачи им воды под значительно разными напорами. Тогда в целях понижения расходов энергии на подачу воды для отдельных групп производственных потребителей устраивают отдельные сети различных напоров, т. е. используют типичное разделение системы водоснабжения. Таким макаром, на одной промышленной площадке могут быть сооружены отдельные системы для подачи воды различного свойства, различных температур и различных давлений.