Описание организации по водоснабжению

Строительный портал о технологиях строительства, ремонте и эксплуатации

Устройство системы водоснабжения предприятия

Вода эксплуатируется практически во всех производственных процессах на каждом промышленном объекте в нашей стране. Применение воды в процессе производства может сводиться к нескольким основным направлениям:

• Охлаждение;
• Очистка;
• Парообразование;
• Гидравлические системы;
• Вода может входить в состав производимой продукции.

Для всех потребностей на предприятии необходимо устанавливать качественную систему водоснабжения. В данной статье приводится информация относительно устройства и основных технических характеристик подобных систем.

Содержание

Охлаждение и парообразование на предприятии

Если производственный процесс требует постоянного использования воды с целью охлаждения механических приспособлений, объемы эксплуатируемой жидкости будет весьма существенными. К данной группе имеет отношение расходование жидкости с целью снижения температуры конденсаторов, установленных паровых турбин на ТЭС, доменных печей, а также сталеплавильных агрегатов, устройств, используемых в нефтехимической промышленности и т.п.

Вода с целью очистки в больших объемах используется в процессе производства бумаги, целлюлозы, изделий текстиля и т.п. Также вода применяется для заливки в паросиловые агрегаты. В некоторых технологических процессах возникают большие расходы на гидравлический транспорт, используемый при очистке всевозможных материалов.

Некоторые предприятия добавляют воду в производимую пищевую продукцию.

В соответствии с потребностями производства и целевым назначением, качество используемой воды может существенно отличаться. Если жидкость используется с целью охлаждения, покажатель жесткости и мутности должен быть минимальным. Также от жидкости требуется отсутствие коррозийных свойств. Для этого зачастую используется дистиллированная вода. Чтобы заливать воду в паровые котлы, в ней не должно содержаться никаких солей. При использовании в пищевой промышленности вода тоже не должна содержать солей, способных изменить вкусовые свойства продукции. Режим работы любого промышленного объекта изначально определяет производственные потребности в использовании воды.

Промышленные системы водоснабжения имеют определенные отличительные особенности. Главная особенность заключается в том, что используемая жидкость может без особого труда быть очищена от различных примесей без сброса в водоем с возможностью повторного использования. В соответствии с такими требованиями на промышленных объектах могут устанавливаться такие виды систем водоснабжения:

• Прямоточные, подразумевающие подачу жидкости потребителю и перекачка в водоем после применения;
• Оборотные, в которых нагретая вода охлаждается для повторного использования в аналогичных целях;
• Последовательные системы перекачивают используемую воду в другой цех после использования в предыдущем.

Требования к качеству используемой жидкости могут повлиять на усложнение установленной системы водоснабжения.

Разновидности систем водоснабжения

Устанавливаемые системы водоснабжения, либо водопроводы могут классифицироваться еще по таким основным признакам:

• По категории обслуживаемых объектов;
• По назначению водопроводы могут делиться на хозяйственно-питьевые, производственные, задействованные в тушении пожаров или комбинированные;
• По методу подачи бывают самотечные системы и водопроводы с механической подачей жидкости;
• По виду используемых источников водопроводы могут классифицироваться на природные, системы, берущие воду из централизованных магистралей после очистки, а также на комбинированные системы;
• По территориальному охвату системы водоснабжения могут делиться на местные и централизованные;
• Характер применения жидкости в промышленности;
• Системы делятся по надежности на 3 основных категории в зависимости от разновидности промышленного объекта.

Базируясь на технико-экономических показаниях, нередко оборудуются комбинированные системы, снабжающие механизмы, задействованные на производстве, и противопожарные системы.

Современные системы водоснабжения могут обслуживать как одно, так и несколько предприятий. Такие водопроводы классифицируются, как групповые.

Основные принципы оборудования производственных систем водоснабжения

Для уменьшения объемов промышленных стоков, строительство системы водоснабжения на предприятии необходимо рассматривать в объединении с канализационной магистралью.

Водоснабжение промышленных объектов и отведение отработанной жидкости должно выполняться одной системой в которой эти процессы выполняются поэтапно. Это считается основным и наиболее значимым условием для оборудования достаточно эффективного устройства водопотребления на промышленных объектах. Схематично это можно рассмотреть на картинке.

Следующая характеристика – это применение в производственных циклах жидкости, забираемой из централизованных городских канализационных систем после предварительной очистки. Естественно, такие механизмы не должны устанавливаться на пищевом или фармацевтическом производстве.

Водоснабжение объектов нефтехимической промышленности или систем водоснабжения предприятий по обработке черных металлов. В механизмах, используемых на таких объектах жидкость из первоисточников можно подавать только для дополнения общего используемого объема с целью восполнения минимального достаточного уровня жидкости. Технологические растворы должны очищаться до того состояния, в котором они пригодны к повторному использованию.

С такой целью могут быть оборудованы локальные систем, на которых базируется водоснабжение в отечественной промышленности.

Эффективность работы устанавливаемых систем может быть повышена, благодаря устройствам минимизации энергетических и денежных затрат на переработку сточных вод до состояния, позволяющего запускать их снова в производство.

Особенности проектирования

Бытовые и промышленные водопроводы могут отличаться тем, что в заводских устройствах нельзя что-либо переоборудовать собственноручно при желании. Каждая система водоснабжения, устанавливаемая на заводе, обязательно должна быть спроектирована одновременно с главной технологией.

В таких проектах предоставляется научное обоснование выбора подходящего качества воды для производства. Очищенные стоки в подобных документах указываются в качестве технологических растворов, используемых с целью завершения нормальной производственной операции.

Поскольку замкнутые системы, устанавливаемые на предприятиях, считаются сравнительно сложными структурными компонентами, на их оборудование всегда будет требоваться много времени и платежных средств. Решение подобных задач на сегодняшний день на первом месте при разработке новых механизмов водоснабжения, так и для переоборудуемых объектов.

Соотношение количества эксплуатируемой повторно водной массы в металлургии, химической или бумажной промышленности может соответствовать даже показателю в 95%. Несмотря на это, используется сравнительно много свежей жидкости для работы таких предприятий. Больше всего жидкости используют целлюлозно-бумажные производители – около 500 кубометров. Для сравнения можно рассмотреть нефтеперерабатывающую промышленность, где на предприятиях применяется приблизительно в 2 раза меньше воды.

Работа промышленных систем водоснабжения

Каждая промышленная система водоснабжения должна время от времени восполняться или полностью обновляться. Жидкость в большинстве случаев применяется в качестве теплоносителя, либо охладителя. После использования воду зачастую снова охлаждают или повышают температуру до необходимого уровня. Перед повторным использованием вода может очищаться.

Количество систем оборотного водоснабжения увеличивается во всех областях промышленности. Воду нередко используют для теплообмена. Вода систематически нагревается и охлаждается в градирнях, либо специальных брызкальных бассейнах. При испарении большая часть воды теряется в процессе производства, поэтому ее уровень должен быть восполнен.

Оборотные системы используются в 98% предприятий химической промышленности в утвержденных технологических операцийх, где нужна очистка жидкости от отходов. Отделение шлама от жидкости позволяет выполнять его переработку и получать сравнительно ценные компоненты.

Вода используется повсеместно для охлаждения эксплуатируемых механизмов в различных производственных процессах. На переработку 1 кубометра нефти может понадобиться около 2,5 кубов воды. Для нефтегазоперерабатывающих предприятий суточный объем расхода воды достаточно большой, к тому же недопустимо сбрасывать эту воду в канализацию. Поэтому жидкость пропускают всегда через очистные сооружения для возможности повторного применения.

Оборотное водоснабжение для систем ТЭЦ функционирует по принципу парогенерации, его направления на турбины с последующей конденсацией в специальных охлаждающих отсеках, после которых жидкость может повторно использоваться.

В быту для многих людей подобные технологии не представляют никакого интереса. Однако владельцы маленьких предприятий систематически сталкиваются с необходимостью эксплуатации оборотной воды на мойках, в бассейнах или даже прачечных, чтобы не получать ее систематически из централизованного водопровода, поскольку это может повлечь серьезные финансовые затраты.

Разделяют две основных схемы эксплуатации воды:

1. Без обработки после эксплуатации.
2. Схема применения с промежуточной обработкой.

В первом варианте вода может использоваться после прохождения технологического процесса, если ее эксплуатационные показатели остаются приемлемыми. Например, питьевая вода используется для мытья тары, затем ее можно применять для отдельных бытовых потребностей в системе подсобного хозяйства.

Водоснабжение на предприятии

Вода, используемая в оборотных системах, должна соответствовать определенным требованиям:

1. Отсутствие негативного воздействия на качество используемой продукции.
2. Незначительное коррозийное воздействие на металлические элементы.
3. Отсутствие солевых отложений в механизмах.
4. Отсутствие любого биологического обострения внутри системы.

Устанавливаемые промышленные системы аккумулируют большие объемы примесей в отстойниках с отработанной жидкостью и градирнях. Очистка емкостей выполняется буквально в ручном режиме и с применением механизированных систем вывода осадка без остановки работы системы водоснабжения. Когда оборотная вода испаряется, в ней накапливаются соли, которые оседают на трубах.

Системы водоснабжения и их характеристика

Система водоснабжения— это комплекс инженерных сооружений, предназначенных для забора воды из источника водоснабжения, ее очистки, хранения и подачи к потребителям.

Системы водоснабжения (водопроводы) классифицируют по ряду признаков.

По виду обслуживаемого объекта системы водоснабжения делят на городские, поселковые, промышленные, сельскохозяйственные, железнодорожные и др.

По назначению системы водоснабжения подразделяют на хозяйственно-питьевые, предназначенные для подачи воды на хо­зяйственные и питьевые нужды населения и работников предприя­тий; производственные, снабжающие водой технологические цехи; противопожарные, обеспечивающие подачу воды для тушения по­жаров.

По способу подачи воды различают самотечные во­допроводы (гравитационные) и водопроводы с механической подачей воды (с помощью насосов).

По виду используемых природных источ­ников различают водопроводы, забирающие воду из поверхно­стных источников — рек, водохранилищ, озер, морей, и водопро­воды, забирающие воду из подземных источников (артезианских* родниковых). Имеются также водопроводы смешанного питания.

2 Схема водо­снабжения населенного пункта с забором воды из поверхностного источника

На рис. 1 показана схема водоснабжения города с поверхностным источником. Из источника вода забирается водоприемным сооружением и подается насосами насосной станции I подъема на очистные сооружения. После очистки и обеззараживания вода собирается в резервуарах чистой воды. Затем насосами насосной станции II подъема вода подается по водоводам 6 в сеть трубопроводов 8, разводящую воду потребителям.

Рисунок 1. Схема водоснабжения с поверхностным источником: 1 — водоприемное сооружение; 2 — насосная станция I подъема; 3 — очистные сооружения; 4 — РЧВ; 5 — насосная станция II подъема; 6 — водоводы; 7 — водонапорная башня; 8 — магистральная водопроводная сеть; 9 — пьезометрические линии в период максимального водопотребления

Потребление воды в городах и на промышленных предприятиях в течение суток неравномерно. В городах в ночное время вода потребляется значительно меньше, чем днем. На промышленных предприятиях в начале и конце смен воды для производственных целей расходуется меньше, чем в середине смен.

Для сокращения размеров и обеспечения стабильной работы, водоприемных и очистных сооружений, а также насосных станций I подъема их проектируют на равномерную производительность. Насосные станции II подъема проектируют с учетом необходимости изменения их производительности. Подаваемый ими в отдельные часы суток объем воды должен быть близок к потребляемому расходу.

Производительность водоприемных и очистных сооружений и насосных станций I подъема больше минимальной и меньше максимальной производительности насосных станций II подъема. В часы минимальной производительности насосных станций II подъема (в часы минимального водопотребления) излишек воды, поступающей от очистных сооружений, накапливается в резервуарах чистой воды; в часы максимальной производительности насосных станций II подъема (в часы максимального водопотребления) накопившийся излишек воды расходуется потребителями. Таким образом, резервуары чистой воды являются регулирующими емкостями. Кроме того, в резервуарах чистой воды хранят запас воды для пожаротушения и собственных нужд очистных станций.

Для регулирования расходов воды, подаваемой насосными станциями II подъема и расходуемой потребителями, служат водонапорные башни. Водонапорные башни представляют собой утепленные резервуары, поднятые над землей на специальных конструкциях, называемых стволами. Высота водонапорных башен определяется исходя из условий обеспечения подачи потребителям воды с необходимыми напорами.

Состав сооружений системы водоснабжения зависит от вида источника водоснабжения и качества воды в нем требований, предъявляемых к качеству воды потребителями, и ряда других факторов. При определенных условиях необходимость в некоторых сооружения) может отпасть, а некоторые сооружена могут быть совмещены.

3 Схема водо­снабжения населенного пункта с забором воды из подземного источника

На рис. 2 представлена схема водоснабжения города с подземным источником. Для забора подземных вод служат трубчатые колодцы с размещенными в них насосами. В этой схеме насосная станция I подъема совмещена с водоприемными сооружениями, а очистные сооружение вообще отсутствуют. Возможность последнего решения объясняется высоким качеством подземных вод.

Рисунок 2. Схема водоснабжения с подземным источником: 1 — трубчатые колодцы, совмещенные с насосной станцией I подъема; 2 и 6 — водоводы; 3 — РЧВ; 4 — всасывающие трубопроводы; 5 — насосная станция II подъема; 7 — магистральная водопроводная сеть; 8 — водонапорная башня (контррезервуар); 9 -пьезометрические линии в период максимального водопотребления; 10 — пьезометрические линии в период минимального водопотребления (период транспортирования воды в водонапорную башню)

Для обеспечения необходимой надежности работы системы водоснабжения в ней проектируют по два и более однотипных сооружения, а также создают резерв насосного и механического оборудования.

На представленных схемах показаны лишь основные сооружения. Система водоснабжения, как правило, имеет много дополнительных сооружений, обеспечивающих бесперебойную подачу воды потребителям. Между основными сооружениями располагают камеры переключения или распределительные устройства, обеспечивающие отключение или включение отдельных сооружений, насосов или оборудования. На водопроводной сети устраивают смотровые колодцы, в которых располагают задвижки для отключения отдельных участков сети, гидранты, служащие для пожаротушения, водоразборные колонки и другое оборудование.

Пересечение водопроводной сети с реками и оврагами, железными или автомобильными дорогами выполняют путем прокладки труб по мостам, в туннелях или дюкерами, представляющими собой две нитки труб, уложенных по дну реки в траншее.

Источником водоснабжения могут служить поверхностные водоемы (реки, озера, моря) и подземные воды. Место забора воды и местоположение водоприемного сооружения и станции I подъема определяются санитарными соображениями — стремлением получить из источника наиболее чистую воду. При заборе воды из рек эта цель достигается расположением водоприемного сооружения выше по течению реки относительно объекта водоснабжения и других населенных пунктов и промышленных предприятий, т. е. выше мест возможного загрязнения воды водоема; при заборе воды из озер и морей — удалением водоприемного сооружения от объекта водоснабжения и других населенных мест и промышленных предприятий. При заборе подземных вод эта задача может быть решена удалением водоприемного сооружения от населенных пунктов и промышленных предприятий или получением воды из глубоких водоносных слоев. В последнем случае водоприемные сооружения могут располагаться даже в черте объекта водоснабжения.

Очистные сооружения можно размещать как вблизи водоприемников, так и вблизи объектов водоснабжения. В первом случае оказывается целесообразным совмещение насосных станций I и II подъема (расположение их в одном здании).

Воду необходимо подавать потребителям не только в требуемом количестве, но и под определенным напором, который называется свободным напором Нсв. Этот напор должны обеспечивать насосная станция II подъема и водонапорная башня, так как в часы максимального водопотребления вода подается в сеть и из водонапорных башен. В целях сокращения высоты водонапорных башен их располагают на наиболее высоких точках местности. В связи с этим они могут оказаться расположенными в начале сети (см. рис. 1), в середине ее и в конце (см. рис. 2). В последнем случае башня называется контррезервуаром.

4 Элементы водопроводной сети населённого пункта.

Водозаборные сооружения, насосные станции, очистные сооружения, трубопроводы (магистральные, уличные, дворовые).

Система водоснабжения имеет много дополнительных сооружений, обеспечивающих бесперебойную подачу воды потребителям. Между основными сооружениями располагают камеры переключения или распределительные устройства, обеспечивающие отключение или включение отдельных сооружений, насосов или оборудования. На водопроводной сети устраивают смотровые колодцы, в которых располагают задвижки для отключения отдельных участков сети, гидранты, служащие для пожаротушения, водоразборные колонки и другое оборудование.