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.
Рис. 21. Состав схемы водоснабжения промышленного предприятия.
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);
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 ВЭРов и отходов производства.
Технический водопровод, системы технического водоснабжения
Здравствуйте! Системы технического водоснабжения могут использоваться как в промышленных нуждах, для обеспечения подачи воды для различных технологических процессов, так и для задач локального характера будь то мойка машин или полив огорода. Принципиальное отличие технического водопровода от питьевого состоит в соблюдении ГОСТов и норм различных для питьевой и технической воды.
Техническое водоснабжение, реализованное на промышленных предприятиях предназначено для отбора воды с предварительной очисткой из природного источника и последующей доставкой воды потребителю. После чего свойства воды должны быть восстановлены для её возвращения в природную среду или повторного использования в производственном цикле. Вода для бытового использования не должна подаваться из технического водопровода, для таких целей используют городской водопровод или аналогичный использующий питьевую воду.
Классификация технического водоснабжения
На предприятии использование технической воды может подразделятся на две категории:
Система возвратного водоснабжения, является наиболее экологичной и совершенной системой. Такая система подразумевает возвращение использованной воды или большей её части в систему водоснабжения, где после приведения к соответствующим стандартам, возможно, её повторное применение.
Безвозвратное водоснабжение заключается в передаче воды в получаемый продукт и обычно используется в системах охлаждения при высоких температурах или наполнении технических емкостей.
Существует соответствующая классификация потребителей технической воды:
1) Возвратное потребление:
• П1 – потребители, использующие в производстве нагрев воды (75-80% оборотной воды).
• П2 – потребители, загрязняющие воду путем промывки сырья или трубопроводов.
• П3 – потребители используют как нагрев воды, так и применяют её для промывки или очистки сырья или оборудования.
2) Безвозвратное потребление:
• П4 – Использование воды для производства пара.
• П5 – Использование воды в качестве добавок и включений для производства продукции.
Технический водопровод и водопотребление
Расчёт минимального потребления воды для нужд технологического производства рассчитывается путём суммирования максимального потребления для всех задействованных агрегатов при их наибольшем водозаборе. Касательно предприятий, для систем технического водоснабжения ставятся следующие задачи:
• Поддержание всех элементов машин и аппаратов, участвующих в технологическом процессе в подходящем температурном режиме.
• Технологическая очистка загрязненных механизмов и из узлов путем промывки водой.
• Подпитка различных технологических линий холодной или горячей водой.
• Выполнение всех условий по охране окружающей среды.
Большое внимание следует уделить бесперебойному техническому снабжению, которое гарантированно обеспечит водоснабжение при различных аварийных и непредвиденных ситуациях. Такое резервное водоснабжение возможно обеспечить лишь путём абсолютного дублирования всех насосов, фильтров и водозаборов, установленных в системе.
Такие системы должны устанавливаются в чистые и хорошо отапливаемых помещениях и иметь хороший доступ в случае замены аварийных узлов или агрегатов. Техническая эксплуатация всех узлов должна соответствовать их проектной документации. Регулярные технические осмотры такого оборудования следует проводить не реже одного раза в год с обязательным применением необходимой профилактики, которая поможет предотвратить поломку или создание аварийной ситуации.
Сами системы технического водоснабжения могут быть открытого и закрытого типа, к которым применяются различные требования.
• Открытые системы технического водоснабжения – системы, обеспечивающие подачу воды на технологические процессы, при которых технический персонал, задействованный в производстве, имеет непосредственный контакт с технической водой (моечные машины, строительное производство и др. ).
• Закрытые системы технического водоснабжения – системы в которых исключено проявление любого контакта персонала с технической водой (различные пароводяные циклы на ТЭЦ и АЭС и др.).
Источники водоснабжения
Существование различных источников водоснабжения приводит к необходимости соответствия ими ряда условий для возможности полноценного использования.
• Обеспечение бесперебойного получения воды необходимой для произведения всех технологических процессов, с учетом возможного роста потребности в водоснабжении.
• Подача воды необходимого качества или возможности наименее затратного способа доочистки получаемой воды.
• Обеспечение возможности подачи воды наименее затратным способом.
• Обладание источником таким объёмом, чтобы расчётный водозабор не привёл к нарушениям в сложившейся экологической системе.
Характеристики воды зависят от типа источника и подбираются в зависимости от анализа водных ресурсов района, в котором расположен потребитель.
• Речная вода имеет высокое содержание органических веществ и обладает высокой мутностью, но у такой воды сравнительно невысокая жёсткость.
• Вода озер менее замутнена и ее качество зависит от времени года и выпавших осадков.
• Подземные воды обладая минимальным замутнением в некоторых случаях могут быть сильно минерализованы.
Классификация систем водоснабжения
Все системы технического водоснабжения можно разделить по следующим признакам:
1. По виду источника для подачи воды.
• С использованием поверхностных вод.
• С использованием подземных вод.
2. По способу подъема воды:
• Нагнетательный (подача воды осуществляется насосами.).
• Самотечный (вода поступает под собственным давлением.).
• Хозяйственно-питьевые (полив и водоотведение для бытовых нужд).
• Противопожарные (различные системы пожаротушения).
• Объединенные (полив и пожаротушение и др.).
4. По видам обслуживаемых объектов:
5. По территориальному охвату:
• Местные (для водоснабжения индивидуальных объектов).
• Централизованные (обеспечивают определенную группу потребителей).
6. По типу использования воды:
• Прямоточные (вода после использования сбрасывается в систему канализации).
• Оборотные (вода проходит различные циклы очистки для повторного использования).
Элементы систем водопровода
Система технического водопровода подразделяется на ряд элементов, выполняющих различные функции для осуществления подачи воды:
1. Водозаборные сооружения (предназначены для осуществления забора воды из различных источников с ее предварительной очисткой).
2. Водоподъемные сооружения (насосные станции, осуществляющие подачу воды к местам для её хранения, потребления или очистки).
3. Сооружения для очистки или изменения, химических составляющих воды (установки ХВП и ХВО).
4. Водоводы и водопроводные сети (различные системы служащие для подачи воды потребителю).
5. Танки и запасные ёмкости (регулирующие емкости служащие для накопления и дальнейшего хранения воды).
6. Различные гидросооружения систем оборотного водоснабжения (служат для очистки и охлаждения сточных вод).
Проектирование технического водопровода
Системы водоснабжения выполняются по проработанным схемам, которые представляют собой совокупность всех сооружений водопровода и последовательно расположены на местности. Этап проектирования начинается с составления чертежа и определением всех элементов, входящих в будущую систему водоснабжения. Затем после проведения технико-экономического расчёта выбирается наивыгоднейший проект, который и в дальнейшем и реализовывается.
Схемы подачи воды
При организации системы водоснабжения выбирается наиболее подходящая система водоснабжения, такие системы могут быть:
• Прямоточная с повторным использованием воды.
Каждая система обладает своими преимуществами на которых стоит остановится более подробно.
Прямоточная схема — при работе такой системы из источника водоснабжения происходит закачивание всей необходимой потребителю воды, вследствие чего производительность водозаборных устройств, насосов первого подъёма и очистных сооружений рассчитываются для покрытия максимального суточного потребления. Такая схемам работы увеличивает размеры и мощность применяемых элементов водоснабжения, что приводит к их существенному удорожанию. Отработанную воду необходимо сбрасывать в природные водоёмы, не нарушая экологического равновесия, и такая модель также требует определённых затрат. Прямоточная схема широко применяется в системах хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения, ввиду невозможности повторного использования воды потребителями.
Прямоточная схема с повторным использованием воды реализовывается в случаях, когда среди потребителей технической воды можно выделить потребителя с большим расходом, вода от которого подходит по параметрам и может удовлетворить потребности других потребителей. Такая система, работая по прямоточному режиму, позволяет осуществлять забор необходимый для работы потребителя с высоким расходом воды, остальные же используют его сбросную воду. Использование такой системы позволяет значительно сократить количество использованной воды и стоков, что приведёт к удешевлению всей системы водоснабжения.
Оборотная схема системы производственного водоснабжения является наиболее современной и основана на том, что не менее 70% технической воды возможно использовать повторно. Использование такой схемы сводится к тому, что после использования в системе вода очищается и охлаждается для повторного использования. Водозабор в таком случае производится только для восполнения необратимых потерь. Такая система широко применяется в условиях, когда ресурсов природного источника недостаточно для осуществления прямоточного водоснабжения.
Комбинированная схема, как следует из ее названия, является комбинацией вышеописанных схем подачи воды.
4.8. 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.
Рис. 21. Состав схемы водоснабжения промышленного предприятия.
В состав схемы водоснабжения могут входить следующие элементы:
Водозаборное сооружение (предназначено для отбора воды из природного источника;
Насосная станция первого подъема (предназначена для подачи воды в пруд-отстойник или непосредственно в систему водоснабжения);
Пруд-отстойник (служит для предварительной очистки воды; в случае необходимости дополняется установками для осветления воды и т.д.);
Резервуар чистой воды (предназначен для хранения определенного количества воды и создания напора у ряда потребителей в случае отключения системы);
Пруд-накопитель (предназначен для накопления и хранения воды);
Насосная станция второго подъема (предназначена для создания дополнительного напора);
Насосная станция третьего подъема (предназначена для подъема воды в бак-накопитель водонапорной башни);
Водонапорная башня (назначение – обеспечение необходимого напора у потребителей);
Установка ХВО (химводоочистки);
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 ВЭРов и отходов производства.
4.9. 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 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. Сточные воды в зависимости от вида загрязнений и других условий перед сбросом в водоем должны проходить через очистные сооружения. В этом случае количество сбрасываемых в водоем сточных вод уменьшается на величину потерь воды с шламом.
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 рис. 22:
Рис. 22. Прямоточная система водоснабжения.
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.
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 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. 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.
СТВС реального предприятия малой и средней мощности, выполненная по прямоточной схеме может быть дополнена другими элементами, исходя из условий технологического процесса (установки ХВО, напорные, насосные станции, пруды-отстойники т.д.).
При построении СТВС ПП по прямоточной схеме учитываются следующие соображения:
Мощность природного источника. Она должна быть достаточной для сохранения экологической обстановки в регионе.
Удаленность предприятия от источника воды. С увеличением расстояния растут дополнительные расходы на транспортировку.
Степень предварительной очистки воды и затраты на содержание очистных установок определяется условиями технологического процесса. С точки зрения экологической безопасности прямоточные схемы являются наиболее “грязными”.
