Оборудование систем технического водоснабжения.

Насосные станции.

Бытовые насосные станции предназначены для полива и подачи воды в дом со скважин и колодцев, других источников воды, а также могут применятся для поднятия давления в системах центрального водоснабжения.

· Насос (может быть поверхностным либо погружным) — обеспечивает подачу воды. Поверхностные насосы размещаются, как правило, непосредственно на гидроаккумуляторе. Погружные насосы — опускаются в скважину, колодец и соединяются трубой с остальными элементами насосной станции.

· Гидроакумулятор — позволяет плавно изменять давление в системе, а также служит для компенсации (предотвращения) гидроудоров при включении насоса. Также гидроаккумулятор служит для первоначальной подачи воды в кран, пока насос не включился. В гидроаккумуляторе содержится запас воды, объем этого запаса зависит от объема бака и настроек реле давления. Гидроаккумулятор состоит из металического бака и резиновой мембраны. С одно стороны мембраны будет находится воздух, с другой вода.

· Реле давления — отвечает за включение и отключение насоса в зависимости от давления в системе. Крепится непосредственно на пятиходный штуцер.

· Пятиходный штуцер (пятерник) — соединительный элемент. Позволяет соединить основные элементы насосной станции в одно целое.

· Антивибрационный шланг — используется, как удлинительный элемент, при соединении основных элементов насосной станции в одно целое.

· Манометр — используется в информативных целях. Манометр показывает текущее давление в системе. Крепится непосредственно на пятиходный штуцер.

Для работы насосной станции в обязательном порядке потребуется обратный клапан, он предотвращает возврат воды в источник водозабора.

Принцип работы.

Насос качает воду из скважины либо колодца в гидроакумулятор, затем вода из гидроакумулятора подаётся в дом. На реле устанавливается давление включения и отключения насоса, давление воды в вашей системе водопровода будет изменяться в этих пределах.

Насосной станцией принято называть самовсасывающий насос, установленный на мембранный бак и снабженный реле давления. Мембранный бак — это герметичный металлический сосуд, разделенный на две части мембраной. Одна часть бака заполнена воздухом под давлением, а во вторую насос закачивает воду. На реле задается верхний предел давления, до которого сжимается воздух в мембранном баке и, соответственно, вода в системе водоснабжения. Как только установленное давление достигнуто, насос отключается. Теперь моно использовать воду, накопленную в мембранном баке. Если расход воды небольшой, то насос каждый раз включаться не будет, а просто будет поступать вода из бака. И только когда нижний предел давления, заданный на реле, будет достигнут произойдет новое включения насоса.

Используются в качестве инфраструктуры для нужд водоснабжения, канализации, на месторождениях нефти и т. д. Также используются для удаления воды на территориях в низменности, обводненных в результате прорыва воды или наводнения.

Методы резервирования подачи.

Резервирование — эффективный метод повышения надёжности технических устройств посредством введения дополнительного числа элементов и связей по сравнению с минимально необходимым для выполнения заданных функций в данных условиях работы.

Следует предусматривать следующие способы резервирования:
• применение на источниках теплоты рациональных тепловых схем, обеспечивающих заданный уровень готовности энергетического оборудования;
• установку на источнике теплоты необходимого резервного оборудования;
• организацию совместной работы нескольких источников теплоты на единую систему транспортирования теплоты;

• резервирование тепловых сетей смежных районов;

• устройство резервных насосных и трубопроводных связей;

Резервирование подачи теплоты по тепловым сетям, прокладываемым в тоннелях и проходных каналах, допускается не предусматривать.

В тепловых сетях должно предусматриваться резервирование подачи теплоты потребителям за счет совместной работы источников теплоты, прокладки резервных трубопроводов, а также устройства перемычек между тепловыми сетями смежных районов. При подземной прокладке тепловых сетей в непроходных каналах и бесканальной прокладке резервная подача теплоты предусматривается в зависимости от расчетной температуры наружного воздуха для отопления и диаметров трубопроводов

Техническая вода.

Человек в процессе жизнедеятельности постоянно контактирует с водой. Воду можно разделить на две основных группы: питьевая вода (пищевая), техническая вода (хозяйственно бытовая).

Техническая вода — это вода, используемая в промышленности, взятая из практически любого источника – наземного (озеро, река) или подземного (колодец, артезианская скважина). Техническая вода должна тоже соответствовать определенным требованиям, которые зависят от специфики того сектора промышленности, в котором она используется. Но почти все потребители воды технической не предъявляют каких-то особых требований к ее запаху, цвету, привкусу и наличию или отсутствию в ней бактерий. Хотя, в отличие от питьевой, по вопросу нормирования качества технической воды в настоящее время в Российской федерации нет единого мнения. Сторонники установления предельно-допустимых количеств (ПДК) отдельных показателей качества этой воды сегодня предлагают создать жесткую схему по типу нормирования воды питьевого качества. Их оппоненты же предлагают нормировать не отдельные физико-химические показатели, а модели состава технической воды, используемой в разных отраслях промышленности. Вторая точка зрения объективно наиболее оптимальная, так как именно ей на практике в настоящее время отдается предпочтение.

Потребители технической воды.

Предприятия различных отраслей промышленности используют воду, соответствующую определенным требованиям. Четко выделяются три направления использования воды в технологическом процессе.

1. Вода является сырьем для производства конечного продукта. К этой группе потребителей относится в первую очередь производство лекарственных препаратов, средств косметики и гигиены, а также косметики автомобильной.

В данном случае качество получаемого конечного продукта напрямую зависит от качества и состава применяемой в производственном процессе воды.

2. Вода не является сырьем, а используется в технологическом процессе. Это почти вся электронная промышленность, линии порошковой окраски, гидроабразивной резки. Тут уже от параметров используемой воды зависит не только качество получаемого продукта, но и срок работы, надежность дорогостоящего в большинстве случаев оборудования.

3. Вода сопутствует технологическому процессу. Это все производства с оборотным циклом воды, использующие системы нагрева, охлаждения, кондиционирования. Главными пользователями воды этого направления являются всем известные ТЭЦ, ТЭС, АЭС и всяческие котельные, снабжающие нас теплом и горячей водой. Здесь предъявляются особые требования к карбонатной жесткости воды и допустимой концентрации взвесей, так как от этого напрямую зависит срок службы коммуникаций.

На практике применяются следующие методы обработки воды:

— обессоливание (ионообмен и обратный осмос);

— кондиционирование, дегазация и др.

Оборудование систем технического водоснабжения.

Системы технического водоснабжения промышленных предприятий предназначены для отбора и очистки воды из природного источника, доставки воды потребителю и восстановления свойств отработанной воды для ее повторного использования. Они предназначены для обеспечения водой производственных потребностей, тогда как вода для бытовых нужд предприятием обычно берется из городских или других аналогичных водопроводов и в систему технического водоснабжения не входит.

Использование технической воды на предприятии может быть разделено на две категории:

1. Возвратное — с возвращением всей использованной воды или ее большей части, за исключением потерь, в систему водоснабжения. Эта вода после соответствующей обработки может быть использована повторно.

2. Безвозвратное, когда вода полностью переходит в получаемый продукт.

Потребителей технической воды можно разделить на несколько групп.

Потребление воды в промышленности характеризуется большими объемами, поэтому важной задачей является снижение расходов воды, отбираемой из природного источника и сточной воды, сбрасываемой в окружающую среду. Поэтому используют каскадное потребление — когда одна и та же вода последовательно используется несколькими потребителями, и оборотное потребление — когда вода после необходимой очистки и охлаждения повторно используется одним и тем же потребителем.

В соответствии со способами повторного использования воды системы водоснабжения разделяются на четыре группы:

1. Прямоточная схема — после использования вода сбрасывается в окружающую среду.

2. Последовательная каскадная схема — после потребителей П2 чистая нагретая вода идет на производство пара и потребителям, безразличным к температуре поступающей воды, затем сбрасывается в окружающую среду.

3. Оборотная схема — после использования вода очищается и охлаждается, затем используется повторно. Водозабор осуществляется только для восполнения необратимых потерь (испарение, потери при транспортировке) и для продувки системы. Продувкой называется разбавление оборотной воды свежей для снижения концентрации вредных примесей. В устройствах охлаждения вода испаряется, а нелетучие примеси остаются в оборотной воде. Это приводит к постепенному повышению жесткости воды и концентрации примесей. Поэтому в оборотную воду необходимо добавлять свежую в количестве, снижающем содержание примесей до допустимых пределов, а соответствующий объем лишней воды удалять из цикла.

4. Оборотная каскадная схема. В ней отдельные циклы объединяются, а продувочная вода не сбрасывается, а используется другими потребителями. В системе отсутствует сброс воды, а из окружающей среды вода берется только для безвозвратного использования и воспроизведения потерь.

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.

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”.