Промышленное водоснабжение

Ни одно предприятие не может функционировать без подачи  воды. Вода на промышленных предприятиях необходима на хозяйственно- питьевые нужды, на пожаротушение, а также для проведения технологических процессов. Количество и качество технической воды, необходимое каждому предприятию, определяется масштабом и характером его технологических процессов. В свою очередь, эффективность работы любого промышленного предприятия во многом зависит от организации снабжения его водой требуемых параметров.

Соответствующими свойствами используемой воды и ее расходами, а также сооружением эффективных систем водоснабжения в значительной степени определяется качество и себестоимость выпускаемой продукции. Подача неподготовленной воды приводит к появлению брака, перерасходу топлива и электроэнергии, снижению производительности технологического оборудования и аварийному выходу из строя их элементов.

Для обеспечения надежного и качественного снабжения предприятий водой на каждом из них создается специальная система водоснабжения.

Потребление воды на производственные нужды

Как методы использования воды на нужды производства, так и опеделение требуемых для производства количеств и качеств воды всецело зависят от характера технологического процесса. Вода используется в производстве для весьма разнообразных целей. В качестве основных категорий производственного водопотребления могут быть названы: использование воды для охлаждения, для промывки, замочки, увлажнения, для парообразования, для гидротранспорта, в составе производимой продукции и т. д.

Использование воды для охлаждения имеет масштабы, значительно превосходящие масштабы всех остальных видов потребления воды, причем удельный вес этой категории в общем объеме производственного водоснабжения продолжает расти. К этой категории относятся расходование воды для конденсации пара, отходящего от паровых турбин электростанций, и использование воды для охлаждения различных печей, машин и аппаратуры (металлургическая, нефтеперерабатывающая, химическая промышленность и др.). Вода для промывки, замочки и т.п. расходуется в больших колиествах на нужды бумажной, целлюлозной, шерстеобрабатывающей, текстильной промышленности, промышленности искусственного волокна и др.

Расходование воды на гидротранспорт различных материалов имеет место в самых разнообразных отраслях промышленности (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 результате технологических расчетов, так же как и требуемые количества топлива, пара, электроэнергии и т. п., и в значительной степени зависят (изменяются) от принятой схемы технологического процесса, типа используемого оборудования и др. Приводимые в литературе удельные нормы расхода воды на единицу продукции, полученные в результате обработки и осреднения фактических данных о расходовании воды промышленностью, могут использоваться лишь для приближенных предварительных расчетов по определению предполагаемых объемов производственного водопотребления.

Одной из специфических особенностей производственного водопотребления является зависимость в ряде случаев количества используемой воды от ее качества, в частности (и наиболее часто) от ее температуры. 

Так, вода, используемая для целей охлаждения, должна отводить от охлаждаемой среды (оборудования) определенное количество тепла (в единицу времени). Чем меньшую температуру имеет используемая вода, тем, очевидно, меньше ее потребуется для того же охладительного эффекта. Это обстоятельство обусловливает изменение расхода охлаждающей воды по сезонам года: зимой он меньше, чем летом.

Исключительно важное значение для многих отраслей промышленности имеет соблюдение требований относительно допустимого содержания в используемой воде различных веществ. Требования эти весьма различны для различных технологических процессов и в количественном и в качественном отношении.

Так, вода, используемая для охлаждения, должна не засорять трубки холодильников, не обладать коррозионными свойствами и (как уже сказано) иметь по возможности низкую температуру. Значительная жесткость охлаждающей воды также нежелательна из-за возможности интенсивного отложения солей на стенках холодильников. Вода, используемая для промывочных целей, не должна содержать веществ, отрицательно влияющих на промываемый материал; нежелательно содержание в ней солей, вызывающих увеличение расхода моющих веществ. Для некоторых химических производств требуется удаление из воды различных солей, глубокое осветление воды, удаление из нее растворенных газов и т. п. Выполнение требований производства к качеству используемой воды обеспечивает повышение качества и удешевление продукции.

Следует отметить, что ряд современных производственных потребителей предъявляет к качеству используемой воды столь высокие требования, что им не может удовлетворять ни один природный источник водоснабжения. Эти требования могут быть выполнены только в результате искусственной обработки воды. К таким производственным потребителям относятся, например, современные паровые котлы высокого давления, промышленность полупроводников и др. Режим расходования воды на производственные нужды определяется режимом работы промышленного предприятия и методами использования воды. 
В некоторых случаях (в частности, при использовании воды для охлаждения) расходование воды идет почти равномерно в течение суток. Иногда вода расходуется периодически для наполнения в заданное время различных баков, ванн и т. п. Кроме изменения интенсивности расходования воды в течение суток, в ряде случаев для производственного водоснабжения необходимо учитывать отмеченные выше сезонные колебания водопотребления.

Требования отдельных производственных потребителей к свободным напорам на вводах весьма различны и зависят от типа используемого оборудования, высоты производственных зданий и т. п. В некотоых случаях для отдельных агрегатов, требующих подачи воды под повышенными напорами, представляется целесообразным устраивать местные повысительные установки. Недопустимое снижение давлений в водопроводной сети может повлечь за собой снижение расходов воды, подаваемой к охлаждающим установкам, их перегрев или порчу продукции.

Весьма важное значение имеет обеспечение достаточной надежности систем производственного водоснабжения. Ряд предприятий не доускает не только перерыва (даже кратковременного) в подаче воды, но и всякого снижения подачи. Нарушение установленного режима подаводы может привести к серьезным авариям оборудования, причиняющим большой материальный ущерб и опасным для жизни людей; изменение режима подачи или изменение качества подаваемой воды может повлечь за собой ухудшение качества (брак) продукции или расстройство оборудования. Таким образом, обеспечение высокой надежности систем производственного водоснабжения необходимо и с социальной, и с экономической точки зрения.

Особенности и требования

В качестве источников воды для предприятий, как правило, используются открытые источники воды - реки, озера, использование подземных вод наблюдается значительно реже. Это обусловлено ограниченным количеством водоносных горизонтов с уровнем водоотдачи, способным дать полное обеспечение водных потребностей крупного предприятия, а также распространенным использованием вод из подземных источников для хозяйственно-питьевых потребностей населения и предприятий промышленности.

Современное промышленное водоснабжение главной задачей ставит увеличение объемов повторно используемой воды на предприятиях всех отраслей промышленности. Промышленное водоснабжение нефтеперерабатывающих заводов в основном оборотного типа, свежая вода подается в систему лишь для восполнения потерь, а также для ограниченного количества потребителей.

Специфика некоторых предприятий обуславливает снабжение водой, качество которой выше качества питьевой. В летний сезон наблюдается повышение коммунального водопотребления. Качество питьевой воды определяют санитарные нормы. Для достижения необходимого уровня качества вода из поверхностных водоемов и рек подвергается специальной очистке. Помимо отработанной производственной воды после очистки, водоснабжение промышленных предприятий может быть осуществлено за счет надлежащим образом очищенных городских стоков. Источниками воды для промышленного водоснабжения служат в основном реки, подземные воды используются в значительно меньших объемах.

Система водоснабжения промышленного предприятия представляет собой комплекс сооружений, оборудования и трубопроводов, обеспечивающих забор воды из природного источника, очистку и ее обработку, транспортирование и подачу воды потребителям требуемых расходов и качества.

В системах технического водоснабжения предусматриваются также сооружения и оборудование, необходимое для приема отработавшей воды и подготовки ее для повторного использования, а также станции очистки сточных вод.

Требования к качеству воды хозяйственно-питьевого назначения и воды, идущей на технические цели (технической воды) различны. Поэтому на большинстве промышленных предприятий сооружают отдельную объединенную систему хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения и отдельную систему технического водоснабжения.

В некоторых случаях, например, на предприятиях пищевой промышленности, где значительная доля воды должна соответствовать требованиям ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая» создают единую систему водоснабжения.

А на предприятиях с высокой пожароопасностью вынуждены создавать отдельные системы противопожарного водоснабжения.

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.

Прямоточное водоснабжение предусматривает подачу воды к потребителям и сброс ее в водоем после использования. При этом, если вода загрязняется в производстве, перед выпуском в водоем ее очищают на очистных сооружениях.

Прямоточное водоснабжение применяют в тех случаях, когда источник, достаточно мощный, расположен вблизи предприятия (не более 2...3 км) и высота расположения площадки промышленного предприятия над уровнем воды в источнике невелика (15...20 м).

При последовательном водоснабжении вода, использованная в одном цехе, используется повторно в другом, а в отдельных случаях еще и в третьем цехе.

При этой системе водоснабжения уменьшается количество воды, подаваемой из источника, по сравнению с прямоточным водоснабжением.

При оборотном водоснабжении воду, нагретую в производстве, охлаждают на охладительных сооружениях и вновь используют для тех же целей. Если вода в процессе производства загрязняется, то ее очищают. В производственном процессе при очистке и охлаждении воды некоторое количество ее теряется. Потери при оборотной системе составляют 3...5% общего количества используемой воды в оборотной системе. Эти потери восполняются из источника водоснабжения. Свежую воду обычно подают в бассейн, в котором собирается охлажденная вода.

Оборотную систему водоснабжения применяют при ограниченной мощности источника водоснабжения. Однако и при достаточной мощности источника такая система может быть экономически выгодной при значительной удаленности источника (более 4...5 км) от предприятия и при высоком расположении промышленной площадки над уровнем воды в источнике (выше 25 м).

Благодаря устройству оборотных систем водоснабжения можно значительно уменьшить спуск в водоем загрязненных промышленных сточных вод и тем самым уменьшить загрязнение водоемов.

Передовые предприятия, применяя комбинированные схемы водоснабжения (прямоточно-последовательные, оборотные и оборотно-последовательные), совершенно прекратили спуск в водоем загрязненных сточных вод.

Иногда система производственного водоснабжения значительно усложняется тем, что отдельные производственные потребители, входящие в состав предприятия, предъявляют различные требования к качеству воды. Это вызывает необходимость устройства нескольких систем производственного водоснабжения на одном и том же предприятии. В других случаях устройство раздельных систем производственного водоснабжения обусловливается тем, что для отдельных цехов требуются различные давления в сетях. Тогда на территории предприятия устраивают несколько сетей разных напоров.

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.

"ИНТЕХ" - инжиниринговая компания. На нашем ресурсе air-ventilation.ru Вы можете узнать необходимую информацию и получить коммерческое предложение.

Отзывы о компании ООО "ИНТЕХ":

Информация, размещенная на сайте, носит ознакомительный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой.