Водопостачання в промисловості

Водопостачання в промисловості

Забезпечення водою промислових підприємств є однією з важливих народногосподарських завдань. У переважній більшості галузей промисловості вода використовується в технологічних процесах виробництва. Вимоги до кількості та якості води, що подається визначаються характером технологічного процесу. Виконання цих вимог системою водопостачання забезпечує нормальну роботу підприємства і належну якість продукції, що випускається.

Незадовільне виконання системою водопостачання поставлених завдань може привести не тільки до погіршення якості продукції або подорожчання виробництва, але і в ряді випадків до пошкодження обладнання або навіть до небезпечних аварій.

Крім води для технологічних потреб, на кожному підприємстві потрібна вода для господарсько-питних потреб робітників і службовців, а також для цілей пожежогасіння.

Важливою складовою в процесі забезпечення водою промислових підприємств є що використовується насосне обладнання і насоси.

Найбільш широке застосування знайшли такі насоси, як відцентрові типу Д. К. 1ЦНСГ, ЦНСп, ЦНСв. конденсатні насоси 1КС. поживні ЦВК. гвинтові 2ВВ і інші. У статті розглядаються основні відмінні риси використання води на потреби виробництва і дається коротке ознайомлення з деякими системами і спорудами, специфічними для водопостачання промислових підприємств.

Споживання води на виробничі потреби

Як методи використання води на потреби виробництва, так і опеделеніе необхідних для виробництва кількостей і якостей води цілком залежать від характеру технологічного процесу. Вода використовується у виробництві для дуже різноманітних цілей. В якості основних категорій виробничого водоспоживання можуть бути названі: використання води для охолодження, для промивання, замочки, зволоження, для паротворення, для гідротранспорту, в складі виробленої продукції і т. Д.

Використання води для охолодження має масштаби, що значно перевершують масштаби всіх інших видів споживання води, причому питома вага цієї категорії в загальному обсязі виробничого водопостачання продовжує зростати. До цієї категорії відносяться витрачання води для конденсації пари, що відходить від парових турбін електростанцій, і використання води для охолодження різних печей, машин і апаратури (металургійна, нафтопереробна, хімічна промисловість та ін.). Вода для промивання, замочки і т.п. витрачається у великих коліествах на потреби паперової, целюлозної, шерстеобрабативающей, текстильної промисловості, промисловості штучного волокна і ін.

Витрачання води на гідротранспорт різних матеріалів має місце в найрізноманітніших галузях промисловості (в тому числі шлакоолоудаленіе на теплосилових станціях, транспортування шлаку в доменних цехах, відходів збагачувальних фабрик і т. Д.).

Необхідні для виробничих цілей кількості води визначаються в результаті технологічних розрахунків, так само як і необхідні кількості палива, пари, електроенергії та т. П. І в значній мірі залежать (змінюються) від прийнятої схеми технологічного процесу, типу використовуваного обладнання та ін. Наведені в літературі питомі норми витрат води на одиницю продукції, отримані в результаті обробки і усереднення фактичних даних про витрачання води промисловістю, можуть використовуватися лише для наближених предваритель их розрахунків по визначенню передбачуваних обсягів виробничого водоспоживання.

Однією зі специфічних особливостей виробничого водоспоживання є залежність в ряді випадків кількості використовуваної води від її якості, зокрема (і найчастіше) від її температури.

Так, вода, яка використовується для цілей охолодження, повинна відводити від охолоджуваного середовища (обладнання) певну кількість тепла (в одиницю часу). Чим меншу температуру має використовувати воду, тим, очевидно, менше її потрібно для того ж охолоджувального ефекту. Ця обставина обумовлює зміну витрати охолоджуючої води по сезонах року: взимку він менше, ніж влітку.

Виключно важливе значення для багатьох галузей промисловості має дотримання вимог щодо допустимого вмісту в воді, що використовується різних речовин. Вимоги ці дуже різні для різних технологічних процесів і в кількісному і в якісному відношенні.

Так, вода, яка використовується для охолодження, повинна не засмічувати трубки холодильників, які не володіти корозійними властивостями і (як вже сказано) мати по можливості низьку температуру. Значна жорсткість охолоджуючої води також небажана через можливість інтенсивного відкладення солей на стінках холодильників. Вода, яка використовується для промивних цілей, не повинна містити речовин, що негативно впливають на промивається матеріал- небажано вміст у ній солей, що викликають збільшення витрати миючих речовин. Для деяких хімічних виробництв потрібне видалення з води різних солей, глибоке освітлення води, видалення з неї розчинених газів і т. П. Виконання вимог виробництва до якості використовуваної води забезпечує підвищення якості та здешевлення продукції.

Слід зазначити, що ряд сучасних виробничих споживачів пред`являє до якості використовуваної води настільки високі вимоги, що їм не може задовольняти ні один природне джерело водопостачання. Ці вимоги можуть бути виконані тільки в результаті штучної обробки води. До таких виробничим споживачам відносяться, наприклад, сучасні парові котли високого тиску, промисловість напівпровідників та ін. Режим витрачання води на виробничі потреби визначається режимом роботи промислового підприємства і методами використання води.

У деяких випадках (зокрема, при використанні води для охолодження) витрачання води йде майже рівномірно протягом доби. Іноді вода витрачається періодично для наповнення в заданий час різних баків, ванн і т. П. Крім зміни інтенсивності витрачання води протягом доби, в ряді випадків для виробничого водопостачання необхідно враховувати зазначені вище сезонні коливання водоспоживання.

Вимоги окремих виробничих споживачів до вільний напір на вводах досить різні і залежать від типу використовуваного обладнання, висоти виробничих будівель і т. П. В некотоие випадках для окремих агрегатів, що вимагають подачі води під підвищеними тисками, представляється доцільним влаштовувати місцеві підвищувальні установки. Неприпустиме зниження тисків у водопровідній мережі може спричинити за собою зниження витрат води, що подається до охолоджуючим установкам, їх перегрів або псування продукції.

Дуже важливе значення має забезпечення достатньої надійності систем виробничого водопостачання. Ряд підприємств не доускает не тільки перерви (навіть короткочасного) в подачі води, але і будь-якого зниження подачі. Порушення встановленого режиму подаводи може привести до серйозних аварій устаткування, завдає якихось великих матеріальних збитків і небезпечним для життя людей-зміна режиму подачі або зміна якості води, що подається може спричинити за собою погіршення якості (шлюб) продукції або розлад обладнання. Таким чином, забезпечення високої надійності систем виробничого водопостачання необхідно і з соціальної, і з економічної точки зору.

Особливості систем виробничого водопостачання

Зазначені вище вимоги виробничих споживачів до забезпечення їх водою (обсяги водоспоживання, вимоги до якості води і високі вимоги до надійності) обумовлюють особливий підхід до вибору насосного обладнання, джерела і системи водопостачання. Велика вартість систем водопостачання великих промислових підприємств викликає необхідність вельми глибокого техніко-економічного аналізу можливих варіантів вирішення цієї проблеми для вибору оптимального варіанту. Для деяких великих виробничих об`єктів потрібні такі великі витрати води, що часто місцевих водних джерел виявляється недостатньо. Тим часом місце розташування багатьох промислових підприємств в значній мірі диктується наявністю джерел сировини, родовищ корисних копалин, місцевого палива і т. Д. У подібних умовах доводиться звертатися до використання віддалених джерел води, досить потужних для задоволення потреб підприємства.

Транспортування великих кількостей води на великі відстані вимагає витрат досить значних коштів на будівництво і експлуатацію відповідних споруд. Іноді виникає питання про те, де ж вигідніше (економічніше) розташовувати підприємство - ближче до джерел сировини (палива) або ближче до джерел води. Відносно ряду галузей промисловості (гірничорудної, металургійної та т. П.) Питання вирішується на користь розташування підприємства поблизу джерел сировини. Однак в деяких випадках, наприклад при виборі місця розташування теплових електростанцій, може виявитися економічно доцільніше розташовувати їх ближче до джерел води, ніж до джерел палива. Скорочення дальності транспортування води до об`єкта завжди підвищує, крім того, надійність системи водопостачання. Таким чином, сам вибір місця розташування промислового підприємства може залежати від можливості його водозабезпечення.

При виборі місця розташування промислового підприємства необхідно також враховувати можливий вплив його на місцеві природні водойми. Стічні води промислових підприємств часто бувають сильно забруднені, а іноді і токсичні. Належне очищення великих кількостей стічних вод пов`язана з досить великими витратами. Скидання стічних вод мовби без достатньої очистки викликає неприпустиме забруднення водойм. Як вже було сказано, прийнятий закон про охорону вод встановлює дуже суворі правила щодо попередження забруднення природних водойм стічними водами.

Як локальна недостатність водних ресурсів, так і необхідність різкого зменшення стоків обумовлюють широке застосування у виробництві оборотного водопостачання і повторного використання води. Скорочення витрат «свіжої» води набуває не тільки економічне, але і гігієнічне значення. Раціоналізація використання природної води у виробництві може в ряді випадків привести до створення повністю замкнутих циклів водооборота, при яких практично потрібні мінімальні відбори свіжої води з джерела. У реальних умовах при наявності різних вимог до якості використовуваної води і різної якості стоків, що залежать від складу цехів промислового підприємства, системи оборотного водопостачання модифікуються і ускладнюються.

Так, на рис. 1 (а) показана схема оборотного водопостачання при різній якості скидний води в двох групах цехів, т. Е. Коли цехи однієї групи не допускають використання води, яку скидають цехи іншої групи. У цих умовах влаштовують ізольовані відсіки охолоджуючих устойств А і Б, окремі групи насосів на циркуляційної насосної станції і окремі подають водоводи для води різної якості. На рис. 1 (б) показана схема оборотного водопостачання, при якій цехи однієї групи скидають воду, що вимагає додаткового освітлення у відстійниках. Після охолодження вода подається в обидві групи цехів єдиною системою труб.

У практиці виробничого водопостачання отримали широке застосування системи послідовного використання води. Ці системи (рис. 2) влаштовують, коли якість води, що скидається одним споживачем, допускає її використання іншими споживачами Так, споживач 1 скидає воду нагріту, але не забруднену. Вона може бути використана споживачами 2. Якщо кількість води, що скидається споживачем 1, перевищує потребу цехів 2, її надлишок може надходити в загальний стік.

У деяких випадках вода з оборотного циклу одного споживача А (рис. 3) після охолодження частково використовується для групи інших споживачів Б, т. Е. Має місце комбінація оборотного водопостачання і послідовного використання води. Системи послідовного використання води дозволяють значно скоротити подачу свіжої води з джерела і знизити витрати на водопостачання підприємства в цілому.

На великих підприємствах, що займають досить велику територі, іноді виявляється рентабельним поділ системи їх оборотного водопостачання на кілька окремих систем - по групах цехів з пристроєм декількох блоків охолоджуючих споруд 1 і насосних станцій 2 (рис. 4). Така децентралізація дозволяє снить витрати на спорудження водоводів і магістралей в межах майданчика, скоротити сумарні витрати енергії на подачу води і одночасно підвищити надійність водопостачання.

У ряді випадків в системі виробничого водопостачання окремі споживачі (цехи) вимагають подачі їм води під істотно різними тисками. Тоді з метою зниження витрат енергії на подачу води для окремих груп виробничих споживачів влаштовують окремі мережі різних напорів, т. Е. Застосовують своєрідне зонування системи водопостачання. Таким чином, на одному промисловому майданчику можуть бути споруджені окремі системи для подачі води різної якості, різних температур і різних тисків.