Vмер - Lтр * Vтр.Уд. МЗ (1.13)

де: L_тр - довжина ділянки труб даного діаметру

V_тр.уд. - об'єм води на 1км залежно від діаметру трубопроводу.

Таблиця 1.6 - об'єм води на 1км залежно від діаметру трубопроводу.

Діаметр трубопро­воду дільничий теплосети, мм	Питомий об`ем води, м3/км	Довж. тепломереж. у однотрубн. вим., м	Об`ем води у трубопроводі теплосети. мЗ
200	34	212	14,42
250	53	108	11,45
150	18	681	24,52
114	8	289	4,62
89	8	142	1,36
50	1,4	87	0,24
Всього:			56,61

б) V_{сист.оп.} - ємкість внутрішньої системи опалювання

V_{сист.оп.} = Q_p * V_пит. (1.14)

Q_р - розрахункове теплове завантаження в системі опалювання Гкал/год

(з розрахунків вжитку вугілля – 6,1 Гкал/ч)

V_пит - питомий об'єм води в системі на 1 Гкал приймається 30м³ (довідник В.І. Манюк Довідник по наладці і експлуатації водяних теплових мереж)

V_{сист.оп}. = 6,1 * 30 = 183 м³

в) V_кот. - ємкість казанів згідно паспорта: КЕ 10/14 V_кот. - 9,2м^З - 2шт.

V_коз. = 9,2 * 2 = 18,4 м^З,

V = 56,61 + 183 + 18,4 = 258 м^З

г) Згідно СНіП 2.04.07-86 «Теплових мереж» додаток № 22 необхідно враховувати аварійне підживлення, що становить 2% від об'єму води в теплових мережах.

V_ав.під. = (Сети + V_{сист.оп}.) * 0,02 = (56,61 + 183) * 0,02 = 4,8м³ (1.15)

V = 56,61 + 183 + 18,4 + 4,8 = 262,8 м³

Витрата води на підживлення системи опалювання СНіП 2.04.07. - 86 «Теплових мереж» додаток № 22: у закритих системах теплопостачання розрахункова витрата води, м3/ч для підживлення теплових мереж слід приймати 0,75% фактичного об'єму води в трубопроводах теплової мережі

V_под. = 0,0075 * V_сети * 24 * п , м³ (1.16)

0,0075 - коеффіцієнт (0,75%)

V_мер - об'єм води в трубопроводах теплових мереж і приєднаних до них системах опалювання м³

п – тривалість опалювального сезону

V_под. = 0,0075 * 239,6 * 24 * 183 = 7892,4 м^З

Витрата води на промивання теплових мереж перед початком опалювального сезону (визначається з норм витрати води на промивання 1 п.м. труб таблиця «Типова методика розрахунку...»)

Ø 200мм - 0,378 * 212 = 80,1 м³ Ø 114мм - 0,094 * 289 = 27,2м^З

Ø 250мм - 0,378 * 108 = 40,8 м³ Ø 89мм - 0,073 * 142 = 10,4м^З

Ø 150мм - 0,024 * 681 = 16,3 м³ Ø 50мм - 0,024 * 87 = 2,1 м^З

V_пром. = 80,1 + 40,8 + 16,3 + 27,2 + 10,4 + 2,1 = 176,9 м^З (1.17)

Витрата води на безперервне продування казана КЕ 10/14 складає - 5% від продуктивності казана (СНіП 2-35-76, «Котельні установки»).

V_{непр.прод.} = К_{прод.непр.} * Р_кот. * t * z = 0,05 * 10 * 24 * 183 = 2196 м³ (1.18)

де : Р_кот. = 10 м³/год продуктивність казана згідно паспорта заводу-виготівника

К=0,05 - коефіцієнт безперервного продування

t – 24год. - час безперервного продування в добу

z - 183 - тривалість опалювального сезону

Витрата води на періодичне продування казана КЕ 10/14 складає 2% від продуктивності казана (СНіП 2-35-76 «Котельних установок»)

V_{прод.період} = К_{прод.период} * Р_кот. * t * z = 0,02 * 10 * 3 * 183 = 109,8 м³ (1.19)

де: Ркот. = 10м^З/год - продуктивність казана згідно паспорта

К=0,02 - коефіцієнт періодичного продування казана

t - 3ч. - час продування в добу

z - 183 - тривалість опалювального сезону

Витрата води на підживлення парових казанів КЕ 10/14 визначувана по формулі «Котельні установки» Щеглов М.М. стр.298

V_{каз. підпит.в год} =(Р_кот. * z (1 - к) + V_{продув.канал})/1000 , м^З/год (1.20)

V_{каз. підпит.в год} =(10000 * 2 * (1 - 0,6) + 700) /1000 = 8,7 м^З/год.

де: Р_кот. = 10000 кг/год - продуктивність казана згідно паспорта заводу-виготівника

К=0,6 - коефіцієнт повернення конденсату

z - 2 - кількість казанів в роботі

V_{продув.канал} = 700л/год об'єм продування казана

V_{кот. підпит.} = V_{каз. підпит.в год} * n * t * z = 8,7м^З/год * 10год. * 183 = 15931м³ (1.21)

де: V_{котл.подпіт.в год} = 8,7 м^З/год. - об'єм підживлення казана водою в годину

t - 10 годин - час роботи живильного насоса

z = 183 - тривалість опалювального сезону

Витрата води на регенерацію, розпушування і відмивання 1 і 2 рівні ХВО згідно звіту наладки ХВО «Теплоенергоавтоматіка»

1ст - 16 + 9+ 16 = 41 м³

2ст - 16 + 9 + 16 = 41 м³

Кількість регенерацій за опалювальний сезон

1 ст – 184 реген.

2 ст – 30 реген.

Витрата води склала:

V_1СТ = 184рег. * 41 = 7544 м³

V_2ст =30рег. * 41 = 1230 м³

V_{загальн. витр.води} = 7544 + 1230 = 8774 м^З (1.22)

Витрата води на охолоджування шлаку, при цьому вода випаровується в залишається в шлаку 0,5м³ води на 1т шлаку.

Вихід шлаку в добу 20т, витрата води - 10м³ в добу

V_шлаку = V_доб * z = 0,5 * 20 * 183 = 1830 м³ (50% в каналізації) (1.23)

Витрата води на охолоджування агрегату

V_ох.агр. = W * f_тр. * 3600 * n, м³/год. (1.24)

W – швидкість виділення води, що охолоджує, 1,5 м/сек

f_тр. – площа поперечного перетину труби, м²

3600 – перевідний коефіцієнт переведення витрати води з сек., в години

n – кількість агрегатів, шт.

V_{охл.агр}. = 1,5 * 0,32 * 10^-3 * 3600 * 2 = 3,5 м³/год.

Охолоджування агрегату організоване по оборотному циклу СНіП 2.04.02-84 «Баланс води в системах». Втрати води на випар при охолоджуванні gісп м3/ч визначається по формулі:

g_исп. = k_исп * t * g_охл м^З/год. (1.25)

де:

t = t1 – t2 - перепад температури в градусах t = 40°

g_охл ~ витрата оборотної води, g_охл = 3,5 м3 /час.

k_исп - коефіцієнт, що враховує долю тепловіддачі випаром в загальній тепловіддачі таблиці. 36 СНіП 2.04.02-84 стр.68 = 0,0012

g_исп. = 0,0012 * 40 * 3,5 = 0,17 м³/год.

Підживлення системи охолоджування агрегату:

V_{под.охд}. = 0.17 * 24ч * 183 доб. = 746,6 м³ (1.26)

Витрата води по котельній

V = V_сети + V_подп. +V_пром. + V_{под.кот.} + V_хво + V_шзу + V_{под.охл ,}м^З (1.27)

V =258 + 7892,4 + 177 + 15931 + 8774 + 1830 +747 = 35609,4 м^З (194,6.6м^З за добу)

Безповоротне:

V = V_{під.сист} + V_{под.кот.} + V_шлаку + V_{под.охд.} , м^З (1.28)

V = 7892,4 + 13625 + 1830 + 747 = 24094 м^З (131,7м³ за добу)

Розрахунок вжитку питної води по їдальні

Розрахунок водоспоживання виконаний відповідно до СНІП 2-04.01-85. Норма витрати води на 1 блюдо для підприємств громадського харчування – приготування їжі, споживаної в підприємстві, миття продуктів і посуду 16л. Середня відвідуваність їдальні – 150 чоловік.

Кількість блюд приготованих в добу – 3

V = 150 чол. * 3 * 16л * 21 р.д. = 151 м³/міс. (1.29)

Розрахунок вжитку питної води на поливання зелених насаджень

Озеленіння – V= S * n * V_n (1.30)

де: S - площа

n – кількість днів поливу – 13 днів в місяць

V_n- витрата води на полив 1м - 6л

Полив здійснюється 4 місяці: травень, червень, липень, серпень

V = 6* 1400 * 13 = 104 м³ в місяць.

2 .РОЗРОБКА СИСТЕМИ ВИДАЧІ І ОБРОБКИ УМОВНОЧИСТОЇ ВОДИ

2.1Існуюче положення.

Різні процеси й види виробничо-господарської діяльності шахт у підземних і надземних умовах пов'язані зі споживанням води питного та технічного якостей. Подача води здійснюється за допомогою систем прямоточного і оборотного водопостачання. При використанні прямоточних систем втрати води безповоротно і великі, а при оборотних системах втрати води мінімальні і свіжу воду витрачають лише на заповнення безповоротних втрат оборотної води.

В наземних умовах основними споживачами води є збагачувальні фабрики з мокрими методами збагачення. Крім того, вода витрачається для виробництва стисненого повітря, теплової енергії, обслуговування транспортно-дорожніх механізмів, гасіння породних відвалів, на технологічні потреби механічних цехів та ін.. На всі перелічені види робіт використовується технічна вода. Процеси мокрого збагачення, виробництва теплової енергії стисненого повітря здійснюються за допомогою систем оборотного водопостачання. Системи водопостачання інших процесів є прямоточними. В підземних умовах, в основному, вода технічної якості витрачається на дегазацію гірського масиву, запобігання раптових викидів вугілля і газу, профілактичне замулення та гідрозакладку виробленого простору, гідровидобутку, кондиціювання повітря, гасіння відкритого пожежі. Вода питної якості використовується тільки для пилоподавлення. Вода для пилоподавлення та профілактичного замулення, втрачається безповоротно, тобто системи їх водопостачання є прямоточними. Вода для гідровидобутку і дегазації є зворотним. В інших випадках можуть використовуватися (в залежності від виробничих умов) як прямоточні, так і оборотні системи водопостачання.

Так, при збагаченні свіжу воду витрачають на заповнення без поворотних втрат вод із продуктами збагачення, при випаровуванні з водної поверхні відстійників, при фільтрації в земляних відстійниках. Для донецьких вугілля в залежності від класу збагаченого вугілля і ступеня його збагачуваності втрати свіжої води становлять усередньому від 0,4 до 0,2м³/т.        Гідравлічну закладку виробленого простору ведуть по прямоточному чи зворотному систем водопостачання . При використанні прямоточної системи відокремлена вода змішується з шахтною і надходить в шахтні водозбірні ємності. У цьому випадку необхідна кількість води для закладання 1м³ виробленного простору визначають зі співвідношення Т: Р(від 1: 3до1: 15), а також залежно від коефіцієнта заповнення виробленого простору, що приймається рівним0,9...0,95. При оборотній системі водопостачання, коли використовуються гідрозакладочні комплекси з водовіддільниками, витрата свіжої води приймають 0,15 від витрати при прямоточній системі.

Для дегазації вугільних пластів застосовуються вакуумі-насосні станції, в яких вода використовується як охолоджуюча середовище. Система водопостачання при цьому зворотний. Питома витрата свіжої технічної води на компенсацію втрат приймають залежно від типу вакуум-насосів та їх продуктивності від

0,1 до0,5м³на 1 тис. м³ метаноповітряного середовища. Також чисту воду можна застосовувати в котельнях, лазнях, у санвузлах, для миття будівель АБК та інших будівель підприємства (шахти). Але для даного виду використання цієї води пред'являтися особливі вимоги від саніпідем станцій.

2.2 Розробка схеми видачі умовно чистої води на поверхню

Мал. 2.1- Схема видачі води на поверхню.

де:

1-підземний водозбiрник ;

2- баковий акумулятор;

3- підземна насосна установка;

4- напірний трубопровід;

5- поверхневий попередній водозбірник;

6- насосна установка очисних споруд

7- очисні споруди;

8- водозбірник з очищенною водою;

9-насосна установка для водопостачання технічною водою;

10- насосна установка для водопостачання питною водою;

2.3 Розрахунок підземної насосної установки

Для визначення необхідного напору насосу скористаємося залежністю:

(2.1)

де : Н_г=400м - геометричний напір, м;

а – гідравлічний опір трубопроводу ;

Q=105м³ - подача прийнятого насосу;

Для визначення гідравлічного опору скористаємося наступною залежністю:

_,с²/м^{5 ,} (2.2)

∑l_экв – еквівалентна довжина всіх місцевих опорів трубопроводу, певна по залежності:

_{,м (2.3)}

і – оптимальний гідравлічний ухил, прийнятий в інтервалі значення від 0,025 до 0,05; - сума коефіцієнтів місцевих опорів трубопроводів - 25.

м ,

Квадрат видаткової характеристики визначається по формулі

, с²/м⁶ (2.4)

с²/м⁶ .

Отримавши числові значення підставимо у рівняння (2.2)

с²/м^5.

де :d– діаметр нагнітательного трубопроводу, м;

= 25сума коефіцієнтів місцевих опорів трубопроводів ;

l= 1150 м - довжина нагнітательного трубопроводу ;

𝜆 – КоєфіцієнтДарсі;

= 2,5- швидкість води в трубопроводі,

Визначемо діаметр нагнітательного трубопроводу:

(2.5)

Де Q=105м³ - подача прийнятого насос

= 0,121 м

Приймаємо трубопровод з зовнішнім діаметром d=0,133 м з товщиною стінки δ= 6 мм;

Підставимо чисельні значення у залежність (2.2) отримаємо:

отримавши всі необхідні числові значення підставимо їх у рівняння (2.1)

м

Приймаемо два послідовно пiдключенних насоса типу ЦНС 105/490.

Перший насос приймаємо десяти секційний, другий - трьохсекційний.

Приймаємо підземну насосну установку в автономному режимі роботи , тобто насосний агрегат повинен бути в постояній готовності к пуску. Для цього встановлюється баковий акумулятор забеспечуючий постійне заповнення проточної частини насоса і частини нагнітаючого трубопровода. До диспетчера виноситься додатковий дістанціонний пульт керування.

Мал. 2.2 - Графічне визначення робочих режимів насосів ЦНС 105х490.

Проаналізувавши робочі режими насосів ЦНС 105х490 можна сказати, що для забезпечення шахти умовно-чистою водою та забезпечення нормальної роботи насосної установки приймаю один насос ЦНС 105х490 (10 коліс) робочий та один насос ЦНС 105х490 (10 коліс) на той випадок, якщо вийде з ладу робочий насос.