Тема 2. Системи промислового водопостачання

План:

1. Споживання води на промислових підприємствах.

2. Особливості систем виробничого водопостачання.

3. Охолоджувачі оборотної води.

1. Споживання води на промислових підприємствах

Вид та структура систем промислового водопостачання (СПВП)залежить від вимог до якості води, потрібної для підприємства та від її кількості. Якщо обсяги споживання малі, то структура системи визначається лише вимогами до якості потрібної води та існуючим джерелом води. Наприклад, для малопотужних ТЕЦ та котелень джерелом води можуть бути річки, озера, артезіанські свердловини чи система питного водопостачання. Відповідно основним елементом такої СПВП є водопідготовчі установки, які забезпечують необхідну для даного підприємства якість води. Це можуть бути швидкі піщані фільтри, освітлювачі, іонообмінні фільтри (ІОФ) чи мембранні системи для пом’якшення або знесолення води, випарні установки та ін. Відходи з таких систем чи стоки є невеликих обсягів (близько 15-25% від водоспоживання) і, переважно, скидаються в існуючу каналізацію, чи на власні очисні системи.

Якщо мова іде про потужні підприємства, зокрема про ТЕС та АЕС, хімком-бінати, підприємства целюлозно-паперової промисловості, чорної та кольорової металургій, цементні заводи, підприємства видобувної галузі та інші, то найпершою проблемою є забезпечення цих підприємств з існуючих джерел води. Переважно на таких підприємствах облаштовують системи оборотного водопос-тачання (СОВП), особливістю яких є багатократне повторне використання води, а з зовнішніх джерел забирають воду лише для компенсації втрат з оборотної системи. Вода підживлення СОВП (компенсація втрат на випаровування, краплинний винос та фільтрацію чи продувку) становить не більше 3-7% від величини водообороту. Крім технологічних потреб на кожному такому підпри-ємстві необхідна вода для господарсько-побутових потреб робітників та службовців, а також для пожежогасіння.

Способи виробничого використання води і вимоги до її якості та відповідні стоки повністю залежать від структури та виду технологічних процесів, що використовують на виробництві. Зокрема, вимоги до якості технологічної води ТЕС та АЕС близькі до таких, що ставляться до вод потрібних на підприємствах електронної галузі.

Проте на одному і тому ж підприємстві можуть бути декілька СОВП з водами суттєво різними за якістю. Наприклад, на електростанціях це можуть бути води робочих контурів парогенераторів та систем охолодження. Перші є повністю знесоленими, а другі не проходять жодної обробки, або лише часткове зниження жорсткості. Загалом вода на підприємствах використовується для багатьох цілей. Зокрема це можуть бути: робоче тіло паротурбінних установок, промивка, замочування, зволожування, виготовлення продукції, гідротранспорт та охолодження.

Води, що використовуються для охолодження по обсягу набагато переви-щують інші потреби. До категорії охолоджуючих вод відносяться води систем охолодження конденсаторів турбін, різноманітних печей, машин та апаратури (ректифікаційних колон) на спиртових, хімічних та нафтопереробних підприєм-ствах та ін.

Вода для промивки і замочування використовується у великих кількостях на підприємствах целюлозно-паперової галузі, текстильної та шерстяної промис-ловостей, виробництва синтетичних тканин та пластмас.

У системах гідротранспорту вода використовується для переміщення золи і шлаків на ТЕС і ТЕЦ, доменних цехах та в системах видалення відходів гірничо-збагачувальних фабрик.

Особливістю виробничого споживання води є його залежність від якості води. Наприклад, витрата води на охолодження суттєво залежить від її температури, зокрема щоб видалити теплову потужність Q при заданій температурі t₁ витрата води G визначається температурою охолодженої води t₂,

, (2.1)

с_р – питома теплоємність води при сталому тиску.

Чим нижча температура t₂ , тим менше потрібно води для цих цілей. Оскільки вода охолодження забирається з оточення, то бачимо, що витрата води на охолодження суттєво залежить від сезонних коливань температури середовища.

Різні галузі промисловостей при водоспоживанні ставлять різні вимоги до якості води, тобто до вмісту в ній домішок.

Зокрема вода, що використовується для охолодження не повинна забруднювати поверхні теплопередачі, не бути корозійно активною, не вміщувати розчинених газів.

Режим витрати води залежить від режиму роботи підприємства колива-ючись впродовж доби та сезонів.

Різні вимоги ставляться щодо тисків при яких вода подається споживачам. Низькі напори можуть призвести до недоохолодження та втрати якості продукції, або до руйнування установок.

Надійність водозабезпечення теж важлива характеристика промислового водопостачання. Порушення режиму подачі води споживачам тягне за собою не лише великі матеріальні втрати через брак продукції, але загрожує людськими жертвами [1-4].