2. Общезаводская система производственного водоснабжения

Общезаводская система производственного водоснабжения предназначена для приема воды качества «А» (см. подразд. 2.1) из внеплощадочного подземного источника водоснабжения и распределения ее потребителям, использующим воду для следующих целей:

- подпитка оборотных систем водоснабжения (отделение подготовки подпиточной воды);

- подпитка системы теплоснабжения (химводоочистка котельной);

- подача воды на «мелкие» производственные нужды как в основных цехах, так и вспомогательных (увлажнение и мытье твердых покрытий-полов, дорог и т.п.);

- подпитка установок для мойки оборудования и деталей в ремонтных подразделениях (участках и цехах) завода.

Балансовая схема производственного водопотребления по заводу приведена на рис. 2.1.

Кроме этого, проектом предусмотрена возможность использования производственной воды (вода качества «А») на противопожарные нужды (как дополнительный источник противопожарного водоснабжения).

В состав общезаводской системы производственного водоснабжения входят:

- внутриплощадочные участки водоводов подземной воды (системы «В9»);

- приемный резервуар-накопитель воды качества «А» (полезный объем

~550 м³);

- группа насосов подачи воды водопотребителям;

- внутриплощадочная сеть трубопроводов (система «В3»).

План-схема системы производственного водоснабжения приведена черт. Ч-84000-НВ2.П л.1, кн.2.

Упомянутые приемный резервуар-накопитель и группа насосов размещены в блоке водоподготовки системы производственного водоснабжения ЭСПЦ (см. прилагаемый черт. Ч-84000-НСВ8.П л.1 и укрупненную принципиальную схему на черт. Ч-84000-НСВ2.П л.1, кн.2).

Насосы, подающие воду водопотребителям, работают постоянно, автоматически поддерживая в сети напор 35-40м. Контроль за их работой предусмотрен АСУ блока водоподготовки ЭСПЦ и с АРМ оператора блока водоподготовки (см. том 9.5, 9.6)

Внутриплощадочная сеть трубопроводов производственного водоснабжения, предназначенная для подачи воды качества «А» производственным водопотребителям, имеет кольцевое начертание в плане.

На сети предусмотрена установка камер-колодцев с необходимой арматурой. Кроме этого, предусмотрена возможность установки колодцев с пожарными гидрантами (решение по конкретным местам установки пожарных гидрантов будет принято при рабочем проектировании).

Прокладка подземных трубопроводов предусмотрена из высокопрочных чугунных труб (ВЧШГ) Ø 200-400 мм ТУ 1461-037-50254094-2008.

3. Система производственного водоснабжения электросталеплавильного цеха

Общие решения

В электросталеплавильном цехе (ЭСПЦ) вода выполняет в основном охладительную функцию в следующих основных металлургических агрегатах:

- дуговая сталеплавильная печь (ДСП) с водоохлаждаемым газоходом;

- агрегат ковш-печь (АКП);

- машина непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).

Данные по производственному водопотреблению и качеству воды основных технологических агрегатов ЭСПЦ приведены в табл.2.1, 2.4, 2.5.

Использование воды на производственные нужды цеха предусматривается по оборотной схеме. Для этого проектом предусматриваются следующие охлаждающие оборотные системы водоснабжения:

- «чистая» оборотная система водоснабжения ДСП и АКП;

- «смешанная» оборотная система водоснабжения МНЛЗ;

- замкнутая оборотная система водоснабжения кристаллизаторов МНЛЗ и электрооборудования (ДСП и АКП).

Укрупненные принципиально-балансовые схемы упомянутых систем см. на рис.2.2, 2.3, 2.4.

Для подпитки оборотных систем водоснабжения используется вода качества «В» и «С» (см. подразд. 2.1).

Кроме этого, для элементов основных технологических агрегатов, требующих охлаждения в аварийных ситуациях, предусмотрена система аварийного водоснабжения.

В процессе проектирования рассматривался вариант «объединенной» оборотной системы ЭСПЦ (без «выделения» отдельной оборотной системы МНЛЗ), но заказчиком был рекомендован вариант отдельной оборотной системы водоснабжения МНЛЗ с отдельной градирней.

В проекте водоснабжения МНЛЗ принята «смешанная» оборотная система водоснабжения, в которой часть охлаждающей воды, загрязняемая окалиной и маслом, проходит необходимую трехступенчатую механическую очистку, а затем смешивается с другой частью «чистой» использованной (нагретой) воды перед охлаждением на вентиляторной градирне. Далее охлажденная вода подается одним «общим потоком» на МНЛЗ.

Структура и характеристики оборотного водоснабжения ЭСПЦ приведены на укрупненной принципиальной схеме (см. черт. Ч-84000-НСВ2.П л.1, кн.2).

Блок водоподготовки

Конструктивно все основные элементы и сооружения систем производственного водоснабжения ЭСПЦ размещаются в здании блока водоподготовки и рядом с ним (вентиляторные градирни и водонапорная башня).

Здание блока водоподготовки является основным сооружением системы производственного водоснабжения ЭСПЦ, расположено вблизи (параллельно) южной стороны здания ЭСПЦ и «связано» с ним водопроводным тоннелем (размещение на генплане завода см. на прилагаемом черт. Ч-84000-НВ2.П л.1, кн.2).

Блок водоподготовки состоит из следующих основных частей (см. прилагаемый компоновочный черт. Ч-84000-НСВ8.П л.1, кн.2):

- отделение оборотной системы водоснабжения ДСП и АКП;

- отделение оборотной системы водоснабжения МНЛЗ;

- отделение подготовки подпиточной воды (по проекту НПФ «ЭКО-Проект» см. ЭП-506.П-ТХВ-ПЗ);

- «пристрой» вспомогательных помещений, в состав которых входят электропомещения с диспетчерской, бытовые и административные помещения.

В блоке водоподготовки также предусмотрены площади для размещения установок дозирования реагентов для стабилизационной и бактерицидной обработки воды (см. подразд.2.1).

Оборотная система ДСП и АКП

В состав «чистой» оборотной системы водоснабжения ДСП и АКП, предназначенной для водоохлаждаемых элементов этих агрегатов, входит:

- группа насосов Н1, подающих охлажденную воду на водоохлаждаемые элементы ДСП и АКП;

- группа насосов Н2, подающих охлажденную воду в теплообменники замкнутой оборотной системы водоснабжения;

- внутрицеховая насосная перекачки нагретой воды после маслоохладителей трансформаторов ДСП и АКП (см. черт. Ч-84000-ВСВ5.П л.1, кн.2);

- вентиляторные градирни (см. черт. Ч-84000-НСВ5.П л.1, кн.2);

- приемный резервуар охлажденной воды;

- трубопроводы оборотного водоснабжения.

Основные группы насосов (Н1 и Н2) и приемный резервуар охлажденной воды размещаются в отделении оборотной системы ДСП и АКП блока водоподготовки.

В целях исключения засорения водоохлаждаемых элементов оборудования мелким мусором и твердыми частицами (окалиной) после насосов Н1 и Н2 предусмотрена установка автоматических самопромывающихся сетчатых фильтров.

Принятые в проекте марки и характеристики насосов приведены в таблице на черт. Ч-84000-НСВ2.П л1, кн.2.

В качестве водоохладителей в оборотной системе водоснабжения ДСП и АКП приняты двух-и трёхсекционная вентиляторные градирни (четыре секции рабочие и одна резервная).

Основные характеристики вентиляторных градирен:

• площадь секции, м²………………………………………………………………..192

• тип оросителя……………………………………………………………..пленочный

• удельная гидравлическая нагрузка, м³/м²·ч…………………………………10-11

• тип вентилятора…………………………………………………………………1ВГ70

• мощность, кВт………………………………………………………………………..90

• тип привода……………...безредукторный с тихоходным электродвигателем.

При рабочем проектировании упомянутые характеристики градирен могут быть уточнены предприятием-поставщиком (в объем поставки градирни входит надземная часть с каркасом и оборудованием).

Оборотная система МНЛЗ

В состав «смешанной» системы оборотного водоснабжения МНЛЗ входит:

- группа насосов Н4, подающих охлажденную воду на водоохлаждаемые элементы МНЛЗ;

- внутрицеховая группа насосов Н5, повышающих напор перед форсунками зоны вторичного охлаждения МНЛЗ;

- внутрицеховой первичный отстойник с насосной станцией (с группой насосов Н6);

- отстойники - флокуляторы;

- безнапорные фильтры;

- группа насосов Н7, подающих фильтрат на вентиляторную градирню;

- вентиляторная градирня;

- приемный резервуар охлажденной воды;

- резервуар грязной промывной воды и аварийных переливов;

- шламонакопитель;

- трубопроводы оборотного водоснабжения.

Вода, используемая в зоне вторичного охлаждения МНЛЗ и других открытых контурах МНЛЗ, нагревается и загрязняется окалиной и маслом. В связи с этим проектом предусмотрена ее трехступенчатая механическая очистка перед охлаждением и подачей на повторное использование, которая заключается в следующем:

- первичное отстаивание во внутрицеховом первичном отстойнике;

- вторичное отстаивание в отстойниках-флокуляторах;

- фильтрование в безнапорных фильтрах.

Изменение (улучшение) физических показателей качества очищаемой воды в процессе очистки приведено в табл.2.6.

Внутрицеховой первичный отстойник размещается в районе МНЛЗ и сблокирован с насосной станцией подачи осветленной воды на вторичное отстаивание (см. прилагаемый черт. Ч-84000-ВСВ4.П л.1,2, кн.2).

В надземной части внутрицехового первичного отстойника имеется помещение с подвесным грейферным краном и окалинонакопителем.

Окалинонакопитель предназначен для временного хранения и обезвоживания окалины из отстойника.

Грейферный кран предназначен для чистки отстойника от окалины и погрузки обезвоженной окалины из окалинонакопителя в автосамосвалы.

Окалина отвозится автосамосвалами на утилизацию.

Расчетное количество окалины из внутрицехового первичного отстойника составляет 2400 т/г.

Вторичное отстаивание и фильтрование проектом предусмотрено в отделении оборотной системы водоснабжения МНЛЗ блока водоподготовки.

В качестве отстойника-флокулятора принят хорошо зарекомендовавший себя на многих предприятиях отрасли отстойник-флокулятор конструкции НПФ «ЭКО-Проект» (г.Екатеринбург). К установке приняты два отстойника-флокулятора ЭП-400 диаметром 10 м, которые могут работать как без применения реагента-флокулянта (с малой гидравлической нагрузкой), так и с применением флокулянта (с увеличенной гидравлической нагрузкой).

В проекте принят, как основной, безреагентный режим работы двух отстойников-флокуляторов (в блоке водоподготовки предусмотрены резервные площади для размещения при необходимости установки дозирования флокулянта).

Осветленная в отстойниках-флокуляторах вода самотеком направляется на фильтрование в безнапорные фильтры и далее самотеком в резервуар фильтрата, из которого насосами подается на градирню.

В качестве безнапорных фильтров принят блок из восьми фильтров с антрацито-кварцевой загрузкой с общей площадью 72 м² (характеристики фильтров см. на черт. Ч-84000-НСВ2.П л.1, кн.2).

Для обратной промывки фильтров предусмотрено использовать воду из обратного трубопровода нагретой воды после МНЛЗ (объем воды на промывку фильтра обеспечивается за счет увеличенной емкости приемного резервуара охлажденной воды насосов Н4).

Грязная вода от обратной промывки фильтров и аварийных переливов собирается в резервуаре грязной промывной воды, который оборудован:

- насосами возврата воды в оборотную систему (на отстойники-флокуляторы);

- системой гидросмыва шлама с днища резервуара;

- маслосборным устройством для периодического сбора всплывших масел.

Шлам (окалина) из отстойников-флокуляторов периодически подается насосами в двухсекционный шламонакопитель специальной конструкции (автор НПФ «ЭКО-Проект»), предназначенный для накопления и обезвоживания шлама.

Обезвоженный (до влажности 15-20%) шлам периодически (не реже двух раз в год) удаляется из шламонакопителя грейферным краном в автосамосвалы и отвозится на утилизацию.

Расчетное количество шлама (окалины)– 1200 т/г.

В отстойных сооружениях оборотной системы водоснабжения МНЛЗ для удаления (сбора) всплывших масел предусматриваются маслосборные устройства, которые периодически собирают масло в емкости-контейнеры.

Собранное в емкостях-контейнерах масло отправляется на утилизацию.

Общее расчетное количество масел, уловленных в оборотной системе МНЛЗ, составляет ~ 200 т/г.

В качестве водоохладителя (градирни) в оборотной системе водоснабжения МНЛЗ принята трехсекционная вентиляторная градирня (две секции рабочих и одна резервная).

Основные характеристики вентиляторной градирни:

• площадь секции, м²………………………………………………………………....64

• тип оросителя…………………………………………………………….пленочный

• удельная гидравлическая нагрузка, м³/м²·ч…………………………………10-11

• тип вентилятора…………………………………………………………………1ВГ50

• мощность, кВт…………………………………………………………………….32-40

• тип привода………………………………………….безредукторный тихоходный

электродвигатель.

В рабочем проектировании упомянутые характеристики градирен могут быть уточнены предприятием-поставщиком (в объем поставки градирни входит надземная часть с каркасом и оборудованием).

Замкнутая оборотная система

В состав замкнутой оборотной системы водоснабжения кристаллизаторов МНЛЗ и электрооборудования (ДСП и АКП) входит:

- группа насосов Н , подающих охлажденную воду на водоохлаждаемые элементы оборудования;

- водоводяные пластинчатые теплообменники;

- подпиточный бак и резервуар резервного запаса подпиточной воды с насосом Н ;

- трубопроводы оборотного водоснабжения.

Размещение основных элементов упомянутой системы предусмотрено в отделении оборотной системы водоснабжения ДСП и АКП в блоке водоподготовки.

Принятые в проекте марки и характеристики насосов приведены в таблице на прилагаемом черт. Ч-84000-НСВ2.П л.1, кн.2.

Автоматизация

Технологические процессы во всех системах производственного водоснабжения ЭСПЦ автоматизированы.

Контролируемые параметры (уровень, расход, температура, давление и т.п.) автоматически передаются в АСУ и на АРМ оператора блока водоподготовки.

Кроме этого, предусмотрена связь АСУ блока водоподготовки с АСУ электросталеплавильного цеха и АСУ энергоцеха (см. том 9.5, 9.6).

Трубопроводы

Учитывая близкое расположение блока водоподготовки к водопотребителям ЭСПЦ, прокладка «подающих» трубопроводов от напорных коллекторов насосов в блоке водоподготовки до «точек» подключения к основному водоохлаждаемому оборудованию, а также «обратных» трубопроводов предусмотрена в одну линию, т.е. без резервирования (это решение было согласовано с заказчиком см. письмо в прилож. 5).

Решение по прокладке трубопроводов без резервирования позволяет уменьшить габариты водопроводных тоннелей и упростить узлы подключения (переключения) с уменьшением количества трубопроводной арматуры.

Для обеспечения безопасной аварийной остановки технологического оборудования для ликвидации аварии на водоводе проектом предусмотрена увеличенная ёмкость приёмных резервуаров насосов в блоке водоподготовки, а также система аварийного водоснабжения.

Прокладка трубопроводов оборотного водоснабжения выполнена в доступных для ремонта местах: в водопроводных тоннелях и по каркасу здания цеха.

Подземные участки обратных трубопроводов от водопроводного тоннеля до вентиляторных градирен выполнены в две линии.

Все трубопроводы производственного водоснабжения прокладываются из стальных электросварных труб диаметром 150÷1000 мм (ГОСТ 10704-91) с антикоррозийным покрытием.

Аварийное водоснабжение

Система аварийного водоснабжения предназначена для подачи воды в случае падения напора у аварийных водопотребителей.

Перечень аварийных водопотребителей и их характеристики приведены в следующей таблице:

Наименование аварийного водопотребителя	Аварийн. расход, м3/ч	Аварийн. напор, м	Продолжит. аварийн. подачи, мин	Аварийн. объем, м3
1. Дуговая сталеплавильная печь (стены кожуха, свод)	900	30	30	450
2. МНЛЗ (кристаллизатор, замкнутая система охлаждения, зона вторичного охлаждения)	480	30	30	240
3. Нагревательная печь (в прокатном цехе)	200	30	30 (см. также подразд. 2.4)	100
Итого:	1580	-	30	790
4. Резерв на неравномерность распределения воды при срабатывании аварийного объема (20%)	320	-	30	160
Всего:	1900	-	30	950

Проектом предусмотрена система аварийного водоснабжения, состоящая из водонапорной башни и аварийных распределительных трубопроводов с необходимой трубопроводной арматурой (обратными клапанами, задвижками и т.п.).

Основные характеристики водонапорной башни:

1) расчетный объем бака, м³:

• номинальный………………………………………………………………….1000

• полезный……………………………………………………………………….1027

• общий…………………………………………………………………………...1046

2) относительная отметка уровня воды, м:

• максимального…………………………………………………………….+54.000

• минимального……………………………………………………………..+45.200

3) расчетное время аварийного водоснабжения, мин…………………………….30

Общий вид и конструкцию водонапорной башни см. на прилагаемом черт. Ч-84000-НСВ6.П, кн.2.

Аварийная подача воды происходит при падении давления в аварийных контурах, вследствие которого срабатывают обратные клапаны аварийной подачи воды, установленные в «точке» подключения аварийного потребителя (аварийного элемента) к аварийному распределительному трубопроводу.

Заполнение бака водонапорной башни предусмотрено умягченной водой качества «В».

Уровень воды в баке контролируется датчиками уровня, установленными в павильоне в верхней части башни. Передача показаний упомянутых датчиков предусмотрена в АСУ блока водоподготовки.

В целях исключения застоя и переохлаждения воды проектом предусмотрена циркуляция воды (водообмен) через бак водонапорной башни.

Водонапорная башня размещена вблизи ЭСПЦ рядом со зданием блока водоподготовки.

Аварийные распределительные трубопроводы прокладываются по водопроводному тоннелю в здание ЭСПЦ и далее до «точек» подключения к аварийным потребителям по каркасу здания из стальных труб диаметром 200÷500 мм (ГОСТ 10704-91).