- •Технологические энергоносители предприятий
- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •Перечень видов практических занятий и контроля
- •2. Рабочие учебные материалы
- •2.1. Рабочая программа
- •Раздел 1. Система воздухоснабжения (44 часа)
- •Раздел 2. Система технического водоснабжения (44 часа)
- •Раздел 3. Системы газоснабжения (36 часов)
- •Раздел 4. Системы холодоснабжения (36 часов)
- •Раздел 5. Системы обеспечения продуктами разделения воздуха (32 часа)
- •2.2. Тематический план дисциплины
- •Тематический план дисциплины
- •Тематический план дисциплины
- •Тематический план дисциплины
- •2.3. Структурно - логическая схема дисциплины
- •2.4. Временной график изучения дисциплины
- •2.5. Практический блок
- •2.5.1. Практические занятия
- •2.5.2. Лабораторные работы
- •2.6. Рейтинговая система оценки знаний при использовании дот
- •Ранжирование результатов
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •3.1. Библиографический список
- •3.2. Опорный конспект *)
- •Введение
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 1. Система воздухоснабжения
- •1.1. Схемы воздухоснабжения
- •1.1.1. Основные потребители сжатого воздуха на промпредприятии
- •1.1.2. Требования к качеству воздуха
- •Вопросы для самопроверки
- •1.2. Компрессорные станции
- •1.2.1. Состав компрессорной станции
- •1.2.2. Оборудование компрессорной станции
- •1.2.3. Расчет и проектирование компрессорной станции
- •1.2.4. Вспомогательное оборудование компрессорных станци
- •1.2.5. Воздухопроводы
- •1.2.6. Компоновка компрессорной станции
- •Вопросы для самопроверки
- •1.3. Компрессорные машины
- •1.3.1. Классификация компрессорных машин
- •1.3.2. Выбор типа компрессоров
- •1.3.3. Способы регулирования производительности поршневых компрессоров
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 2. Система технического водоснабжения
- •2.1. Системы водоснабжения
- •2.1.1. Схемы технического водоснабжения
- •2.1.2. Расходы воды
- •Вопросы для самопроверки
- •2.2. Прямоточная система водоснабжения
- •Вопросы для самопроверки
- •2.3. Оборотная система водоснабжения
- •2.3.1. Водохранилища – охладители
- •2.3.2. Градирни
- •2.3.3. Брызгальные бассейны
- •Вопросы для самопроверки
- •2.4. Очистка сточных вод
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 3. Система газоснабжения
- •3.1. Системы топливоснабжения предприятий
- •3.1.1. Топливный баланс промпредприятия
- •3.1.2. Топливоснабжение при твердом топливе
- •3.1.3. Топливоснабжение при жидком топливе
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2. Состав и схемы газоснабжения
- •3.2.1. Основные характеристики горючих газов
- •3.2.2. Система газоснабжения. Газовый баланс
- •3.2.3. Схема газоснабжения
- •3.2.4. Газопроводы
- •Рекомендуемые скорости газов в газопроводах низкого давления
- •Вопросы для самопроверки
- •3.3. Устройства и сооружения систем газоснабжения
- •3.3.1. Газораспределительные станции
- •3.3.2. Газорегуляторные пункты и установки природного газа
- •3.3.3. Газосмесительные станции
- •3.3.4. Газоповысительные станции
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 4. Системы холодоснабжения
- •4.1. Производство искусственного холода
- •4.1.1. Области применения низких температур
- •4.1.2. Потребители искусственного холода
- •4.1.3. Способы производства искусственного холода
- •Вопросы для самопроверки
- •4.2. Системы охлаждения
- •4.2.1. Системы непосредственного охлаждения
- •4.2.2. Системы косвенного охлаждения
- •4.2.3. Способы отвода теплоты от потребителей холода
- •Вопросы для самопроверки
- •4.3. Холодильные машины
- •4.3.1. Определение расчетной потребности в холоде
- •4.3.2. Выбор холодильного оборудования
- •4.3.3. Компоновка холодильного оборудования
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 5. Системы обеспечения предприятий продуктами разделения воздуха
- •5.1. Продукты разделеня воздуха
- •5.1.1. Использование в промышленности продуктов разделении воздуха
- •5.2.2. Методы промышленного получения продуктов разделения воздуха
- •Вопросы для самопроверки
- •5.2. Ожижители газов
- •5.2.1. Структура ожижителей газов
- •5.2.2. Ожижитель Линде
- •5.2.3. Ожижитель Капицы
- •Вопросы для самопроверки
- •5.3. Воздухоразделительные установки
- •5.3.1. Низкотемпературная ректификация воздуха
- •5.3.2. Расчет станций разделения воздуха
- •5.3.3. Оборудование воздухоразделительных установок
- •Вопросы для самопроверки
- •Заключение
- •3.3. Глоссарий (краткий словарь основных терминов и положений)
- •3.4. Методические указания к выполнению практических занятий
- •3.5. Методические указания к выполнению лабораторных работ
- •Охрана труда и техника безопасности при проведении лабораторных работ
- •Библиографический список для лабораторных работ
- •Лабораторная работа №1 получение напорной характеристики центробежного вентилятора
- •1.1. Цель работы
- •1.2. Основные теориетические понятия
- •1.3. Описание лабораторной установки
- •1.4. Порядок выполнения работы
- •1.5. Содержание отчета
- •Лабораторная работа №2 испытание поршневого процессора
- •2.1. Цель работы
- •2.2. Основные теоретические положения
- •2.3. Описание лабораторной утсановки
- •2.4. Порядок выполения работы
- •2.5. Содержание отчета
- •Лабораторная работа №3 определение жесткости воды
- •3.1. Цель работы
- •3.2. Основные теоретические положения
- •3.3. Описание лабораторной установки
- •3.4. Порядок выполнения лабораторной работы
- •3.5. Содержание отчета
- •Лабораторная работа № 4 умягчение воды методом катионного обмена
- •4.1. Цель работы
- •4.2. Основные теоретические положения
- •4.3. Описание лабораторной установки
- •4.4. Порядок выполнения работы
- •4.5. Содержание отчета
- •Методика определения хлоридов, сульфатов и кислотности воды
- •1. Определение содержания хлоридов ртутным методом
- •2. Определение сульфатов
- •3. Определение кислотности воды
- •Лабораторная работа №5 изучение и поверка пружинных технических манометров
- •5.1. Цель работы
- •5.2. Основные теоретические полпжения
- •5.3. Описание лабораторной установки
- •5.4. Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №6 измерение расхода воздуха различными методами
- •Порядок определения массового расхода
- •6.2.2. Измерение расхода методом постоянного перепада давления
- •6.2.3. Измерение расхода методом динамического давления
- •6.3. Описание лабораторной установки
- •6.4. Порядок выполнения работы
- •7.5. Содержание отчета
- •Расчет погрешностей
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
- •4.1. Задание на контрольную работу и методические указания к ее выполнению
- •Задача №2
- •1.1. Параметры атмосферного воздуха
- •1.2. Характеристики вентиляторных градирен
- •1.3. Стальные бесшовные трубы
- •1.4. Характеристики центробежных насосов консольного типа
- •1.5. Среднее расходы воздуха различными потребителями
- •1.6. Средние значение коэффициента одновременности к0
- •1.7. Поршневые воздушные крейцкопфные компрессоры с прямоугольным расположением цилиндров типа вп (гост 23680-79)
- •4.2. Задание на курсовой проект и методические указания к его выполнению Введение
- •1.Тематика курсовых проектов
- •Принципы формирования тем индивидуальных заданий
- •Задание на курсовой проект
- •2.Расчетная часть
- •Требования к пояснительной записке
- •Составление функциональной схемы системы водоснабжения
- •Расчет режима работы теплонасосной установки и выбор тепловых насосов
- •Выбор схем включения испарителей и конденсаторов тепловых насосов
- •2.5. Расчет термодинамического цикла теплового насоса
- •2.6. Тепловой расчет и подбор теплообменников
- •2.7. Расчет и подбор градирен
- •2.8. Расчет диаметров трубопроводов и подбор насосов
- •2.9. Разработка принципиальной схемы системы водоснабжения
- •2.10. Компоновка оборудования теплонасосной установки
- •2.11. Расчет показателей экономичности
- •3. Графическая часть
- •Литература
- •2.1. Характеристики парокомпрессионных тепловых насосов
- •2.2. Основные параметры водоводяных секционных подогревателей
- •2.3. Параметры атмосферного воздуха
- •2.4. Характеристики вентиляторных градирен
- •2.5. Характеристика стальных бесшовных труб
- •2.6. Характеристики центробежных насосов
- •2.7. Дополнительные технические решения, разрабатываемые на принципиальной схеме системы водоснабжения
- •2.8. Примерный состав вспомогательных помещений машинного отделения теплонасосной установки
- •Оглавление курсового проекта
- •4.3. Текущий контроль
- •4.3.1. Тестовые задания тест №1
- •Тест №2
- •Тест №3
- •Тест №4
- •Тест №5
- •4.3.2. Вопросы к зачету
- •4.4. Итоговый контроль
- •4.4.1. Вопросы к экзамену
- •Содержание
- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •2. Рабочие учебные материалы
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
2.3.3. Брызгальные бассейны
Брызгальные бассейны являются довольно распространенным на промышленных предприятиях, электростанциях типом охладительного устройства. По сравнению с водохранилищами-охладителями брызгальные бассейны требуют в несколько десятков раз меньшей площади. Однако ввиду присущих им недостатков при строительстве новых электростанций предпочтение отдается башенным градирням.
Сущность действия брызгальной установки заключается в следующем. Вода из конденсаторов турбин под напором циркуляционных насосов подается по разветвленной сети трубопроводов к разбрызгивающим соплам, направленным выходным отверстием вверх и равномерно расположенным по всей площади брызгального бассейна на высоте 1,2 – 1,5 м от воды. Из сопл вода фонтанирует тонкими струями в виде веера. При интенсивном теплообмене с воздухом вода охлаждается (в основном за счет частичного ее испарения), в виде дождя стекает в бассейн и далее по самотечным каналам направляется в приемные колодцы циркуляционных насосов.
По форме брызгальный бассейн представляет собой прямоугольную бетонированную чашу глубиной 1,2 – 2 м. Система распределительных трубопроводов и брызгальный бассейн, как правило, секционируются для проведения ремонтов, ревизий и чистки без остановки станции.
Охлаждающий эффект брызгальных установок, так же как и открытых градирен, существенно зависит от скорости ветра. Поэтому для обеспечения хорошего доступа воздуха к воде брызгальные бассейны следует располагать длинной стороной в направлении, перпендикулярном действию господствующих ветров. При этом ширина бассейна не должна превышать 50 – 60 м.
Работа брызгальных установок сопровождается значительным капельным уносом циркуляционной воды, а в зимнее время – образованием плотных туманов в зоне их расположения. В связи с этим брызгальные бассейны так же, как и открытые градирни, приходится размещать на некотором удалении (около 100 м) от жилых и производственных зданий и дорог.
Основным показателем работы брызгальной установки является температура охлажденной воды, которая зависит как от режима работы охладительной установки – плотности дождя, зоны охлаждения, так и от климатических условий.
Вопросы для самопроверки
1. Назовите области применения оборотной системы водоснабжения.
2. Перечислите основные особенности работы оборотного водоснабжения по сравнению с прямоточным.
3. Что такое предел недоохлаждения и коэффициент эффективности атмосферного водоохлаждающего устройства? Для каких охлаждающих устройств эти показатели имеют наилучшее значение?
4. Приведите основные типы охладительных устройств при оборотной системе водоснабжения.
5. В чем заключается расчет водохранилищ-охладителей?
6. Приведите классификацию градирен по конструктивному исполнению и характеру стекания воды.
7. Изобразите схему циркуляции воды при охлаждении ее в градирне.
8. Объясните принцип действия брызгальной установки.
2.4. Очистка сточных вод
Разработка бессточных схем водоснабжения промышленных предприятий и комплексов становится основным направлением решения задач предотвращения загрязнения водоемов и экономного расходования свежей воды.
Особое внимание при выборе систем технического водоснабжения на крупных промышленных предприятиях или комплексах необходимо обращать на сочетание локальных и общезаводских систем, на объединение их с целью повторного использования стоков, так как использование очищенных сточных вод в системах оборотного водоснабжения является центральным вопросом общей проблемы перевода предприятий на бессточный режим.
В сточных водах могут содержаться шламы, масла, органические и поверхностно-активные вещества и т. п. Наиболее целесообразно проводить локальную очистку стоков от специфических загрязнений данной установки или производства, а затем – централизованную от общих для большинства установок загрязнений.
Очистку от механических примесей природных и сточных вод осуществляют в специальных сооружениях для осветления воды.
В системах технического водоснабжения в качестве первой ступени осветления используются горизонтальные и радиальные отстойники, гидроциклоны, крупнозернистые фильтры, очищающие воды от частиц определенной крупности. При необходимости очистки воды и от мелкодисперсной взвеси используются в качестве второй ступени очистки осветлители и фильтры.
Горизонтальные отстойники – железобетонные емкости, имеющие в плане прямоугольную форму; очищаемая в них вода движется вдоль длинных сторон, а отделяемая взвесь выпадает на дно отстойника.
Вертикальные отстойники состоят из расположенного вертикально цилиндрического корпуса, в центре которого по оси установлена труба, подающая в нижнюю часть отстойника поступающую на очистку воду. Очищаемая вода поднимается вверх по кольцевому зазору, образованному корпусом отстойника и центральной трубой, а отделяемая взвесь образует осадок в нижней части отстойника.
Радиальные отстойники представляют собой резервуар цилиндрической формы, в центральную трубу которого поступают загрязненные сточные воды. Из центральной трубы очищаемая вода поступает в распределительное устройство и по радиальным трубам через сопла – в камеру флокуляции. Выпадающий на дно осадок (шлам) перемещается к центру отстойника при помощи скребков, укрепленных на вращающейся ферме, и поступает в углубление, из которого удаляется шламовыми насосами.
Тип отстойников выбирают в зависимости от требуемой производительности (м³/сут) очистки сточных вод: до 20000 – вертикальные, свыше 15000 – горизонтальные, свыше 20000 – радиальные.
Требования к санитарной очистке сточных вод регламентируются «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами». Правила имеют целью предупреждение и устранение существенного загрязнения сточными водами рек, ручьев, водохранилищ, озер, прудов и искусственных каналов, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения, культурно-бытовых нужд населения и для рыбохозяйственных целей. Критерием загрязненности вод является ухудшение их качества вследствие появления вредных веществ для человека, животных, птиц и рыб, а также повышения температуры воды, изменяющей условия для нормальной жизнедеятельности водных организмов.
Правилами запрещается сбрасывать в водные объекты сточные воды, которые могут быть устранены путем рациональной технологии, максимального использования в системах оборотного и повторного водоснабжения или устройства бессточных производств, а также воды, содержащие ценные отходы, которые могут быть утилизированы на данном или других предприятиях.
В случае необходимости отведения сточных вод вследствие недостаточности указанных мероприятий или невозможности их выполнения по обоснованным технико-экономическим соображениям сброс сточных вод в водные объекты может осуществляться лишь при условии соблюдения требований и нормативов по их очистке.
Нормативы состава и свойств воды водных объектов, которые должны быть обеспечены при спуске в них сточных вод, устанавливаются применительно к категориям водопользования у мест расположения ближайших к выпуску сточных вод пунктов пользования водой. При сбросе сточных вод в черте города (или любого населенного пункта) первым пунктом водопользования является первый город (или населенный пункт). В этом случае требования, установленные к составу и свойствам воды водоема или водотока, относятся к самим сточным водам.
Методы и степень очистки сточных вод должны определяться в зависимости от местных условий с учетом возможного использования очищенных сточных вод для промышленных или сельскохозяйственных целей. Очищенные сточные воды, сбрасываемые в водоемы, должны отвечать нормативным требованиям, а используемые очищенные сточные воды должны отвечать санитарно-гигиеническим и технологическим требованиям потребителей.
В связи с этим сточные воды последовательно подвергаются механической и биологической очисткам и обеззараживанию. При совместной биологической очистке производственных и бытовых сточных вод механическую очистку допускается производить как совместно, так и раздельно. Раздельную очистку следует применять для взрывоопасных производственных сточных вод или при необходимости их химической очистки.
Для механической очистки сточных вод используют ряд сооружений и устройств.
Остановимся на некоторых из них.
Как правило, в составе очистных сооружений должны предусматриваться решетки с прозорами 16 мм и решетка-дробилка. При производительности станции очистки сточных вод, превышающей 100 м³/сут, устанавливаются специальные песколовки. Число работающих песколовок или отделений песколовок должно быть не меньше двух. В зависимости от производительности станции применяют тангенциальные, горизонтальные или аэрируемые песколовки.
Отстаивание сточных вод (осаждение взвесей) производится в резервуарах специальной конструкции, называемых отстойниками. Тип отстойников выбирают в зависимости от производительности станции очистки сточных вод: горизонтальные, вертикальные и радиальные, а также возможно применение осветлителей-перегнивателей.
Для задержания нефтяных частиц при концентрации их в сточной воде более 100 мг/л следует предусматривать в составе станций очистки сточных вод специальные нефтеловушки. Расчет нефтеловушек производят аналогично расчету горизонтальных отстойников с учетом кинетики всплывания нефтяных частиц.
Биологическая очистка сточных вод осуществляется при помощи биологических фильтров и полей фильтрации. Биологические фильтры (капельные и высоконагружаемые) используют как для полной, так и неполной очистки сточных вод.
Сточные воды, рН которых ниже 6,5 или выше 8,5, перед отводом в канализацию населенного пункта или в водоем подлежат нейтрализации. Для нейтрализации сточных вод допускается смешение кислых и щелочных вод, введение реагентов или фильтрование сточных вод через нейтрализующие материалы.
Обеззараживание бытовых сточных вод или их смеси с производственными должно предусматриваться на станциях полной и неполной биологической очистки. Обеззараживание сточных вод производится жидким хлором или гипохлоридом натрия, получаемым на месте в электролизерах.