2 Розрахунок водоспоживання головних цехів

Водне господарство заводу забезпечує подачу води споживачам і відведення стічних вод від них, взаємозв'язок систем водопостачання і водовідведення окремих виробництв заводу, захист водного басейну від забруднення і утилізацію відходів, що містяться в стічних водах [1-3].

Схему водопостачання металургійного заводу для зменшення відбору води з природних джерел і захисту їх від забруднення слід передбачати оборотною [1].

Під час вирішення схеми водопостачання складають розгорнуту балансову схему виробничого водопостачання заводу, що включає всіх споживачів (або їх групи), на якій вказують середні годинні витрати води, безповоротні втрати, витрати свіжої (річкової) води, а також комплекс водопровідно-каналізаційних і очисних споруд. В окремих оборотних циклах необхідно передбачати 5 - 10 % неврахованих витрат води на виробничі потреби.

Приклад балансової схеми наведено на рис. 1.

Витрати і втрати води в оборотних циклах водопостачання і потрібна витрата свіжої підживлюючої води розраховують на основі заданої річної продуктивності цехів, терміну їх роботи на протязі року, а також норм водоспоживання. Розрахунки виконують для всіх головних систем оборотного водопостачання металургійного комбінату. Отримані значення витрат є основою для складання балансової схеми водоспоживання і оформляються у вигляді табл. 2.

Рисунок 1 – Приклад балансової схеми водоспоживання

Витрати води на виробничі потреби визначаються за технологічним завданням, а для орієнтовних розрахунків слід користуватися укрупненими питомими нормами водоспоживання.

Розрахункову витрату оборотної води в системі водопостачання кожного виробництва слід визначати за формулою, м³/год:

,

де n_в - норма водоспоживання (кількість води на одиницю продукції, що виготовляється підприємством, див. табл. 1), м³/т;

N - кількість продукції, що виготовляється підприємством за рік, т/рік, (див. завдання);

k_г - коефіцієнт годинної нерівномірності (див. табл. 1);

T - кількість годин роботи виробництва на рік, год

Під час розрахунку витрат оборотної води в газоочистках металургійних агрегатів (доменних, мартенівських, конверторних, електросталеплавильних) слід пам'ятати, що норма водоспоживання для цих виробництв вимірюється в м³ на 1000 м³ газу, що виділився.

Під час виплавки 1 т металу виділяється така кількість газу:

• доменного - 4000 м³;

• мартенівського - 5000 м³;

• конверторного:

• у процесі роботи без допалення СО - 400 м³;

• у процесі з допаленням СО - 1200 - 1600 м³ ;

• електросталеплавильного - 1500 м³.

Розрахункову витрату оборотної води в системі газоочисток слід визначати за формулою, м³/год:

,

де N_г - кількість газу, що виділяється під час виплавки 1 т металу.

Заповнюючи табл. 2 втрати води в процесі охолодження на градирнях розраховують згідно з [4].

У процесі охолодження втрати води складаються із втрат на випаровування Р₁ і краплиновиніс Р₂.

Втрати води на випаровування визначають за формулою, %:

,

де t - перепад температур води, який визначається як різність температури води, яка надходить до охолоджувача і температури охолодженої води, ⁰С;

K_вип - коефіцієнт, який ураховує долю тепловіддачі випаровуванням в загальній тепловіддачі (див. табл. 3).

Таблиця 1 – Нормативні показники водоспоживання

Найменування споживачів води	Норма водоспоживання	Коефіцієнт годинної нерівномірності	Втрати води у виробництві, вдсотків	Необхідний вільний напір на вводі в цех, м
Аглофабрика. Охолодження обладнання (чистий цикл), м3/т	1,5 - 2,5	1,1 - 1,2	4,4 - 7,3	25 - 40
Аглофабрика. Очистка газів і гідрозмив (брудний цикл), м3/т	3,6 – 6,5	1,0	4,5 – 8,0	40 - 60
Доменні печі, охолодження (чистий цикл), м3/т	18 - 60	1,0 – 1,15	0,2	50 – 100
Газоочистка доменного цеху (брудний цикл), м3 на 1000 м3 газу	5,7 – 10,3	1,0 – 1,05	2	50 – 90
Розливальні машини з душуючими установками (брудний цикл), м3/т	3,5	1,5 – 1,6	10	20 – 25
Грануляційні установки (брудний цикл), м3/т	2,5 – 5	1,2 – 1,6	15 - 30	20 – 25
Бункерні естакади і підбункерні приміщення доменних печей (брудний цикл), м3/т	5,8 – 8,8	1,2 – 1,6	5 - 10	35 - 40
Конвертерний цех, охолодження елементів конвертерів (чистий цикл), м3/т	22	1,1 – 1,15	1 – 2	30 – 50
Газоочистка конвертерів (брудний цикл), м3 на 1000 м3 газу	__18__ 2 – 20*	1,0 – 1,05	3	50 – 80
Мартенівський цех, охолодження печей (чистий цикл), м3/т	20	1,0 – 1,15	1 – 2	25 – 30
Газоочистка мартенівських печей, м3 на 1000 м3 газу	1,5 – 2,0	1,0 – 1,05	3	50 – 80
Електросталеплавильний цех, охолодження печей (чистий цикл), м3/т	23	1,1 – 1,15	1 – 2	25 – 30
Газоочистка електросталеплавильних печей (брудний цикл), м3 на 1000 м3 газу	4 – 6	1,0 – 1,05	3	50 – 80
Установки безперервного розлиття сталі (УБРС), охолодження кристалізаторів (чистий цикл), м3/т	15 – 21	1,15 – 1,2	0,2	30 – 90
Установки безперервного розлиття сталі (УБРС), вторинне охолодження злитків (брудний цикл), м3/т	10 – 14	1,15 – 1,2	5	30 – 90
Прокатні стани середньосортні, м3/т чистий цикл забруднений цикл	12 – 23 8 – 9	1,0 – 1,15	2 – 3	25 – 30

Примітка. * В чисельнику конвертери без допалювання СО, в знаменнику – з допалюванням СО.

Таблиця 2 – Розрахункова таблиця водоспоживання (приклад заповнення)

Найменування водоспоживачів

Річна продуктивність, т

Кількість годин роботи на рік, год.

Норма водоспоживання

Коефіцієнт годинної нерівномірності

Розрахункова витрата оборотної води, м3/год.

Втрати оборотної води, відсотків / м3/год

Розрахункова витрата підпиткової води, м3/год.

Вільний напір на вводі в цех,м

Температура води, 0С

У виробництві та з продувкою

У процесі охолодження

У процесі очистки

Загальні

До споживання

Після споживання

Доменні печі, охолодження (чистий цикл)

1,3106

8472

18

1,1

3038,2

0,2/6,076

1,52/46,18

0/0

1,72/52,256

52,256

50

30

37

Газоочистка доменного цеху (брудний цикл)

1,3106

8472

6 на 1000 м3 газу

1,05

3866,9

2,0/77,338

2,08/80,43

0,5/19,33

4,58/177,1

177,1

50

30

45

 6905,1

 2293,56

Таблиця 3 - Визначення коефіцієнта К_вип

Температура повітря за сухим термометром, 0С	0	10	20	30	40
Значення коефіцієнта Квип для градирень	0,001	0,0012	0,0014	0,0015	0,0016

Втрати води через винос вітром у процесі охолодження визначають за [4]. Для вентиляторних градирень з водоуловлюючими пристроями Р2 = 0,1 - 0,2 % від витрати оборотної води.

Втрати води на очисних спорудах у курсовому проекті можна приймати за 0,5 % від розрахункової витрати оборотної води.