РАСХОДЫ ВОДЫ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

Промышленные предприятия являются крупными потребителями воды. Вода используется на производственные, хозяйственно-питьевые и противопожарные цели. Наиболее крупными производственными потребителями являются металлургические и нефтеперерабатывающие заводы, теплоэлектростанции станции (ТЭС), использующие воду для охлаждения, предприятия целлюлозно-бумажной и горнодобывающей промышленности, где значительное количество воды используется для промывки сырья и получения продукции. Эти расходы доходят до 80…90% общего водопотребления предприятия.

Вода также используется для получения пара и его конденсации, гидротранспорта (удаления золы и шлака из печей), пылеулавливания и для других целей промышленности.

В зависимости от назначения воды в производстве к качеству воды предъявляются различные требования. Например, вода, используемая в теплоэнергетике (ТЭС), должна иметь минимальное солесодержание, вода для текстильной промышленности не должна содержать железа и марганца, для предприятий пищевой промышленности и хозяйственно-питьевых нужд рабочих вода должна отвечать требованиям ГОСТ «Питьевая вода» и СанПиН. Для пожаротушения пригодна вода практически любого качества.

Огромные объемы потребления воды в промышленности требуют особого внимания к вопросам её экономии и рационального использования. Одним из важнейших факторов для снижения водопотребления является введение платы за водные ресурсы и лимитированный отпуск воды промышленным предприятиям.

Для оборотных систем водоснабжения промышленных предприятий

необходимо максимально использовать расходы оборотной воды, а расходы свежей воды, забираемой из источника свести к минимуму.

Определение расходов воды на производственные нужды

Расход воды на производственные нужды предприятий определяется исходя из нормам водопотребления или удельного расхода воды на единицу выпускаемой продукции.

Суточный расход водыьопределяется, м³/сут:

 

, ( 11 )

 

где N – количество выпускаемой продукции в сутки;

q_уд – норма расхода воды на единицу продукции, м³.

Нормы водопотребления или расход воды на единицу выпускаемой продукции определяются:

● характером производства, составом сырья и получаемого продукта;

● ролью воды в процессе производства;

● системой водоснабжения;

● качеством применяемой воды;

● условиями использования воды (температура нагрева, степень загрязнения).

Для различных предприятий расходы воды на единицу продукции изменяются в широких пределах, q_уд, м³/т:

● предприятия угольной промышленности – 3…5;

● металлургические заводы - 150…200;

● предприятия цветной металлургии – 30…40;

● нефтеперерабатывающие заводы – 100…120;

● производство пластмасс – 200…250;

● заводы синтетического каучука – 600…1000;

● предприятия легкой промышленности – 40…80;

● предприятия целлюлозно-бумажной промышленности – 500..800;

● предприятия пищевой промышленности – 10…20.

Значительные расходы воды характерны и для тепловых электростанций (ТЭС), вырабатывающих около 80% всей потребляемой электроэнергии в РФ.

 

Мощность, тыс. кВт
Расход воды, м3/ч

 

При таких больших расходах воды на ТЭС, как правило, применяется система оборотного водоснабжения с подпиткой свежей воды из источника в пределах 3…5% от общего суточного расхода воды.

Кроме указанных норм расхода воды для отдельных предприятий имеются свои ведомственные нормы по отдельным производственным циклам, операциям и типам применяемого оборудования, которые приводятся в соответствующей литературе. так, например, на предприятиях железнодорожного транспорта введены «Нормы водопотребления и водоотведения в технологических процессах отрасли» ОН 016-01124328-2000, определяющие как удельные расходы, так и требования к качеству воды.

Режим водопотребления. Режим расходования воды на промышленных предприятиях в основном зависит от особенностейтехнологического процесса и может быть: равномерным в течение суток, неравномерным или эпизодическим.

Во многих случаях неравномерность водопотребления вызвана сезонными изменениями потребления воды. Сезонные изменения водопотребления рекомендуется учитывать с коэффициентами K_лет и K_зим.

При использовании большого количества воды на охлаждение расход воды летом будет больше, зимой - меньше, т.к. зимой температура охлаждающей воды ниже. Напрмер, для металлургических заводов K_лет = 1, 15; K_зим = 0, 9.

Неравномерность водопотребления также характеризуется коэффициентами суточной K_сут и часовой K_ч неравномерности. На коэффициенты суточной неравномерности влияют сезонность производства и качество воды, K_сут = 1, 1…1, 3, коэффициенты часовойнеравномерности являются результатом сменности производства и неравномерности выпуска продукции по сменам, K_ч = 2, 0…3, 5.

 

Определение расходов воды при водяном и

Испарительном охлаждении

 

Расходы воды на охлаждение являются значительной, а для многих предприятий определяющей частью расхода воды на производственные нужды, достигая 90-95% от него.

При охлаждении агрегата, имеющего тепловую нагрузку A, (ккал/ч), расход воды Q_в, (м³/ч), необходимый для отведения выделяющегося тепла при температуре выходящей нагретой воды t₁ и поступающей холодной t₂ определяется по зависимости:

 

, ( 12 )

где с - теплоемкость воды, ккал/град кг.

 

Расход воды возрастает с увеличением тепловой нагрузки A и уменьшением температурного перепада Δ t.

Для увеличения Δ t надо увеличивать t₁ или уменьшать t₂. Значение t₂ зависит от температуры воды в источнике или на охладителе (бассейн, градирня). Летом условия охлаждения хуже, значит воды надо больше. Значение t₁ зависит от конструкции системы охлаждения и условий технологического процесса. Для систем водяного охлаждения температура выходящей нагретой воды обычно находится в пределах t₁ ≤ 40…50⁰С.

При значительном содержании солей жесткости и нагреве до 40…50^оС и более происходит обильное выпадение накипи. Это ограничивает предел нагрева воды. Учитывая взаимосвязь Δ t и Q_в для различных объектов, можно определить экономически наивыгоднейшие температуры t₁ и t₂. Учитывая вышеизложенное, при оптимальном проектировании и эксплуатации систем охлаждения, можно обеспечить повышение эффективности водного хозяйства промпредприятия.

 

3.3. Определение расходов воды на хозяйственно-питьевые и противопожарные нужды промышленных предприятий

 

Расходы хозяйственно-питьевой воды. Общие расходы хозяйственно-питьевой воды на промышленных предприятиях могут быть определены по укрупненным нормам расхода воды и количества сточных вод на единицу продукции для различных отраслей промышленности. Для расчета системы хозяйственно-питьевого водоснабжения предприятия необходимо знать расходы воды по отдельным административным, хозяйственно-бытовым и производственным зданиям. В этом случае расходы определяются в соответствии со СНиП.

Расходы воды на хозяйственно-питьевые нужды рабочих для цехов со значительным тепловыделением (более 80 кДж на 1 м³/ч) принимают 45 л, для остальных цехов – 25 л на каждого рабочего в смену, при этом коэффициент часовой неравномерности принимают соответственно К_час = 2, 5 и 3.

Расход воды в душевых определяют из расчета 500 л/ч на одну душевую сетку в течение 45 минут после окончания смены. Количество душевых сеток в цехах предприятия зависит от характера производства.

В цехах, в которых не происходит загрязнения одежды и рук рабочих 1 душевая сетка (1 д.с.) предусматривается на 15 человек, если производственные процессы приводят к загрязнению одежды и рук – 1 д.с. на 7 человек, для сильно запыленных цехов, где применяется вода – 1 д.с. на 5 человек и для цехов с выделением особо загрязняющих веществ – 1 д.с. на 3 человека.

В основное время смены расход незначителен, но по окончании смены он возрастает. Поэтому для уменьшения диаметров подводящих трубопроводов и снижения расходов, отбираемых из городской сети на территории предприятия устраиваются запасные емкости, которые постепенно пополняются в течение смены и опорожняются в часы максимального водоразбора.

Расходы воды на благоустройство территории промышленных предприятий составляют: на поливку усовершенствованных покрытий площадей 1, 2…1, 5 л/м², проездов - 0, 3…0, 4 л/м²; поливку цветников и газонов – 4…6 л/м². Причем для этих целей разрешается использовать воду из сетей производственного водоснабжения, если качество ее соответствует санитарным и агротехническим требованиям.

Расход воды на противопожарные нужды. На промышленных предприятиях противопожарный водопровод, как правило проектируется объединенным с производственным или хозяйственно-питьевым.

Число одновременных пожаров и расход воды принимается согласно СНиП. Расчетное время пожара на предприятии принимается 3 часа. Расходы воды на поливку улиц, души мытье полов и мойку оборудования при этом не должны учитываться.

В среднем противопожарные расходы воды на промышленном предприятии составляют 3…7 % от общего расхода воды. В том числе учитывается профилактическая поливка древесины на складах, смачивание торфа, орошение резервуаров для хранения легковоспламеняющихся жидкостей (нефти, керосина, дизельного топлива и т.п.).

Однако лимитирующим фактором является, как правило, не расходы воды, а напоры воды, т.к. большинство противопожарных водопроводов на предприятиях проектируются высокого давления. Это одна из причин объединения противопожарного водопровода с хозяйственно-питьевым, а не производственным, так как для производственных целей обычно напор составляет 20…40 м.

Для сохранения необходимого противопожарного запаса воды на предприятиях устраиваются специальные емкости (резервуары).

 

3.4. Водный баланс промышленного предприятия

 

При проектировании систем водоснабжения промышленного предприятия составляется водный баланс, в котором указываются расходы воды для всех категорий потребителей, а также потери воды. Потребители воды, как правило, группируются по месту их расположения, напорам и качеству воды. Затем составляется схема использования воды, т.е. расходов, поступающих к потребителям, потерь воды потребителями и расходов, отводимых от них, (обозначаются цифрами).

Водный баланс промышленного предприятия необходим при проектировании и расчете сооружений водоснабжения (насосных станций, водоводов, очистных сооружений, охлаждающих устройств и т. п.).

В процессе эксплуатации промышленного предприятия водный баланс оказывает влияние на экономику предприятия и реальную себестоимость продукции.

Основные принципы составления водного баланса промышленного предприятия:

1. Количество воды в системе промышленного водоснабжения поддерживается постоянным, при этом потери воды в системе возмещаются добавляемой водой из источника.

2. Устанавливаются источники поступления воды в систему.

3. Определяются количественные характеристики каждого источника.

4. Определяются группы потребителей, требующих воду одного

качества.

5. Для уменьшения количества свежей воды, забираемой из источника, выявляется возможность последовательного использования отработанной воды одной группы потребителей для водоснабжения другой группы.

В общем виде источники поступления и убыли воды из системы водоснабжения предприятия показаны в табл. 3.1.

Для соблюдения водного баланса необходимо условие:

 

 

Σ Q_пост = Σ Q_уб, ( 13 )

 

 

где Σ Q_пост – сумма расходов воды, поступивших в систему водоснабжения,

Σ Q_уб – сумма расходов воды, убывающих из системы водоснабжения.

 

Кроме водного баланса систем водоснабжения важное значение имеет поддержание баланса воды по качеству, термостабильности, биогенности оборотных вод и т.п.

 

Таблица 3.1

 

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться: