Водоснабжение и водоотведение промышленных предприятий

Водоуловитель №2 ( см. черт. 19 ) – по таблице 5. ζв.у= 12,5.

Проектированию принимается пленочный ороситель.  Марка вентилятора     « Нема» с нижним приводом;  по таблице 13. Л = -1,7×10-12 ; М = 5,78×10-6;

dв = 12,597 ; по черт.29 при      ζор = 20.

Величина     принята для  одновентиляторной градирни с вентилятором       « Нема» по проекту Гипрокаучука. Величина l этой градирни равна 4,7м.

Решение:

При V1=27,7    по таблице 9:  P``n = 3,776 кПа;   P``n = 385,0 кгс/м2

γ``n = 27,2×10-3 кгс/м3

γ1 = 1,14 кгс/м3( по черт.28)

По таблице 9:

при t1 = 40   P``n = 7,375 кПа;   P``n = 752,0 кгс/м2

γ``n = 51,2×10-3 кгс/м3

при t2 = 27    P``n =  3,560 кПа;   P``n =  363,0 кгс/м2

γ``n = 25,8×10-3 кгс/м3

при tср = 33,5    P``n =  5,315 кПа;   P``n =  542,0 кгс/м2

γ``n = 37,6×10-3 кгс/м3

По формуле 8.

 

RС.В – 29,27 кгс×м/(кг×)

r = 2493 кДж/кг       

 

3. Ср.

 

По формуле (9)

   

 

       

По формуле 10

 

 

 

 По формуле 4

 

 

 

По формуле 6

 

По формуле 5

 

 

По формуле 7

 

По графику черт.26 определяется вспомагательная величина Х по значениям вспомагательных величин    и  : Х 1,90

По формуле 13

 

Второй этап расчета

По формуле 18

 

 

По формуле (19)

 

 

По формуле (15)

 

По формуле 16

 

 

По формуле 17

 

 

Уровнение 14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          

 

 

По формуле (21)

 

Принимаем к установке 1 градирен:

По формуле (22)

 

 

 

3.6 Обработка подпиточной и циркуляционной воды

3.6.1 Расчет режимов обработки охлаждающей воды для предотвращения карбонатных и сульфатных отложений

   Нормальной работе систем оборотного водоснабжения препятствуют различного рода отложения и обрастания, образующиеся в теплообменных аппаратах, трубопроводах и градирнях в процессе эксплуатации. Это солевые отложения, и в частности, отложения карбоната кальция, образующиеся поверхностях теплообменных аппаратов вследствие нарушения углекислотного равновесия в системах оборотного водоснабжения и сульфатные отложения. Эти отложения типичны для систем, использующих для подпитки нестабильную воду.

   При подкислении воды дозу кислоты Дкис ,мг/л, в расчете на добавочную воду следует определять по формуле:

 

Где – эквивалентный вес кислоты, мг/мг-экв, для серной кислоты – 49;

    – щелочность добавочной воды, мг-экв/л

 

Щ0=НСО3- = 3,0 мг-экв/л

Дк – 9.2 таблица СНиП  Дк = 45

    Скис – содержание H2SO4 или HCl в технической кислоте, Скис = 100%

Ку – коэффициент концентрирования (упаривания) солей не выпадающих в осадок, определяемой по формуле:

 

Где Р1, Р2, Р3 – потери воды из системы  на испарение, унос ветром и сброс (продувку), % расхода оборотной воды.

Щелочность оборотной воды Щ0 следует определять по формуле:

 

Caдоб – концентрация кальция в добавочной воде, мг/л   Caдоб = 3,9*20=78

 

Где ψ – величина, зависящая от общего солесодержания оборотной воды, Sоб и температуры охлажденной воды t2, принимаемая по таблице 1/1/

 

Где  - солесодержание в добавочной воде, мг/л

 

 

fuCcaCSO4K2y <  ПPCaSO4

 

 

Серной кислотой

 

             μ=0,03   fu = 0,53 (по таблице 3)

 

 

3.6.2 Обработка воды медными купоросом

   Обработка воды раствором медного купороса направлена главным образом на борьбу с водорослями, развивающимся в градирнях на водораспределительных трубах и лотках, оросителей, стойках, каркасах, обшивке и резервуаре. Однако обычно применяемые дозы медного купороса (ион меди Cu2+ ) губительно действуют на водоросли и недостаточны для бактерий, развивающихся одновременно с водорослями. Поэтому градирни, после обработки их раствором медного купороса, каждый раз дополнительно обрабатывают раствором хлора для воздействия на живые бактерии, а также детрит и коллоидные частицы органического вещества, которые они окисляют и тем самым дезинфицируют среду.

   Дозу медного купороса (технического) можно принимать ориентировочно в приделах 4 – 6 мг/л, что соответствует 1 – 1,5 мг/л  иона меди  Cu2+. Медный купорос вводят в обрабатываемую воду перед поступлением ее на градирни в виде 2 – 5 % - го раствора, приготавлимаемого в баке. Продолжительность обработки воды  1 час, периодичность обработки воды 3 – 4 раза в месяц. Обрабатывать воду медным купоросом рекомендуется одновременно с воздействием на нее хлором.

   Расход медного купороса на одну обработку составит:

 

   Где – доза медного купороса, считая по сухому продукту (

       Wоб – количество обрабатываемой воды в м3/ч

 Количество медного  купороса хранящегося на складе  в мешках в течение шести  месяцев принимаем равным:

 

Где - периодичность обработки воды медным купоросом в течение одного месяца ;

- время которое хранится  медный купорос на складе, месяцев .

 

3.7.3 Обработка  хлором

Хлорирование оборотной воды направлено на борьбу с развитием бактерий в теплообменных аппаратах, трубопроводах и градирнях. Производится периодически заданными дозами хлора, вводимыми в оборотную воду. Периодическая обработка охлаждающей воды хлором производится для поддержания чистоты омываемой водой поверхности. В процессе хлорирования воды отмечается большой бактерицидный эффект в зависимости от дозы хлора: при определенной концентрации хлора в воде погибает всегда определенный процент бактерий. При дальнейшем контакте с хлором бактерии погибают медленнее; оставшиеся бактерии могут сохранять свою жизнедеятельность длительное время. Таким образом периодическим хлорированием воды достигается значительная экономия в расходе хлора при достаточно высоком эффекте уничтожения живых организмов или предотвращения их роста.

  Для проектирования установок хлорирования оборотной воды при отсутсвии данных о хлоропоглощаемости воды доза хлора может быть принята согласно /1/ Дхло. = 7 – 10 мг/л. Периодичность хлорирования воды 3 – 4 раза в месяц. Продолжительность хлорирования 1 час.

Производительность хлоратора должна подбираться  исходя из расхода хлора по формуле:

 

где - доза хлора

 – количество  обрабатываемой оборотной воды  в м3/час.

 кг/час

3.7.5 Удаление взвещенных  веществ фильтрованием

В практике водоподготовки для глубокого осветления воды получили распространение сверхскорые фильтры Никифирова. Этот фильтр ( скорость фильтрования в пределах 25 – 100 м/ч) представляет собой вертикальный стальной резервуар цилиндрической формы, внутри которого размещен второй цилиндр меньшего диаметра.

Общая полезная площадь определяется:

 

Скорость фильтрования: начальная vф = 50 м/ч , конечная  vф`` = 0:4 м/ч, средняя расчетная vф = 24 м/ч.

Продолжительность фильтроцикла t = 72 мин. Продолжительность полезной работы фильтра  tр = 62 мин; интервал между промывки двух смежных филтров     tн = 1 мин; продолжительность операций, связанных с промывкой фильтра ,tо = 10 мин, а  продолжительность собственно промывки  tпр= 6 мин.

Полезная производительность батерии

А одного фильтра 349,2:2 = 174,65 м3

Расход промывной воды в % от полной производительности батареи:

 

Расход промывной воды в течение одного цикла:

 

Полезная производительность батареи за фильтрацикл:

 

А одного фильтра  qф = 382,53:2 = 192 м3

Полезная производительность батареи, относенная к одному часу ее работы, составит

 

А для одного фильтра qф´´ = Qб´´ ÷ 2 = 382,53÷2=191 м3/ч.

 

3.7 Расчет циркуляционной насосной станции

В оборотных системах водоснабжения предусматривают циркуляционные насосные станции, для подачи отработавшей горячей воды на градирни, а также для возврата охлажденной воды в цехи на технологические нужды. В связи с этим на циркуляционных станциях установливают две группы насосов. Циркуляционные станции размещают в непосредственно близости от водоохладительных сооружений. Вода к резервуарам горячей воды подходит по самотечной сети В5. Работа циркуляционной станции бесперебойная. Для обеспечения надежной работы циркуляционные насосы установливают под залив.

3.7.1 Насосы  горячей воды

Производильность 2 группы насосов:

Q1сағ= 3237,5 м3/час /3,6 = 899,3 л /с.

Напор развиваемый насосами 2 группы, определяется по формуле:

H2 = HZ2 + hпв2 + hп.н2 = 12,47+0,309+4,41=17,2м

Где, HZ2 = Z4 +Z5 = 201,2+4,2=205,4

Z4 – отметка расположения распределительной системы градирни (Z земл + 4,7) =201,2

Рассчитываем 2 всасывающих линий (стальных труб)

899,3/2=449,65 л/с

D = 700   V = 1,15   1000i = 2,24

 

Рассчитываем 2 напорных линий (чугунных труб)

D = 600   V = 1,17   1000i = 2,18

 

Принимаем к установке насосы марки Д 1250-65   3 рабочих, 2 резервных.

3.7.2 Насосы  холодной воды

Производительность 2 группы насосов.

 

Qб  -   количество воды в оборотной системе, м3/сут.

Напор определяем по следующей формуле:

H1 = HZ1 + hсв1 + hпв1+ hп.н1 = 11,53+23+0,45+4,08=39,06 м

HZ1 = Z1 – Z3 = 200,8-189,27 = 11,53

 hсв1 – максимальный свободный напор у потребителя;

hпв1 – потери напора во всасывающем трубопроводе охлажденной воды;

hп.н1 – потери напора в напорном трубопроводе и в водоводах охлажденной воды.

Z1 – отметка у точки входа В4 от ЦНС

Z3 – отметка min уровни воды в градирне.

Принимаем к установке насосы марки Д2000 – 20    2 рабочих, 2 резервных.

 

3.8 Расчет усреднителя

   Необходимая емкость усреднителя определяеться уровнению.

              Q=цех 2=4200 м3/сут                    =

              Q- расчетный приток сточных вод

Принимаем усреднитель прямоугольныйформы глубиной Н=2 м. Откуда площадь усреднителя в плане будет 

=

Принимаем число коридоров  п=10 шириной в=3 каждый. Найбольшая длина коридора

=

3.9  Расчет камеры реакций

   Рассчитывается на 8 минут пребывания сточных вод

 

  Принята камера перегородчатого типа

=60

Т.е длина камеры составляет 10 м, ширина 6 м (4 камеры по 1,5м), и высотой 1,5 м

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Обеспечение качественной работы системы оборотного водоснабжения дает возможность мобилизовать большие резервы производственных мощностей, и добиться значительного повышения эффективности и экономичности работы промышленных предприятий. При эксплуатации систем оборотного водоснабжения нередко возникают большие затруднения, обусловленные образованием различных отложений и обрастанием в теплообменных аппаратах, трубопроводах и градирнях.

Большой ущерб промышленному предприятию наносят и процессы коррозии теплообменного оборудования и трубопроводов, а также разрушение конструкционных металлов градирен.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. СНиП 2.04.02 – 84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М.: Стройиздат: 1985
2. СНиП 2.04.02 – 84. Пособие по проектированию градирен. М.: ЦИТП, 1989.
3. Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф.. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб: Справ. Пособие. – Минск: Высш. ШК.: 1989.-269с.
4. Старинский В.А., Михайлик Л.Г. Водопроводные и очистные сооружения коммунальных водопроводов,1989
5. Справочник строителя. Под редакцией инж. А.К. Перешивкина. М.: Стройиздат:1988
6. Оборудование водопроводных и канализационных сооружений. Под редакцией Москвитина А.С., М.: Стройиздат,1984
7. Шабалин А.Ф. Оборотное водоснабжение промышленных предприятий. М.: 1972.
8. Лукиных А.А., Лукиных Н.А.. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н. Павловского: Издательство литературы по строительству – М.: 1967.

 

 

 

Расчет нефтеловушки на нефтеперерабатывающем  заводе из сборных железобетонных элементов производительностью 220 л/сек

В районах с неблагоприятными климатическими условиями на нефтеловушках предусматривается защитное съемное покрытие.

При проектировании нефтеловушки следует принимать:

1. Число секций нефтеловушки – не менее двух;подачу воды – самостоятельным трубопроводом в каждую секцию;
2. Ширину каждой секции – 3 или 6 м в зависимости от расхода воды;
3. Глубину слоя отстаиваемой воды – не более 2 м;
4. Скорость движения воды – не менее 3 мм/сек и не более 10 мм/сек;
5. Расчетный слой всплывших нефтепродуктов 0,1 м;
6. Площадь щелей в распределительной перегородке – 6-7% от ее общей поверхности;
7. Расчетное остаточное содержание нефтепродуктов 100-150 мг/л;
8. Эффект задержания осадка 60-70%;
9. Влажность осадка: свежевыпавшего 95%, слежавщегося 70%;удельный вес частиц осадка 2,65;объемный вес осадка: свежевыпавшего 1,1, слежавшегося 1,5;
10. Количество нефти в осадке - 20% от его веса;
11. Расчетная продолжительность отстаивания tp – не менее 2 ч.

Скорости  всплывания нефтяных частиц определяют по формуле:

μ=α*(112-93γн)*100,0143d  мк/сек

где γн – удельный вес нефти;

                 d – расчетная крупность всплывающих нефтяных частиц в мк;

                 α – коэффициент, учитывающий  влияние механических примесей:  

                  Сн и См.п – концентрации нефти и механических примесей в сточной воде в мг/л.

Длина отстойной части нефтеловушки:

 

где Н – глубина проточной части ловушки в м;

                 - скорость протока сточной жидкости;величина ее не должно превышать 10 мм/сек;

       расчетная скорость всплывания частиц нефти в мм/сек;

                 взвешивающая составляющая скорости протока воды в ловушке в мм/сек.

Продолжительность всплывания нефтяных частиц

 

Необходимо, чтобы

Количество осадка, задерживаемого в нефтеловушке, определяется по формуле:

 

где А – содержание взвешенных веществ в сточной воде в г/м3;

                n – процент осаждения взвешенных веществ;