ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В СИСТЕМАХ ОБОРОТНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

АННОТАЦИЯ

Исследование базируется на изучении энергосбережения в системах оборотного водоснабжения. Целью работы является повышение эффективности работы системы оборотного водоснабжения за счет разработки автоматизированной системы управления комплексом оборудования для поддержания оптимальных свойств воды системы оборотного водоснабжения на металлургическом предприятии путем расчета необходимого объема реагентов.

Ключевые слова: энергосбережение, системы оборотного водоснабжения, автоматизированная система управления.

Введение: Вода имеет исключительное значение и широкое применение в технологических процессах на большинстве промышленных предприятиях. Большой объем воды на промышленных предприятиях используется для охлаждения производственных агрегатов. В связи с этим основную роль в водоснабжении предприятий играют системы оборотного водоснабжения.

Поддержание качества воды в оборотных системах испарительного типа является важным фактором оптимального режима работы производства, главным образом, влияющим на эффективность работы теплообменных устройств. Ухудшение качества воды приводит к уменьшению работоспособности и производительности производства. Для решения основных возникающих проблем предусматривается продувка системы, подщелачивание или подкисление воды и т.д. С недавних пор появились новые методы защиты: в систему вводятся различные полимерные добавки -реагенты, предотвращающие образование кальциевых отложений, коррозии и биообрастания в различных элементах оборотной системы предприятия. При охлаждении оборотной воды за счет испарения в градирнях, других потерь и подпитки дешевой, не деминерализованной водой, концентрации солей в системе повышается, меняя свойства оборотной воды, что приводит к необходимости автоматического дозирования и автоматической корректировки дозы полимерных реагентов в зависимости от свойств оборотной воды в различные моменты эксплуатации для поддержания постоянных свойств.

Рисунок 1. Схема оборотного водоснабжения

На производстве традиционные схемы оборотного водоснабжения, основным элементом которых является «мокрая» градирня в наиболее жаркий период не обеспечивают поддержание необходимого температурного режима (t=20-25 °С) охлаждающей воды. Потери воды в таких системах достигает до 10 %. Все это сказывается не только на качестве производимой продукции, но и является тормозом дальнейшего повышения производительности колбовыдувающих печей.

Одним из способов решения данной проблемы является использование в схеме для охлаждения оборотной воды теплонасосных установок (ТНУ). Это позволяет с одной стороны утилизировать ранее выбрасываемое тепло на покрытие отопительно-вентиляционных нагрузок и горячего водоснабжения, а с другой стороны достичь необходимых температурных параметров охлаждающей воды при любых температурах наружного воздуха.

Принцип действия оборотного водоснабжения

Система водоснабжения должна постоянно восполняться и периодически обновляться. Вода преимущественно используется в качестве охладителя или теплоносителя. В каждом случае ее предварительно охлаждают или подогревают. Перед повторным применением воду могут очищать, поскольку она загрязняется продуктами технологических процессов.

Доля оборотного водоснабжения возрастает во всех отраслях промышленности. Жидкость чаще всего применяют в теплообменной аппаратуре. Вода многократно подвергается нагреву и охлаждению в брызгальных бассейнах или градирнях. Ее большая часть теряется в процессе испарения.

Оборотное водоснабжение предприятии химического производства составляет уже 98 %. Там оно применяется в технологических операциях, где требуется очистка воды от промышленных отходов.

Рисунок 2. Принцип действия оборотного водоснабжения

Очистка оборотной воды

Очистка механическим способом предназначена для удаления из использованной жидкости твердых минеральных и органических осадков. Механическая очистка основывается на подготовительном этапе промышленных стоков при надобности к биологическому и химическому способу более глубокой очистки.

Установка обратного осмоса

Монтаж обратного осмоса позволит очистить воду в комплексном действии с удалением из нее катионов и анионов, а также других алкалоидных веществ.

Установка обратного осмоса совершает необходимый процесс, который состоит из:

• Обессоливания жидкости.
• Снижения объема на 75%, содержащих соль источников, подающихся на выпарное оборудование.
• Снижает до минимальной степени финансовую затрату на покупку выпарного устройства.
• Снижает электрозатрату.

В соответствии с этим на промышленных предприятиях может быть применена прямоточная, последовательная или оборотная система водоснабжения.

Прямоточное водоснабжение (рисунок 3б) предусматривает подачу воды к потребителям и сброс ее в водоем после использования. При этом, если вода загрязняется в производстве, то перед выпуском в водоем она очищается на очистных сооружениях.

Прямоточное водоснабжение применяется в тех случаях, когда источник воды достаточно мощный, расположен вблизи предприятия (не более 2-3 км) и высота расположения площадки промышленного предприятия над уровнем воды в источнике невелика (15-20 м).

Последовательное водоснабжение такое, когда вода, использованная в одном цехе, используется повторно в другом, а в отдельных случаях еще и в третьем цехе. При этой системе водоснабжения уменьшается количество воды, подаваемой из источника, по сравнению с прямоточным водоснабжением.

При оборотном водоснабжении (рисунок 3а) вода, нагретая в производстве, охлаждается на охладительных сооружениях и вновь используется для тех же целей. Если вода в процессе производства загрязняется, то ее очищают. В производственном процессе при очистке и охлаждении воды некоторое количество ее теряется. Потери при оборотной системе составляют 3-5 % от общего количества используемой воды в оборотной системе.

Оборотная система водоснабжения применяется при ограниченной мощности источника водоснабжения. Однако и при достаточной мощности источника такая система может быть экономически выгодной при значительной удаленности источника (более 4- 5 км) от предприятия и при высоком расположении промышленной площадки над уровнем воды в источнике (выше 25 м).

Благодаря устройству оборотных систем водоснабжения можно значительно уменьшить спуск в водоем загрязненных промышленных сточных вод и тем самым уменьшить загрязнение водоемов.

Рисунок 3. Схемы промышленного водоснабжения.

а - оборотная; б - прямоточная; 1 - водоприемник, совмещенный с насосной станцией I подъема; 2 - водоводы; 3 - сборный колодец; 4 - циркуляционная насосная станция; 5 - внутризаводской водовод; 6 - цех, где вода используется для охлаждения; 7 - сбросной трубопровод; 8 - охладитель; 9 - водонапорная башня; 10 - канализационные очистные сооружения.

Ряд передовых предприятий, применяя комбинированные схемы водоснабжения (прямоточно-последовательные, оборотные и оборотно-последовательные), совершенно прекратили спуск в водоем загрязненных сточных вод.

Заключение: Были рассмотрены принцип действия оборотного водоснабжения, установка системы оборотного водоснабжения и очистка оборотной воды. Показаны применения прямоточного последовательного и оборотного водоснабжения.

Список литературы:

1. Холодильные машины и аппараты. Каталог. 4.2. – М.: ЦИНТИ – химнефтемаш. 1984. – 38 с.
2. Установки для трансформации теплоты: Рабочая программа, методические указания, задания на контрольную работу / Сост. Л.А. Филатов. – Л.СЗПИ, 1989 – 32 с. В.В. Филатов. –Л. СЗПИ, 1989 – 32с.
3. Тепловые и конструктивные расчеты холодильных машин /Под общ. Ред. И.А. Сакуна – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1987 – 423с.
4. Системы производства и распределения энергоносителей промпредприятий: Рабочая программа, методические указания, задание на контрольную работу /Сост. В.В. Филатов – Л.: СЗПИ, 1989 – 32 с.
5. https://www.air-ventilation.ru/Oborotnoe-vodosnabzhenie.htm