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 Δt.

Для увеличения Δt 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 Δt 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:

ΣQ_пост = ΣQ_уб, ( 13 )

где ΣQ_пост – сумма расходов воды, поступивших в систему водоснабжения,

ΣQ_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