Оборотное водоснабжение доменного цеха

 

 

 

 

 

Кафедра:

 

Дисциплина: 

 

 

 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

 

«ВОДОСНАБЖЕНИЕ  ДОМЕННОГО ЦЕХА»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                       ВЫПОЛНИЛ:                                         

                                                                                           

                                                      ПРОВЕРИЛ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, 2013

 

Аннотация

 

В данном курсовом проекте  разрабатывается комплекс системы  водоснабжения для доменного  цеха. Для этого составляются балансовые схемы «чистого» и «грязного» оборотных циклов и производится расчет сооружений оборотного водоснабжения. Курсовой проект состоит из описательной части (41   страница пояснительной записки, в том числе 6 таблиц) и графической части (2 листа формата А1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение  

 

К водоснабжению промышленных предприятий предъявляются повышенные требования: всемерное сокращение водопотребления, экономное расходование свежей воды из источников, максимальное сокращение или полное прекращение сброса сточных  вод в водоемы.

Расходы воды, потребляемой промышленным предприятием, огромны. Вода расходуется для охлаждения с  целью обеспечения технологического процесса или стойкости агрегатов, работающих в зонах высоких температур. Она также входит в продукцию  как ее элемент, включая получение  пара для выработки электроэнергии. Вода сопутствует различным процессам, это так называемые подсобные  нужды.

Нормальная работа предприятия  во многом зависит от правильного  снабжения водой. Перебой в подаче воды может привести к порче дорогого оборудования, подача некачественной воды приводит к образованию отложений, которые приводят к перерасходу  топлива и порче оборудования, трубопроводов и т. д.

В данном курсовом проекте  объектом водоснабжения является доменный цех. Предприятие состоит из рабочего цеха, где идет производство, вспомогательных  цехов, водозаборных очистных сооружений, очистных сооружений оборотной воды,  площадки градирен, зданий реагентного  хозяйства и др. На данном предприятии предусмотрена оборотное водоснабжение охлаждающих систем. В данной системе циркулирует 3750 м³/час воды (2000 м³/час – в «чистом» оборотном цикле и 1750 м³/час – в «грязном» оборотном цикле).

Для данного курсового  проекта принимаем оборотную  систему производственного водоснабжения. Подаваемая вода используется для технологических  целей, для охлаждения объектов производства.

Для более точного расчета  оборотных систем водоснабжения  необходимо составить графические  схемы водного баланса всех потребителей промпредприятия. На схеме необходимо показать количество воды, получаемой и сбрасываемой каждым потребителем, теряемой безвозвратно в производстве, на охладительных установках, на очистных сооружениях.

В схеме указывается: направление  движения воды; виды подводящих и отводящих  коммуникаций; расположение потребителей; сооружения по охлаждению и очистки  воды. Она составляется в абсолютных количествах м³/ч.

После составления балансовой схемы в соответствии с расчетами  проектируются сооружения оборотного водоснабжения.

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание 

 

Введение

1. Обзор литературы
2. Технологическая схема системы оборотного водоснабжения
3. Балансовая схема оборотных циклов
1. «Чистый» оборотный цикл
2. «Грязный» оборотный цикл
4. Расчет сооружений оборотного водоснабжения
1. «Чистый» оборотный цикл
1. Градирни
2. Насосные станции
3. Узел стабилизационной обработки воды
4. Узел биоцидной обработки воды
2. «Грязный» оборотный цикл
1. Градирни
2. Насосные станции
3. Узел фильтрования воды
4. Узел отстаивания воды
5. Узел обезвоживания осадка

Заключение

Библиографический список использованной литературы

 

 

 

 

 

 

1. Обзор литературы

 

Металлообрабатывающие и  машиностроительные промышленные предприятия  являются относительно крупными потребителями  пресной воды, при этом на предприятиях представленных отраслей промышленности в технологических процессах происходит формирование особо токсичных сточных вод, содержащих тяжелые металлы, растворимые и нерастворимые органические вещества и прочие загрязнения. В связи с этим стоит острая необходимость создания систем оборотного водоснабжения предприятий и сокращения сброса сточных вод в водные объекты.

Оборотное водоснабжение - замкнутая  система, позволяющая повторно использовать очищенные сточные воды, прошедшие  процесс очистки на очистных сооружениях  предприятия. Концепция оборотного водоснабжения предприятия полностью  исключает сброс промышленных сточных  вод в водоемы или городскую  канализацию. Оборотное водоснабжение  позволяет решить экологические  и экономические задачи: существенно (на 85-95%) снизить водопотребление  промышленного предприятия, сократить  потери ценных компонентов с промышленными  сточными водами предприятий, избежать платы за водоотведение и штрафов за превышение предельно допустимых концентраций ПДК - ПДК сточных вод.

Системы водоснабжения и  водоотведения заводов черной металлургии выполняют соответственно производственно-технологические и экологические функции.

Но в российских условиях, когда практически все промпредприятия (энергетика, нефтегазопереработка, химия, металлургия и др.) и предприятия водоканалов (входят в систему ЖКХ) были построены в период 50-х – 80-х годах прошлого столетия, физический износ основного технологического оборудования по современным понятиям составляет 100-200 %.

При этом на многих водоочистках из-за практики « остаточного финансирования» используется устаревшая и ненадежная арматура, нарушается нормативная регулярность замены фильтрующих материалов, а приборы КИПиА практически отсутствуют, что приводит к дополнительным энергетическим потерям, высоким трудозатратам и значительным объемам сточных вод.

Проводимая в последние  годы модернизация  доменного, сталеплавильного, прокатного, трубного, термического и  других производств осуществляется на новой технической основе  с использованием технологий и оборудования SMS Demag, VAI-Siеmens, Danieli, ОАО «Уралмаш» и других ведущих компаний. Технические требования к качеству и количеству потребляемой воды этого высокотехнологичного и энерговооруженного оборудования являются значительно более высокими, чем ранее установленные нормативными документами Минчермета СССР, по которым спроектировано и построено большинство СПВ. В проектах очистных сооружений, разработанных по традиционным технологиям инжиниринговыми фирмами Евросоюза, России и Украины  для реконструируемых и новых производств, указанные технические требования   достигаются  либо за счет снижения  удельных гидравлических  нагрузок на водоочистное оборудование (для ГДП и др.), либо путем  применения многоступенчатых технологических схем очистки оборотной воды и обезвоживания осадка (для оборотных циклов МНЛЗ, АГПМ, вакууматоров СПЦ и др.). При этом используется  преимущественно дорогостоящее и энергозатратное импортное водоочистное оборудование − отстойники, фильтры разных конструкций, центрифуги, фильтр-прессы и др.

Такие технологии снижают  технико-экономические показатели работы предприятий и препятствуют давно назревшей модернизации многочисленных устаревших СПВ. В целях поддержания  относительно приемлемого для производства качества воды по механическим и солевым  компонентам,  из таких СПВ производится сброс в окружающую среду продувочных загрязненных вод. Количество этих сточных вод по металлургическим заводам стран СНГ составляет 4,1 млрд. м³/год при потреблении воды из внешних источников 5,2 млрд. м³/год и расходе оборотной воды 29,8 млрд. м³/год. Уровень оборотного водоснабжения по отрасли не превышает 84%, и он значительно ниже достигнутого в технически передовых странах. Наиболее экологически опасные ОМО, получаемые в оборотных циклах сталеплавильных и прокатных производств, в большинстве случаев, особенно на заводах, не имеющих цехов рудоподготовки, размещаются на территории предприятий с нарушением экологических норм ввиду малой эффективности существовавших технологий обезвоживания и дальнейшей подготовки к утилизации.

Тем не менее, ухудшение экологической  ситуации и дефицит воды в развивающихся  «металлургических» регионах вынуждают  предприятия проводить реконструкцию  в направлении создания  бессточных малоотходных СПВ. По мере увеличения степени замкнутости СПВ в  их воде  значительно возрастает концентрация солей, поступающих от потребителей, с подпиточной водой и вводимых при реагентной обработке на очистных сооружениях. Поэтому, наряду с применением ингибиторов коррозии и солеотложения,  возникает необходимость совершенствования структуры СПВ и включения в них установок обессоливания вод. Однако существовавшие методики не позволяли выполнить прогнозные расчеты концентрации растворимых компонентов в воде сложных − многоконтурных, содержащих десятки взаимосвязанных подсистем, СПВ, характерных для большинства предприятий черной металлургии, и на этой основе оптимизировать их структуру и определить  реально необходимую производительность  дорогостоящих и энергоемких установок обессоливания.

Возникает вопрос - каким  путем и с какими технологическими решениями пойти при модернизации водоподготовок?

Ответ может быть получен  при учете следующих основных критериев выбора технологий и решений:

- надежность работы установки  и гарантированный срок службы реконструированных или вновь построенных установок, который должен составлять не менее 30-40 лет, чтобы при окупаемости затраченных средств в период 5-10 лет оставшиеся 25-30 лет установки приносили чистую прибыль;

- низкие эксплуатационные  затраты при минимизации капитальных затрат должны обеспечить окупаемость в указанных пределах (5-10 лет). В противном случае привлечь инвестиции будет невозможно. Надежды на финансирование из федерального или региональных бюджетов в условиях финансового кризиса выглядят проблематично.

Хотя за последние 5 лет  имелась практика строительства  водоподготовок по современным технологиям (мембранные технологии, самопромывные зернистые фильтры и др.) в основном импортного производства со значительными капитальными и эксплуатационными затратами. Но данные строительства финансировались либо из регионального бюджета (Юго–Западная водопроводная станция, г. Москва), либо за счет инвестиций при строительстве крупных промпредприятий (энергетика, металлургия, химия), где затраты на водоподготовку составляли менее 5 % от общей стоимости строительства.

Применение современных  зарубежных технологий для большинства городов России и промпредприятий представляется в настоящее время недостижимым по причине высоких капитальных и эксплуатационных затрат.

В настоящее время целесообразно  пересмотреть стратегию по строительству и реконструкции водоочисток с учётом минимизации капитальных затрат за счёт использования отечественного оборудования, технологий и материалов, тем более что на это имеются необходимые предпосылки.

Так, за последние 10 лет в  России налажено производство фильтрующих материалов (гидроантрацит, кварцевый песок и др.) с различным грансоставом, арматуры (поворотные затворы), приборов КИПиА и химконтроля, полимерных трубопроводов и материалов для химзащиты, не уступающие по качеству импортным аналогам и значительно дешевле по стоимости.

Разработаны и внедрены современные  технологии очистки воды, позволяющие при использовании отечественного оборудования и фильтрующих материалов обеспечить в 1,5-2 раза снижение эксплуатационных затрат по производству осветленной воды.

Имеется положительный опыт внедрения перспективных фильтров с плавающей загрузкой [7], обеспечивающих высокую эффективность на стадии предварительной очистки.

Также в последнее время  получают распространение механические фильтры с двухслойной фильтрующей загрузкой [8], имеющие большую высоту цилиндрической обечайки порядка 3000 мм (используются корпуса ионитных фильтров первой ступени типа ФИПа I или корпуса двухкамерных механических фильтров ФОВ-2К-3.4-0.6 с демонтажом внутренней перегородки), и загруженные снизу вверх следующими фильтрующими материалами на общую высоту 2000-2200 мм (рис. 1):

- подстилочный слой гравия  с грансоставом 2-5 мм на высоту 300 мм (для защиты нижнего распредустройства);

- кварцевый песок с  грансоставом 0,6-1,2 мм на высоту 600-1000 мм;

- гидроантрацит с грансоставом 1,2-2,5 мм на высоту 1000-1200 мм.

Неперемешивание фильтрующих слоев обеспечивается за счет значительной разницы их плотностей – кварцевый песок имеет плотность 2,6 г/см³, гидроантрацит – 1,6 г/см³.