Оборотное водоснабжение доменного цеха

В данном курсовом проекте  для охлаждения воды принимаются  вентиляторные градирни.

Потери воды на капельный  унос составляют 0,02%  от расхода воды, поданной на градирню для охлаждения ( ):

7. Потери воды на испарение на градирне ( )

,

где - коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи испарением в общей теплоотдаче, принимаемый для брызгальных бассейнов и градирен в зависимости от температуры воздуха (по сухому термометру), ;

- перепад температуры воды  в градусах, определяемый как  разность температур воды, поступающей  на охладитель (пруд, брызгальный бассейн или градирню),  и охлажденной воды .

°С

 м³/ч

 

 

 

 

4. Расчет сооружений оборотного водоснабжения

 

1. «Чистый» оборотный цикл

 

4.1.1. Градирни

В данном курсовом проекте  для охлаждения воды принимаются  вентиляторные градирни.

Вентиляторные градирни обеспечивают наиболее глубокое охлаждение воды. По сравнению с башенными, вентиляторные градирни имеют меньшую строительную стоимость и допускают большие площади орошения, что позволяет более компактно размещать их на площадках промпредприятий. Однако вентиляторные градирни более электроемки и могут размещаться только с подветренной стороны для предотвращения обледенения зданий и сооружений вследствие образующегося тумана.

Площадку градирен следует  выбирать с учетом розы ветров и  на наиболее низкой части территории с минимальным заглублением самотечной сети.

Выбор градирен вентиляторного типа осуществляют исходя из величины расхода оборотной воды, подаваемой на охлаждение ( м³/ч).

Принимаем градирню БМГ – 2000 ООО «ТМИМ», г. Нижнекамск.

 

Таблица 1. Технические характеристики градирни БМГ-2000

Параметры	Ед.изм.	БМГ-2000
Площадь орошения	м²	144
Диапазон гидравлических нагрузок	м³/час	1000-2500
Гидравлическая нагрузка расчетная	м³/час	Индивидуальный расчет по исходным данным от «Заказчика»
Тепловая нагрузка, не менее	Мкал/час	По расчету
Температурная зона охлаждения	°С	По расчету
Максимальная температура  воды на входе, не более	°С	65
Капельный унос воды, не более	%	0,02
Давление воды на входе, не менее	м.вод.ст.	7
Диаметр трубопроводов на входе	мм	Расчетный по гидравлической нагрузке
Диаметр трубопровода на выходе из бассейна	мм	Расчетный по гидравлической нагрузке
Количество форсунок	шт.	По расчету
Объем водосборной ванны  рабочий	л	-
Объем водосборных щитов	л	-
Количество вентиляторов	шт.	1
Диаметр вентилятора	мм	6980
Количество лопастей	шт.	4÷6
Мощность электродвигателя (по расчету)	кВт	37÷90
Напряжение/частота питания	В/Гц	380/50
Степень защиты электрооборудования, не ниже		IP54
Уровень шума на расстоянии 10 м, не более	ДБ	70
Габаритные размеры (длина, ширина, высота)	мм	12000х12000х11800
Масса рабочая	кг	52000
Устройство мягкого пуска, 2х скоростной режим,   контроль, сушка изоляции	шт	1
Частотный преобразователь   (регулирование температуры, антиобледенение)	шт	-
Устройство реверса (антиобледенение)	шт	1

 

4.1.2. Насосные станции

Проектирование насосных станций ведется согласно п.7 СНиП 2.04.02-84* «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения». Объем воды в емкостях перед насосными станциями подкачки или оборотного водоснабжения, работающими равномерно, следует принимать из расчета 5-10-минутной производительности насоса большей производительности.

Объем воды, подаваемой из градирни:

 м³/ч

Объем приемных резервуаров  насосных станций:

м³

Принимаем к проектированию 2 резервуара 8 х 8 х 3 м. Резервуары располагаются  непосредственно под градирнями. Резервуары имеют общую стенку, в  которой предусмотрена система  перелива, для того, чтобы резервуары работали как сообщающиеся сосуды.

Для перекачки воды, содержащей взвесь в незначительном количестве (вода «чистого» оборотного цикла), могут быть использованы насосы горизонтальные двустороннего входа типа Д, 1Д, 2Д (ОАО «ГМС Насосы», г. Ливны).

Принимаем насос 1Д630-90 с подачей 500  м³/ч – 4 шт. Количество резервных насосов (при I категории надежности насосных станций перекачки воды и количеству рабочих агрегатов до 6) – 2 шт.

 

4.1.3. Узел стабилизационной  обработки воды

В настоящее время для  борьбы с коррозией и солеотложениями в системах оборотного водоснабжения нашли широкое применение реагенты на основе органофосфатов. Эти реагенты представлены на рынке химической продукции в виде большого количества торговых марок европейского, американского и российского производств. Принцип действия этих реагентов основан на образовании защитной пленки на поверхности металла, состоящей из полиядерных комплексонов цинка.

Из широкого спектра реагентов  такого класса, например, можно рассмотреть  возможность использования реагента «КИСК-1» Научно-производственного  объединения «АгроТех» (Россия, г. Екатеринбург), поскольку имеется положительный опыт его использования на ряде промышленных предприятий. Реагент представляет собой водный раствор натриевых солей органических фосфоновых кислот.

Обработку оборотной воды реагентом должны производить постоянно.

В курсовом проекте необходимо определить часовой расход раствора реагента.

Расчет выполняется по формуле:

,

где - доза реагента «КИСК-1» по товарному продукту, равная 15 г/м³ (0,015 кг/м³),  м³/ч;

- расход подпиточной воды в «чистом» оборотном цикле, м³/ч;

- плотность раствора товарного  реагента, равная 1370 кг/м³.

Часовой расход раствора реагента «КИСК-1» составит:

 м³/ч (2,12 л/ч).

Таким образом, часовая потребность  в товарном растворе реагента «КИСК-1»  составит 2,12 л/ч; суточная потребность - л/сут; готовая потребность - л/год (18,57 м³/год).

Товарный раствор реагента поставляют в полиэтиленовых канистрах  вместимостью 20 – 50 л.

 

4.1.4. Узел биоцидной  обработки воды

В настоящее время для  подавления биологических процессов  применяют окисляющие и неокисляющие реагенты. К окисляющим относят хлор- и бромсодержащие реагенты, к неокисляющим – реагенты на основе сульфонатов, четвертичных аммонийных соединений и другие.

Из широкого спектра неокисляющих реагентов, например, можно рассмотреть  возможность использования реагента «КИСК-Б» Научно-производственного  объединения «АгроТех» (Россия, г. Екатеринбург), поскольку имеется положительный опыт его использования на ряде промышленных предприятий.

Обработку оборотной воды для насыщения системы реагентом  должны проводить периодически (1 раз  в 10 дней).

В курсовом проекте необходимо определить расход раствора реагента для разовой обработки воды.

Расход товарного реагента на одну обработку воды определяют по формуле:

,

где - концентрация реагента «КИСК-Б», которую необходимо создать в воде «чистого» оборотного цикла, равная 20 г/м³ (0,02 кг/м³);

  - объем системы «чистого» оборотного цикла, м³.

В практике объем системы  оборотного водоснабжения включает в себя объемы приемных резервуаров, трубопроводов, чаш градирен и других сооружений, входящих в состав оборотного цикла.

В условиях курсового проекта  объем системы «чистого» оборотного цикла следует принять равным объему резервуара охлажденной воды.

 м³

Расход реагента «КИСК-Б» для проведения биоцидной обработки  составит:

 кг

 

2. «Грязный» оборотный цикл

 

4.2.1. Градирни

В данном курсовом проекте  для охлаждения воды принимаются  вентиляторные градирни.

Выбор градирен вентиляторного типа осуществляют исходя из величины расхода оборотной воды, подаваемой на охлаждение ( м³/ч).

Принимаем градирню БМГ – 2000 ООО «ТМИМ», г. Нижнекамск.

Таблица 2. Технические характеристики градирни БМГ-2000

Параметры	Ед.изм.	БМГ-2000
Площадь орошения	м²	144
Диапазон гидравлических нагрузок	м³/час	1000-2500
Гидравлическая нагрузка расчетная	м³/час	Индивидуальный расчет по исходным данным от «Заказчика»
Тепловая нагрузка, не менее	Мкал/час	По расчету
Температурная зона охлаждения	°С	По расчету
Максимальная температура  воды на входе, не более	°С	65
Капельный унос воды, не более	%	0,02
Давление воды на входе, не менее	м.вод.ст.	7
Диаметр трубопроводов на входе	мм	Расчетный по гидравлической нагрузке
Диаметр трубопровода на выходе из бассейна	мм	Расчетный по гидравлической нагрузке
Количество форсунок	шт.	По расчету
Объем водосборной ванны  рабочий	л	-
Объем водосборных щитов	л	-
Количество вентиляторов	шт.	1
Диаметр вентилятора	мм	6980
Количество лопастей	шт.	4÷6
Мощность электродвигателя (по расчету)	кВт	37÷90
Напряжение/частота питания	В/Гц	380/50
Степень защиты электрооборудования, не ниже		IP54
Уровень шума на расстоянии 10 м, не более	ДБ	70
Габаритные размеры (длина, ширина, высота)	мм	12000х12000х11800
Масса рабочая	кг	52000
Устройство мягкого пуска, 2х скоростной режим,   контроль, сушка изоляции	шт	1
Частотный преобразователь   (регулирование температуры, антиобледенение)	шт	-
Устройство реверса (антиобледенение)	шт	1

 

4.2.2. Насосные станции

Проектирование насосных станций ведется согласно п.7 СНиП 2.04.02-84* «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения». Объем воды в емкостях перед насосными станциями подкачки или оборотного водоснабжения, работающими равномерно, следует принимать из расчета 5-10-минутной производительности насоса большей производительности.

Объем воды, подаваемой из градирни:

 м³/ч

Объем приемных резервуаров  насосных станций:

 м³

Принимаем к проектированию 2 резервуара 7 х 7 х 3 м. Резервуары располагаются непосредственно под градирнями. Резервуары имеют общую стенку, в которой предусмотрена система перелива, для того, чтобы резервуары работали как сообщающиеся сосуды.

Для перекачки загрязненной воды (вода «грязного» оборотного цикла), могут быть использованы насосы горизонтальные двустороннего входа типа Д, 1Д, 2Д (ОАО «ГМС Насосы», г. Ливны).

Принимаем насос 1Д630-90 с подачей 500  м³/ч – 4 шт. Количество резервных насосов ( при I категории надежности насосных станций перекачки воды и количеству рабочих агрегатов до 6) – 2 шт.

Для перекачки осадка могут  быть использованы моноблочные насосы серии ПГНМ (ФГУП «Турбонасос», г. Воронеж).

Пульповые (шламовые) горизонтальные моноблочные электронасосные агрегаты предназначены для перекачивания абразивных гидросмесей (суспензии руд, пульпы) на основе технической воды в составе насосных систем и автономно.

Электронасосные агрегаты ПГНМ центробежные, горизонтальные, консольные, одноступенчатые, моноблочные с осевым подводом и тангенциальным отводом рабочей жидкости.

Электронасосный агрегат состоит из насоса и электродвигателя, установленных на опорной плите (раме). Рабочее колесо открытого типа установлено на валу электродвигателя.

Детали проточной части  электронасосного агрегата ПГНМ имеют эластомерное покрытие, которое кроме абразивной стойкости обеспечивает повышенную химическую стойкость, что позволяет использовать электронасосный агрегат ПГНМ для перекачивания химически активных пульп.

Принимаем ПГНМ20.40Р.

 

Таблица 3. Технические характеристики электронасосного агрегата ПГНМ20.40Р

Сокращенное обозначение  агрегата	Подача, м3/ч	Напор, м	Частота вращения,  об/мин	Мощность, кВт
ПГНМ20.40Р	20	40	3000	11