Эксперт по сдаче вступительных испытаний в ВУЗах
Задание
РАСЧЕТ ОБОРОТНОЙ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ
Задание: В соответствии с заданным вариантом (табл.1) определить величину продувки
Q3 (сброса части оборотной воды из системы) и расходадобавляемой в систему свежей воды
Qсвеж. из водоема для компенсации потерь воды.
Таблица 1
Исходные данные
| Номер варианта |
Расход оборотной воды Q, м3/ч |
Температура воды, поступающей на охладитель, t1, оС |
Охладитель |
| 1 |
7800 |
40 |
Вентиляторная градирня с каплеуловителем |
| 2 |
8000 |
40 |
| 3 |
8200 |
40 |
| 4 |
8400 |
40 |
| 5 |
8600 |
40 |
| 6 |
8800 |
42 |
Башенная градирня без каплеуловителя |
| 7 |
9000 |
42 |
| 8 |
9200 |
42 |
| 9 |
9400 |
42 |
| 10 |
9600 |
42 |
| 11 |
9800 |
44 |
Башенная градирня с каплеуловителем |
| 12 |
10000 |
44 |
| 13 |
10200 |
44 |
| 14 |
10400 |
44 |
| 15 |
10600 |
44 |
| 16 |
10800 |
46 |
Вентиляторная градирня с каплеуловителем |
| 17 |
11000 |
46 |
| 18 |
11200 |
46 |
| 19 |
11400 |
46 |
| 20 |
11600 |
46 |
| 21 |
11800 |
48 |
Брызгальный бассейн |
| 22 |
12000 |
48 |
| 23 |
12200 |
48 |
| 24 |
12400 |
48 |
| 25 |
12600 |
48 |
|
Для всех вариантов:
1) температура охлажденной воды t2 = 28 оС;
2) температура воздуха, tвозд = 20 оС;
3) лимитирующий загрязнитель – общее солесодержание. |
В промышленном водоснабжении основную роль играют системы оборотного водоснабжения. Нагретая в теплообменных аппаратах оборотная вода охлаждается в градирнях, брызгальных бассейнах, водохранилищах (прудах) — охладителях или других устройствах и циркуляционными насосами снова подается в цикл. При этом она многократно и последовательно подвергается различным физико-химическим воздействиям – изменяет температуру, аэрируется, в некоторых случаях загрязняется и частично теряется вследствие испарения и капельного уноса в атмосферу. Испарение части воды вызывает постепенное повышение ее минерализации. Вода становится коррозионно-активной, способной к отложению минеральных солей, постепенно в ней накапливаются пыль и продукты коррозии. Поэтому для восполнения потерь оборотной воды и восстановления ее качества системы получают подпиточную воду.
Оборотное водоснабжение можно осуществить в виде единой системы для всего промышленного предприятия либо в виде отдельных циклов для отдельного цеха или группы цехов.
В обычных системах оборотного водоснабжения, где циркулирующая вода не загрязняется технологическими продуктами, повышение минерализации предотвращается продувкой (сбросом части оборотной воды) и пополнением системы подпиточной свежей водой из природных источников, которая проходит необходимую очистку и корректировку состава.
В зависимости от качества оборотной воды и требований, предъявляемых к качеству потребляемой воды, часть общего расхода оборотной воды может подвергаться обработке (умягчению, обессоливанию, удалению взвесей и т.п.) с последующим возвращением ее в систему.
Вместо свежей воды для подпитки можно использовать дочищенную до норм качества технической воды смесь промышленных и бытовых сточных вод, предварительно прошедших биологическую очистку, либо промышленные стоки после достаточно глубокой локальной физико-химической очистки.
Подпитка замкнутых систем свежей водой допускается в случае, если недостаточно очищенных сточных вод для восполнения потерь воды.
Схема оборотной системы водоснабжения с охлаждением воды и подпиткой свежей водой из водоема представлена на рис. 1.
Потери воды на испарение при охлаждении
Q1 , м
3/ч, определяются по формуле [3]
Q1 =
Кисп ΔtQ, (1)
где
Кисп – коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи испарением в
общей теплоотдаче, принимаемый для брызгальных бассейнов
и градирен в зависимости от температуры воздуха (по сухому
термометру) (табл. 2), а для водохранилищ (прудов)-охладителей
в зависимости от естественной температуры в водотоке;
Δt – перепад температур воды,
оС;
Q – расход оборотной воды (табл. 1), м
3/ч.
П – производство;
ОХЛ – система охлаждения воды;
НС – насосная станция;
Q – расход оборотной воды;
Q1 – потери воды при испарении;
Q2 – потери воды
при разбрызгивании;
Q3 – потери воды при продувке
Перепад температур воды равен
Δt = t1 – t2 , (2)
где
t1 – температура воды, поступающей на охладитель (пруд,
брызгальный бассейн, градирню) (табл. 1);
t2 – температура охлажденной воды.
Таблица 2
|
Температура воздуха tвозд, оС
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
|
Значения коэффициентаКисп для градирен и брызгальных бассейнов |
0,001 |
0,0012 |
0,0014 |
0,0015 |
0,0016 |
Потери воды
р2в брызгальных бассейнах и градирнях вследствие уноса ветром принимаются по таблице 3 (СНиП 2.04.02-84)
Таблица 3
|
Охладитель |
Потери воды р2 вследствие уноса ветром, % расхода охлаждаемой воды |
|
Вентиляторные градирни с водоуловительными устройствами:
при отсутствии в оборотной воде токсичных
веществ;
при наличии токсичных веществ
Башенные градирни без водоуловительных устройств
Башенные градирни с водоуловительными устройствами
Открытые и брызгальные градирни
Брызгальные бассейны производительностью, м3/ч:
до 500
св. 500 до 5000
св. 5000
|
0,1 – 0,2
0,05
0,5 – 1
0,01 – 0,05
1 – 1,5
2 – 3
1,5 – 2
0,75 — 1
|
Требования к качеству оборотной воды и воды для подпитки теплообменных систем оборотного водоснабжения в химической промышленности приведены в табл. 4 [3].
Таблица 4
|
Показатель |
Оборотная вода |
Подпитывающая вода |
| при работе со сбросом (продувкой) |
при работе без сброса (замкнутый цикл) |
| Жесткость, экв/м3:
карбонатная
постоянная
Общее солесодержание, г/м3
Окисляемость перманганатная (на О2), г/м3
ХПК (на О2), г/м3
Содержание, г/м3:
хлоридов
сульфатов
фосфора и азота (сумма)
взвешенных частиц
масла и смолообразующих
веществ |
2,5
5
1200
8 – 15
70
300
350 – 500
3
30
0,3 |
2
4
900
11,8 – 12,8
55
237
277 – 395
2,4
23,6
0,25 |
0,9
1,9
445
3 – 5,7
26
112
119 – 187
1,1
11,2
0,10 |
Относительные величины потерь воды в результате испарения
р1, разбрызгивания
р2 и продувки
р3 (в долях) определяются следующим образом:
где
Q1,
Q2,
Q3 – абсолютные величины потерь воды при испарении,
разбрызгивании и продувке соответственно, м
3/ч.
Те же величины, выраженные в процентах, принимают вид
Расчетная предельная концентрация
Спр солей или другого лимитирующего загрязнителя в оборотной системе определяется уравнением [2]:
где
р1, р2, р3 — относительные величины потерь воды в результате
испарения, разбрызгивания и продувкисоответственно (в долях);
С0 – концентрация соли (или другого лимитирующего загрязнителя)
в воде, добавляемой в систему.
Величина называется коэффициентом упаривания.
При известных значениях
спри
со (в соответствии с требованиями к качеству оборотной и подпитывающей воды) (табл. 4) можно найти
р3, а значит и величину продувки
Q3, м
3/ч.
Величина расхода добавляемой в оборотную систему свежей воды
Qсвеж., м
3/ч, из водоема для компенсации потерь воды равна:
Qсвеж.=
Q1 +
Q2 +
Q3 (5)
Содержание отчета
Отчет по практической работе должен содержать:
1) задание с исходными данными; 2) схему оборотной системы; 3) расчет оборотной системы; 4) выводы.
Ссылка на первоисточник:
http://www.bbmc.ru
