На предприятиях пищевой промышленности воду используют для технологических нужд, питания паровых котлов, для целей охлаждения и хозяйственно-питьевых нужд. Технологическая вода должна соответствовать требованиям ГОСТ 2874—82 и дополнительным требованиям, обусловленным спецификой производства. Так, в спиртовой и ликероводочной промышленности для производства сортовых водок применяют воду с жесткостью до 0,38 мг-экв/л, с содержанием железа и марганца до 0,1 мг/л, а для изготовления сахарного сиропа, водочных изделий самого высокого качества, медово-сахарных сиропов, колеров используют только дистиллированную воду. На выработку 1 л спирта расходуется около 50 л воды.
Охлаждающая вода не должна давать отложений на охлаждаемой поверхности, затрудняющих теплообмен и создающих сопротивления потоку воды. Она не должна содержать микроорганизмов, вызывающих биологические обрастания в холодильниках и коммуникациях, должна быть термостабильна и не вызывать коррозии.
Питательная вода для барометрических и полубарометрических конденсаторов и выпарок, работающих под пониженным давлением, должна соответствовать питьевой кондиции. Технологическая вода в дрожжевой промышленности не должна содержать нитратов, а железа и марганца до 0,1 мг/л. Вода, используемая при производстве прозрачных фруктовых соков и напитков, должна быть умягчена патрийкатионированием с целью доведения содержания солей жесткости до сотых долей мг-экв/л. Расход воды составляет 100—150 м3 на 1 т прессованных дрожжей. »
На предприятиях легкой промышленности воду расходуют на технологические нужды производства, вентиляцию и кондиционирование воздуха, в котельных, на охлаждение компрессоров, на полив территории, хозяйственно-питьевые и противопожарные нужды. Приведены укрупненные нормы водопотребления на технологические цели.
Современные предприятия легкой промышленности имеют сложное и развитое водное хозяйство. В состав систем
водоснабжения входят: водозаборные сооружения, водоочистные комплексы (осветление, умягчение, стабилизация воды), насосные станции, регулирующие емкости, градирни, водоводы, водонапорные башни, разводящие сети различного назначения. Для осветления и обесцвечивания воды используют одно- и двухступенчатые схемы водоподготовки. Для умягчения осветленной воды наиболее часто применяют одноступенчатое натрийкатионирование. Наряду с этим при лимитировании щелочности воды используют схемы Н—Na-катионирования.
Для технологических нужд отделочных производств предприятий текстильной промышленности требуется вода, не содержащая ПАВ, с сухим остатком до 1 г/л: осветленная вода-—мутность не более 1,5 мг/л, цветность до 25 град, рН 6,5—8,5, жесткость общая и карбонатная соответственно до 5 и 4 мг-экв/л, содержание железа и марганца до 0,3 и 0,1 мг/л и алюминия 0,5 мг/л; умягченная вода — холодная и горячая (температура 45—60 °С), жесткость до 0,5 мг-экв/л (для крашения волокна и пряжи жесткость воды до 1 мг-экв/л); остальные показатели такие же, как и для осветленной воды. »
Химическая отрасль промышленности объединяет производства горно-химические, основной химии, синтеза аммиака, азотной кислоты и азотных удобрений, органического синтеза, лакокрасочные, резинотехнических и других изделий. На предприятиях химической промышленности воду используют для приготовления растворов, охлаждения и нагревания аппаратов и оборудования, транспортирования сырья и удаления отходов, а также для теплоэнергетических, санитарно-гигиенических и других целей. Во многих отраслях химического производства вода является исходным сырьем, полупродуктом, а часто основной частью готовой продукции. Наиболее крупными и специфическими водопотребителями в химической промышленности являются заводы: нефтехимические, искусственного и синтетического волокна, азотно-туковые, органических красителей, синтетического каучука и др.
На современных предприятиях химической промышленности внедряют схемы последовательного, оборотного и замкнутого (безотходного) водоснабжения с минимальным забором свежей воды из водоисточника. Требования, предъявляемые к качеству воды, зависят от ее назначения и установленного технологического оборудования. Так, охлаждающая вода в системах последовательного и оборотного водоснабжения не должна выделять карбонатных отложений, вызывать коррозию труб и теплообменных аппаратов н способствовать их биологическим обрастаниям, вызывать заиление технологического тракта. »
На долю тепловой энергетики приходится 85 % всей вырабатываемой в СССР электроэнергии, при этом основу отрасли составляют мощные электростанции с крупными энергоблоками, работающими на сверхвысоких параметрах пара, т. е. давление 13—24 МПа, температура 535— 565 °С.
Основными водопотребителями на тепловых и атомных электростанциях являются конденсаторы паровых турбин, воздухоохладители питательных электронасосов и возбудителей генераторов, маслоохладители систем смазки механизмов, система золоулавливания и гидравлического удаления золы и шлаков. На атомных электростанциях предусматривают защитные устройства для расхолаживания атомных реакторов при нарушении нормального отвода теплоты от реактора к турбине и затем к конденсатору. Подача охлаждающей воды к этим устройствам должна быть обеспечена при любых возможных ситуациях. Расход воды на тепловой электростанции зависит от ее типа, мощности установленного оборудования, кратности охлаждения и т. п. Несмотря на снижение удельных расходов воды при повышении единичной мощности устанавливаемых турбин, общий расход воды для мощных электростанций достигает 200 м3/с и более. Удельный расход охлаждающей воды на 1 кВт установленной мощности тем меньше, чем выше начальные параметры пара, поступающего из котла в турбину, и чем выше единичная мощность турбин. »
Снабжение домен водой в целях надежности производят минимум по двум водоводам, каждый из которых рассчитывают на пропуск расчетного расхода воды. Необходимый напор в сети в зависимости от ее размеров равен 4,5— 10 МПа. Для удобства эксплуатации водоводы прокладывают в проходных туннелях. Арматуру трубопроводов и обвязки насосов и сооружений принимают стальными.
Вода, использованная для охлаждения чугуна на разливочных машинах, содержащая известь, песок, частицы окалины, собирается и передается в отстойниках, где содержание взвеси снижается до 200 мг/л, и возвращается в оборотный цикл.
Отработавшая вода газоочистки, содержащая 2,5 г/л механических примесей и имеющая температуру 45—50 °С, поступает в радиальные отстойники, а затем после охлаждения подается в скрубберы и электрофильтры. В этих оборотных системах для охлаждения условно чистой воды применяют вентиляторные градирни с пленочными оросителями, а для охлаждения загрязненной воды — брызгальные градирни. Насосные станции устраивают объединенными с различными группами насосов, обслуживающих «чистый» и «грязный» циклы.
Водоснабжение сталеплавильного производства предусматривает подачу воды в системы охлаждения печей при мартеновском, конвертерном и электроплавильном процессах, на охлаждение форм, мокрую очистку газа, заливку шлака, мойку механизмов, поливку рабочей площади у печей. Для элементов печей используют водяное или испарительное охлаждение. »
Металлургические комбинаты с полным циклом имеют сложное водное хозяйство, включающее свыше 30 оборотных систем, оснащенных мощными насосными станциями,регулирующими емкостями, сооружениями по охлаждению и очистке воды. Оно должно бесперебойно снабжать потребителя водой надлежащего качества и в необходимом количестве, обеспечивать полную очистку производственных сточных вод для их повторного использования в производстве с извлечением полезных отходов. Следовательно, системы водоснабжения металлургических комбинатов должны быть замкнутыми.
Для выплавки 1 т металла на металлургическом комбинате с полным циклом расходуется 300—350 м3 воды, требования к'качеству которой диктуются технологией производства. Лимитируемыми показателями являются: температура воды, содержание взвешенных веществ и их дисперсность, карбонатная жесткость и солесодержание.
На металлургических комбинатах можно выделить пять групп водопотребителей:
1) коксовые и доменные печи, нагревательные печи прокатного производства, мартеновские и электроплавильные печи, конвертеры, конденсаторы на ТЭС и ПВС (паровоз-духодувные станции), оборудование компрессорных и кислородных станций, которым требуется вода с содержанием взвеси до 50 мг/л, температурой до 32 °С, с карбонатной жесткостью до 3 мг-экв/л; »
Выбор охладителя базируется на результатах технико-экономического сравнения различных типов, на данных анализа работы снабжаемого водой оборудования и требований технологических процессов промышленного предприятия к температуре охлаждающей воды. При сравнении необходимо учитывать метеорологические, гидравлические и топографические условия, качество и стоимость подпиточной воды, а также характерные конструктивные и эксплуатационные особенности водоохладителей.
Водохранилища-охладители, являясь регуляторами поверхностного стока, обеспечивают надежное оборотное водоснабжение крупных промышленных предприятий и мощных тепловых электростанций. Они просты в эксплуатации даже при низких температурах, когда работа охладителей других типов осложняется из-за их обмерзания. При применении этих охладителей уменьшается расход электроэнергии, так как отпадает необходимость подъема воды, например, при эксплуатации градирни или при необходимости создания напора для разбрызгивания воды в брызгальных бассейнах. Водохранилища-охладители обеспечивают круглый год более низкие температуры охлаждающей »
Охлаждающие устройства, используемые в оборотных системах водоснабжения, по способу охлаждения воды в них разделяются на испарительные и поверхностные, в которых охлаждаемая вода не имеет непосредственного контакта с воздухом. Наиболее широко применяют испарительные охладители. По способу подвода воздуха испарительные охладители разделяют на открытые, башенные и вентиляционные. К открытым относятся водохранилища или пруды, брызгальные бассейны, открытые градирни. Тип и размеры охладителя принимают с учетом расчетного расхода воды, режима работы охладителя, расположения охладителя на территории предприятия, характера застройки окружающей территории, влияния уноса ветром капель воды из сооружения на окружающую среду, расчетной температуры охлажденной воды, перепада температур воды в системе и требований технологического процесса к устойчивости охладительного эффекта, химического состава оборотной и добавочной воды.
Водохранилища-охладители применяют при невысоких требованиях к эффекту охлаждения воды, наличии свобод
ных малоценных земель вблизи предприятия, при возможности использования естественных водоемов или водохранилищ. »
Комплекс сооружений и оборудования, обеспечивающих забор воды из источника, очистку и обработку ее, подачу ее под необходимым напором промышленным предприятиям или отдельным цехам, прием отработавшей воды и ее кондиционирование для повторного использования, называется системой водоснабжения промпредприятия, или просто водопроводом. В зависимости от назначения производственные водопроводы могут быть:
производственные, предназначенные для снабжения производственной (технической или оборотной) водой промышленного предприятия, отдельных его цехов или установок.
хозяйственно-питьевые, предназначенные для снабжения питьевой водой рабочих и служащих предприятий и отдельных цехов;
противопожарные, предназначенные для тушения возможных пожаров на территории промпредприятий, отдельных цехов или установок.
Нередко устраивают специальные технологические водопроводы, например водопровод умягченной воды для подачи ее от водоумягчительной установки в котельную тепловой электростанции, водопровод обессоленной воды и т. д.
Графическое отображение взаимного расположения основных сооружений системы водоснабжения на местности представляет собой схему водоснабжения. Системы водоснабжения различаются в зависимости от назначения, характера использования воды, территориального охвата. отдельные производственные одного или нескольких назначений и хозяйственно-противопожарно-питьевой; »
Для химической промышленности характерно разнообразие видов выпускаемой продукции и большое количество различных производств: охлаждение, конденсация, промывка, полимеризация, регенерация, кристаллизация, растворение реагентов, приготовление химически чистой воды и пара, гидротранспорт, адсорбция, экстракция, флотация.
В целлюлозно-бумажной промышленности вода является средой, в которой протекают основные технологические процессы, более половины всей потребляемой воды идет на изготовление целлюлозы. Наиболее водоемкие технологические процессы связаны с изготовлением древесной массы, варкой, промывкой, отделкой, сортированием и сушкой целлюлозы. В бумажно-картонном производстве наиболее водоемкий процесс — отлив бумажного (картонного) полотна. Технология целлюлозно-бумажного производства, особенно на бумажно-картонных предприятиях, позволяет в дальнейшем перейти от последовательного использования воды на полностью замкнутый цикл.
Машиностроение и металлообработка являются крупными водопотребителями, на долю которых приходится около 15 % промышленного водопотребления. »
На промышленных предприятиях вода расходуется на хозяйственно-питьевые нужды рабочих и служащих, полив зеленых насаждений и территории промпредприятий, пожаротушение, технологические нужды.
На промышленных предприятиях используют воду различного качества:
питьевую, которая предназначена для хозяйственно-питьевых целей, но может использоваться и на производственные нужды;
техническую свежую, которая забирается из природного источника и подается для производственных целей (очищенная или неочищенная) непосредственно потребителям или на восполнение системы оборотного водоснабжения;
технологическую, приготовленную из технической или питьевой воды путем использования специальных технологических приемов (умягчения, обессоливания и т. п.) в зависимости от требований, предъявляемых производством;
оборотную (циркуляционную), применяемую в технологическом процессе и после очистки или охлаждения снова подаваемую для тех же целей;
последовательно используемую, которая расходуется поочередно в нескольких производственных процессах без промежуточной обработки и охлаждения с последующим выпуском в водоем или возвратом для повторного применения; »
Воздуходувки типа ТВ — однокорпусные центробежные с несколькими рабочими колесами одностороннего всасывания — широко используют в водоснабжении. Они характеризуются подачей от 2500 м3/ч и избыточным давлением от 0,04 МПа (ТВ-42-1,4) до соответственно 18 000 м3/ч и 0,6 МПа (ТВ-300-1,6).
Нагнетатели марок 360-22-2, 360-21-1 и 750-23-6 — центробежные с двумя ступенями сжатия — применяют для подачи сжатого воздуха на водоочистные сооружения. Корпуса чугунные с разъемами в горизонтальной и вертикальной плоскостях. В комплект агрегата входят: регулирующее устройство для поддержания постоянного давления на выходе; защитные устройства для сброса в атмосферу через выпускной клапан избытка воздуха; масляная система; контрольно-измерительные приборы; приспособления для сборки и разборки агрегата.
Подача (отнесенная к условиям всасывания — при атмосферном давлении и температуре воздуха 20 °С) и конечное Давление нагнетателей колеблются от 270 м3/мин и 1,75 МПа (тип 360-22-2) до 750 м»/мин и 1,65 МПа (тип 750-23-6).
Водокольцевые насосы типа ВК (воздуходувки) предназначены для подачи воздуха под небольшим избыточным
давлением или для создания вакуума. В качестве воздуходувок используют водокольцевые насосы с газосборщиком, устанавливаемым около машины на полу или фундаменте. »