Ответы и вопросы на Госы по специальности 70 04 03 Водоснабжение, водоотведение и охрана водных ресурсов - файл n6.doc

Ответы и вопросы на Госы по специальности 70 04 03 Водоснабжение, водоотведение и охрана водных ресурсов
скачать (5954.8 kb.)
Доступные файлы (8):
n1.docx24kb.01.05.2012 15:36скачать
n2.docx18kb.25.02.2012 17:20скачать
n3.docx37kb.01.03.2012 17:58скачать
n4.docx154kb.29.02.2012 17:07скачать
n5.docx2213kb.01.03.2012 21:33скачать
n6.doc4091kb.01.03.2012 22:07скачать
n7.docx39kb.02.03.2012 00:59скачать
n8.docx87kb.01.03.2012 18:07скачать

n6.doc

1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   12

23.1.Особенности использования воды для производственных целей. Водный режим систем оборотного водоснабжения.


Примерно 90% от всей потребляемой воды расходуется ПП.

Особенности промышленного водоснабжения:

1. больший расход, поэтому основной задачей при проекти-ровании и расчете с/с водоснабжения ПП явл. использование с/с оборотного водоснабжения.

2. использование оборотного водоснабжения, как решение проблемы чрезмерного потребления воды;

3. все коммуникации оборотной с/с на площади ПП проклады-ваются из стальных труб исходя из след. условий: гибкость стыков; низкая восприимчивость к мех. воздействиям; возможность быстрого ремонта.

Прямоточная с/с водоснабж. и оборотная с/с.

Оборотная с/с: возможно когда основная часть идет на охл-ние продукции t2>t1, где t1 – доп. темп-ра воды; t2 – темп-ра воды после тепло-обменных аппаратов в идеале ? t1. “+”: 1. экономит воду из источника; 2. предотвращает загрязнение воды в источнике “-”: очень дорог (30-40%от стоимости и эксплуатации объекта).

Расход воды на произв-ные нужды: , где q – норма водопотребл. на 1 условную ед.; N – кол-во единиц условной продукции. Необходимо учитывать коэф. суточной и часовой неравномерности водопотребления. Эти коэф. в общем зависят от расхода и техноло. процесса. kсут=1-1,2; kчас=1-1,2.

Для каждого предприятия, для каждого отдельного цеха обязательно контроли-руются расходы воды: в смену, сутки, месяц, год. Эти данные составляются в виде таблиц или графиков. Также для этих цехов или подразделений обязательно состав-ляются балансовые схемы.

По этим данным составляем балансовую схему по предприятию:

Ур-ние Р=Р123 – наз. водным балансом ПП. При помощи этого ур-ния составляется графическая балансовая схема водопотребления.

Р – величина добаво-чной воды, в % от об-щего водопотребления, подаваемой из источ-ника воды в с/с водо-снабжения ПП; Р1 – кол-во воды, в % от общего водопотребле-ния, теряемое при испа-рении в процессе охл-ния воды в каких-либо охладителях; Р2 – кол-во воды, в %, теряемое на капельный унос из охладителей; Р3 – кол-во воды, в %, теряемое в технолог. процессе производства(Р3/) или на продувку с/с(Р3//).

Продувка (Р3//) – процесс изъятия воды из с/с оборотного водоснабжения с целью ее экспл-ции, например для поддержания нормальной равномерной конц-ции содержа-щихся солей. Это сброс части воды в канализацию, т.к. на градирнях испарилась какая-то доля чистой воды, а соли, содержащиеся в воде остались. Чтобы конц-ция солей не увеличивалась часть воды необходимо сбросить.

На ряду с ур-ем баланса по воде, исп-тся баланс по солям:

Ср123)=Соб23), где Ср – конц-ция общего солесодер-жания или каждой соли в отдельности в добавочной воде; Соб - в оборотной воде. Р3/ - опред. технолог. процессом. Р3// - рассчитывается на основании ур-ния солевого баланса. Если Р3//=0, то с/с водоснабжения наз. замкнутой (бессточной).

23.2. Стабилизация осадка сточных вод.


Стаб-ция осадка осущ. путем разлож. Орган. до простых соед, имеющих длительный период ассимиляции с окр. средой.

Методы: био; хим; физ; комби.

Выбор метода зависит от вида осадка, от его кол-ва, от возмо-жности его использования, от наличии территории его разме-щения. Сооруж.: для небольших кол-в осадков применяют септики, 2-х ярусные отстойники, осветлители-перегниватели. Для интенсификации процесса стабилизации применяют метантенки и аэробные стабилизаторы.

Процессы анаэробного сбраживания (метантенки).

В процессе распада органических в-в выделяется метан. Процесс состоит из 2-х фаз: кислой и щелочной. Кислая (водородное бражение) фаза делится на 2 стадии: 1 (ферментативного гидролиза) осущ. анаэробами выделя-ющими экзоферментами, кот. осущ. гидролиз нерастворенных орган. в-в, при этом образуются более простые растворенные в-ва; величина pH 3,5-7,5. 2 стадия (стадия кислото-образования) осущ. гетерогенными бактериями с выделением летучих жирных кислот, алюмокислот, спиртов, водорода, углекислого газа. Щелочная (метановое бражение) фаза делится на 2 стадии: (ацитатогенная стадия) осущ. 2-мя группами ацитатогенных бактерий. 1 группа образует ацитаты с выделением водорода из продуктов предшествующих стадий и уксусная кислота. 2 группа образует ацитаты и использующая водород для восстановления диоксида углерода и уксусной кислоты. 2 стадия (метаногенная стадия) осущ. анаэробами чувствительными к снижению pH и температуры. Разные группы образуют метан двумя путями

аэробный стабилизатор

Аэробная стаб-ция – это сложный биохим. процесс, в рез-те кот. происходит распад (окисление) основной части орган. беззольных в-в осадка. Оставшееся орган. в-во осадка явл. стабильным – неспособным к последующему разложению.

Эффективность процесса аэробной стабилизации зависит от продолжительности процесса, температуры, интенсивности аэрации, а также от состава и свойств окисляемого осадка.

Аэробная стабилизация осадков осуществляется в открытых сооружениях типа аэротенков (стабилизаторах). Основными расчетными параметрами процесса явл. продолжительность стабилизации и расход вооздуха.


23.3.Кавитация. Определение отметки оси насоса.


Энергия, создаваемая насосом на всасывающей стороне, выраженная: в виде вакуумметрической высоты всасывания, расходуется на поднятие жидкой среды на геометрическую высоту Нг.в.с., создание динамического напора на входе в насос (v12 /2g) и преодоление потерь напора во всасывающем трубопроводе hп.в.

Теоретически, при условии р1= 0 и v1 = 0, геометрическая высота всасывания Нг.в.са/(?g)= 10 м вод.ст.

Однако в реальных условиях ее предельная величина уменьшается по следующим причинам. Во всасывающем трубопроводе при понижении давления до критического значения (давление насыщенного пара) из жидкой среды начнут выделяться пузырьки пара и растворенного в ней газа. Увлекаясь далее потоком в область повешенного давления, пар конденсируется и пузырьки захлопываются. Описанное явление называется кавитацией.

Возникновение кавитации приводит к вредным последствиям. Конденсация пара происходит за очень короткий промежуток времени и при захлопывании пузырьков образуются местные гидравлические удары с возникновением ударных волн. При многократном воздействии ударных волн обтекаемая жидкой средой поверхность разрушается, т.е. происходит кавитац. эррозия. Поверхность становится пористой, шероховатость ее увеличивается. Особенно сильно кавитационной эррозии подвержены чугун и углеродистая сталь, наиболее устойчивы нержавеющая сталь и бронза. При возникновении кавитации нарушается сплошность потока, что приводит к резкому снижению напора, подачи и КПД. Кроме того, работа насоса в кавитационном режиме сопровождается характерным потрескивающим шумом и вызывает вибрацию установки.

При расчете предельной геометрической высоты всасывания необходимо учитывать и исключать условия возникновения кавитации. Чтобы не возникал процесс кавитации, полный напор на всасывающей стороне насоса должен быть больше напора насыщенного пара при данной температуре на некоторую величину ∆h: где величина ∆h называется навигационным запасом.
Определение расположения отметки оси насоса

Отметку оси насосов следует определять, как правило, из условия установки корпуса насосов под заливом.

При определении отметки оси насосов следует учитывать допустимый кавитационный запас насосов, потери напора во всасывающем трубопроводе и температурные условия.

Для того, чтобы отметка уровня пола машинного зала была наименьшей следует отметку оси насоса принять равной отметке воды в резервуаре и проверить насос на безкавит. работу по выражению:

где Ра- атмосферное давление, м.вод.ст.;

Рнп-давление насыщенных напоров, м.вод.ст. (для t=20°С Рн.п.=0,24);

?hвс - суммарные потери напора на всасывающем трубопроводе, м, которые складываются из потерь напора по длине на преодоление местных сопротивлений:

Потери напора по длине hдл можно определить по известным формулам гидравлики или по табл. Шевелева При определении потерь напора по длине принять расстояние между насосной станцией и резервуарами чистой воды равными 5м:

где 1000i - гидравлический уклон в м/км,

l- длина трубопровода в км.

Потери напора на преодоление местных сопротивлений км определяются, исхода из наличия различных фасонных частей и арматуры по формуле:

Где - коэффициент местных сопротивлений на трубопроводе(принимается по табл. приложение 9);

Vвc - скорость движения жидкости во всасывающем трубопроводе, м/с;

Z - расстояние по вертикали между отметкой оси насоса и отметкой воды в резервуаре (± при расположении оси насоса ниже уровня воды в резервуаре).

При этом должно соблюдаться условие:

где hдоп, - допустимый кавитационный запас насоса определяется по каталогу насоса для его рабочей точки.

При применении к установке разных типоразмеров насосов необходимо определиться с отметкой оси каждого насоса, увязав все отметки трубопроводов.

Если для насоса не выполняется требование, необходимо опустить ось насоса на величину Z из первого выражения.
25.1. Технологические схемы забора воды из поверхностных источников. Выбор места расположения и типа водозабора.

Поверхностные источники:водотоки-каналы и реки,водоёмы-озёра,водохранилища,пруды и моря.

Достоинства:можно забиать много вод, дотупность,небольшин затраты на подачу воды, миним.содержание солей и низкая жёсткость.

Недостатки:загрязнены(в особенности бактериално), колебания температур и качества по периодам года, не защищены при чрезвычайных ситуациях и экологических катастрофах.

При выборе поверхн.ист.необходимо учитывать: гидролог.и гидрометр.данные-режим стока,расходы,сроки ледостава, сен.хар-ку местности, хар-ку самоочищ.способности источника.

Осн.требования к выбору источника: обеспечить потребителя необх.расходом, задать степень надёжности обеспечения, удовлетворить требованиям по качеству воды, при отборе воды из пов.источников ниже места отбора должен быть гарант.расход для снабжения нижерасполож.насел.пунктов, отбор воды не должен ухудшать эколог.обстановку, миним.затраты при строительстве и эксплуатации.

Водозаборные сооружения-это сложный гидротехнический комплекс,предназначенный обеспечить надёжный забор воды необх.расхода и подачу его потребителю, защитить систему водоснабжения от попадания в неё сора, защитить молодь рыбы от попадания в водоприёмник.

Водозаборные сооружения вкл-водоприёмник, колодец, НС 1 подъёма.

Водоприемные сооружения входят в число головных сооружений водопроводов и определяют надежность работы всей системы. Водоприемники вторгаются в природную водную среду, и их работа не должна наносить вред природе.

Водозаборные сооружения должны быть рассчитаны на эксплуатацию в обычных, а также редко повторяющихся условиях при следующих возможных осложнениях:

- максимальном и минимальном уровнях воды в источнике с обеспеченностью от 90 до 97 %;

- образование внутриводного льда и шуги; транспортирование наносов, сора, топляков;

- судоходство, лесосплав, регулирование стока на ГЭС, отбор воды для других целей;

- переформирование русла и побережья;

- волнение, нагон сора и льда;

- развитие ракушки, планктона, водорослей и т. п.

При этом водозаборы должны быть: - достаточно просты конструктивно;

- не вызывать затруднений при эксплуатации; - экономичны; - надёжны.

Сооружения для забора вод из поверхностных источников разделяют следующим образом:

- по типу водоёма: речные; водохранилищные; озёрные; морские и канальные;

- по назначению: хозяйственно-питьевые; производственные (технические); оросительными.

- по длительности периода эксплуатации: постоянные; временные.

- по производительности: малые – до 1 м3/с;средние – 1-6 м3/с; большие – более 6 м3/с.

- по категории надёжности подачи воды:

а) первой категории – не допускается перерыв в подаче, возможно снижение расхода на 30% сроком до 3-х суток;

б) второй категории – допускается перерыв в подаче воды до 5 часов, возможно снижение расхода на 30% сроком до одного месяца;

в) третьей категории – допускается перерыв в подаче воды до 24 часов, возможно снижение расхода на 30% сроком до одного месяца.

- по компоновке основных сооружений: совмещённые (всё в одном сооружении); раздельные; комбинированные.

- по месту расположения водоприёмника: береговые; русловые.

- по характеру подвижности: стационарные; фуникулёрные; плавучие.

Наибольшее распространение получили береговые и русловые водозаборы. У береговых водозаборов водоприёмные отверстия всегда доступны для обслуживания, что важно для обеспечения бесперебойной подачи воды. У русловых водозаборов водоприёмные отверстия находятся на некотором расстоянии от берега. Они не всегда доступны для обслуживания, особенно в период ледостава и ледохода. Поэтому по надёжности подачи воды береговые водозаборы на категорию выше, чем русловые.

При выборе места расположения, типа и конструктивной схемы водозаборных сооружений необходимо учитывать:назначение водозабора и предъявляемые к нему требования;наличие в источнике необходимых глубин для размещения водозабора; качество воды в источнике должно соответствовать санитарным требованиям; возможность организации зон санитарной охраны.требования надёжности и бесперебойности подачи воды потребителю;требования судоходства и органов рыбоохраны;гидрологические, топографические, геологические, гидрогеологические условия;возможность наиболее простого и экономичного способа забора воды.

Для систем хозпита должны приниматься подземные источники воды,для произв.-подземный недопустим,только для хим и пищ пром.

Не допускается расположение водоприёмника водозабора:в пределах зон движения судов;в зоне отложения донных наносов;в местах зимовья и нереста рыб;на участках возможного разрушения берега;в местах скопления водорослей;на участках возникновения шугозажоров, заторов и перемерзания водотока;на участках нижнего бьефа ГЭС, непосредственно прилегающих к гидроузлу;

25.2. Конструкции биофильтров



Биофильтры с объемной загрузкой

Капельные биофильтры.

Ст. вода подаётся в виде капель или струй. Примен. естеств. вентиляция воздуха ч/з откр. пов-сть биофильтра и дренаж.

Низкая нагрузка по воде – 0.5-2 м32 объёма загруз. мат-ла в сутки. Q до 1000 м3/сут.

Биофильтры бывают круглые или прямоугольные в плане, имеют сплошные стенки и двойное дно: верхнее в виде колосниковой решётки, а нижнее – сплошное. Высота междон-ного пространства не менее 0.6 метра (для осмотра). Дренаж из ж/б плит, уложенных на бетонные опоры. Загрузка – щебень, гравий d от 30 до 50 мм. Стены из сборных ж/б элементов или кирпича. Скорость движения воды не менее 0,6 м/с. Уклон днища к лоткам 0,01 , продольный уклон 0,005.

Высоконагружаемые биофильтры.

Большая высота слоя загрузки, большая крупность её фрак-ций. В закрытое междонное пространство вентилятором пода-ётся воздух. На отводных труб-дах предусматр. гидрозатворы.

Биофильтры с плоской загрузкой

Высокая пропускная способность по расходу ст. вод и по сни-жению орган. соед-ий. Компактны, надёжны в экспл-ции, не подвержены заилению, имеют малую энергоёмкость. Загрузка – блочные, засыпные и рулонные мат-лы из пластмассы, металла, асбестоцемента, керамики, дерева, тканей и др. Высота загрузки 3-8 метров, пористость до 70-99% , удельная площадь поверхности 60-450 м23, плотность 10-250 кг/м3.

Погружные биофильтры бывают: Дисковые; Шнековые; Барабанные с наполнителями: засыпными, плоскостными, волокнистыми; Трубчатые.

Погружной биофильтр состоит из:1.резервуара; 2.пространственной конс-ции загрузки закрепл. на враща-ющемся гориз. валу, располож. над поверх. ст. воды в рез-ре. 3.лотка для распределения сбора ст. воды. 4.устройства, приводимого во вращение гориз. валом.

Применяют при большом коэффициенте неравномерности поступления сточных вод.

Достоинства: индустриальны в стр-ве; компакты; малая энергоёмкость; надёжны в экспл-ции; не требуют больших перепадов высот (0,5-1 м) при движении воды.

Дисковые биофильтры

Состоят из дисков d 1-5 м (обычно 2-3метра) собранных в пакеты по 30-180 штук и закреплённых на вращающемся гориз. валу, на рассто-янии 10-25 мм друг от друга. Диски выполн. из металла, пластмассы, тканей толщиной 1-10 мм. Время пребывания ст. воды в резервуаре 0,5-3 часа.Конц-ция орган. веществ не ограничена.

Барабанные биофильтры состоят из барабанов, закреплённых на вращ. гориз. валу и заполненных загрузочным мат-лом.

Жёсткий корпус барабана обтянут сеткой или другим мат-лом, а внутри помещены засыпные загрузочные элементы, плоскостные мат-лы, на поверхности кот. развивается биоплёнка. Барабаны d 2-2,5 метра, длиной 2-3 метра помещаются в рез-ры со ст. водой. Частота вращения барабана 0,5-5 мин -1, глубина погружения барабана в сточную воду 0,3-0,45 диаметра. Число секций барабанов на одном горизонтальном валу 8-10 штук. Применяются при производительности 500-1000 м3/сут.


25.3 Регулирование подачи центробежного насоса.


Регулирование подачи задвижкой (дросселирование). На напорной стороне центробежного насоса всегда при монтаже устанавливается задвижка, которая выполняет запорно-регулирующие функции. С помощью этой задвижки можно изменять подачу насоса от 0 до Q.

Рис. 1.28. Характеристики насоса и трубопровода при регулировании подачи: а- дрос.; б - изменением частоты вращения

Следовательно, при закрытии задвижки режимная точка перемещается по характеристике Q - Н, подача жидкой среды насосом уменьшается и при значении ее QA2 режимная точка займет положение А2. При подаче QA 2 < QA1, скорость потока в трубопроводе уменьшится, и потеря напора на трение будет определяться отрезком hT2 насос же при подаче QA2 создает напор НА2. Следовательно, отрезок hзд будет представлять потерю напора в задвижке.

Так как при прикрытии задвижки напор Н2, создаваемый насосом, не полностью используется в сети, а часть его расходуется на преодоление сопротивления задвижки, то КПД насосной установки уменьшается. Мощность, теряемая будет равна:

где Q — подача насоса при прикрытой задвижке, м /с; п3 - потеря напора в задвижке, м; ?2 - КПД насоса при подаче QA2.

Таким образом, можно сделать вывод, что метод регулирования подачи с помощью задвижки относительно прост, но не экономичен, так как часть энергии, потребляемой насосом, гасится в задвижке сразу же на выходе жидкой среды из насоса. Поэтому рассмотренный метод рекомендуется использовать для регулирования подачи насосов малой и средней мощности. Регулировать подачу насоса можно задвижкой, установленной и на его всасывающей стороне. Однако на всасывании может вызвать чрезмерное понижение давления, что приведет к возникновению кавитации и срыву работы насоса. Этот метод в практике, как правило, не используется.

Регулирование подачи изменением частоты вращения рабочего колеса.

Так как положение запорных органов задвижки остается неизменным, общее сопротивление трубопровода не меняется и положение его характеристик будет прежним. Из рассмотрения характеристик следует, что при уменьшении частоты вращения рабочего колеса режимная точка А будет перемещаться по характеристике S, подача и напор насоса будут уменьшаться. Сравнивая рассматриваемый метод регулирования подачи насоса с методом дросселирования, можно сделать вывод, что регулирование изменением частоты вращения рабочего колеса более экономично. При этом отсутствует непроизводительная потеря мощности и эконо­мится электрическая энергия. Этот метод регулирования используется для насосов большой мощности, где затраты на устройство той или иной системы изменения частоты вращения будут меньше затрат на потерю мощности при дросселировании.

Способы изменения частоты вращения рабочего колеса насоса. Непосредственное изменение частоты вращения вала приводного двигателя применяется при жестком соединении вала насоса с валом двигателя. Этот способ может быть использован, если в качестве привода насоса применяются двигатели внутреннего сгорания (ДВС), паровые или газовые турбины. Относительно легко можно изменять частоту вращения вала насоса, если приводом его является электродвигатель постоянного тока, изменение частоты вращения ротора которого достигается с помощью реостата, включенного в электрическую цепь ротора. Но электродвигатели постоянного тока в качестве привода насосов целесообразно использовать только в тех условиях, где имеются относительно мощные электросистемы постоянного тока в асинхронных двиг - (переключение числа пар полюсов, изменение активного сопротивления в цепи ротора, изменение частоты питающего тока, устройство коллекторных двигателей). Но использование этих способов сопряжено с техническими трудностями. А может быть использование гидромуфт.
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   12


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации