Ни одно предприятие не может функционировать без обеспечения постоянного доступа к воде. Вода играет важную роль на промышленных предприятиях, удовлетворяя различные потребности, такие как хозяйственно-питьевые нужды, пожаротушение и технологические процессы. Количество и качество воды, необходимой каждому предприятию, зависит от его масштабов и характера производственных операций. Организация эффективного снабжения водой с требуемыми параметрами является важным фактором для обеспечения эффективности работы промышленного предприятия. Качество и себестоимость производимой продукции в значительной степени зависят от свойств используемой воды, ее расхода и эффективности систем водоснабжения.
Подача неподготовленной воды может привести к появлению брака, излишнему расходу топлива и электроэнергии, снижению производительности технологического оборудования и аварийному выходу его элементов из строя. Для обеспечения надежного и качественного снабжения водой каждое предприятие должно иметь специальную систему водоснабжения.
Создание эффективной системы водоснабжения требует учета различных факторов. Во-первых, необходимо определить потребности предприятия в воде. Это включает оценку объема воды, необходимого для хозяйственно-питьевых нужд, пожаротушения и технологических процессов. Во-вторых, следует учесть качество воды, так как оно может оказывать влияние на производственные процессы и качество выпускаемой продукции. В-третьих, необходимо разработать систему очистки и подготовки воды, чтобы устранить возможные примеси и загрязнения.
Система водоснабжения должна быть гибкой и надежной, способной адаптироваться к изменяющимся потребностям предприятия. Для этого можно использовать различные методы и технологии, такие как фильтрация, обратный осмос, ионный обмен и другие. Каждый метод имеет свои преимущества и ограничения, поэтому необходимо выбрать наиболее подходящий вариант в зависимости от требований предприятия.
Одним из важных аспектов системы водоснабжения является эффективное использование водных ресурсов. Это включает в себя меры по сбережению воды, такие как установка счетчиков и контроль расхода воды, а также использование систем рециркуляции и повторного использования воды. Такие меры помогают снизить потребление воды и улучшить экономическую эффективность предприятия.
Кроме того, важно обеспечить надежность системы водоснабжения. Для этого необходимо проводить регулярное техническое обслуживание и контроль состояния оборудования. Также следует иметь запасные части и материалы, чтобы быстро устранять возможные поломки или аварии.
Методы использования воды для производственных целей и определение необходимого объема и качества воды полностью зависят от характера технологического процесса. Вода используется в производстве для различных целей. Основные категории использования воды в производстве включают охлаждение, промывку, замочку, увлажнение, парообразование, гидротранспорт, а также ее использование в составе производимой продукции и т.д.
Использование воды для охлаждения имеет гораздо больший масштаб, чем все остальные виды потребления воды, и доля этой категории в общем объеме производственного водоснабжения продолжает расти. К этой категории относится использование воды для конденсации пара, выделяющегося из паровых турбин на электростанциях, а также для охлаждения различных печей, машин и аппаратуры в металлургической, нефтеперерабатывающей, химической промышленности и других отраслях. Вода для промывки, замочки и т.д. расходуется в больших количествах в бумажной, целлюлозной, шерстеобрабатывающей, текстильной промышленности, а также в промышленности искусственного волокна и других отраслях.
Расход воды на гидротранспорт различных материалов имеет место в самых разнообразных отраслях промышленности, включая удаление шлака на тепловых станциях, транспортировку шлака в доменных цехах, отходов обогатительных фабрик и т.д. Необходимые объемы воды для производственных целей определяются на основе технологических расчетов, так же как и необходимые объемы топлива, пара, электроэнергии и т.д., и в значительной степени зависят от выбранной схемы технологического процесса, типа используемого оборудования и других факторов. Удельные нормы расхода воды на единицу продукции, которые приводятся в литературе и основаны на обработке и усреднении фактических данных о расходовании воды в промышленности, могут использоваться только для предварительных приближенных расчетов объемов производственного водопотребления.
Одной из особенностей производственного водопотребления является зависимость количества используемой воды от ее качества, особенно от ее температуры. Например, вода, используемая для охлаждения, должна отводить определенное количество тепла от охлаждаемой среды или оборудования. Чем ниже температура используемой воды, тем меньше ее потребуется для достижения того же охлаждающего эффекта. Из-за этого расход охлаждающей воды меняется в зависимости от времени года: зимой он меньше, чем летом.
Соблюдение требований по качеству используемой воды играет важную роль во многих отраслях промышленности. Эти требования различаются для разных технологических процессов и относятся как к количественным, так и к качественным характеристикам воды.
Например, вода, используемая для охлаждения, должна быть чистой, чтобы не засорять трубки холодильников, не иметь коррозионных свойств и иметь низкую температуру. Высокая жесткость охлаждающей воды также нежелательна из-за возможности образования отложений солей на стенках холодильников.
Вода, используемая для промывочных целей, не должна содержать вредных веществ, которые могут негативно влиять на промываемый материал. Также нежелательно содержание солей в воде, так как это может привести к увеличению расхода моющих веществ.
Некоторые химические производства требуют удаления из воды различных солей, осветления воды и удаления растворенных газов. Соблюдение требований к качеству используемой воды позволяет повысить качество и снизить стоимость производимой продукции.
Важно отметить, что для каждого конкретного производства могут быть установлены свои специфические требования к качеству воды. Поэтому необходимо проводить анализ и контроль качества воды на каждом этапе производственного процесса, чтобы обеспечить его эффективность и безопасность.
Необходимо отметить, что современные производственные потребители предъявляют очень высокие требования к качеству используемой воды, которые не могут быть удовлетворены ни одним естественным источником водоснабжения. Эти требования могут быть выполнены только путем искусственной обработки воды. К таким производственным потребителям относятся, например, современные паровые котлы высокого давления, полупроводниковая промышленность и другие. Режим использования воды для производственных нужд определяется режимом работы предприятия и методами использования воды. В некоторых случаях, например при использовании воды для охлаждения, расход воды происходит почти равномерно в течение суток. Иногда вода расходуется периодически для наполнения различных резервуаров, ванн и так далее в определенное время. Кроме изменения интенсивности расхода воды в течение суток, в некоторых случаях для производственного водоснабжения необходимо учитывать сезонные колебания потребления воды, о которых уже упоминалось выше.
Требования отдельных производственных потребителей к давлению на входе в систему весьма различны и зависят от типа используемого оборудования, высоты зданий и так далее. В некоторых случаях для отдельных агрегатов, требующих подачи воды под повышенным давлением, может быть целесообразно устанавливать местные насосные станции. Недопустимое снижение давления в водопроводной сети может привести к уменьшению подачи воды на охлаждающие установки, их перегреву или повреждению продукции.
Очень важно обеспечить надежность систем производственного водоснабжения. Некоторые предприятия не допускают даже кратковременных перерывов в подаче воды или снижения подачи. Нарушение установленного режима подачи может привести к серьезным авариям оборудования, которые могут нанести значительный материальный ущерб и представлять опасность для жизни людей. Изменение режима подачи или качества воды может привести к ухудшению качества продукции или неисправности оборудования. Таким образом, обеспечение высокой надежности систем производственного водоснабжения является необходимым как с социальной, так и с экономической точек зрения.
Устанавливаемые системы водоснабжения, а также водопроводы могут быть классифицированы по различным основным признакам. Вот некоторые из них:
Основываясь на технико-экономических показателях, часто устанавливают комбинированные системы, которые обеспечивают водоснабжение для производственных механизмов и противопожарные системы. Современные системы водоснабжения могут обслуживать как одно, так и несколько предприятий. В таких случаях водопроводы классифицируются как групповые.
Важно отметить, что выбор и установка системы водоснабжения должны быть основаны на профессиональной оценке и учете требований и потребностей конкретного объекта. Каждая система должна быть разработана с учетом всех необходимых факторов, чтобы обеспечить надежное и эффективное водоснабжение.
Прямоточное водоснабжение – это система, которая обеспечивает подачу воды к потребителям и сброс ее в водоем после использования. Однако, если вода загрязняется в процессе производства, она проходит очистку на специальных сооружениях перед выпуском в водоем. Прямоточное водоснабжение применяется в случаях, когда источник воды находится достаточно близко к предприятию (не более 2-3 км) и высота расположения площадки предприятия над уровнем воды в источнике невелика (15-20 м).
При последовательном водоснабжении использованная вода из одного цеха повторно используется в других цехах, а иногда даже в третьем цехе. Это позволяет сократить количество воды, подаваемой из источника, по сравнению с прямоточным водоснабжением.
В случае оборотного водоснабжения нагретая вода, использованная в производстве, охлаждается на специальных охладительных сооружениях и снова используется для тех же целей. Если вода загрязняется в процессе производства, она проходит очистку. Однако при очистке и охлаждении воды некоторое количество ее теряется. Потери при оборотной системе составляют примерно 3-5% от общего количества используемой воды в системе. Эти потери восполняются из источника водоснабжения. Свежую воду обычно подают в бассейн, где собирается охлажденная вода.
Оборотная система водоснабжения применяется в случае ограниченной мощности источника водоснабжения. Однако даже при достаточной мощности источника такая система может быть экономически выгодной при значительном удалении источника от предприятия (более 4-5 км) и при высоком расположении промышленной площадки над уровнем воды в источнике (выше 25 м). Благодаря устройству оборотных систем водоснабжения можно существенно снизить сброс загрязненных промышленных сточных вод в водоемы и тем самым уменьшить загрязнение водных ресурсов.
Некоторые передовые предприятия полностью прекратили сброс загрязненных сточных вод в водоемы, используя комбинированные схемы водоснабжения, такие как прямоточно-последовательное, оборотное и оборотно-последовательное водоснабжение.
Иногда система производственного водоснабжения усложняется тем, что различные производственные потребители на предприятии имеют различные требования к качеству воды. В таких случаях требуется устройство нескольких систем производственного водоснабжения на одном предприятии. В других случаях раздельные системы производственного водоснабжения необходимы из-за требования различных давлений в сетях для отдельных цехов. В таких случаях на территории предприятия устраивают несколько сетей с разными напорами.
Введение оборотных систем водоснабжения позволяет значительно снизить сброс загрязненных сточных вод в водоемы и уменьшить загрязнение водных ресурсов. Это важно для сохранения экологического баланса и обеспечения устойчивого развития промышленности.
