Бурдочкин Ю.С. Энергоснабжение объектов и производственная энергетика

Подождите немного. Документ загружается.

ср

t - средняя температура нагреваемого воздуха,

()

.2/

кнср

ttt +=

Коэффициент теплопередачи

определяется по формулам, таблицам и

графикам в зависимости от модели калорифера, вида теплоносителя, его

скорости движения и массовой скорости движения воздуха.

2.7.3 Оборудование для очистки воздуха

В процессе работы вентиляционных систем может возникнуть

необходимость очистки воздуха как наружного, подаваемого в помещение, так

и удаляемого из помещения. Соответственно, и оборудование для очистки

воздуха подразделяется на оборудование очистки подаваемого или удаляемого

воздуха.

Согласно СНиП 2.04.05-86 очистку подаваемого воздуха от пыли следует

предусматривать в общественных зданиях, в производственных помещениях,

когда запыленность

воздуха превышает 30% допустимых концентраций пыли в

рабочей зоне или когда этого требует технологический процесс.

Нуждается в очистке и загрязненный воздух, удаляемый из помещений

системами вытяжной вентиляции в атмосферу, содержащий большое

количество пыли и других загрязняющих воздух веществ.

По способу очистки воздуха оборудование бывает для сухой и мокрой

очистки. На рисунке 2.11

приведены некоторые устройства для очистки

вентиляционных выбросов от пыли.

Один из основных показателей указанного оборудования – эффективность

очистки воздуха.

Эффективностью очистки называют отношение массы пыли, осажденной в

оборудовании (фильтрах, циклонах), к массе пыли, поступившей в

оборудование, выраженное в процентах.

оборудованию сухой очистки воздуха относятся пылеосадочные

камеры, циклоны, волокнистые и рукавные фильтры, ротационный

пылеуловитель (ротоклон) и электрические воздушные фильтры.

В циклонах очистка от пыли основана на действии центробежных сил.

Запыленный воздух, входя в циклон тангенциально, спиралеобразно

перемещается вниз. Частицы пыли, как более тяжелые, отбрасываются к

стенкам циклона и под действием силы тяжести скатываются вниз

в бункер –

сборник. Очищенный воздух по центральному патрубку выходит наружу.

Эффективность очистки в циклонах 97-98% для крупных частиц пыли.

Рисунок 2.11 – Устройства для очистки вентиляционных выбросов

от пыли:

а) простая осадочная камера; б) лабиринтная камера В.В. Батурина: 1 –

запыленный воздух; 2 – обеспыленный воздух; в) циклон: 1 - наружный

цилиндр; 2 – конусная часть; 3 – выходная труба; г) скруббер ВТИ с орошаемой

решеткой: 1 – выходной патрубок; 2 – гребенка для распыления воды; 3,6 –

форсунки; 4 – цилиндр; 5 – патрубок; 7 – коническая часть скруббера; 8 –

клапан; д)

пенный пылеуловитель (промыватель): 1 – патрубок для подачи

воздуха; 2 – штуцер для подачи воды; 3 – водяная пленка; 4 – трубопровод для

отвода шлама; 5 – решетка

Рисунок 2.12 – Ротационный пылеуловитель (ротоклон):

1 – кожух с выхлопным отверстием; 2 – всасывающее отверстие; 3 –

пылесборный патрубок; 4 – бункер для пыли; 5 – отверстие для выхода

очищенного воздуха; 6 – пылеприемник; 7 – рабочее колесо

Волокнистые воздушные фильтры из нетканого волокнистого материала

выпускают различных конструкций (рулонные, ячейковые, панельные). В них,

в зависимости от плотности фильтра, степень очистки

может достигать 100%.

Струйный ротационный пылеуловитель (ротоклон) (рисунок 2.12)

выполнен в виде радиального вентилятора, который одновременно с

перемещением запыленного воздуха очищает его от пыли.

Частицы пыли воздуха, поступая в межлопаточные каналы рабочего

колеса, отбрасываются к внутренней стороне корпуса и с небольшим

количеством воздуха попадают в кольцевой пылеприемник и далее в бункер.

Очищенный

воздух через нагнетательный патрубок выходит наружу.

Эффективность очистки до 85-87%.

В электрических воздушных фильтрах использован принцип притяжения

заряженных пылевых частиц к пластинам, имеющим положительный заряд.

Осажденная пыль периодически удаляется. Эффективность очистки до 85%.

оборудованию мокрой очистки воздуха относятся скрубберы,

смачивающиеся фильтры, пенные пылеуловители.

Принцип работы скруббера (рисунок 2.13) аналогичен принципу работы

циклона. Отличие состоит в том, что в скруббере стенки корпуса смачиваются

водой. Эффективность очистки до 99%.

Принцип действия пенного пылеуловителя основан на прохождении

воздушных струек через водяную пленку, в которой частицы пыли

задерживаются и удаляются в виде шлама.

Рисунок 2.13 – Центробежный скруббер ВТИ Промстройпроекта:

1 – корпус; 2 – улитка; 3 – смывное приспособление (форсунки);

4 – патрубок

Для улавливания из загрязненного воздуха аэрозолей используются

ультразвуковые пылеуловители, в которых под действием мощного звукового

потока частицы коагулируют и хлопьями выпадают в бункер. Звуковой эффект

создается сиреной. Описанные устройства для очистки воздуха на

промышленных предприятиях, удаляемого вытяжной вентиляцией

в атмосферу,

не исчерпывают все виды пылеуловителей.

2.7.4 Воздуховоды

В пункте 2.4 были изложены требования к устройству воздуховодов и

каналов естественной общеобменной вентиляции.

В производственных помещениях, где в основном применяется

механическая вентиляция, воздуховоды изготавливают из листовой стали

толщиной 0,6-0,8мм черной окрашенной или оцинкованной, а при

корродирующих вредностях (пары, газы) – из нержавеющей стали или

винипласта; воздуховоды могут иметь круглую или прямоугольную форму

При воздуховодах из листовой стали или винипласта все ответвления и

соединения, переходы от одного размера сечения к другому, а также изменения

направления осуществляются с помощью фасонных частей, монтируемых

между прямыми участками воздуховодов.

К основным фасонным частям (рисунок 2.14) воздуховодов относятся:

колено, отводы, переходы, тройники, крестовины, диффузоры и конфузоры,

причем две последние

фасонные части могут служить для переходов от

круглого сечения к прямоугольному и наоборот.

В производственных зданиях, где требуется большая кратность

воздухообмена для подачи воздуха в помещение и удаление из него, применяют

различные специальные насадки – воздухораспределители и воздухозаборники.

Рисунок 2.14 – Элементы воздуховодов:

1 – прямые участки; 2 – переходы; 3 – крестовины; 4 – тройники; 5 –

отводы; 6 – полуотводы; 7 – утки; 8 – воздухораспределитель потолочный; 9 –

воздухораспределитель пристенный

Наибольшая протяженность горизонтальных магистральных воздуховодов

от центра вытяжки или притока до наиболее удаленного канала принимается

исходя из экономических соображений до 35-40 м. Чем длиннее сеть

воздуховодов, тем больше ее сопротивление воздуху, тем мощнее необходим

электродвигатель

вентилятора и тем выше эксплуатационные расходы системы

вентиляции.

2.8 Местная вентиляция

Местная вентиляция, также как и общеобменная, может быть вытяжной и

приточной.

Местную вытяжную вентиляцию устраивают в тех случаях, когда

загрязнения можно улавливать непосредственно у мест их возникновения, с

помощью различных местных отсосов. Создано большое количество различных

конструкций местных отсосов в виде разного рода укрытий, зонтов и др.

(рисунок 2.15). Одним из них является вытяжной шкаф (рисунок 2.16). Он

представляет собой укрытый со всех сторон стол с

вытяжкой из-под укрытия.

Рисунок 2.15 – Вытяжные устройства:

а) кожух-отсос для удаления пыли; б) двубортовой отсос от ванны;

в) однобортовой отсос

Во фронтальной стенке укрытия имеется проем, через который при его

открывании всасывается воздух из помещения. При этом скорость всасывания

должна быть достаточной, чтобы вредные вещества, образующиеся в шкафу, не

поступали из него в

помещение. В зависимости от токсичности выделяющихся

паров и газов, ее принимают 0,3-1,3 м/с.

Примером конструкции укрытий другого типа может служить типовой

кожух у шлифовальных и полировальных кругов с нижним отсосом (рисунок

2.15, а).

Рисунок 2.16 – Схемы устройства вытяжных шкафов:

а) с отcосом воздуха сверху; б) с отcосом воздуха снизу; в) с отcосом

воздуха сверху и снизу

В некоторых случаях удалять производственные вредности (например, от

гальванических, электролизных ванн) с помощью зонтов, укрытий не

представляется возможным. Для удаления вредных паров и газов в таких

случаях можно устраивать бортовые отсосы (рисунок 2.15, б). В этом отсосе по

бортам ванны прокладывают вытяжные воздуховоды с щелевидными рабочими

отверстиями для равномерного (по длине) отсоса

загрязненного воздуха.

Скорость всасывания такого воздуха через щели принимают в пределах 2-7 м/c

в зависимости от токсичности вредных веществ, размера ванны и некоторых

других факторов.

Количество удаленного через местные отсосы воздуха L, м

/ч,

определяется по формуле:

,3600⋅⋅=

FVL

где V – скорость воздуха в рабочем отверстии, м/c;

– площадь рабочих отверстий, м

Местные вентиляционные отсосы к вытяжной общеобменной вентиляции,

как правило, не присоединяют.

К местной приточной вентиляции относятся воздушные души,

воздушные оазисы и воздушные завесы. Воздушные души представляют собой

сосредоточенный поток воздуха из специального насадка, направленный на

рабочее место или на ограниченный рабочий участок. Воздушные души

находят очень широкое применение в горячих цехах промышленных

предприятий, они улучшают микроклимат и способствуют повышению

производительности труда.

Согласно СниП 2.04.05-86 [22] воздушные души

с подачей наружного

воздуха на рабочее место с постоянным пребыванием рабочих должны

предусматриваться при тепловом облучении 350 Вт/м

и более, а также при

открытом производственном процессе с выделением ядовитых газов или паров,

где нельзя устраивать местные укрытия. Приточные системы, предназначенные

для воздушного душирования, как правило, не совмещают с другими

системами приточной вентиляции.

Под воздушными оазисами понимают некоторый (не замкнутый сверху)

объем помещения, в котором поддерживают микроклиматические условия,

отличные

от условий во всем остальном объеме помещения. Для создания

воздушного оазиса в помещении в нем выгораживают остеклененными или

глухими перегородками некоторую площадь, на которую подается более

чистый и менее нагретый воздух. Приточные патрубки размещают по

периметру и вблизи пола, этим достигается значительная разность температуры

воздуха в оазисе и вне его (до

10-12

С).

Глава 3 ВОДОСНАБЖЕНИЕ

3.1 Системы водоснабжения

Потребителями воды являются: население, предприятия коммунально-

бытового назначения, промышленные, сельскохозяйственные предприятия и

др.

Системы водоснабжения представляют собой комплекс инженерных

сооружений, предназначенных для снабжения потребителей водой в

необходимом количестве, требуемого качества и под требуемым напором. Они

включают в себя источники воды, устройства для забора воды из источников,

ее обработки, перекачки воды к потребителям и сооружений для ее хранения.

В зависимости от вида обслуживаемого объекта системы водоснабжения

подразделяются на городские, промышленные, сельскохозяйственные,

железнодорожные и др.

В зависимости от вида потребителей и назначения системы водоснабжения

выполняют функции хозяйственно-питьевых, производственных,

противопожарных. Степень объединения функций, выполняемых

водопроводом, определяется исходя из технико-экономических соображений.

Хозяйственно-питьевые системы водоснабжения предназначены для

обеспечения потребителей водой питьевого качества, отвечающей требованиям

ГОСТ 2874-82

«Вода питьевая». Потребителями вода расходуется на питьевые,

хозяйственно-бытовые, санитарно-гигиенические и другие нужды.

Производственные системы водоснабжения обеспечивают подачу воды

на технологические нужды предприятия. Качество воды должно удовлетворять

требованиям технологии производства. В таких системах вода может быть и не

питьевого качества, а специально обработана (умягчена, обезжелезена,

обессолена и т.п.).

Противопожарные системы водоснабжения предназначены для

ликвидации очагов пожара в зданиях и вне их. Качество воды не лимитируется,

а количество ее должно быть предусмотрено в соответствии с требованиями

СНиП [21].

Системы водоснабжения могут быть объединенными, частично

раздельными и раздельными.

Объединенные системы – это водопроводы, выполняющие одновременно

функции хозяйственно-питьевых, производственных и противопожарных.

Такие водопроводы устраивают в городах, поселках и на предприятиях, на

технологические нужды которых требуется вода питьевого качества.

Частично раздельные системы водоснабжения устраивают в случаях

несовпадения требований к качеству воды на хозяйственно-питьевые нужды и

производственные. Так, если на промышленных предприятиях имеются

потребители с различными требованиями к воде по качеству и требуемому

напору, то в этих случаях устраивают несколько промышленных водопроводов.

Как правило, противопожарный водопровод объединяют с хозяйственно-

питьевым, имеющим наиболее

разветвленную сеть.

Раздельную систему водоснабжения, предусматривающую наличие

самостоятельных водопроводов хозяйственно-питьевого, противопожарного и

производственного, устраивают довольно редко.

В зависимости от способов транспортирования воды системы

водоснабжения подразделяются на напорные и безнапорные.

Напорные – это системы, трубопроводы которых работают полным

сечением. Транспортирование воды по ним осуществляется за счет разности

давлений в источнике и в месте водоразбора. В последнем случае эти

трубопроводы называют самотечно-напорными.

В зависимости от вида источника водоснабжения системы подразделяются

на водопроводы, забирающие воду из поверхностных источников (рек, озер,

водохранилищ), и на

водопроводы, забирающие воду из подземных источников

(артезианских и родниковых). В отдельных случаях применяются и

специальные системы, предусматривающие забор воды как из поверхностных,

так и из подземных источников.

3.2 Требования к качеству воды

Состав природных вод весьма разнообразен, и он постоянно изменяется в

зависимости от различных обстоятельств (времени года, погодных условий,

мест протекания рек и др.).

Качество воды характеризуется определенными показателями, которые

подразделяются на физические (температура, прозрачность, цветность, запах,

вкус и др.), химические (жесткость, щелочность, окисляемость, сухой остаток и

др.), бактериологические (количество бактерий, коли

-индекс и др.). Для

определения качества воды, подаваемой в систему водоснабжения,

периодически производят соответствующие ее анализы.

Температура воды поверхностных источников колеблется в широких

пределах (от 0,1 до 30

С) в зависимости от времени года. Температура воды

подземных источников более стабильна (8-12

С). Для некоторых

производственных процессов, в частности для систем охлаждения, температура

воды имеет важное значение.

Степень прозрачности (мутность) характеризует наличие в воде

взвешенных веществ (песка, глины, водорослей и др.), которые попадают в нее

в результате размыва дна и берегов рек, а также с дождевыми, талыми и

сточными водами. Количество взвешенных частиц измеряется в миллиграммах

на литр (мг/л). Требования к качеству воды для хозяйственно-питьевых нужд

техпроцессов, связанных

с обработкой продуктов питания, определяются ГОСТ

2874-82

«Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством».

Согласно ГОСТ количество взвешенных частиц в воде не должно превышать

1,5 мг/л. На производственные цели, в некоторых случаях, допускается

использовать воду с большим содержанием взвешенных веществ.

Цветность воды (ее окраска) выражается в градусах платинокобальтовой

шкалы и определяется путем сравнения цвета пробы с эталоном цветности.

Цветность воды не должна превышать 20 градусов.

Запахи и привкусы воды обуславливаются присутствием в ней

органических соединений. По запаху вода может быть травянистой, землистой,

болотной, затхлой; по привкусу – соленой, кислой, горьковатой и др.

Интенсивность и характер запахов и привкусов определяют органолептически

по пятибалльной шкале. В соответствии с ГОСТ привкусы и запахи,

определяемые при 20

С, не должны превышать двух баллов.

Сухой остаток содержащихся в воде в растворенном состоянии веществ,

получаемый в результате выпаривания профильтрованной воды, не должен

превышать 1000 мг/л. На технические нужды величина сухого остатка

лимитируется в воде, поступающей для питания паровых котлов и для ряда

других производств (синтетического каучука, искусственного волокна и др.).

Активная реакция воды в зависимости от ее щелочности

или кислотности

характеризуется

показателем pH, который для воды, подаваемый

хозяйственно-питьевым водопроводом, должен быть в пределах 6-9. При

нейтральной реакции воды pH = 7, при кислой рН < 7 и при щелочной рН > 7.

При низких значениях рН сильно возрастает ее корродирующее действие на

сталь и бетон.

Жесткость воды обусловливается содержанием в ней солей кальция и

магния. Различают карбонатную жесткость и некарбонатную. Суммарная

жесткость воды называется общей жесткостью.

Вода рек, за некоторым исключением, обладает небольшой жесткостью.

Жесткость речной воды изменяется в течение года, снижаясь до минимума в

период паводков. Воды подземных источников в большинстве случаев имеют

большую жесткость, чем

поверхностные воды.

Использование воды с большой жесткостью для хозяйственных целей

приводит к нежелательным последствиям: образуется накипь на стенках

варочных котлов и кипятильников, медленно развариваются мясо и овощи,

увеличивается расход моющих средств при стирке и др. Поэтому общая

жесткость воды, используемой для хозяйственно-питьевых нужд, не должна

превышать 7 мг·экв/л.

Содержание различных химических элементов должно быть, мг/л, не

более: свинца – 0,1, мышьяка – 0,05, меди – 1,0, цинка – 5, железа – 0,3;

содержание фтора в питьевой воде должно поддерживаться в пределах 0,7 – 1,5

мг/л.

Нежелательным является содержание в воде высоких концентраций

следующих газов: кислорода, двуокиси углерода (углекислого газа) и

сероводорода. Содержание кислорода и двуокиси углерода не ухудшает

качества питьевой воды, но способствует коррозии металлических стенок труб,

котлов, резервуаров, особенно при повышении температуры воды. Вода,

содержащая сероводород, имеет неприятный запах и для питья непригодна, и,

кроме того, сероводород также вызывает коррозию металла. В связи с этим

присутствие сероводорода в воде, используемой для хозяйственно-питьевых и

производственных нужд, не допускается.

Бактериальная загрязненность воды характеризуется количеством

бактерий, содержащихся в 1 мл воды. Общее число бактерий, содержащихся в