Проект станції очищення природних вод

76

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Забезпечення водою промислових підприємств є одною з найважливіших народно-господарчих задач. Вода використовується у виробництві для: охолодження, промивки, зволоження, паро-випаровування, гідротранспорту, виготовленні продукції. Потребуючи для цього виробництва витрати води визначають у результаті технологічних розрахунків.

Для деяких великих промислових об'єктів потребується на стільки великі витрати, що найчастіше місцевих водних джерел буває не достатньо. При виборі місця розташування промислового підприємства, необхідно урахувати можливості впливу підприємства на місцеві водоймища. Стічні води промислових підприємств дуже щільно забруднені, а іноді i токсичні. Потрібна очистка стічних вод зв'язана з великими затратами.

На теплових електростанціях є велика кількість об'єктів, не маючих прямого відношення до випускаючої продукції. Їхнє водопостачання дуже вагоме, на заводах з повним металургійним циклом може складати 40 - 50% від загальної витрати води. До них відносяться різні цеха ТЕС, підживлюючи завод парою, електроенергією та гарячою водою, на промислові та побутові потреби.

До об'єктів енергетичного господарства відносять також кисневі та компресорні станції, станції по виробництву азоту та інших інертних газів. У процесі використання ними води вона не забруднюється, а тільки нагріваються на 10-12°С.

Крім того вода витрачається на ремонтно-механічні потреби, транспортні, нужди автомобільних та інших цехів.

Для управління цим господарством потрібний кваліфікований штат робітників цеха водопостачання, кімнати управління водним господарством та ремонтна база.

На насосних станціях влаштовується диспетчерський пункт, куди надходять данні про роботу насосних агрегатів, данні про температури, витрати води і таке інше.

1. Визначення розрахункових витрат води

1.1 Господарчо-побутові потреби населення

Визначення водоспоживання міста виконується за СНиП 2.04.02-84.

Розрахункова добова витрата води (середня на рік) на господарчо-побутові потреби населення:

(1.1)

де - норма водоспоживання на господарчо-питні потреби на 1 людину, л/доб.

- кількість мешканців у місті.

За завданням приймаємо = 300 л/доб.чол., = 100 тис.чол.

Розрахункова витрата на добу найбільшого водоспоживання для господарчо-питних потреб населення міста з урахуванням неврахованих витрат та витрат місцевої промисловості (10% від загального водоспоживання на господарсько-питні потреби):

; (1.2)

де - коефіцієнт добової нерівномірності водоспоживання, максимальний, залежить від устрою життя населення, режиму роботи підприємств, ступеня благоустрою будівель, зміни водоспоживання за сезонами року та днями тижня, приймаємо 1,2 (п.2.2 СНиП 2.04.02-84).

Загальне добове водоспоживання міста визначається за формулою:

; (1.3)

де К_оп - коефіцієнт витрати води на особисті потреби очисних споруд,

К_оп=1,02....1,1

Середньогодинна витрата у максимальну добу буде складати:

; (1.4)

;

1.2 Поливання вулиць та зелених насаджень

Витрата води на поливку та мийку вулиць, поливку зелених насаджень визначається згідно п.2.3 СНіП 2.04.02-84.

Добова витрата води на поливку складає:

(1.5)

де - сумарна витрата на поливання у перерахунку на одного мешканця.

За завданням приймаємо = 50 л/доб.чол.

Поливка вулиць та зелених насаджень здійснюється частково поливними машинами (70% витрати) частково вручну (30% витрати).

3500 мі/доб ;

1500мі/доб.

1.3 Витрати води на гасіння пожеж

Витрати води на гасіння пожеж є додатковими витратами, які визначаються окремо.

Q_пож = 3,6 q_пож n_пож T_пож, м³/добу, (1.6)

де q_пож - норма водоспоживання на гасіння однієї пожежі;

n_пож - кількість пожеж, що можуть виникнути одночасно;

T_пож - час гасіння пожежі.

Для розрахункової кількості населення міста N = 100 тис.чол. приймаємо q_пож = 100 л/с, n_пож = 3 (т.5 СНиП 2.04.02-84), T_пож = 3 год (п.2.24 СНиП 2.04.02-84).

м³/добу.

1.4 Розрахункове водоспоживання з урахуванням власних потреб

Розрахункове водоспоживання з урахуванням власних потреб споруд водопроводу визначене за умови повторного використання води на спорудах водопідготовки і становить:

Q_р= a• Q_міст+ Q_пож (1.7)

Q_р = 45100 + 3240 = 48340 м³/добу,

де а - коефіцієнт, який враховує власні потреби станції водопідготовки, який приймаємо а =1,03

Таблица 1.1 - Водопотребление города по часам суток

Години доби	Водоспоживання на госп- питні потреби населення	Водоспоживання на полив	Загальна витрата
	1,10 %	м3/год	ручний, м3/год	машиний, м3/год	м3/год	%
1	2	3	4	5	6	7
0-1	3,50	1260			1260	3,07
1-2	3,45	1242			1242	3,03
2-3	3,45	1242			1242	3,03
3-4	3,40	1224			1224	2,99
4-5	3,40	1224			1224	2,98
5-6	3,55	1278	250	218,75	1746,75	4,26
6-7	4,00	1440	250	218,75	1908,75	4,66
7-8	4,40	1584	250	218,75	2052,75	5,01
8-9	5,00	1800		218,75	2018,75	4,92
9-10	4,80	1728		218,75	1946,75	4,75
10-11	4,70	1692		218,75	1910,75	4,66
11-12	4,55	1638		218,75	1856,75	4,53
12-13	4,55	1638		218,75	1856,75	4,53
13-14	4,45	1602		218,75	1820,75	4,44
14-15	4,60	1656		218,75	1874,75	4,57
15-16	4,60	1656		218,75	1874,75	4,57
16-17	4,60	1656		218,75	1874,75	4,57
17-18	4,30	1548		218,75	1766,75	4,31
18-19	4,35	1566		218,75	1784,75	4,35
19-20	4,25	1530	250	218,75	1998,75	4,88
20-21	4,25	1530	250	218,75	1998,75	4,88
21-22	4,15	1494	250		1744	4,25
22-23	3,90	1404			1404	3,42
23-24	3,80	1368			1368	3,34
	100	36000			41000	100

Рис.1.1. Водопотребление города по часам суток

1.5 Розрахунок насосної станції І підйому з водоводами

Для подачі води на очисні споруду запроектована насосна станція I підйому.

Продуктивність насосної станції розраховано для подачі у середній час максимальної доби, що складає Q_сер= 1879 м³/год.

Від насосної станції до очисних споруд запроектовано укладання 2 ниток водоводів із сталевих напірних труб довжиною 50 м.

До головних параметрів роботи насосної станції відносять витрату , яку перекачує станція і напір, який розбивають насоси. Витрата станції відповідає продуктивності водозабору і складає:

;

Мінімально допустимий напір насосів визначаємо по формулі:

; (1.8)

(1.9)

Для попередніх розрахунків приймаємо

,

(1.10)

де - втрати по довжині;

H_м - втрати на місцеві опори.

H₁=1000iL_н(0,1-0,2)h₁ (1.11)

Напірні водоводи приймаються в кількості не менше 2-х. Матеріал напірних водоводів приймаємо сталеві.

Швидкість руху води в напірних водоводах приймаємо в економічному діапазоні. Приймаємо 2 напірних водовода: мм; м/с; , при нормальному режимі, а при аварійному м/с; . Витрати напору по довжіні і місцеві опори при нормальному режимі:

Нг=99,8-92,4=7,4

H_l=3,91 • 2,4=9,38 м

Нм=9,38 • 0,1=0,94 м

?h_н=9,38 + 0,94=10,32 м

Нн.ст=7,4+0,5+3+1+10,32=22,22 м;

При аварійному режимі:

Нг=99,8-92,4=7,4

H_l=15,6 • 2,4=37,44 м

Нм=37,44 • 0,1=3,74 м

?h_н=37,44 + 3,74 =41,18 м

Нн.ст=7,4+0,5+3+1+41,18 =53,08 м;

Улаштовуємо перемичку по довжині водовода:

Підбираємо насос марки Д 2000-34. Характеристика насоса: подача Q=1879 м³/год, напір 17м, n=730 об/хв, N=160 кВт, кут установки лопатки 10°.

2. Станція підготовки води

2.1 Обґрунтування прийнятої схеми очистки води

Виходячи з багаторічного аналізу, якість води в річці Сіверський Донець має такі показники:

Максимальна мутність 300

Мінімальна мутність 20

Кольоровість 35 град

Лужність 6 мг-екв/л

Вибір методів очистки приймається у відповідності до СНиП 2.04.02-84 табл. 15. Приймаємо двохступеневу очистку із застосуванням реагентів, у складі таких споруд:

1. Реагентне господарство

2. Змішувач

3. Камера пластівцеутворення

4. Освітлювач з шаром завислого осаду

5. Швидкі фільтри

6. Станція озонування

7. Споруди по обороту стоків і обробці осаду

8. Резервуари чистої води.

2.2 Реагентне господарство

2.2.1 Вузел готування коагулянтів

Реагент-глинозем сірчанокислий технічний, очищений і неочищений. Хімічна формула

Маса 1 м³ - 1,1 - 1,4 т.

Проектування вузла виконуємо згідно норм СНІП 2.04.02-84, прийнявши кількість витратних баків не менше 2-х.

Передбачаємо порційну подачу робочого розчину витратних баків на активування кремнієвої кислоти.

При масовій дозі коагулянту по безводному продукту 40 г/м³, часова витрата коагулянту складає:

(2.1)

Масова концентрація робочого розчину по безводній речовині 40г/л. Об'ємна витрата робочого розчину, яка подається в змішувачі коридорних освітлювачем, 2,6 м³/год.

Об'ємна витрата робочого розчину, яка подається один раз у 12 годин на готування одного бака робочого розчину активної кремнієвої кислоти 0,2 м³.

Добова витрата коагулянту, що йде на очищення води дорівнює:

(2.2)

Річна витрати складає:

(2.3)

2.2.2 Вузол готування флокулянту

Розрахункова масова концентрація кремнієвої кислоти (АК) по за рік, у середньому, складає 5% (3 мг/л) від масової концентрації коагулянту. У теплий час року масова концентрація кремнієвої кислоти може бути знижена до 3,5 % (2 мг/л), а в холодний час збільшена до 7,5 % (4,3 мг/л).

Введення АК практично не впливає на залишкову кольоровість води, тому дози , необхідні для знебарвлення не можуть бути знижені.

АК варто вводити у воду після коагулянту. Мінімальна тривалість часу між введенням коагулянту й АК влітку - 1 хв., взимку - 3 хв.

Вводити АК потрібно в трубопровід, що відводить воду зі змішувача, ближче до освітлювача.

Вузол запроектований згідно норм СНІП 2.04.02-84 , передбачаючи порційне готування робочого розчину флокулянта в одному розчинному баці і двох витратних баках.

Витратні баки передбачаємо місткістю на 12 годинну тривалість роботи. Масова частка розчину в розчинному баці 2 %. Масова частка робочого розчину у витратному баці 0,5 %.

В 1 м³ робочого розчину повинно міститися 5 кг АК по .

Протягом години необхідно забезпечити масову подачу в оброблювальну воду АК:

(2.4)

У розчинному баці і витратних баках передбачаємо перемішування розчинів циркуляційним насосом з трьох, п'яти кратним обміну розчину протягом однієї години.

Тривалість розчинення рідкого скла в розчинному баці 1 година тривалість «дозрівання» флокулянта 1 година.

Після спорожнювання всіх трубопроводів і баків, комунікацій і ємності повинні бути промиті водою.

Злив рідкого скла необхідно виконати в розчинний бак заповнений водою. Добова витрата АК:

(2.5)

Річна витрата АК складає:

(2.6)

Річна витрата технічного рідкого скла при вмісті в ньому 30% дорівнює:

Маса сірчанокислого алюмінію на одну операцію, необхідна для активування кремнієвої кислоти:

(2.7)

де Д_АК - доза активної кремнієвої кислоти, Д_АК = 3 г/м³;

Q - об'ємна витрата води, що очищається,Q = 1879 м³/год;

t - тривалість витрат робочого розчину, t=12 годин;

0,1-масова частка у рідкому склі;

0,7- необхідна масова частка нейтралізації лужності розчину рідкого скла для його активації;

1,8-коефіцієнт, що враховує масову витрату сірчанокислого алюмінію на нейтралізацію одного кілограму у рідкому склі.



При масовій частці розчину сірчанокислого алюмінію 5 % у розчинний бак потрібно подати 0,2 м³ розчину.

2.3 Контактна камера озонування першого ступеня

Конструктивно камера виконується трьохсекційна з послідовним розташуванням секцій, з нижнім виходом вихідної води. Секції виділяються одна від одної вертикальними перегородками, які змінюють рух води.

Розподілення озону у камері здійснюється фільтросними елементами.

Остаточний озон відводиться з камери на апарати каталітичного розкладення озону.

Вміст камери приймається виходячи з терміну контакта води з озоном - 8 хвилин. Висота води у камері 4м. Розміри камери залежать від розташування на майданчику очисних споруд.

2.4 Розрахунок вертикального вихрового змішувача

Проектування змішувачів виконується згідно норм СНиП 2.04.02-84 з урахуванням терміна перебування води, яка обробляється у змішувачі (1,5-1,0 хвилин).

Вихрові змішувачі повинні бути пристосовані для повітревідділення та видалення з води вільної вуглекислоти, утвореної при коагуляційній обробці води. Змішану з реагентами воду відводять через затоплені отвори або трубопровід з воронкою. Матеріал змішувача та трубопроводу, який відводить воду в освітлювачі, повинен бути стійким до вуглекислотної корозії.

Годинна витрата води дорівнює:

(2.8)

м/год;

Приймаємо 2 вертикальних змішувача згідно СНиП 2.04.02-84.

Площа горизонтального перерізу одного змішувача у верхній частині при швидкості руху води 30 мм/с дорівнює:

(2.8)

м².

(2.9)

м³/год

V_в=30 мм/с= 1 08 м/год

Приймаємо квадратний в плані змішувач. Кожна з сторін дорівнює:

В_верх = F^1/2 ; (2.10)

В_верх = 8,70^1/2 = 2,95, приймаємо В_верх=3 м.

Діаметр трубопроводу, який подає воду до змішувача, дорівнює: 450 мм.

Висота пірамідальної частини змішувача при куті між стінками, що під нахилом 45° дорівнює:

(2.11)

Об'єм пірамідальної частини змішувача дорівнює:

(2.12)

Загальний об'єм змішувача, враховуючи що час перебування води в ньому 2 хв ( )

(2.13)

Об'єм призматичної частини змішувача:

(2.14)

Висота призматичної частини змішувача:

(2.15)

Трубопровід ,що відводить воду зі змішувача до колектора подачі води на освітлювачі, має діаметр 450 мм, V=0,81 м/с, 1000і=2,06; колектор-700мм, V=1,02 м/с, 1000і=0,98.

2.5 Розрахунок освітлювачів із завислим осадом коридорного типу

Розчин флокулянту подається у змішувач.

Масова концентрація завислих речовин вихідної води М_мах =300мг/л. Швидкість вихідного потоку в зоні освітлення 0,8 мм/с. Коефіцієнт розподілу води між зонами освітлення і виділення осаду -0,75.

Середня річна доза коагулянту по безводному продукту 40 мг/л. Кольоровість - 35 град.

Лужність вихідної води - 6 мг-екв/л.

Масова концентрація завислих речовин, що надходять на освітлення після подачі коагулянту - 140 мг/л.

Середня концентрація завислих речовин у воді, що находять на освітлювач, дорівнює:

мг/л (2.16)

мг/л;

де М - кількість завислих речовин у воді;

Д_к - доза коагулянту по безводному продукту;

К - коефіцієнт, який для неочищеного коагулянту Al₂(SО)₄ дорівнює 1.

Площа освітлення:

(2.17)

.

де К_р - коефіцієнт розподілу води;

V_осв - швидкість вихідного потоку.

Площа зони виділення осаду:

(2.18)

.

Загальна площа освітлення:

(2.19)

Кількість освітлювачів знаходимо з умови, що площа одного освітлювача повинна бути не більш 100-150 м², якщо прийняти попередньо площу освітлення , то:

, шт; (2.20)

, шт.

Площа одного робочого коридору освітлення:

; (2.21)

.

Площа одного осадоущільнювача:

; (2.22)

.

Ширина робочого коридору освітлювача згідно СНиП п.6,79 повинна бути не більше 3 м, приймаємо В_к=3м.

Довжина коридору:

; (2.23)

.

Приймаємо довжину коридору кратно 3, тобто L=12 м.

Ширина осадоущільнювача:

, м; (2.24)

м.

Приймаємо

Витрата води через кожен водорозподільній колектор дорівнює:

(2.25)

Діаметр колектора приймаємо рівним 300 мм, при швидкості входу води

Кожна секція освітлювача розподіляться перегородками на 3 осередки розміром 34. У середині кожного осередку встановлюється сопло рециркулятора з конусом для підсмоктування завислого осаду. Діаметри сопел приймаються рівними 150 мм.

Витрата води_, що надходить з надлишковим осадом в осадоущільнювач дорівнює:

(2.26)

Витрата води з кожної сторони дорівнює:

(2.27)

Площа осадоприймальних вікон з однієї сторони дорівнює:

(2.28)

де V_вік =10-15 мм/с - швидкість руху води з осадом в осадоприймальних вікнах.

.

Приймаємо висоту вікон рівну 160 мм, довжину 700 мм, площа перетину одного вікна дорівнює:

Приймаємо з кожної сторони по 12 вікон.

Площа вікон у цьому випадку дорівнює:

;

Швидкість руху води:

Кількість води, що витрачається при зборі осаду з осадоущільнювача дорівнює:

(2.29)

де К_Р - коефіцієнт розведення осаду під час його видалення, рівний 2;

М - кількість завислих речовин у воді на виході з освітлювача і яка поступає на швидкий фільтр, дорівнює 10 мг/л.

- середня концентрація завислих речовин, яка знаходиться в осадоущільнювачі, мг/л

м³/год

Визначаємо розміри водозабірних жолобів у зоні освітлення. Витрата води на кожен жолоб дорівнює:

(2.30)

Ширина жолоба в прямокутному перерізі дорівнює:

(2.31)

Приймаємо ширину жолоба рівною 200 мм.

Затоплені прямокутні водозливи розташовуються на 5 см нижче верхньої крайки. Глибина жолоба дорівнює:

Для відводу осаду розділяємо осадоприйомну частину на 3 відділення з бункерами в кожному відділенні, що поліпшує відвід осаду і зменшує прорив прісної води. Діаметр труб відводу осаду приймаємо 150 мм.

2.6 Швидкі фільтри

Швидкі фільтри застосовуються при реагентній обробці води і для повного освітлення води від завислих речовин. Мутність води, яка поступає на фільтри складає 8-12 мг/л. Після фільтрування на фільтрах мутність води повинна бути не більш 1,5 мг/л. Швидкі фільтри представляють собою залізобетонні резервуари при продуктивності більше 1690 м³/год повинно бути не менш 4.

При продуктивності більше 8-10 м³/доб визначається по найближчих цілих. Фільтри завантажені піском фракціями 0,5-1,2 мм. Завантаження фільтра визначається за табл.. 21 СНиП 2.04.02-84. Під піском улаштовується підтримуючий шар із гравію. Фракція його визначається із табл..22. По днищу укладається шар фракціями 20-40 мм до верхнього рівня дренажних труб. Шар води над завантаженням повинен бути не менше 2м.

Для проекту прийнятий фільтр з приставним каналом. До фільтру підводять 4 трубопроводи:

трубопровід, що подає воду від освітлювача на фільтри;

трубопровід фільтрованої води;

трубопровід фільтрованої води, по якому насосом по трубопроводу подається вода із РЧВ на промивку фільтрів;

трубопровід для скиду і відводу промивної води.

На цих трубопроводах встановлені засувки відповідних діаметрів з електроприводом.

Завантаження фільтру двохшарове. Окрім піску застосовують подрібнений антрацит. У залежності від товщини шару піску у відповідності з табл.. 21 встановлюється швидкість фільтрації (5-10 м /год).

Площа швидкого фільтра розрахована на корисну продуктивність пропуску максимальної добової витрати. Загальна площа фільтрації складатиме:

(2.32)

де Q_кор - корисна продуктивність станції, Q_кор=45100 м³/доб;

Т - тривалість роботи станції, Т=24 год;

- кількість промивок одного фільтра за добу при нормальній роботі, - швидкість при нормальній роботі фільтра, =7м/год;

- питома норма на одну промивку фільтра від одиниці площі за час Т;

(2.33)

де W - інтенсивність промивки 1 м², приймається за табл.. 23, у залежності від діаметру фракції завантаження, W=16 л/с-м; 1: t - час промивки, t=0,1 год. q_пр= 3,6•16•0,1=5,76 м³/год; - час простою фільтру, =0,33 год;

Орієнтовне число фільтрів складатиме:

(2.34)

Площа одного фільтра:

(2.35)

Приймаємо конструкцію фільтра з боковим каналом шириною 1 м. Приймаємо розміри ланки:

ширина ланки - 5,8 м;

довжина ланки - 4,4 м;

робоча площа- 25,52 м². Кінцева кількість ланок фільтра складатиме:

(2.35)

де, - загальна площа фільтрів, ;

- прийнята площа однієї ланки фільтрів, F_ср=25,52 м;

Визначивши повну площу, визначаємо дійсну швидкість фільтрації при нормальному режимі роботи, яка складатиме:

(2.36)

де - площа однієї ланки фільтрів, = 25,52 м²,

- кількість ланок фільтрів, = 12 шт;

Швидкість при форсованому режимі:

 (2.37)

де V_н = нормальна швидкість фільтрації, V_н =7,2 м/год;

N - кількість фільтрів, N=12 шт;

N₁ -кількість фільтрів, виведених на промивку і ремонт, N₁=1 шт.

Загальна висота фільтра складатиме:

Н_Ф=Н_І + Н₂ + Н_з + Н₄ + Н₅ + Н₆ ; (2.38)

де Н_І - товщина фільтра, Н_І=0,3 м;

Н₂ - висота шару гравію, Н₂ =0,45 м;

Н₃- висота шару піску, Н₃=1,5 м;

Н₄ - висота шару води, Н₄ = 2 м;

Н₅ - додаткова висота пов'язана з промивкою фільтра:

(2.39)

Н₆ - будівельна висота, Н₆=0,5 м;

Н_ф = 0,3+0,45+1 ,5+2+0, 17+0,5=4,92 (м);

(2.40)

.

; (2.41)

де W₀=Q_сер;

- час простою фільтра, =0,33 год;

2.6.1 Розподільча система фільтрів

Кожний фільтр обладнаний чотирма трубопроводами:

1. подача води на фільтри з змішувача, V=1-1,5 м/с;

2. відвід промивної води, V=1 - 1 ,5 м/с;

З . промивний трубопровід, V= 1-1,5 м/с;

4. відвід фільтрованої води, V=1-1,5 м/с;

Для відводу фільтрованої води і промивки фільтрів у проекті запроектовано розподільчу систему великого опору. Інтенсивність промивки фільтрів прийнята виходячи з гранулометричного складу завантаження фільтру 12 л/с на 1м².

Витрата на промивку складатиме:

(2.42)

де F - площа фільтрації фільтра, F=25,52 м;

W- інтенсивність промивки, W=16 л/с-м²;

Для подачі промивної води запроектована труба , за таблицями Шевелева визначено при швидкості V=1,96м/с діаметр d=600 мм. Для відводу промивної води запроектована труба d=600 мм.

Для скиду і відводу фільтрованої води і промивки фільтрів у кожній ланці запроектовано укладання сталевих перфорованих труб відстань між якими 300мм.

Кількість труб:

(2.43)

де В - ширина ланки фільтрів, В=5,8 м;

S - відстань між боковими відводами, S=0,3 м;

Витрата води, що приходиться на один відвід:

(2.44)

Діаметр відводів прийнятий виходячи із швидкості V = 1,6-2,4 м/с; V=1,89м/с; d=75мм.

На кожному відводі запроектовано сверління отворів d=12 мм під кутом 45° у шаховому порядку сумарна площа отворів приймається 0,3 % від площі фільтру:

 (2.45)

Площа одного отвору:

(2.46)

Кількість отворів на весь фільтр:

(2.47)

Крок сверління отворів при ширині 5,8 м:

(2.48)

2.6.2 Розрахунок системи відводу промивних вод

Для збору та відводу промивних вод на фільтрах запроектований монтаж прямокутних жолобів. Відстань між жолобами повинна бути не більше 2,2 м. Приймаємо відстань між осями жолобів 2 м. Кількість жолобів виходячи з ширини фільтрів складе:

(2.49)

де В -- ширина фільтру, В=5,8 м;

Витрата води на один жолоб складатиме:

(2.50)

Ширина жолоба визначена за формулою:

; (2.51)

де - коефіцієнт, прийнятий 2 для жолобів прямокутного перерізу;

- витрата, що приходиться на один жолоб, q_ж = 0,136 м³/с

А- коефіцієнт, прийнятий A=1;

Висота жолоба:

(2.52)

Конструктивна висота:

Висота жолобів в кінці:

(2.53)

Відстань кромки жолоба від піщаного завантаження.

(2.54)

де Н_з- висота фільтруючого завантаження, Н_з=1.5 м;

А₃ -- відносне розширення піску прийнято за табл.. 23, а₃ = 25%;

Відстань від дна жолоба до дна каналу:

(2.55)

де - витрата води, що приходиться на всі жолоби, =0,408 м/л;

g - прискорення вільного падіння, g = 9,81 м/с²;

- ширина каналу, В_кан=1 м;

Площа перерізу каналу:

(2.56)

Швидкість руху у канал:

(2.57)

Для спорожнення фільтру приймаємо трубопровід діаметром 200 мм.

2.6.3 Розрахунок втрат напору при промивці фільтрів

Втрати напору на фільтрах складаються:

1. втрати напору у розподільчій дренажній системі фільтра;

втрати напору у фільтруючому шарі;

втрати напору у гравійному шарі;

втрати напору у напірному трубопроводі;

втрати напору у всмоктую чому трубопроводі;

втрати напору у насосній станції 2-го підйому.

Втрати напору у дренажній системі

Втрати напору у дренажній системі визначаються за формулою

(2.58)

де - коефіцієнт гідравлічного опору, розрахований за формулою:

(2.59)

де К_п - коефіцієнт перфорації, визначений за формулою:

; (2.60)

де - сумарна площа отворів у перфорованих трубах, =0,07 м²;

у даному проекті площа поперечного перерізу труби підводу, промивних вод, ;

V₁ - швидкість руху води на початку колектора, V₁ =1,96 м/с;

V₂- швидкість руху води на вході у відвід, V₂=1,89 м/с;

Втрати напору у фільтруючому завантаженні

Висота фільтруючого завантаження Н_ф.з. =1,5 м.

Втрати напору у фільтруючому завантаженні визначені за формулою:

(2.61)

де а - коефіцієнт, прийнятий а = 0,85;

b - коефіцієнт, прийнятий, b=0,004;

W - інтенсивність промивки, W=16 л/см²;

Втрати напору у гравійному шарі

Висота гравійного шару складає 0,45 м;

Втрати напору у гравійному шарі розраховані за формулою:

(2.62)

де - висота гравійного шару, =0,45 м;

W - інтенсивність промивки, W=16 л/см²;

2.7 Станція озонування

Атмосферне повітря пропускається через фільтр / для очищення пилу, після чого повітряним компресором 2 нагнітається на охолоджуючі пристрої 3, звідки поступає в пристрої для осушіння повітря 4. Охолоджувачем служить вода, що подається в змійовик 5. Охолоджене та осушене повітря прямує в генератори озону 6 (озонатори). Під дією «тихого» електричного розряду отримують озон, але не в чистому вигляді, а в суміші з повітрям. Концентрація озону в цій озоно-повітряній суміші коливається для озонаторіврізних типів в межах від 10 до 20 г/м3 (або від 0,85 до 1,7% за вагою при температурі 25°С). Оскільки тихий електричний розряд супроводжується тепловиділенням, передбачається охолодження електродів озонатору водою, що надходить по трубопроводу 7. Напруга подається на озонатор від підвищую чого трансформатору 8 по високовольтному кабелю.

Заключним етапом технологічного процесу є швидке змішування води з озонованим повітрям в спеціальній контактній колоні 9. Вода та озоноване повітря циркулюють назустріч один одному, що прискорює процес розчинення озону.

Розрахунок установки для озонування води

Розрахункова витрата води яка очищується, ;

Доза озону -3 - 5 г/м³;

Коефіцієнт використання озону, - 95 % ;

Годинна потреба в озоні

- при мінімальній масові дозі:

(2.63)

при максимальній масовій дозі:

(2.64)

Максимальна об'ємна витрата озоно-повітряної суміші при масовій концентрації озону у суміші 15 г/м³

(2.65)

.

2.8 Контактна камера озонування другого ступеня для змішування озоно-повітряної суміші з водою

Конструкція камери аналогічна конструкції камери озонування першого ступеня.

Термін контакту води, що очищується з озоном 8 хвилин.

Необхідна площа поперечного перерізу контактної камери в плані

(2.66)

де Т- тривалість контакту озону з водою,, хвил.

n - кількість контактних камер

Н - глибина шару водм в контактній камері, приймається 4,5-5 м.

м².

Для рівномірного розпилення озонованого повітря у дна контактної камери розміщують перфоровані труби. Приймаємо керамічні пористі труби.

2.9 Резервуар чистої води

Резервуари в системах водопостачання повинні включати регулюючий, пожежний, аварійний і контактний обсяг води й обсяг води на промивання фільтрів.

(2.67)

Якщо подача води здійснюється по одному водоводу, то аварійний обсяг необхідний. Якщо два і більше водоводів - аварійні обсяги можна не передбачати.

Регулюючий обсяг води, в резервуарах чистої води, визначається за формулою:

(2.68)

де - втрата води в добу максимального водоспоживання,

К_н - відношення максимальної годинної подачі в резервуарі до середнього денної втрати в добу максимального водоспоживання. Тому що в нас прийнята рівномірна подача води в резервуар протягом доби, де:

К_н =4,17/4,17=1

К_ч - коефіцієнт годинної нерівномірності добору води з регулюючої ємності, визначається як відношення максимальної годинної витрати до середнього денної витрати в добу максимального водоспоживання, К_ч=1,25.

Пожежний обсяг води в резервуарах повинний визначатися з умови забезпечення пожежогасіння з зовнішніх пожежних гідрантів і внутрішніх пожежних кранів:

(2.69)

де - норма витрати води на зовнішнє пожежогасіння, =35л/с;

Т - тривалість гасіння зовнішньої пожежі, Т=3 год;

N - кількість одночасних зовнішніх пожеж, N=2;

Т₁- тривалість внутрішнього пожежогасіння, Т₁-10 хв;

N₁ - кількість внутрішніх пожеж, N₁=2;

Q_вн - витрата води, необхідна для внутрішнього пожежогасіння,

Q_вн =2,5л/с;

У резервуарах чистої води повинний бути передбачений додатковий обсяг на кількість промивань фільтрів з розрахунку плюс ще одне додаткове промивання:

(2.70)

де n - кількість промивок, n = 3;

F - площа фільтру, що промивається, F = 25,52 м;

W_n - інтенсивність промивки, W_n - 16 л/см²;

Т- час промивки, Т=3 хв.

Загальна ємність резервуару складатиме

(2.71)

Приймаємо два резервуари розміром 56664,8 м.

2.10 Хлораторна

Хлораторна на 5 кг товарного хлору в годину. Використання хлораторної передбачене для :

проведення профілактичних робіт в освітлювачах, фільтрах

і резервуарах чистої води;

промивання і дезінфекція трубопроводів води;

додаткової обробки питної води хлором;

для створення стійкого тривалого бактерицидного ефекту у випадку виникнення гострих епідеміологічних ситуацій кишково-контактного типу.

Хлораторна має розміри в плані 69 м.

Хлор, що надходить з контейнера, розташовано на терезах, направляється у випарник, потім у грязевик і далі у фільтр. З фільтра газоподібний хлор направляється до вакуумних хлораторів типу ЛОНИИ-100, де змішуються з водою, утворивши хлорну воду, що потім використовується для обробки води або споруджень.

Усього передбачаємо шість хлораторів, з яких два - резервних.

Для періодичного очищення від сполук хлору, особливо від трьох хлористого азоту, випарників, грязевиків, фільтрів і хлораторів, передбачаємо продувку їх системним повітрям від компресорів.

Для ліквідації аварії контейнерів передбачаємо резервуар нейтралізуючого хлорного розчину, насоси перекачування, а також автоматичні системи ліквідації аварії й очищення вентиляційного повітря перед викидом його в атмосферу.

Передбачаємо наступні системи внутрішнього водопроводу і каналізації:

система господарсько-питного водопроводу;

система побутової каналізації;

система дощової каналізації;

система виробничої каналізації.

Крім того, згідно „Правилами безпечного збереження хлору” (ПБХ-93), над зовнішніми дверними і віконними прорізами передбачаємо сухо трубні перфоровані труби.

3. Розрахунок насосної станції ІІ підйому

Насосна станція ІІ-го підйому подає воду з резервуарів чистої води, розташованих після очисних споруд водопроводу споживачам.

На насосних станціях ІІ підйому звичайно встановлюють декілька груп насосів різного призначення: господарчо-питні, протипожежні та промивні.

Насоси підбираються на подачу розрахункової витрати з необхідним напором.

Перша група - насоси подачі води споживачам в місто.

Витрата води яка подається . Вода двома сталевими усмоктувальними водопроводами, діаметром 600мм, при швидкості 1,15 м/с подається на насосну станцію 2-го підйому до насосів першої групи. Втрати напору в усмоктувальному водоводі визначаємо за формулі:

(3.1)

де 1000i - втрати напору на один кілометр, 1000і=2,39 м;

L_вв - довжина усмоктувального трубопроводу, L_вв - 0,15 км;

- сума коефіцієнтів місцевих опорів, ;

;

Після насосної станції вода по двом залізобетонних водоводах діаметром 500 мм, при швидкості 1,37 м/с подається споживачам.

Втрати напору в напірному водоводі визначаємо:

 (3.2)

де 1000і - втрати напору на один км, 1000і = 3,74;

L_нв - довжина напірного водоводу, L_нв=2 км.

Напір насосів складається з втрат напору в насосній станції, водомірних пристроях, в усмоктувальних і напірних водоводах і геометрична висота підйому, визначається за формулою:

(3.3)

де Н_г - геометрична висота підйому;

- втрати в усмоктувальних трубопроводах;

- втрати в насосній станції;

-- вільний напір.

Н=23,8+0,5+2,5+1,5+45=73,3 м.

За обчисленими значеннями напору Н=73,3 м і витрати 0=939,5 м³/год необхідний насос вибираємо із зведених графіків характеристик насосів. Приймаємо 4 насоси (2 робочих і 2 резервних) типу Д1000-40. Характеристики насоса: N=90 кВт, n=980 об/хв, =80 %, Д_рк=480 мм.

4. Водопостачання теплоелектростанції потужністю 2400 мВт

На теплоелектростанції для забезпечення заданої потужності 2400 мВт передбачена установка 8 енергоблоків К300-240. Питома норма водоспоживання на 1мВтгодину узята з укрупнених норм відповідно до галузевих нормативів: технічна вода- 126,19 м³/(мВт• год), питна вода 1,6 м³/(мВт • год), оборотна вода - 0,11 м³/(мВт год).

ККД турбіни можна збільшити, підвищивши температуру і тиск пари, що надходить у турбіну, чи знизивши температуру і тиск насиченої пари, що відбувається у встановленому для цієї мети конденсаторі при подачі в нього охолодженої води.

Вихідний з турбіни пар надходить у паровий простір конденсатора, укладений між турбінними дошками, і конденсується на зовнішній поверхні трубок, усередині яких проходить охолоджена вода конденсатора. Пара, що сконденсувалася, збирається в нижній частині корпуса конденсатора і приділяється конденсат ними насосами для повторного використання.

Тиск пари на вході з турбіни залежить від температури, при якій відбувається його конденсація. Чим нижче температура охолодженої води, яка подається в конденсатор, тим нижче тиск пари, що виходить з турбіни.

Зниження температури конденсації вихідного з турбіни пари на 10° С (з 40 ° С до 30 ° С) і зв'язане з цим поглиблення вакууму на 3,2% приводить до підвищення термічного ККД турбіни на 1,4%, що рівносильно збільшенню потужності турбіни приблизно на 2,7% при тій же витраті пари і палива.

Температура охолодженої води, подана в конденсатор, безпосередньо впливає на температуру конденсації пари, що відпрацьована в турбіні, і, отже, на глибину вакууму в конденсаторі і ККД турбіни. Крім того, при підвищенні температури, що охолоджує воду за визначену межу знижується потужність, яка одержана турбіною. Гранична температура охолодженої води, при якій турбіна може працювати на мінімальну потужність, приймається, звичайно, рівною 30 ° С, а для турбін, виготовлених для районів із тропічним кліматом, від 36 ° С до 40 ° С.

Перепад температури відпрацьованої води можна визначити за формулою:

(4.1)

де і_к - ентальпія пару;

t_к - ентальпія конденсату;

m - кратність охолодження;

Ця формула виводиться з рівняння теплового балансу конденсатора:

; (4.2)

де Д_к - витрата охолодженої води.

Величина m - називається кратністю охолодження, її збільшення приводить до підвищення ККД турбіни, але вимагає в той же час збільшення витрати охолодженої води й електроенергії на її перекачування. Для двохходових конденсаторів оптимальна кратність охолодження приймається в залежності від температури охолодженої води і напору циркуляційних насосів від 30 до 70.

4.1 Розрахунок охолоджувальної здатності водоймища

Для охолодження оборотної води після конденсаторів приймаємо існуюче водоймище -- охолоджувач, що має наступні параметри:

Відмітка нормального підпірного рівня (НПР) - 91,0 м;

Відмітка рівня мертвого обсягу (РМО) - 89,0 м;

Площа дзеркала при НПР - 12,5 км²;

Площа дзеркала при РМО - 10,3 км²;

Обсяг водоймища при НПР - 50,12 млн м³;

Обсяг водоймища при РМО - 27,70 млн м³;

Середня глибина - 4,25 м.

Для можливості використання водоймище визначаємо його охолоджуючу здатність, за допомогою графіку розрахунку активної площі за методом Теплоелектропроекта.

Розрахунок площі водоймища визначаємо таким способом:

Визначаємо водосховища-охолоджувача.

; (4.3)

де - активна площа ставка .

- кількість охолоджуваної води, м³/доб.

- коефіцієнт використання площі ставка.

;

Природна температура води у водоймищі t_e = 25,5 °С, швидкість вітру на висоті ;

Перепад температури відпрацьованої води після конденсаторів і охолодженої води:

де t₁ - температура нагрітої води, °С

t₂ - температура охолоджуваної води, °С перегрів складе:



звідси:

(4.4)

Як видно з розрахунків охолодженої здатності водоймища недостатньо. Щоб підсилити охолоджений ефект водоймища, доцільно на його поверхні налаштувати-бризкала для розбризкування води.

Як бризкальні установки приймаємо модулі для охолоджування води, розроблені АТЕП.

4.2 Розрахунок кількості модулів

Продуктивність одного модуля складає 4,4 м³/с. при цьому температура охолодженої води складає 28 °С.

Розглянемо можливість застосування одного, трьох, п'яти і семи модулів.

Розрахункова витрата води, яка подається на конденсатори, складе 84,13 м³/с.

Температура повітря на сухому термометрі за найжарчу декаду -25,7°С.

Перепад температур нагрітої і охолодженої води 9 °С.

Відповідно до розрахунку ЕОМ (дивись таблицю) оптимальна кількість модулів бризкала для установки складає 5 штук. Тому що зі збільшенням числа модулів буде необґрунтовано занижена температура охолодженої води і значно збільшені витрати на електроенергію.

Таблиця 4.1 - Визначення температури води після змішання залежності від кількості модулів

Кількість модулів	Витрата води на бризкала	Витрата води на водойми- ще	Температура води на бризкала	Температура води на водоймище	Змішана температра води
1	4,4	79,73	28	32,6	32,37
3	13,2	70,73	28	31,75	31,17
5	22,0	62,13	28	30,75	30,00
7	30,8	53,33	28	30,5	29,32

Оптимальна кількість 5 модулів. На бризкальні пристрої подаємо 22 м³/с.

4.3 Вибір схеми технічного водопостачання охолодження конденсаторів парових турбін

Водопостачання електростанцій може бути прямоточним, оборотним чи змішаним.

При прямоточному водопостачанні тепла вода, що відпрацювала, 3 скидається в ріку, водоймище, озеро на такій відстані від водозабірного спорудження, щоб виключити можливість влучення в нього теплої води. При низьких температурах річкової води водопостачання електростанції з ріки може бути здійснене по системі з підмішуванням до річкової води в маловодні періоди року теплої води, що відробила на електростанції. При застосуванні систем прямоточного водопостачання не потрібно великих капіталовкладень на будівництво і забезпечуються низькі і стабільні температури охолодженої води. Однак, витрати води достатні для прямоточного водопостачання могутньої електростанції, можуть бути отримані тільки з великих рік, на яких розміщення теплових електростанцій по сукупності техніко-економічних показників виправдовує лише в рідких випадках. Можливість розміщення електростанцій на ріках обмежується також підвищеними вимогами до умов скидання води у водойми, зв'язані з тим, що зміна температурного режиму ріки дуже впливає на біологічні процеси, що відбуваються в ній.

Найбільш вигідною системою оборотного водопостачання для конденсаційної електростанції є система з водоймищем-охолоджувачем. Однак, що зростає цінність земельних ділянок усе частіше приводить до необхідності застосування для охолодження води на конденсаційних електростанціях градирень.

Існують системи змішаного водопостачання електростанцій, коли паралельно з водотоком у маловодні періоди включаються в роботу охолоджувачі, або паралельно з водоймищем чи градирні - бризкальні установки.

У дипломному проекті, згідно завдання, приймаємо існуюче водоймище для охолодження відпрацьованої нагрітої води після конденсаторів парових турбін згідно виконаним у попередньому пункті розрахунками, установлено що в літній період у самий жаркий час охолодженої здатності водоймища недостатня і необхідна установка бризкальних модулів на водоймище для додаткового охолодження води. Бризкальні установки працюють у літню пору паралельно з водоймищем, у такий спосіб система водопостачання теплоелектростанції - змішана.

Подача води на електростанцію з водоймища здійснюється центральними береговими насосними станціями. При цій схемі охолоджена вода подається від насосної станції до машинного відділення електростанції по двох чи кількох напірним магістральним водоводам, діаметром 3-3,5м. До кожного конденсатора улаштовують відводи від двох магістральних водоводів. Центральні берегові насосні станції споруджуємо в одному блоці з водоприймачем. У них установлюємо не менш чотирьох насосів сумарною подачею, рівної максимальній розрахунковій витраті охолодженої води (без резерву), насоси працюють паралельно на розгалужену мережу. Таке розташування насосів забезпечує їхнє взаємне резервування і можливість регулювання подачі води зміною не тільки кута установки лопат, але і числом працюючих насосів.

4.4 Розрахунок берегових насосних станцій, що подає воду на охолодження

Джерелом водопостачання для цілей промислового водопостачання прийняте водоймище.

Категорія водозабору по ступені забезпеченості прийнята - І згідно п.4.4 СНиП 2.04.02-84. Умова забору води з поверхневого водяного джерела виходячи з мутності прийнята по табл. 12, СНиП 2.04.02-84.

Конструкція водозабору прийнята по табл. 13 - береговий.

Водоприймачі об'єднані з насосною станцією в одному блоці, і обладнані затворами, ґратами, й обертовими сітками.

Приймаємо до будівництва дві берегові насосні станції, тим самим забезпечуємо можливість будівництва теплоелектростанції поетапно в першу і другу чергу будівництва.

Для охолодження восьми турбін типу К3ОО-240 необхідну кількість води визначаємо по питомому водоспоживанню на 1 мВтгод, що складає 126,19м³/мВттод:

(4.5)

де А - потужність теплоелектростанції , А=2400 мВт.

q - норма водоспоживання, q = 126.19 м³/мВтгод.

;

Кількість води від однієї насосної станції складає:

 (4.6)

Від берегової насосної станції охолоджена вода по двом напірним сталевим водоводам подається на конденсатори парових турбін. Діаметри трубопроводів, що підводяться, обчислюємо по формулі:

(4.7)

де V - швидкість руху води в трубопроводі, м/с;

- площа живого перерізу, м²;

Звідси:

(4.8)

Діаметр напірних трубопроводів приймаємо 3 м.

Втрати напору на один кілометр визначаємо по формулі:

(4.9)

Приймаємо d=3000 мм, V=3.1 м/с, 1000і=0,8 м.

Довжина траси до головного корпуса - 240 м, уздовж машзалів блоків складає - 400м.

Насосне устаткування для берегової насосної станції вибираємо виходячи з продуктивності і необхідного напору.

Повний напір насосної станції визначаємо по формулі:

; (4.10)

де Н_г - геометрична висота підйому, H_г = 4 м;

h_вс - втрати напору в усмоктувальному трубопроводі, h_вс = 0,5 м;

h_нс -- втрати напору в насосній станції, h_нс = 4 м.

h_в - втрати напору в напірних водоводах, h_в = 0,66 м;

h_св - вільний напір, h_св = 8 м.

м.

За обчисленим значенням напору Н=17,16 м і витрата Р=42,1 м³/с необхідний напір вибираємо із зведених графіків характеристик насосів.

Приймаємо п'ять насосів типу ОП 10-145.

Характеристика насоса: подача Q=1,2 м³/с, напір Н = 17м, D_р.к. = 1450 мм, n = 375 об/хв, кут установки лопатки - 6°.

Після охолодження конденсаторів турбін скидання нагрітої води здійснюється закриті залізобетонні канали, розташовані уздовж головного корпусу. Довжина траси залізобетонних каналів - 800 м.

Циркуляційна витрата охолодженої води від теплоелектростанції, що працює на повну потужність С2 = 84,13 м³/с.

Приймаємо п'ять ниток каналів, витрата на кожну нитку складе = 21,03м³/с.

Розміри каналів розраховуємо по формулі:

; (4.11)

де V - швидкість руху води в каналі, м/с;

- площа живого перерізу каналу.

З цієї формули визначаємо площу живого перетину каналу:

(4.12)

Приймаємо стандартні канали розміром 3500 х 3500 мм.

Узимку скидання відпрацьованої води в канал №1 здійснюється для обігріву берегових насосних станцій.

Пропускна здатність каналу Q=40 м³/с.

За межами промплощадки закриті канали переходять у відкриті. Відкриті канали за межами промплощадки електростанції приймаються трапецеїдальної форми. Розміри каналів розраховуємо по формулі:

де V - швидкість руху води в каналі, м/с;

- площа живого перерізу каналу, м²;

;

Приймаємо відкритий скидний канал № 1 стандартної форми:

Ширина по дну -5м, глибина до берм - 3,5 м, довжиною - 380 м. Розміри каналу, що відводить воду для охолодження на водоймище визначаємо з формули: Звідси,

;

Приймаємо відкритий скидний канал №2 стандартної форми: Ширина по дну -10м, глибина до берм -3,5 м, довжиною - 250 м.

4.5 Розрахунок бризкальних установок і насосної станції

Для охолодження нагрітої оборотної води в літній період передбачаємо додаткові водоохолоджувачі - бризкальні установки, що діють паралельно з водоймищем - охолоджувачем. Розташовуються бризкальні установки над поверхнею водоймища. Для попередження розмивання берегів передбачаємо зміцнення укосів водоймища в місці роботи модулів. Бризкальна установка складається з п'яти модулів з витратою на кожен модуль - 4,4 м³/с. Вода підводиться від насосної станції до бризкальної установки пятьма магістральними сталевими трубопроводами. Діаметри трубопроводів підбираємо по таблицям Шевелева Q=4400 л/с, d=1600 мм, V=2.22 м/с, 1000і=2,87 м. Кожен модуль складається з пяти розподільних трубопроводів. На кожному розподільчому трубопроводі довжиною 60 м установлюємо по 25 сопел типу ЦО-85.

Таблиця 4.2 - Розрахунок трубопроводів бризкальних установок

№ ділянки	Витрата води на ділянці	Діаметр, мм	Швидкість, м/с	Втрати напору на 1 км, м	Довжина, м	Втрати напору по довжині
1-2	4400	1600	2,22	2,87	220	0,63
2-3	1760	1400	1,14	0,91	30	0,03
3-4	880	1000	1,11	1,33	360	0,04
4-5	880	1000	1,11	1,33	26,6	0,03
5-6	575,8	800	1,12	1,81	26,6	0,05
6-7	339,2	600	1,14	2,64	26,6	0,07
7-8	170,2	400	1,27	5,45	26,6	0,14
	0,99

4.6 Розрахунок насосної станції що подає воду на бризкальні модулі

Насосну станцію подачі води на бризкальні установки приймаємо закритого типу, сполучену з водозабірником.

Водоприймач обладнаний ґратами, п'ятьма обертовими водоочисними сітками типу ТЛ 3000, затворами і гратоочисною машиною.

Загальна продуктивність насосів подачі води на бризкальні установки складає Р = 22 м³/с.

Повний напір насосної станції визначаємо по формулі:

Повний напір насосної станції визначаємо по формулі:

(4.13)

де Н_г - геометрична висота підйому, H_г = 0,38 м;

h_вс - втрати напору в усмоктувальному трубопроводі, h_вс = 1 м;

h_нс -- втрати напору в насосній станції, h_нс = 5 м.

h_в - втрати напору в напірних водоводах, h_в = 0,99 м;

h_св - вільний напір, h_св = 10 м.

м.

За обчисленими значеннями напору м і витрата Q=22 м³/с необхідний насос вибираємо із зведених графіків характеристик насосів.

Приймаємо п'ять насосів типу ОП2- 110.

Характеристика насоса: подача Q = 4,4 м³/с, напір Н = 17м, D_р.к.= 130 см, n = 485 об/хв, N =750 кВт, кут установки лопатки - 6°.

5. Насосна станція підживлення технічного водопостачання з річки Сіверський Донець

Втрати води в системі охолодження конденсаторів парових турбін будуть складатися з витрат води на випаровування водоймища і фільтрацію. Для водоймища , витрати води на випаровування складуть:

(5.1)

де -перепад температур нагрітої й охолодженої води;

К_вип-- коефіцієнт враховуючий частку тепловіддачі випаром у загальній тепловіддачі, К_вип =0,0012 .

Втрати води на випаровування з водоймища рівні 1,08 % чи 3270,84 м³/год. Для бризкальних модулів утрати води на випар Р₁ складають:

Втрати води унаслідок віднесення вітром у процесі охолодження Р₂ визначаємо з [1] табл. 38. Р₂ = 3 %.

Загальні витрати на бризкальних модулях будуть дорівнювати сумі витрат:

Р_І+Р₂ = 1,31+3 = 4,31%.

Втрати води складають 4,31 % чи 13053,09 м³/год. Фільтрація з водоймища складає 210 м³/год.

На золошламовидалення і технічні нестатки станції приймаємо 3,5 % чи 10599,96 м³/с. Загальні витрати води складають 26923,89 м³/год.

Витрати підживлюючої води повинні заповнювати втрати води й у даному випадку дорівнюють 26923,89 м³/год.

5.1 Розрахунок насосів підживлення технічного водопостачання

Насосну станцію підживлення проектуємо закритого типу, сполучену з водозабірником.

Водоприймач обладнаний ґратами, п'ятьма обертовими водоочисними сітками, затворами і гратоочисною машиною.

Від насосної станції підживлена вода по двом сталевим водоводам подається у відкритий канал підживлення, діаметр трубопроводів, що підводять, обчислюємо по, Q = 3004,9 л/с, d - 1200 мм, V - 1,54 м/с, 1000i = 2,01 м, L - 2500 м. Втрата напору на даній ділянці складає:

h_нв= 1000і L ; (5.2)

h_нв= 2,01 2,5 = 5,03 м.

Після сталевих напірних водоводів вода надходить у відкритий канал, пропускна здатність якого повинна бути Q = 7478,86 м³/год.

Розміри каналів розраховуємо по формулі:

(5.3)

де V - швидкість руху води в каналі, м/с;

- площа живого перерізу каналу, м²;

З цієї формули визначаємо площу живого перетину каналу:

(5.3)

.

Приймаємо відкритий підживлюючий канал трапецеїдальної форми: Ширина по дну - 1,5 м, глибина до берм - 2,5 м, довжиною - 1325 м.

Канал прокладений з ухилом і = 0,00001 .

Насосне устаткування для підживлення вибираємо виходячи з продуктивності і необхідного напору.

Повний напір насосної станції визначаємо по формулі:

(5.4)

де Н_г - геометрична висота підйому, H_г = 10 м;

h_вс - втрати напору в усмоктувальному трубопроводі, h_вс = 0,07 м;

h_нс -- втрати напору в насосній станції, h_нс = 3 м.