Воздухоразделительные установки различают по производительности, давлению и составу продуктов разделения.

Воздухоразделительные установки по производительности делят на три группы:

1) малой производительности (30...300 м3/ч) для получения кислорода чистотой 99,2...99,5%, в которых применяется высокое (10...20 МПа) и среднее (3... 5 МПа) давления;

2) средней производительности (300...4000 мэ/ч) для получения кислорода чистотой 95.. .98%, в которых могут применяться либо два давления - высокое, низкое (0,5.. .0,8 МПа), либо только низкое давление;

3) большой производительности (более 4000 м /ч) для получения кислорода чистотой 95.. .98%, в которых применяется низкое давление.

В состав воздухоразделительных установок входит следующее оборудование: поршневые и турбинные компрессоры и детандеры, кислородные и аргонные насосы, ректификационные колонны, теплообменники, устройства автоматического регулирования и защиты, блоки очистки воздуха.

Поршневые компрессоры применяются на средние и высокие давления при производительностях менее 7800 м3/ч. Турбокомпрессоры могут быть центробежными и осевыми с большой производительностью по воздуху (8000... 170000 м3/ч) при давлениях 0,6...0,8 МПа и в некоторых случаях до 3,5 МПа. Турбокомпрессоры обеспечивают равномерную подачу воздуха, свободного от примеси масла. Они просты в эксплуатации, имеют меньшие размеры и более высокий КПД по сравнению с поршневыми компрессорами.

Поршневые детандеры применяют для высокого и среднего давлений в установках малой мощности. В области малых расходов поршневые детандеры хорошо регулируются и при прочих равных условиях имеют более высокий КПД, чем турбодетандеры. Однако они менее надежны в работе и имеют худшие массовые и габаритные показатели на единицу производительности. В установках большой производительности и низкого давления наиболее широко применяются одноступенчатые радиальные реактивные турбодетандеры, предложенные академиком .

Для перекачки ожиженных газов применяют насосы, отличающиеся от используемых для перекачки обычных жидкостей тем, что они работают при значительно более низкой температуре среды, в связи с чем возрастают потери при нагнетании. Ожиженные газы обычно имеют температуру, близкую к температуре кипения. Поэтому при уменьшении давления в отдельных элементах насоса (клапанах, патрубках, арматуре) из-за гидравлических потерь возможно возникновение кавитации. Для предотвращения этого явления необходимо в значительной мере охлаждать ожиженные газы перед их поступлением в насос.

В установках для разделения воздуха применяют поршневые (плунжерные) и центробежные насосы. Поршневые насосы используют для газификации жидкости (кислорода и азота), наполнения баллонов до обеспечения давления 40 МПа, для подачи газа в сеть потребителя при давлении до 1,5 МПа. Центробежные насосы применяют для перекачки жидкости между ректификационными колоннами в больших количествах при малых напорах.

Очистка воздуха от водяных паров и диоксида углерода производится в специальных адсорбционных блоках. Дня обеспечения непрерывной работы в блоке имеется два адсорбера. В то время как в одном из баллонов происходит адсорбция примесей, второй подвергается регенерации нагретым азотом, в результате которой происходит десорбция и удаление водяных паров и диоксида углерода. Таким же образом производится осушка кислорода после сжатия его в компрессорах.

8. ВОДОСНАБЖЕНИЕ

Системы водоснабжения представляют собой комплекс взаимосвязанных сооружений, предназначенных для обеспечения потребителей города, промышленных предприятий, предприятий сельского хозяйства водой [8, 9].

В задачи системы водоснабжения входят: получение воды из природного источника, улучшение ее качества в соответствии с требованиями потребителей, транспортирование на территорию объекта и подача ко всем точкам отбора потребителями. В точках отбора должны быть обеспечены заданные давления и необходимый расход воды.

Система водоснабжения включает:

-  водозаборные сооружения для забора воды из природных источников;

-  насосные станции, создающие требуемые давления и расходы в водопроводных трубах;

-  сооружения для очистки и обработки природной воды в соответствии с санитарными нормами и требованиями потребителей;

-  водоводы и водопроводные сети, транспортирующие воду к объектам потребления;

-  регулирующие и запасные емкости-резервуары для хранения и аккумулирования воды.

Очистные сооружения исходной воды чаще всего располагаются вблизи источника водоснабжения (артезианских скважин, озера, реки и др.), т. е. в незначительном удалении от насосной станции первого подъема. Поданная насосами станции первого подъема вода самотеком проходит последовательно все очистные сооружения и поступает в сборный резервуар чистой воды, из которого разбирается насосами станции второго подъема и подается в городской магистральный водопровод или к конкретному потребителю.

Очистные станции в зависимости от качества воды источника могут выполняться по одноступенчатой или двухступенчатой схемам. При двухступенчатой схеме осветления, очистки и обеззараживания воды, подаваемой для хозяйственно-питьевых целей, вода от НС первого подъема поступает в смеситель, куда вводятся растворы коагулянта, хлора и извести, далее вода поступает в камеру хлопьеобразования, при этом в нее добавляют флокулянт (хлопьеобразователь) полиакриламид (ПАА) и активированный уголь (для устранения запахов и привкусов), затем вода проходит последовательно через горизонтальные отстойники и фильтры. Для поддержания необходимой концентрации фтора в питьевой воде добавляют фтор из сатуратора.

Для снижения цветности, привкусов и запаха одновременно с введением активированного угля применяют озонирование, аэрирование и другие методы.

В отдельных случаях схема очистных сооружений хозяйственно-питьевых водопроводов может быть дополнена устройствами для умягчения воды.

Схемы обработки подземных вод в ряде случаев более просты, так как включают лишь сооружения для обеззараживания, умягчения и обезжелезивания воды.

Решению вопроса о компоновке очистных сооружений должны предшествовать выбор схемы технологического процесса, а также установление типа, числа и размеров отдельных сооружений. Схему очистки воды, тип сооружений и их компоновку выбирают на основании требований потребителей к качеству воды и технико-экономических сравнений возможных вариантов.

На промышленных предприятиях, в том числе и на электростанциях, используется вода, прошедшая подготовку на очистной станции. Обычно в городах предусматривают единый водопровод, откуда вода расходуется на хозяйственно - питьевые цели и на пожаротушение. Существует ряд предприятий, каждое из которых может потреблять какое-то количество более дешевой неочищенной воды. Для них можно устраивать самостоятельные водопроводы неочищенной воды, которая может использоваться и для нужд пожаротушения. Однако вследствие территориальной разбросанности промышленных предприятий иногда оказывается экономически целесообразным снабжать их водой питьевого качества от городского водопровода. В настоящее время расход воды на технические нужды городской промышленности составляет 30...40% общего количества воды, подаваемой в сеть городского водопровода.

Итак, на промышленных предприятиях может подаваться вода питьевого качества (по ГОСТ 2874 - 73), а также слабо очищенная или неочищенная, или же только вода питьевого качества.

На предприятии вода используется для коммунально-бытового потребления, нужд пожаротушения, технического использования (для охлаждения подшипников, лопаток дымососов и других элементов оборудования, подверженных воздействию высокотемпературных сред),

технологического использования (в качестве растворителя, мойки изделий и оборудования и др.) и как энергоноситель. В последнем случае используется горячая вода для нужд отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и горячего водоснабжения (ГВС), а также для выработки водяного пара различных параметров.

Горячая вода готовится в специальных подогревателях или в водогрейных котлах. Предварительно вода даже питьевого качества проходит дополнительную обработку: очистку в механических фильтрах и деаэрацию (удаление из воды растворенных в ней кислорода и углекислоты до количеств, указанных в «Нормах качества подпиточной воды») в специальных установках — деаэраторах. Обычно этим подготовка подпиточной воды и ограничивается. Но в отдельных случаях, при большой жесткости воды питьевого качества, она еще и умягчается в одноступенчатых Na-катионитных или Н-катионитных фильтрах.

При подготовке питательной воды для паровых котлов вода питьевого качества очищается в механических фильтрах, деаэрируется и умягчается в Na-Н-катионитных фильтрах по двухступенчатой схеме в соответствии с требованиями к качеству питательной воды.

Пар от паровых котлов поступает на технологию, используется в паровых двигателях (турбинах, насосах) и расходуется на собственные нужды (в теплообменниках, на мазутное хозяйство и пр.). Для уменьшения потерь воды предусматриваются системы возврата конденсата от всех потребителей пара в водопаровой цикл котельной установки.

Системы водоснабжения промпредприятий и электростанций разделяются на прямоточные и оборотные. Прямоточные характеризуются однократным использованием воды из водоемов (озер, рек и др.) с последующим сбросом нагретой использованной воды в очистные сооружения сточных вод и далее в водоем .

Прямоточное водоснабжение обеспечивает минимальную температуру охлаждающей воды в данных климатических условиях. Оно требует умеренных капитальных Вложений (около 5 руб/кВт по ценам 1984 г.). Прямоточное водоснабжение принимается во всех случаях, когда оно не противоречит требованиям по охране природы в отношении нагрева воды в источнике водоснабжения, а в самом источнике воды достаточно для покрытия потребности предприятия.

Оборотные системы водоснабжения применяются в случае ограниченных ресурсов природной воды. При использовании таких систем нагретая и загрязненная вода, сбрасываемая отдельным цехом или предприятием в целом, очищается, охлаждается и вновь подается для использования на те же объекты. В этом случае из природного источника забирается только 3...5% общего количества воды, используемой предприятием, для восполнения потерь при ее обороте.

В качестве охладителей воды могут использоваться естественные (озеро), искусственные (наливные) водохранилища или градирни. По капитальным вложениям наиболее выгодны охладители-водохранилища, они не противоречат требованиям охраны природы, имеют минимальные потери воды на фильтрацию и испарение. Необходимая удельная площадь водохранилища при оборотном водоснабжении составляет 5... 10 м /кВт. Для примера: для конденсационной электростанции мощностью 2400 МВт площадь пруда-охладителя при оборотном водоснабжении составляет примерно 24 км2.

При такой схеме вода из природного источника подается не в сборный колодец, а непосредственно в охладитель воды, таким образом исключается насосная станция третьего подъема.

При водохранилищах-охладителях напор циркуляционных насосов составляет примерно 0,12 МПа, что обеспечивает минимальный расход электроэнергии на их привод.

Если вблизи предприятия нет достаточно крупного водоема или свободной земли для устройства пруда-охладителя, применяют башенные охладители (градирни). Градирня - конусное сооружение с диаметром основания до 16 м и высотой до 18 м, полое внутри. Внутренняя полость по всей высоте заполняется деревянными решетками или керамическими кольцами (кольца Рашига). Вода циркуляционными насосами подается на верх башни, откуда самотеком по решеткам (кольцам) стекает вниз, снизу вверх нагнетается воздух. Часть воды испаряется, вследствие чего вода охлаждается, внизу башни вода собирается в бассейне, откуда перекачивающими насосами подается в сборный колодец.

Недостатки градирни как охладителя воды: напор циркуляционных насосов составляет около 0,2 МПа, расход электроэнергии на их привод почти в два раза больше, чем при использовании пруда-охладителя; довольно значительное количество воды теряется при испарении (до 1% циркулирующей воды); значительны капитальные затраты на систему оборотного водоснабжения с градирнями (почти в 2,5 раза больше, чем при прямоточном водоснабжении). Достоинства градирни: несмотря на внушительные размеры, площадь, занимаемая градирней, ничтожна по сравнению с площадью, занимаемой прудом-охладителем; градирни наилучшим образом соответствуют требованиям экологической безопасности.

Библиографический список

1.  Правила устройства электроустановок. Седьмое издание. - М.: Энергосервис, 2002.

2.  ГОСТ 13109 - 97. Нормы качества электрической энергии в системах энергоснабжения общего назначения. - Минск: ИПК издательство стандартов, 1998.

3.  Соколов Е, Я. Теплофикация и тепловые сети. Учебник для вузов. - М.:Изд-во МЭИ, 2001.

4.  Промышленные тепловые электростанции: Учебник / Под ред. .- М.: Энергия, 1979.

5.  , , Берзиньш и отопительные котельные. -М.: Энергоатомиздат, 1984.

6.  Водяные тепловые сети: Справочное пособие / Под ред. . - М.: Энергоатомиздат, 1988.

7.  Голубков Б, Н. и др. Кондиционирование воздуха, отопление и вентиляция. - М.: Энергоиздат, 1982.

8.  , Швырев систем теплоснабжения, водоснабжения и канализации. - М.: Росагропромиздат, 1990.

9.  Тепловые и атомные электрические станции: Справочник / Под общ. Ред. и . - М.: Энергоиздат, 1982.

10.  Филатов производства и распределения энергоносителей промпредприятий. Учеб. пособие.- Л.: СЗПИ, 1990.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 3

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИИ ПРЕДПРИЯТИЙ.. 4

2. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ. 11

2.1. Определения основных понятий. 11

2.2. Энергетические системы.. 13

2.3. Приёмники электрической энергии. 20

2.4. Графики нагрузок. 25

2.5. Системы электроснабжения. 29

2.6. Качество электрической энергии. 38

3. ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ. 44

3.1. Системы теплоснабжения. 44

3.2. Источники тепловой энергии. 54

3.3. Тепловые сети и их оборудование. 59

3.4. Потребители тепловой энергии. 63

4. ТОПЛИВОСНАБЖЕНИЕ. 70

4.1. Общие сведения. 70

4.2. Топливоснабжение при твердом топливе. 76

4.3. Топливоснабжение при жидком топливе. 78

4.4. Топливоснабжение при газообразном топливе. 85

5. СНАБЖЕНИЕ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ СЖАТЫМ ВОЗДУХОМ.. 90

6. ХОЛОДОСНАБЖЕНИЕ. 91

6.1. Потребители искусственного холода на промпредприятиях. 92

6.2. Способы производства искусственного холода. 93

6.3. Системы непосредственного охлаждения. 94

6.4. Системы охлаждения с промежуточным хладоносителем. 96

6.5. Способы отвода теплоты от потребителей холода. 97

7. СНАБЖЕНИЕ ПРОДУКТАМИ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА.. 99

8. ВОДОСНАБЖЕНИЕ. 105

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18