Контрольная работа: Применение замкнутых систем водопользования на промывочно-пропарочных станциях сети железных дорог

Исходные данные

Контур охлаждения компрессоров

Основные параметры контура охлаждения компрессора
Подача охлаждаемой воды, м3 /сут	62
Тmax 0 C на выходе из компрессора	47
Тmax 0 C на входе в компрессор	26
Коэффициент капельного уноса	0,19
Концентрация циркулирующей воды, г/м3 взвеси	44
Для взвеси в осадке	0,5
Концентрация масла нефтепродукта в охлаждающей воде, г/м3	38
Доля нефтепродукта во всплывшем слое	0,4
Коэффициент водоохладителя	0,13

Оборотный контур щелочного моющего раствора

Основные параметры оборотного контура
Производительность насоса, м3 /ч	3,2
Время работы насоса, ч	4,5
Концентрация взвеси, г/м3	127
Доля твёрдой фазы в осадке	0,4
Доля нефтепродуктов в смеси	0,6
Содержание водяных паров, г/м3	85
Время работы вентилятора, ч	4,5
Производительность вентилятора, м3 /ч	720
Коэффициент потери от уноса и разбрызгивания, %	0,4
Концентрация нефтепродуктов, г/м3	105

Оборотный контур обмывки мотор-вагонных секций (вагонов)

Параметры оборотного контура
Количество обмываемых вагонов в сутки, N, шт.	127
Объём воды в системе контура, W, м3	88
Концентрация взвеси в отработанной воде, С2 , г/м3	330
Концентрация нефтепродуктов в отработанной воде, С4 , г/м3	91
Начальная температура, t1 , 0 C	85
Конечная температура, t2 , 0 C	52
Доля твёрдых веществ фазы в осадке, α	0,4
Доля нефтепродуктов в отводимой смеси, β	0,8
Доля непрореагированного ТМС, α1	0,5
Расход ТМС, V2 , л/вагон	4,6
Концентрация ТМС, С6 , г/л	43
Коэффициент возврата ТМС, К3	0,5
Доля твёрдой фазы в осадке в сборном баке моющего раствора, α2	0,5
Доля всплывших нефтепродуктов в собранном моющем растворе, γ	0,37
Концентрация взвешенных веществ в собранном моющем растворе, С7 , г/м3	113
Концентрация нефтепродуктов в собранном моющем растворе, С8 , г/м3	116

Введение

Внедрение технологических систем оборотного водопользования на предприятиях железнодорожного транспорта является основным направлением как при решении вопросов рационального использования водных ресурсов, так и защиты окружающей среды и водоёмов от загрязнения.

Всероссийским институтом железнодорожного транспорта разработаны требования к качеству оборотной воды с учётом особенностей технологических процессов транспортных предприятий:

– сточная вода после промежуточной очистки может быть использована в том же технологическом процессе;

– качество воды в пределах установленного уровня должно обеспечиваться известными методами очистки воды применительно к каждому технологическому процессу.

– качество очищенной воды не должно ухудшать параметры технологического процесса;

– качество очищенной воды должно обеспечивать создание бессточных систем, по возможности без дополнительного применения чистой водопроводной воды, за исключением пополнения естественной убыли и периодической смены воды в системе.

В целом применение замкнутых систем водопользования на промывочно-пропарочных станциях сети железных дорог позволяет экономить 2 млн. м³ воды в год. Стоимость обработки цистерн по замкнутой технологии по сравнению со стоимостью сброса воды на очистные сооружения нефтеперерабатывающего завода снижается до 25%, а по сравнению со стоимостью сброса в открытые водоёмы при учёте предотвращённого ущерба – на 30% и более. На шпалопропиточном заводе внедрение бессточной системы водопользования обеспечивает экономию воды около 50 тыс. м³ /год, а внедрение аналогичной системы при обмывке пассажирских вагонов – до 100 тыс. м³ /год на один пункт.

1. Расчёт оборотного контура охлаждения компрессорных установок

Схема оборотного использования охлаждающей воды в компрессорных установках включает водоохладитель с насосом охлаждённой воды, подающий насос и сливной бак (рис. 1).

При работе компрессора нагретая вода из сливного бака насосом подаётся в водоохладитель, откуда после охлаждения другим насосом возвращается в компрессор . Сливной бак является расширительной ёмкостью для обеспечения нормальной работы системы. Насосы подбираются исходя из необходимой производительности и создания напора 25–30 мм вод. ст.

В качестве водоохладителя испарительного типа используются различные типы теплообменников, выбор которых определяется климатическими и производственными условиями. Охладители брызгательный бассейн или малогабаритные градирни (открытые или вентиляционные).

Рис. 1. Схема оборотного использования воды охлаждения компрессоров:

1 – компрессор (струйный); 2 – сливной бак для расширения нагретой воды; 3 – подающий насос; 4 – место установки теплообменника (можно установить для вторичного использования тепла, тогда вода после него должна иметь более низкую температуру, чем t ₂ , следовательно, уменьшается время охлаждения и величина испарения воды в водоохладителе); 5 – водоохладитель (брызгательный бассейн, тогда величина капельного уноса велика или миниградирня); 6 – насос; 7 – сливной бак (введение подпиточного объема воды); W – объем циркулирующей охлаждающей воды; Р – слив с целью уменьшения концентрации солей; И – объем испаряемой воды в водоохладителе; У – капельный унос; t ₁ – температура воды на входе в компрессор; t ₂ – температура воды на выходе из компрессора; а – подача газа (воздуха) в компрессор; в- выход сжатого газа (воздуха) из компрессора; с – подача холодной воды в теплообменник; д – выход нагретой воды из теплообменника; е – подпитка.

1. Определение потери воды от капельного уноса.

,

где W – объём охлаждаемой воды, м³ /сут.;

К₁ – коэффициент капельного уноса водоохладителя.

2. Определение потери воды от испарения.

,

где W – объём охлаждаемой воды, м³ / сут;

К₂ – коэффициент водоохладителя;

t₂ – максимальная температура воды на выходе из компрессора, ^о С;

t₁ – максимальная температура воды на входе в компрессор, ^о С.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--