Uniwersytet Zielonogórski

Wydział Inżynierii Lądowej i Sanitarnej

Zakład Sieci i Instalacji Sanitarnych

PROJEKT

Gospodarka wodno-ściekowa w zakładach przemysłowych

Wykonała:

Żukowska Marta

Gr. 45 B

OPIS TECHNICZNY

1. Lokalizacja i opis zakładu przemysłowego:

Zakład przemysłowy zlokalizowany jest w odległości 3250 [m] od rzeki (ujęcia) i na wysokości 136,5 [m n.p.m.]. W zakładzie mieści się 11 wydziałów:

- nr 1 - wydział przygotowania produkcji,

- nr 2 - oddział kondensacji smoły,

- nr 3 - wydział siarczanu amonu,

- nr 4 - benzolownie,

- nr 5 - punkt zasilania lokomotyw,

- nr 6 - budynek administracyjno- socjalny,

- nr 7 - oddział przygotowania i koksowania,

- nr 8 - oddział chemiczny,

- nr 9 - warsztat remontowy,

- nr 10 - myjnia taboru,

- nr 11 - pralnia.

Każdy wydział zaopatrzony jest w wodę pitno- gospodarczą. Poszczególne wydziały zaopatrzone są w wodę przemysłową ( patrz: schemat nr 1).

2. System wodno- ściekowy:

Dobrano model przepływowy (otwarty) gospodarki wodno- ściekowej, gdzie występuje strefowanie równoległe. Model ten charakteryzuje się tym, że woda wykorzystywana jest tylko jednorazowo. Woda pobierana jest z ujęcia (rzeki) i po wykorzystaniu (jako woda powrotna z uwzględnieniem strat na wydziałach) z powrotem kierowana jest do odbiornika

( patrz rys. nr 3). Średnica rurociągów na odległości od ujęcia do zakładu wynosi
i dobrana zastała na podstawie Q_u= 6078,59
. Średnice dla wody pitno- gospodarczej dobrano na podstawie danej zmiany , gdzie zapotrzebowanie na wodę jest największe

(patrz: tab. nr 1).Średnice dla wody przemysłowej dobrano na podstawie maksymalnego zużycia wody (patrz: tab. nr 2). Średnice rurociągów na terenie zakładu dla wody pitno- gospodarczej i przemysłowej naniesione są na rys. nr 1. Woda przemysłowa o ciśnieniu 30 mH₂O zasila wydziały nr 3, 4; o ciśnieniu 25 mH₂O- wydziały nr 1, 2; o ciśnieniu 20 mH₂O- wydziały nr 7,8,9.

3. Pompy I stopnia (na ujęciu):

Dobrano 4 pompy I stopnia typu NK- 300-360 firmy GRUNDFOS o wysokości podnoszenia 13,49 [m] i wydajności pojedynczej pompy 1518,28
.

4. Odległość między przewiązkami:

Bezpieczna odległość między przewiązkami wynosi 1083.33 [m]. Awaria została założona na dolnym odcinku (patrz: rys. nr 2).

5. Basen rozbryzgowy:

Jako urządzenie do chłodzenia wody zastosowano basen rozbryzgowy o wymiarach

52,0
90,0 [m]. Dobrano dysze śrubowe MOTEP w ilości 276 po 3 w jednym pęku. Odległość między pękami wynosi 3,5 [m], a rurociągami- 12,0[m] (patrz: rys. nr 4).

6. Zalecenie:

Zaleca się wykonanie projektu z powyższymi założeniami.

I. Bilans zapotrzebowania na wodę bytowo- gospodarczą.

1. Średnie zapotrzebowanie wody na cele higieniczno-sanitarne.

[m³/h] , gdzie

P- liczba pracowników

q- wskaźnik średniego zapotrzebowania na wodę

2. Maksymalne zapotrzebowanie wody na cele higieniczno-sanitarne.

[m³/h],gdzie

N_hH-s- współczynnik nierównomierności

3. Średnie zapotrzebowanie wody na natryski.

[m³/h],gdzie

N- liczba pracowników

4. Maksymalne zapotrzebowanie wody na natryski.

[m³/h], gdzie

N_hN- współczynnik nierównomierności

5. Obliczanie strat wody na zmianie.

,dla poszczególnych zmian

Przykładowe obliczenia:

1. Średnie zapotrzebowanie wody na cele higieniczno-sanitarne.

P=245, q_H-s=0,0044

[m³/h]

2. Maksymalne zapotrzebowanie wody na cele higieniczno-sanitarne.

Q_ŚrH-s=1,078 [m³/h], N_hH-s= 2

[m³/h]

3. Średnie zapotrzebowanie wody na natryski.

N=240, q_N=0,0113

[m³/h]

4. Maksymalne zapotrzebowanie wody na natryski.

N_hN=10,65, Q_ŚrN=2,712 [m³/h]

[m³/h]

5. Obliczanie strat wody na zmianie.

dla poszczególnych zmian

Przykładowe obliczenie dotyczą I zmiany wydziału przygotowania produkcji.

Pozostałe obliczenia są wykonane analogicznie do przykładowych, a wszystkie wyniki zamieszczone są w tabeli nr 1.

II. Bilans zapotrzebowania na wodę przemysłową.

1. Średnie zapotrzebowanie na wodę przemysłową.

[m³/h] ,gdzie

T- wielkość produkcji

q- jednostkowy wskaźnik zapotrzebowania na wodę

2. Maksymalne zapotrzebowanie na wodę przemysłową.

[m³/h], gdzie

N_u- współczynnik nierównomierności

3. Straty wody.

,

Liczone na produkcji i odprowadzeniu do kanalizacji.

4. Woda powrotna.

Q_p= Q - Q_str [m3/h]

Przykładowe obliczenia:

1. Średnie zapotrzebowanie na wodę przemysłową.

[m³/h]

2. Maksymalne zapotrzebowanie na wodę przemysłową.

Q_śr=1303,5, N_u=1,04

[m³/h]

3. Straty wody.

Na produkcji.

[m³/h]

Odprowadzenie do kanalizacji.

[m³/h]

4. Woda powrotna.

a). średnia ilość wody powrotnej:

[m³/h]

[m³/h]

b). maksymalna ilość wody powrotnej:

[m³/h]

[m³/h]

Przykładowe obliczenia wykonane są dla wydziału przygotowania produkcji.

Pozostałe obliczenia są wykonane analogicznie do przykładowych, a wszystkie wyniki zamieszczone są w tabeli nr 2.

Średnice dla wody bytowo-gospodarczej dobrano na podstawie danej zmiany, gdzie zapotrzebowanie na wodę jest największe.W tym przypadku dobrano średnice dla zmiany II. Średnice zostały zestawione w tabeli nr 3.

Średnice dla wody przemysłowej dobrano na podstawie maksymalnego zużycia wody. Średnice zostały zestawione w tabeli nr 3.

III. Dobór systemu.

Dane:

i_drz= i_t , czyli spadek dna rzeki jest taki sam jak spadek terenu

R_drz=134,7m n.p.m. -rzędna dna rzeki

R_zw=134,6 m n.p.m. - rzędna zera wodowskazu

SNW=1,7 m - średnia niska woda

Z mapy odczytujemy:

R_tu=135,5 m n.p.m.- rzędna terenu ujęcia

R_tz= 136,5 m n.p.m. - rzędna terenu zakładu

R_tI-I= 137,4 m n.p.m.

L=3250 m - odległość od ujęcia do zakładu

H_t= R_tz - R_SNWU

H_t= 136,5- 134,4=2,1 m

Dobór średnicy rurociągów na odległości od ujęcia do zakładu:

Dobrano średnicę rurociągów ø1000, V=1,08[m/s], i=1,2^o/_oo.

Straty
[m], gdzie

C=0,0018114 [s²/m⁶] dla ø1000

L=3250 m = 3,25km

Q=0,84 [m³/s]

H_t+Δh=2,1+4,15=6,25 [m]

Na podstawie wykresu powyżej: „ Zakres stosowania systemów strefowych obiegowych” dobrano system otwarty (przepływowy).

Jest to system, gdzie występuje strefowanie równoległe.

Schemat poszczególnych wydziałów jest przedstawiony na rys. nr 1

IV. Wyznaczenie bezpiecznej odległości między przewiązkami.

Dane:

R_tz= 136,5m n.p.m.

R_{SNW U}= 134,4 m n.p.m.- średnia niska woda w przekroju ujęcia

L=3250 m

1. Obliczanie współczynnika oporności właściwej połączonych równolegle rurociągów.

Dla systemu otwartego Q_u=6078,59 [m³/h]=1688,45[dm³/s]=1,69[m³/s]

Dobrano 2* ø1000, V=1,08[m/s], C=0,0018114 [s²/m⁶] (C₁=C₂)

[s²/m⁶]

[s²/m⁶]

2. Wyznaczenie charakterystyki pracy układu podczas normalnej pracy.

[m]

[m]

3.Dobór pompy I-stopnia.

H_on= R_tz - R_SNWU + Δh_p+ Δh_w

Δh_p=2,0 [m]- założone straty ciśnienia w pompowni,

Δh_w=5,2 [m] -założona wartość ciśnienia wylotowego.

H_on=136,5-134,4+2,0+5,2=9,3 [m]

H_c= H_on +Δh

H_c=9,3+4,19=13,49 [m]

Dla H_c=13,49 m i Q_u= 6073,59[m³/h]=1,69 [m³/s]

Dobrano 4 pompy NK 300-360 firmy GRUNDFOS, wydajność pojedynczej pompy Q_u=1518,25 [m³/h].

Dane pompy naniesione są na charakterystyce pomp rys. nr 3.

4. Wyznaczenie charakterystyki układu podczas awarii.

ΔH=2,0[m]- założony spadek ciśnienia

H_oa=H_on- ΔH [m]

H_oa=9,3-2,0=7,3 [m]

5. Obliczenia strat ciśnienia podczas awarii.

Z wykresu (rys. nr 1) dla Q_a=1,35 [m³/s] odczytano H_a=18,0 [m]

X=
[m]

X=
[m]

Liczba odcinków

I. Przybliżenie:

n=2 , stąd

Na podstawie wzoru
na wykresie pomp wrysowana została parabola, na podstawie, której odczytane zostały:

X^'=
[m]

X^'=
[m]

X'<X

1587,93<1625,0 → warunek nie został spełniony. kontynuujemy obliczenia.

II. Przybliżenie:

n=3 , stąd

Na podstawie wzoru
na wykresie pomp wrysowana został parabola, na podstawie, której odczytane zostały:

X^''=
[m]

X^''=
[m]

X''>X

1101,24>1083,33 [m] → warunek został spełniony. Koniec obliczeń.

6. Straty przy normalnej pracy.

7. Straty przy awarii.

Założona została awaria na dolnym odcinku

- straty do odcinka awaryjnego

-straty dla rurociągu awaryjnego

Na podstawie wysokości podnoszenia pomp oraz strat przy normalnej pracy i awarii rurociągu został wykreślony profil linii ciśnień ( rys. nr 3).

V. Basen rozbryzgowy.

Dobrałem dysze śrubowe MOTEP.

Dane charakteryzujące ten rodzaj dyszy zostały przedstawione w tabeli:

odległości dysz c [m]	odległości pęków a [m]	odległości rurociągów b [m]	szerokość strefy ochronnej x[m]	liczba dysz w pęku m
1,5-2	3-3,5	10-12	7-10	3
Współczynnik A= 8,1

1. Wydajność pojedynczej dyszy.

[m³/h]

[m³/h]

H=5-10 [m] → 6,4 [m] - zakładana wysokość ciśnienia wylotowego

2. Obliczenie liczby dysz w basenie rozbryzgowym.

Q =5661,03 [m³/h] - wydajność basenu rozbryzgowego

3. Powierzchnia czynna basenu rozbryzgowego.

m = 3

a = 3,5 [m]

b = 12 [m]

4. Natężenie deszczu.

---