МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ российской федерации

 

 

                                        УТВЕРЖДАЮ:

                                           Руководитель Департамента образовательных    

                                            программ и стандартов профессионального

     образования Минобразования России

_______________________Л.С. Гребнев

"___"_____________2000 г.

 

 

 

 

 

 

Примерная  ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

 

"Водоснабжение промышленных предприятий"

 

Рекомендуется Минобразованием России для направления подготовки

653500 "Строительство"

по специальности  290800 – "Водоснабжение и водоотведение"

1. Цели и задачи дисциплины

Цель изучения дисциплины – научить будущих специалистов:

-          анализу функционирования систем промышленного водоснабжения предприятий различных отраслей промышленности;

-          пользоваться нормативной литературой в области нормирования режимов и условий потребления воды на промышленные нужды;

-          расчетам конструкций водоохлаждающих сооружений систем оборотного водоснабжения;

-          выбору методов конструирования охлаждающей воды, расчетам инженерного оборудования;

-          методам водоподготовки технической воды с целью выполнения отраслевых стандартов для отдельных отраслей промышленности по солесодержанию;

-          обосновывать техническую возможность и экономическую целесообразность повторного использования очищенных сточных вод в промводоснабжении взамен природных.

Задачи изучения дисциплины – подготовка специалистов к проектно-конструкторской, производственно-технологической и эксплуатационной деятельности.

 

2.     Требования к уровню освоения содержания дисциплины

Студент в процессе освоения содержания дисциплины должен:

-          знать специфику, основные направления и перспективы развития систем технического водоснабжения предприятий различных отраслей промышленности;

-          уметь на современной инженерной основе выбирать схемные технологические решения по водоподготовке технической воды, использовать методики расчета и проектирования отдельных технологических узлов, конструкций сооружений;

-          применять освоенные типовые решения в области проектирования и расчета систем промышленного водоснабжения с учетом новейших достижений науки и техники.

 

2.     Объем дисциплины и виды учебной работы

Вид занятий	Всего часов	Семестры: 9-й
Общая трудоемкость	140	140
Аудиторные занятия	68	68
Лекции	34	34
Практические занятия (ПЗ)	16	16
Курсовой проект	18	18
Семинары (С)	-	-
Лабораторные работы (ЛР)	-	-
Самостоятельная работа	72	72
Курсовой проект	36	36
Расчетно-графические работы	-	-
Реферат	-	-
И (или) другие виды самостоятельной работы	36	36
Вид итогового контроля	экзамен	экзамен

 

4.     Содержание учебного материала дисциплины

.1.                Разделы дисциплины и виды занятий

№	Раздел дисциплины	Лекции	ПЗ	С	ЛР
1.	Введение	2
2.	Системы водоснабжения промышленных предприятий	2
3.	Охлаждающие устройства систем промышленного водоснабжения	6	4
4.	Особенности водоснабжения предприятий различных отраслей промышленности	4
5.	Противопожарное водоснабжение	4
6.	Обессоливание и опреснение воды	2	2
7.	Дегазация воды	2	2
8.	Удаление из воды кремниевой кислоты	2	2
9.	Обработка охлаждающей воды	2	2
10.	Обработка конденсата тепловых станций	2	2
11.	Водоочистные комплексы промышленного водоснабжения	2
12.	Методы и сооружения по обработке и утилизации осадков производственных вод	2	2
13.	Очистка отработанных вод с целью использования их в замкнутых системах водного хозяйства промышленных предприятий.	2

6.1.            Содержание разделов дисциплины

6.1.1.      Введение

Вода и ее роль в развитии современной промышленности и энергетики. Потребление воды в различных отраслях народного хозяйства. Рациональное научно обоснованное комплексное использование водных ресурсов. Охрана водных источников от загрязнения. Решения правительства, положения Конституции РФ по вопросам комплексного использования водных ресурсов, развития водоснабжения, охраны окружающей среды.

Краткий исторический обзор развития производственного водоснабжения. Современные  системы   водоснабжения  промышленных  предприятий и электрических станций, основные пути их развития. Достижения отечественной и зарубежной науки и техники в создании маловодных технологий и замкнутых системах водного хозяйства промышленных   предприятий. Задачи в области производственного водоснабжения в свете решений правительства по основным направлениям экономического и социального развития РФ

Дисциплина "Водоснабжение промышленных предприятий", объем, задачи и связь с другими дисциплинами. Порядок изучения дисциплины и выполнения курсового проекта. Организация научно-исследовательской работы студентов при изучении дисциплины

 

6.1.2.      Системы водоснабжения промышленных предприятий

Потребители воды на промышленных площадках. Наличие различных категорий потребителей на промпредприятиях. Нормы и режимы расходования воды на производственные нужды. Требования к качеству воды.

Виды систем водного хозяйства промпредприятий.

Возможность объединения систем водоснабжения промпредприятий с  городскими и поселковыми системами водоснабжения. Порядок взаимоотношений с городскими водопроводами,   графики водопотребления, лимиты на воду  регулирование качества воды и необходимых свободных напоров для отдельных водопотребителей в промзоне.

Виды систем технического водоснабжения. Системы, оборотного, прямоточного, последовательного, и оборотно-последовательного использования воды. Принципы разбивки систем промводоснабжения на ряд оборотных циклов. Замкнутые системы водного, хозяйства Принципы создания  этих систем. Выбор вида системы в зависимости от мощности, удаленности и надежности источника водоснабжения, температуры и качества воды, условий защиты водоема от истощения, загрязнения, технологических требований. Технико-экономическая оценка эффективности применения этих систем.

Принципы составления водного баланса систем водоснабжения по количеству, качеству, термостабильности, коррозийности, 6иогенности оборотных вод.

Оборотного водоснабжения промпредприятий с учетом качества и технологических свойств добавочной и оборотной воды.

 

6.1.3.      Охлаждающие устройства систем промышленного водоснабжения

Классификация оборонных вод по степени нагрева при их использовании в промышленности. Целесообразность разделения системы на ряд подсистем оборота по степени нагрева воды.

Процессы теплообмена в испарительных охладителях.  Параметры, характеризующие работу охладителей. Классификация способов охлаждения: водяное охлаждение, охлаждение горячей водой, испарительное охлаждение.

Водохранилища-охладители. Принцип их работы, схемы циркуляции воды, тепловой расчет. Сооружения для повышения эффективности  работы водохранилищ-охладителей. Организация и эксплуатация водохранилищ- охладителей.

Брызгальные бассейны. Устройство и принцип их работы. Разбрызгивающие сопла и трубопроводы брызгальных бассейнов. Тепловой и гидравлический расчеты брызгальных бассейнов, их эксплуатация. Размещение на промплощадке

Градирни. Конструкции открытых, башенных, вентиляторных и радиаторных градирен. Водораспределительные, оросительные и другие устройства градирен. Тепловой и аэродинамический расчеты градирен. Выбор места расположения
градирен на промплощадке. Эксплуатация градирен.

Водный баланс охладителей. Потери воды в охладителях. Восполнение потерь
воды.

Выбор типа охладителей. Применение различных видов охладителей. Технико-экономическое сравнение охладительных устройств.

 

6.1.4.      Особенности водоснабжения предприятий различных отраслей промышленности

Водоснабжение водоемких предприятий: тепловых и атомных электростанций, ТЭЦ, предприятий цветной и черной металлургии, нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств, предприятий химической, пищевой и текстильной промышленности.

Потребители воды. Требования к качеству воды, схемы ее использования.
Системы охлаждения оборудования.

6.1.5.      Противопожарное водоснабжение

Потребление воды для обеспечения взрывопожарной безопасности технологических процессов и создания безопасных условий труда. Виды потребителей воды.

Системы противопожарного водоснабжения и режимы их работы. Классификация систем противопожарного водоснабжения зданий, сооружений и технологических  комплексов. Схемы противопожарного водоснабжения. Обоснование проектного решения при выборе структурной схемы подачи воды для обеспечения пожарной безопасности промпредприятий.

Противопожарное водоснабжение на современных   промышленных предприятиях. Расчет параметров противопожарного оборудования. Определение качества, расхода и интенсивности подачи воды, требуемой для систем противопожарной защиты.

Водоснабжение стационарных установок водяного и пенного пожаротушения. Спринклерные  установки. Дренчерные  установки.   Установки  пенного пожаротушения. Комбинированные установки пожаротушения. Методика расчета элементов  системы   автоматического противопожарного   водоснабжения. Проектирование противопожарного водоснабжения и стационарных установок  водяного и пенного пожаротушения промышленных предприятий.

 

6.1.6.      Обессоливание и опреснение воды

Отраслевые стандарты для отдельных отраслей промышленности по  солесодержанию

Методы обессоливания и опреснения воды. Сущность процессов, классификация, области применения Принципиальное отличие методов опреснения без изменения агрегатного состояния воды (удаление из воды солей) от методов с изменением  агрегатного состояния  воды  (извлечение  молекул  воды). Обессоливание воды дистилляцией, конструкции дистилляционных установок

Ионитовое обессоливание воды Требования, предъявляемые к воде, поступающей на установки ионного обмена. Сущность процесса, применяемые иониты.  Технологические схемы. Получение ультрачистой воды. Расчет и проектирование установок

Обессоливание воды электродиализом, предподготовка воды. Сущность процесса, схемы аппаратов и установок, их проектирование и расчет. Борьба с отложением солей на поверхности мембран.

Обессоливание воды обратным осмосом. Сущность процесса, область применения,  аппаратное оформление, расчет. Комбинированные методы обессоливания воды. электродиализ в сочетании с обратным осмосом и ионным обменом. Технико- экономическая оценка методов обессоливания воды. Основы проектирования и расчета установок обессоливания и опреснения воды.

 

6.1.7.      Дегазация воды

Влияние растворенных в воде газов на состояние системы промышленного водоснабжения в целом и ее отдельные элементы.

Классификация методов удаления из воды растворенных газов, сущность процессов Технология и аппаратура для удаления из воды физическим методом свободной углекислоты, сероводорода, метана, растворенного кислорода Классификация дегазаторов, выбор конструкции, методика расчета.

Технология и аппаратура для удаления из воды химическим методом кислорода и сероводорода, химизм процессов. Биологический метод удаления сероводорода.

6.1.8.      Удаление из воды кремниевой кислоты

Влияние кремнесодержащих вод на состояние отдельных элементов систем
промышленного водоснабжения.

Технология удаления из воды кремниевой кислоты, классификация методов. Сорбционное обескремнивание воды, сущность метода, используемые реагенты, технологическая схема, сооружения. Проектирование и расчет установок.

Фильтрационное обескремнивание воды. Сущность метода, технологическая схема, сооружения, расчетные параметры, проектирование установок.

Обескремнивание воды анионитами. Сущность метода, технологические схемы, сооружения, проектирование и расчет установок. Технологическая и технико-экономическая оценка методов обескремнивания воды.

 

6.1.9.      Обработка охлаждающей воды

Причины и виды зарастания охлаждающих аппаратов  Водный режим систем оборотного водоснабжения. Обработка охлаждающей воды для предупреждения накипеобразования в трубопроводах и теплообменных аппаратах оборотных систем водоснабжения.

Обработка охлаждающей воды для предотвращения коррозии металлических трубопроводов и теплообменных аппаратов оборотных систем водоснабжения. Методы борьбы с биообрастаниями систем водяного охлаждения. Примеры расчета я проектирования установок для обработки охлаждающей воды.

 

6.1.10.    Обработка конденсата тепловых станций

Причины и виды загрязнений кондеисата. Удаление из конденсата меди и  железа. Очистка конденсата от масел.

 

6.1.11.    Водоочистные комплексы промышленного водоснабжения

Размещение водоочистных сооружений в промышленном узле. Размещение водоочистных сооружений на местности. Решение высотной схемы и планировки водоочистных сооружений. Компоновка цеха хим- -водоочистки, размещение реагентного хозяйства. Подсобные и обслуживающие помещения.

Оборот производственных промывных вод Технико-экономическое обоснование оборота промывных вод. Методы оборота промывных вод. Технологические схемы и состав сооружений по обработке промывных вод.

Проектирование водоочистных комплексов промышленного водоснабжения. Типизация и стандартизация водоочистных сооружений. Применение сборных     железобетонных конструкций, полимерных материалов. Типовые проекты установок водоподготовки их увязка. Использование ЭВМ при проектировании и расчете сооружений водоподготовки. Основные, мероприятия по технике безопасности, предусматриваемые при проектировании водоочистных комплексов промышленного водоснабжения.

 

6.1.12.    Методы и сооружения по обработке и утилизации осадков производственных вод

 

Классификация промывных год на станциях водоподготовки промышленных вод.

Классификация осадков. Механизм образования и структура осадков. Состав
и свойства осадков. 'Связь влаги и твердой фазы осадка. Основы расчета отстойников, сгустителей, определение режимов сгущения, гидравлический расчет трубопроводов.                                                         

Обезвоживание осадков в естественных условиях. Обработка осадка в прудах-
накопителях и на иловых площадках.

Механическое обезвоживание осадков; предварительная, обработка. Обезвоживание осадков на вакуум-фильтрах и пресс-фильтрах .

Кислотная обработка гидроксидных осадков. Искусственное замораживание,      оттаивание осадков. 

Утилизация обезвоженных осадков.       

 

6.1.13.    Очистка отработанных вод с целью использования их в замкнутых системах водного хозяйства промышленных предприятий

 

Характеристика примесей сбросных вод. Санитарно-гигиеническая оценка оборотных вод.

Формирование солевого состава воды в оборотных системах водоснабжения
и стабилизация ионного состава оборотной воды. Осветление приточной воды и стабилизационных расходов. Ионообменная корректировка минерального состава очищенных   сбросных вод и стабилизационного расхода перед подпиткой замкнутых оборотных систем.

Локальные установки и их роль в общей системе водоочистки промышленного предприятия. Коагулирование примесей сбросных  вод. Адсорбционная, экстракционная и термическая обработка сбросных вод.

Требования к качеству очищенных сбросных вод, используемых для подпитки
оборотных систем водоснабжения. Третичная очистка сбросных вод реагентами.
Деминерализация и умягчение сбросных вод после адсорбционной доочистки.

Санитарно-гигиеническая надежность использования городских сточных вод для подпитки систем оборотного водоснабжения промпредприятий Гигиеническая эффективность обезвреживания этих вод и их санитарно-токсикологическая и органолептическая характеристика. Технологические схемы водоподготовки доочищенных сточных вод перед подачей их в систему промводоснабжения.

 

6.2.            Практические занятия

1.        Пример расчета оборотной системы. Расчет водного баланса с определением процента свежей воды.

2.        Расчет изменения качества воды в системе оборотного водоснабжения в зависимости от коэффициента ее упаривания.

3.        Расчет водоохлаждающих устройств

4.        Пример расчета дегазатора.

5.        Расчет и проектирование установок стабилизационной обработки воды.

6.        Примеры по размещению на местности, компоновке и высотной схеме сооружений водоподготовки.

7.        Обоснование оборота промывных вод

8.        Примеры водохозяйственных систем промышленных предприятий, комплексов и районов.

 

6.3.            Содержание курсового проектирования

Программой предусмотрено выполнение курсового проекта "Водоснабжение промышленного предприятия"

Цель проекта – привить студентам практические навыки по выбору и обоснованию систем технического водоснабжения, а также разработке технологической схемы одного из специальных, наиболее часто применяемых в промышленности, методов водоподготовки – умягчения воды для подпитки систем оборотного водоснабжения, а также для паросилового хозяйства.

В расчетно-пояснительную записку проекта включается определение свободных напоров, расчеты основных и вспомогательных сооружений станции катионитового умягчения питьевой воды и обоснование выбранных технологических схем и отдельных сооружений.

В графическую часть проекта следует включить:

-          принципиальную схему системы технического водоснабжения промышленного предприятия (без масштаба);

-          балансовую схему распределения расходов воды на предприятии;

-          технологическую схему (без масштаба) и генплан (в масштабе) установки катионитового умягчения воды с реагентным хозяйством.

Объем графической части – 1,5 – 2 листа  А1.

 

7.           Лабораторный практикум. При наличии лабораторной базы, практические занятия или их часть допускается заменить лабораторными работами.

 

8.           Учебно-методическое обеспечение дисциплины

8.1.            Рекомендуемая литература

а) основная

1.        Николадзе Г.И., Сомов М.А. Водоснабжение. Учебник для вузов. – М., Стройиздат, 1995

2.        Сомов М.А. Водопроводные системы и сооружения. Учебник для вузов. – М., Стройиздат, 1988

3.        Гордин И.В., Марков П.П. Замкнутые системы аграрно-промышленного водопользования. – М., Агропромиздат, 1991

б) дополнительная

4.      СНиП 2.04.02 – 84^*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М., Министерство строительства 1996

 

8.2.            Средства обеспечения освоения дисциплины

Комплексы программ по проектированию водоснабжения и систем водоотведения.

Комплект плакатов по конструкциям водоохлаждающих сооружений.

Натурное ознакомление с сооружениями и инженерным оборудованием действующих систем промышленного водоснабжения.

 

Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 653500 "Строительство" по специальности  290800 – "Водоснабжение и водоотведение"

 

Программу составили:

Николадзе Г.И. профессор  (Московский государственный строительный университет)

Сомов М.А.. профессор (Московский государственный строительный университет)

Марков П.П.. доцент (Московский государственный строительный университет)

 

Программа одобрена на заседании НМС по специальности 290800 – Водоснабжение и водоотведение   "……."……………2000 г.             протокол     № …..

      Председатель НМС по специальности

290800 – Водоснабжение и водоотведение  

 __________________________ Яковлев С.В.