《化工生產公用工程》課件-項目一 供水系統 （一、二、三）

化工生產公用工程了解水、電、氣等公用工程知識，能判斷水、電、氣等公用工程能否滿足生產要求，能對公用工程崗位提出要求。項目一供水技術方案主要內容確定冷卻系統的方案、組織循環水系統；確定制冷方案及工藝；確定熱介質方案，選擇熱介質供應系統；確定熱媒傳熱系統；確定供氣方案；確定配套電氣要求知識目標：理解化工生產用水要求及供水方式,了解地面水源取水方式,理解供水管網的布置以及管道材料、接口方式;掌握循環冷卻供水系統流程、循環水系統的水量平衡關系、循環水系統的布置,理解循環冷卻水處理與控制,理解冷卻塔的工作原理、常見冷卻塔結構和性能,掌握冷卻塔的維護管理。了解化工生產用純水制備方式,掌握離子交換樹脂硬水軟化、脫鹽原理,理解離子交換樹脂脫鹽工作過程;理解反滲透脫鹽原理以及影響因素,了解反滲透脫鹽制純水工藝過程;了解電滲析脫鹽技術;了解純水制備過程中超濾技術應用。能力目標：能根據用水性質提出水質要求,能根據外界條件、結合政策選擇合理的水源;能根據生產裝置選擇循環冷卻水系統,能利用所學習流體輸送知識選擇、使用離心泵,循環冷卻供水管路布置,選擇合適的閥門等管件;會初步選擇冷卻塔,初步進行冷卻塔維護管理。能根據原水組分以及化工生產中對水質的要求,提出合理的純水制備方法;能用離子交換樹脂制備純水;能對反滲透設備提出操作草案。素質目標：培養學生理論聯系實際的思維方式,培養學生追求知識、獨立思考、勇于創新的科學態度;培養學生逐步形成理論上正確、技術上可行、操作上安全可靠、經濟上合理的工程技術觀念,培養學生敬業愛崗、勤學肯干的職業操守、嚴格遵守操作規程的職業素質,培養學生團結協作、積極進取的團隊合作精神,培養學生安全生產、環保節能的職業意識。

概述化學工業是用水量大的工業,據中國石油天然氣集團公司、中國石油化工集團公司統計,2002年取水量為24.87億立方米,在高用水行業中列第四位,所取水量的40%左右是用于循環冷卻水的補充水,約40%制成軟化水和脫鹽水作為工藝用水或作鍋爐的供水,10%~20%用于輔助生產用水和其他用水。

概述一個年產30萬噸的合成氨廠需水量為22500m3/h,其中用于冷卻的水量約為22000m3/h,鍋爐用水約350m3/h,其他用水220m3/h。目前生產1t煤制油的耗水量約為9t,生產1t煤制烯烴的耗水量約為20t,生產1t煤制二甲醚耗水量約為12t,生產1t煤制天然氣耗水量約為6t,生產1t煤制乙二醇耗水量約為9t。如此大的用水量,必須要有一套完整的供水系統。

概述化工廠供水必須根據生產要求、水源的特點,確定合理的供水方案,劃分合理的供水系統,選擇先進的水處理流程,生產用水應少用新鮮水,多用循環水,做到一水多用,重復利用,以節約用水。

1.1給水系統一、化工廠用水及水質的要求化工廠給水系統的用水可按其用途分為四類，即生產用水、生活用水、消防用水和施工用水等。二、給水方式化工廠的供水方式一般分直流供水、重復供水和循環供水幾種方式。三、化工廠給水系統的劃分1．新鮮水給水系統2．循環水系統3．生活飲用水系統4．消防水系統1.2水源一、水源的選擇應符合下列要求:(1)水體功能區劃所規定的取水地段;(2)可取水量充沛可靠;(3)原水水質符合有關標準;(4)與農業、水利綜合利用;(5)取水、輸水、凈水設施安全經濟和維護方便;(6)具有施工條件。一般分為三大類，即地下水、地面水和其他水源（一）地下水地下水是埋藏在地表下巖層、沙層或土壤中的水。由于地下土層的過濾、吸附和微生物的凈化作用,水質清澈、無色、無味、溫度低,與地面水相比,有較多的優越性。(1)取水條件和取水構筑物簡單,投資省,日常維護費用低。(2)水質一般符合衛生要求,可不設澄清處理設施。(3)地下水水溫常年變幅小,冬暖夏涼,作為生活用水使用方便,作為工業冷卻用水,效率高,耗水量低。(4)便于分期建設減少初期投資,降低供水系統和輸水管線的造價,又可靠近用戶。(5)人民防空和水源衛生防護條件較好。（二）地面水地面水水量充沛,分布較廣,可在江、河、湖、海及水庫取水作水源。選擇地面水作化工廠的水源時,應考慮水質、水量、衛生防護及城市規劃等方面的因素。我國普遍采用地面水。1.水質2.水量3.衛生防護4.合理布置5.統一規劃6.綜合利用二、地下水取水二、地下水取水地下水取水應在當地政策允許下征得主管部門的同意,要根據地質條件確定能否開采,水文條件確定水量、水質是否滿足要求等。采用地下水作為化工廠生產用水目前在我國大多數地區在被逐漸限制,部分地區已被禁止。因此,地下水取水只作簡單介紹。二、地下水取水三、地面水取水采用地面水作為化工廠生產用水源時,也需要征得主管部門的同意,還要根據下列基本要求,通過技術經濟比較確定:(1)水量滿足需求,水質較好的地帶;(2)靠近主流,有足夠的水深,有穩定的河床及岸邊,有良好的工程地質條件;(3)盡可能不受泥沙、漂浮物、冰凌、冰絮等影響;(4)不妨礙航運和排洪,并符合河道、湖泊、水庫整治規劃的要求;(5)盡量靠近工廠。1.取水形式:地面水取水形式很多,主要可以分為固定式和移動式兩大類。固定式取水構筑物有岸邊式、河床式;移動式取水構筑物有纜車式、浮船式。根據化工廠用水特點,一般以中小型取水構筑物為主,現將主要取水構筑物形式和特點列表介紹,如表1-2和表1-3三、地面水取水2.進水管道(1)自流管和虹吸管一般應設置兩根,當一根停用時,另一根通過流量應滿足事故用水要求。(2)自流管和虹吸管的水流速度一般不小于0.6m/s。(3)自流管一般設在河床下,當河床不易沖刷時,埋深為0.5m;易沖刷時,埋深為沖刷線以下0.3m。(4)自流管道敷設時應有固定措施,防止管道排空檢修時上浮。自流管應設檢查井。(5)虹吸管的虹吸高度采用5~6m,最高不應大于7m,

三、地面水取水3.集水井(1)集水井應分隔成能獨立工作的數格。(2)集水井的進水孔應布置合理,保證能取得較好水質的較大水量。(3)集水井進水口應設格柵,格柵的選用參見國家標準。(4)集水井應設操作平臺,平臺上應設檢修閘閥和格柵的吊裝設備。三、地面水取水4.泵站泵站是整個給水系統正常運轉的樞紐,是由水泵和引水設備、積水排出設備、起重設備、計量設備等附屬設備組成。(1)水泵(2)引水設備(3)排水設備(4)起重設備(5)計量設備四、凈水工藝以地面水為水源時,其水質一般不能滿足生活使用和工業用水的要求,必須對水質進行凈化處理。水質凈化處理方法根據用戶對水質、水量的要求和水源水質情況進行選擇。工業用水凈化處理基本流程一般為：原水→混凝、沉淀→過濾→送生產用水。當兼供生活飲用水時，其基本流程為：原水→混凝、沉淀→過濾→送生產用水↓消毒→送生活用水五、供水管網的布置

供水管網分為輸水管線和廠內配水管網。1，輸水管線指從水源到凈水廠和從凈水廠到廠區的供水管，僅僅起輸水作用。2，廠區內配水管網擔負著向各工藝用水裝置配水的任務，廠區內配水管網根據給水系統的劃分可分為新鮮水給水管網、循環水管網、生活飲用水管網、消防水管網，如前所述，消防水管網也可與新鮮水管網或生活飲用水管網合并。五、給水管網的布置輸水管線布置時應遵循下列原則：(1)輸水管線的走向應根據下列要求確定:①盡量縮短線路長度、減少線路的起伏、減少土石方工程量;②符合城鎮和工業企業的規劃要求,減少拆遷,少占農田;③盡可能沿現有道路敷設,以利施工和維護;④盡量避免穿越河谷、山脊、沼澤、重要泄洪區,注意避開滑坡、坍方等不良地質地帶。五、給水管網的布置輸水管線布置時應遵循下列原則：(2)從水源到凈水場的輸水管線的流量應按化工廠最高日用水量加凈水場自用水量確定。(3)從凈水場到廠區的輸水管線的設計流量應按最高日最高時用水量確定。(4)輸水管線的布置輸水管線一般不宜少于兩條,當有安全貯水池且輸水管為鋼管時,也可設一條。安全貯水池的容積不得少于8~12h新鮮水量與消防水的設計小時用水量(廠內有消防水池時,消防水量為消防補充水量),且不得小于火災延續時間內消防用水總量,并應有在正常生產時不動用安全貯量的措施。五、給水管網的布置（二）廠區配水管網的布置1.廠內供水管網布置的一般規定(1)廠內供水管道的布置應根據廠區總平面考慮,廠區的主干管應靠近用水量最大裝置。(2)廠內供水管一般沿道路邊縱向敷設,管網為枝狀管網。當管網擔負消防任務時,根據消防規范要求管網應布置成環狀,消防管網和消火栓的設置應按有關消防規范執行。(3)供水管道不得穿越設備基礎和建筑物的柱基礎,并不得穿越建筑物的伸縮縫和沉降縫,如必須穿過時,應采取相應的技術措施。五、給水管網的布置（二）廠區配水管網的布置2.管道埋深(1)非冰凍地區管道的管頂埋深,主要由外部荷載、土壤地基等因素決定。管道的覆土厚度不宜小于0.7m,當保證管道受外部荷載不被破壞條件下,也可小于0.7m。(2)冰凍地區管道的管頂埋深,還需考慮土壤的冰凍深度,規定如下:a.循環水管道可不受凍土深度的限制;b.管徑小于500mm的其他供水管道,管頂不宜高于土壤冰凍線;c.管徑大于500mm的其他供水管道,其管底可敷設在土壤冰凍線以下0.5倍管徑處。五、給水管網的布置（二）廠區配水管網的布置(3)支墩承插接頭的管道,在彎頭、三通支管頂端、管堵頂端等處應設置支墩,以防止接口松動脫節。設置支墩時應遵循下列規定。①管徑≤350mm的承插管道,且試驗壓力不大于1.0MPa時,在一般土壤地區的彎頭、三通處可不設支墩,在松軟土壤中,則應根據管道試驗壓力和土壤條件,經計算確定是否設支墩。②管道轉彎角度<100°時,可不設置支墩。③支墩不應修筑在松土上,利用土體被動土壓承受推力的水平支墩的背后必須為原狀土,并保證支墩和土體緊密接觸,如有空隙需用與支墩相同材料填實。④水平支墩后背土壤的最小厚度應大于墩底在設計地面以下深度的3倍。六、給水管道材料及接口方式

1．給水管道常用管道材料、規格性能2．管材選用3．管道接口4．管道防腐5．管道防結露六、給水管道材料及接口方式

1．給水管道常用管道材料、規格性能六、給水管道材料及接口方式

2.管材選用(1)室外壓力流管道宜采用鋼管、供水鑄鐵管、預應力鋼筋混凝土管及硬聚氯乙烯管;室內供水管應采用鍍鋅鋼管。(2)輸送有腐蝕性介質的管道,根據具體情況采用硬聚氯乙烯管(PVC)、ABS工程塑料管、復合管(FRP/PVC)、玻璃鋼管(FRP)、襯膠鋼管、襯塑鋼管或不銹鋼管。(3)高壓或臨時高壓消防水管宜采用鋼管。六、給水管道材料及接口方式

3.管道接口(1)埋地敷設的鋼管應采用焊接;地面敷設的鋼管可采用焊接連接、法蘭連接、螺紋連接或快速管接頭連接。(2)鑄鐵管應采用承插式接口,接口填塞材料宜采用自應力水泥、橡膠圈接口,石棉水泥接口因勞動強度大,已很少