|
История системы водоснабжения
Вся жизнедеятельность человека связана с использованием воды, потребность в которой все возрастает. Одной из основных задач водоснабжения является обеспечение населения водой, отвечающей определенным санитарно-гигиеническим требованиям. В современных условиях многочисленным потребителям необходима вода различного качества. Рост водопотребления привел во всем мире к ее количественному и качественному дефициту. Поэтому к решению задач водоснабжения требуется комплексный подход, предусматривающий интересы различных групп потребителей воды, рациональное ее использование с учетом экологических аспектов и т. д. Первые сведения о применении воды для целей водоснабжения получены из археологических данных, обнаруженных в Месопотамии, Египте, Индии, Китае. Они указывают на то, что уже в глубокой древности человечество создавало системы водоснабжения, хотя и без достаточных на то знаний. Первые водопроводные системы были построены в Урарту (на территории современной Армении) в VIII-VII вв. до н.э. Дальнейшее развитие системы водоснабжения получили в период греко-римской цивилизации (от 100 лет до н.э. до конца II в. н.э.), когда были заложены принципы создания централизованных систем водоснабжения. Начало строительства централизованных городских систем водоснабжения относится к ХII-ХIII вв. Некоторые из них сохранились на территории бывшего СССР (Средняя Азия, Крым, Новгород и др.). Однако надо иметь в виду, что они являются лишь прообразом современных централизованных водопроводов. Обычным способом водоснабжения российских городов являлось получение воды из поверхностных источников, вблизи которых строились города, или из колодцев и прудов, выры-тыx в местах с обильными подземными водами. При изыскании источников наряду с хозяйственными целями учитывалась потребность получения воды при обороне города. Первый самотечный водопровод был построен для Московского Кремля в 1492 г. Головным сооружением его служила Арсенальная (ранее Собакина) башня, где находился родник. В промышленных централизованных водопроводах XVIII в. впервые стали применяться специальные водозаборные и водо распределительные сооружения. Основоположниками водопроводного дела были знаменитый русский теплотехник И.И. Ползунов и один из первых гидротехников России к.д. Фролов. Вопросами водоснабжения горного дела занимался М.В. Ломоносов. В конце XVIII в. началось строительство Мытищинского родникового водопровода для снабжения водой г. Москвы. В дальнейшем этот водопровод несколько раз реконструировался и окончательно был построен в 1858 г. по проекту А.И. Дельвига. Во второй половине XIX в. водопроводы были построены в Санкт-Петербурге, Казани, Новочеркасске, Ярославле и других городах. К концу XIX в. в России уже был накоплен большой опыт не только строительства, но и эксплуатации промышленных водопроводов.
{mospagebreak} Специфика климатических условий России диктовала необходимость поиска отечественных инженерных решений, отличных от подобных решений стран Европы. Благодаря этому вслед за водопроводами в средней полосе России появились надежные системы водоснабжения на Крайнем Севере, в Сибири и на Дальнем Востоке. К 1917 г. в России лишь четвертая часть городов имела водопроводы. Среднее водопотребление составляло 18-24 л/чел в сутки, и лишь в Москве и Санкт-Петербурге оно было значительно выше. Большинство населения пользовалось водой из уличных водоразборных колонок и фонтанов. Восстановление народного хозяйства после Гражданской войны и последующая индустриализация страны вызвали бурный рост городов и поселков, а с ними и развитие водопроводного хозяйства. Мощность централизованного водоснабжения за счет расширения и нового строительства водопроводов к 1940 г. возросла более чем в 1О раз по сравнению с 1917 г. В этот период был разработан и принят ряд важнейших нормативных документов, направленных на улучшение санитарного состояния источников, установлены требования к зонам их санитарной охраны. После Великой Отечественной войны в 1946-1960 гг. водопроводы были восстановлены и построены в 580 городах и многих поселках. В городах России первые водопроводы обычно строились на базе подземных источников, что обусловливал ось стремлением к использованию доброкачественной воды и надежной защищенности ее от внешнего загрязнения. В процесс е дальнейшего развития городов и соответствующего роста водопотребления в большинстве случаев был осуществлен переход к поверхностным источникам, чему способствовало также внедрение более совершенных технологий очистки воды. На рубеже 60-70-х гг. ХХ в. вновь появилась тенденция к широкому использованию подземных источников для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Это было вызвано как ухудшением качества воды в поверхностных источниках, так и расширением гидрогеологических исследований запасов подземных вод. Новым качественным результатом следует считать создание водопроводов с разнотипными источниками, более надежных как в техническом, так и в санитарно-эпидемиологическом отношении. В связи с загрязнением и истощением многих источников водоснабжения в настоящее время увеличение мощности водопроводов за счет нового строительства требует больших капитальных затрат. Поэтому особое внимание должно быть уделено оптимизации водопользования и сокращению потерь воды. Развитие промышленности и сельскохозяйственного производства, коммунального хозяйства городов и поселков, рост водопотребления, использование прибрежных водоохранных полос, распашка пойм, применение ядохимикатов и нарушение правил их хранения, отсутствие необходимого правовоro и экономического механизмов управления водными ресурсами' по бассейновому принципу и др. приводят к резкому обострению экологической обстановки и ухудшению условий жизни населения. Решение проблем очистки природных и сточных вод заключается в разработке и широком внедрении в практику новых надежных, эффективных и высокоэкономичных технологических процессов, конструкций сооружений, установок и аппаратов. Широкое внедрение вычислительной техники позволяет решать задачи проектирования и эксплуатации на качественно новом уровне, обеспечивающем требования экономичности и надежности систем водоснабжения.
Отопление, котельные и отопительное оборудование
Котельная установка служит для выработки пара с заданными параметрами для паровых двигателей (турбин, поршневых машин), а также для нужд производства или отопления. В зависимости от назначения котельные установки бывают энергетические (обслуживающие электрические станции), производственные, производственно-отопительные и отопительные. Назначение котельной установки обусловливает ее производительность и параметры вырабатываемого пара. Исходным рабочим телом для получения пара в котельной установке является вода, а исходным носителем энергии - топливо. Теплота, выделяющаяся при сжигании топлива, передается через металлические поверхности теплообменных аппаратов воде и пару. Основными составляющими процесса производства пара в котельных установках являются горение топлива, теплообмен между продуктами горения и рабочим телом и образование пара. Котельная установка состоит из котельных агрегатов и вспомогательных устройств. К основным элементам оборудования котельной установки относятся: паровой котел - обогреваемый топочными газами закрытый теплообменный аппарат, служащий для получения насыщенного пара давлением более 1 МПа, используемого вне самого аппарата; топка - топливосжигающее устройство, в котором происходит выделение теплоты в процессе горения топлива; пароперегреватель - обогреваемый топочными газами теплообменный аппарат, предназначенный для перегрева насыщенного пара; экономайзер - теплообменный аппарат для подогрева питательной воды (до ее поступления в котел) за счет использования теплоты продуктов сгорания; воздухоподогреватель - теплообменный аппарат для подогрева воздуха (перед его поступлением в топочное устройство) за счет использования теплоты продуктов сгорания. Совокупность перечисленных выше основных элементов оборудования представляет собой котельный агрегат (сокращенно котлоагрегат). К вспомогательным элементам оборудования котельной установки относятся: тяговая установка, отсасывающая дымовые газы из газоходов котлоагрегатов и выбрасывающая их через дымовую трубу в атмосферу; дутьевая установка, представляющая собой вентилятор, который нагнетает воздух по воздухопроводам в топку; питательная установка, состоящая из питательных насосов и трубопроводов, предназначенных для питания котлоагрегатов водой; водоподготовительная установка, предназначенная для химической очистки питательной воды; паропроводы - стальные трубопроводы для транспортирования пара соответственно между элементами котлоагрегатов и от котлоагрегатов к потребителям; топливоподающее устройство (вагонетка) - для подачи топлива с топливного склада в котельную; топливный бункер (топливохранилище) - для образования некоторого запаса топлива в котельной; золоудаляющее устройство - для удаления из котлоагрегатов золы и шлаков и транспортирования их из котельной на отвалы; золоулавливающее устройство - аппараты для улавливания летучей золы из дымовых газов на выходе их из котлоагрегатов в целях борьбы с засорением окружающей среды частицами золы, вылетающими из дымовых труб. Производительность котельной установки складывается из паропроизводительности отдельных котлов, входящих в ее состав. Паропроизводительность котла - это количество пара (в тоннах или килограммах), производимого котлом в единицу времени. Этот параметр обозначают буквой D и измеряют в т/ч, кг/ч или кг/с. Важной характеристикой котла является его поверхность нагрева F, измеряемая в квадратных метрах (м2). Поверхностью нагрева котла называют площадь всех поверхностей металлических стенок, омываемых с одной стороны горячими газами, а с другой, - рабочим телом (водой или пароводяной смесью). Поверхность нагрева обычно подсчитывают со стороны, обогреваемой газами.
{mospagebreak} Поверхность нагрева, получающая теплоту главным образом в результате излучения пламени или горящего слоя топлива, носит название радиационной. Радиационные поверхности нагрева, воспринимающие теплоту исключительно за счет излучения в топке, называют топочными экранами. Поверхность нагрева, которой теплота передается главным образом в результате соприкосновения с этой поверхностью горячих движущихся газов, носит название конвективной.
Водогрейные котлы устанавливают на ТЭЦ для покрытия пиковых нагрузок в теплофикационных системах, а также в районных и заводских котельных в качестве основных источников теплоты в системах централизованного теплоснабжения. Котлы представляют собой прямоточные агрегаты, подогревающие непосредственно воду, циркулирующую в тепловых сетях. В пиковом режиме осуществляется подогрев сетевой воды до температуры от 104 до 150 С, а в основном режиме ~ от 70 до 150 С. Для теплоснабжения отдельных коммунально-бытовых зданий или их группы выпускают чугунные секционные котлы, технические характеристики которых приведены в таблице.
Технические характеристики:
|
|
Тепловая мощность, кВт, при сжигании
|
|
Размеры, мм
|
|
Тип котла
|
Поверхность
|
антрацита
|
каменного угля
|
Число
|
|
|
|
Масса, кг
|
нагрева, м2
|
|
|
секций
|
|
|
|
|
|
rpoхочен-
|
|
грохочен-
|
|
|
Длина
|
Ширина
|
Высота
|
|
|
|
ного
|
рядового
|
ного
|
рядового
|
|
|
|
|
|
«Универсал-6М»
|
24,2 (44)
|
395
|
313
|
198/238
|
168/202
|
22
|
1709
|
2070
|
2470
|
2007
|
|
41,8 (76)
|
682
|
535
|
343/412
|
292/350
|
38
|
2785
|
2070
|
2470
|
3137
|
«3нергия-3М»
|
36,8 (52,2)
|
-
|
-
|
348/418
|
295/354
|
22
|
1814
|
2315
|
2635
|
3170
|
|
73,6 (104,5)
|
-
|
-
|
695/834
|
590/708
|
38
|
2870
|
2315
|
2635
|
5460
|
«Минск-1»
|
20,8 (54,3)
|
540
|
432
|
266/319
|
266/271
|
22
|
1825
|
2320
|
2814
|
2790
|
|
40,0 (105)
|
1033
|
825
|
512/614
|
435/522
|
38
|
2825
|
2320
|
2814
|
4025
|
«Тула-3»
|
28,1 (61,9)
|
540
|
425
|
326/391
|
272/336
|
22
|
1709
|
2300
|
2836
|
2428
|
|
53 (16,9)
|
1035
|
805
|
615/738
|
515/618
|
38
|
2785
|
2300
|
2836
|
3985
|
Примечания: 1. В скобках указана условная площадь поверхности нагрева.
2. В числителе указана мощность котла при работе на угле, в знаменателе - на газе или мазуте.
{mospagebreak} Максимальное рабочее давление в таких котлах - 0,6 МПа, температура воды до 115 С. Котлы работают на каменных углях и антрацитах. При оборудовании котлов соответствующими топливосжигающими устройствами могут использоваться природные газы и топочный мазут, тепловая мощность котлов в этих случаях возрастает.
Технические характеристики малометражных котлов:
|
|
Тепловая
|
|
|
|
|
|
|
поверхность
|
мощность, кВт,
|
|
Размеры, мм
|
|
Тип
|
|
при сжигании
|
Число
|
|
|
|
Масса,
|
|
м2
|
жидкого
|
природного
|
|
|
|
|
|
|
топлива
|
газа
|
|
Длина
|
Ширина
|
Высота
|
|
Стальной
|
0,87
|
116
|
116
|
-
|
580
|
780
|
370
|
100
|
КВ (ТС)
|
1,06
|
14
|
14
|
-
|
675
|
850
|
410
|
130
|
|
1,2
|
17,5
|
17,5
|
-
|
695
|
1070
|
420
|
175
|
Чугунный
|
l,67
|
19,8
|
19,8
|
4
|
265
|
450
|
1040
|
278
|
ЧМ-2
|
2,11
|
24,4
|
24,4
|
5
|
355
|
450
|
1040
|
322
|
|
3,83
|
4б,4
|
4б,4
|
9
|
805
|
450
|
1045
|
497
|
|
4,23
|
52,5
|
52,5
|
10
|
895
|
450
|
1040
|
539
|
В системах отопления и горячего водоснабжения небольших зданий применяют малометражные стальные и чугунные водогрейные котлы (в таблице), рассчитанные на рабочее давление 0,2 МПа и температуру воды 90 С.
| | |
|
Каталог услуг и оборудования:
| |
|
|
|
|
|