Система замкненого оборотного водопостачання установки вакуумування сталі

Об'єкт, що заявляється, відноситься до водопостачання технологічних агрегатів та може бути використаний у металургії для водопостачання установок вакуумування сталі. Найбільш близькою до об'єкту, що заявляється, за технічною суттю та результатом, який може бути одержаний при її використанні, є обрана як прототип система замкненого оборотного водопостачання установки вакуумування сталі [Указания и нормы технологического проектирования и технико-экономические показатели энергетического хозяйства предприятий черной металлургии. Металлургические заводы. Очистные сооружения и защита водоемов. - М., 1981. - Т №14. - С.44], що містить послідовно встановлені прийомний резервуар для води, що відходить від установки вакуумування сталі, з насосною станцією, систему просвітлення води, що містить горизонтальний відстійник, систему охолодження очищеної води та насосну станцію для подачі охолодженої просвітленої води на установку вакуумування сталі. Система за прототипом забезпечує замкнене оборотне водопостачання установки вакуумування сталі, однак, оборотна вода, що відходить від установки вакуумування сталі, характеризується наявністю в ній великої кількості високодисперсних завислих речовин, що ускладнює її просвітлення шляхом відстоювання. Таким чином, внаслідок недостатньої ефективності очищення, в оборотній воді відбувається накопичення великої кількості високодисперсних завислих речовин, що, у свою чергу, призводить до зниження ефективності роботи системи, а також до виходу з ладу як устаткування системи, так і установки вакуумування сталі в цілому. В основу корисної моделі поставлена технічна задача створити таку систему замкненого оборотного водопостачання установки вакуумування сталі, яка за рахунок додаткового введення системи фільтрування просвітленої води дозволить забезпечити досягнення технічного результату, який полягає у підвищенні ефективності роботи системи замкненого оборотного водопостачання установки вакуумування сталі при підвищенні ефективності очищення оборотної води від високодисперсних завислих речовин. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що система замкненого оборотного водопостачання установки вакуумування сталі, що містить послідовно встановлені прийомний резервуар для води, що відходить від установки вакуумування сталі, з насосною станцією, систему просвітлення води, систему охолодження води та насосну станцію для подачі охолодженої води на установку вакуумування сталі, згідно з корисною моделлю, додатково обладнана системою фільтрування просвітленої води, що розміщена після системи просвітлення перед системою охолодження. При цьому система фільтрування просвітленої води оснащена прийомним резервуаром просвітленої води, насосною станцією та напірними фільтрами. Система просвітлення води може бути обладнана, щонайменше, одним радіальним відстійником з вбудованою камерою флокуляції та водоводом, який розташований над корпусом радіального відстійника та забезпечує підведення води на просвітлення зверху у вбудовану камеру флокуляції. Напірні фільтри обладнані розташованими в корпусі центральною вертикальною трубою з верхнім дренажно-розподільним пристроєм, оснащеним колосниковою решіткою, двошаровим фільтрувальним антрацито-кварцовим завантаженням з підтримуючим шаром з гранітного щебеню, несправжнім днищем з нижнім дренажно-розподільним пристроєм, розташованим під несправжнім днищем колектором для підведення стисненого повітря, а також розташованими в нижній частині корпусу виводом центральної вертикальної труби, патрубком для відведення відфільтрованої води та патрубком для підведення промивної води. Додаткове обладнання системи замкненого оборотного водопостачання системою фільтрування, установленою після системи просвітлення перед системою охолодження й оснащеної прийомним резервуаром просвітленої води, насосною станцією та напірними фільтрами, які обладнані розташованими в корпусі центральною вертикальною трубою з верхнім дренажно-розподільним пристроєм, двошаровим фільтрувальним антрацито-кварцовим завантаженням з підтримуючим шаром з гранітного щебеню, несправжнім днищем з нижнім дренажно-розподільним пристроєм, розташованим під несправжнім днищем колектором для підведення стисненого повітря, а також розташованими в нижній частині корпусу виводом центральної вертикальної труби, патрубком для відведення відфільтрованої води та патрубком для підведення промивної води дозволяє забезпечити доочищення просвітленої оборотної води від високодисперсних завислих речовин, що накопичилися в ній, що, в свою чергу, підвищує ефективність очищення оборотної води і роботи системи замкненого оборотного водопостачання в цілому. Обладнання системи фільтрування прийомним резервуаром просвітленої води з насосною станцією забезпечує накопичення попередньо просвітленої води та постійне її підведення під напором на фільтрування в напірні фільтри з забезпеченням заданої продуктивності системи замкненого оборотного водопостачання в цілому. Використання напірних фільтрів для доочищення просвітленої оборотної води в системі водопостачання установки вакуумування сталі дозволяє підвищити ефективність її роботи при підвищенні ефективності очищення за рахунок виведення з оборотної води високодисперсних завислих речовин шляхом фільтрування через двошарове антарцито-кварцове завантаження, не допускаючи їхнього накопичення. Напірні фільтри в системі фільтрування встановлені з забезпеченням підведення просвітленої води на фільтрування за паралельною схемою, що дозволяє здійснювати фільтрування води в усіх фільтрах одночасно з можливістю безперешкодного переведення окремо визначеного напірного фільтра в режим промивання фільтрувального завантаження при забезпеченні сталості заданої продуктивності системи фільтрування і системи водопостачання в цілому. Розташування виводу центральної вертикальної труби, патрубка для відведення відфільтрованої води та патрубка для підведення промивної води в нижній частині корпусу напірного фільтра дозволяє конструктивно просто згрупувати вводи і виводи фільтра в нижній частині його корпусу, підвищити ефективність фільтрування і промивання, а також спростити експлуатацію системи фільтрування при підвищенні ефективності роботи системи водопостачання в цілому. Розташування в корпусі фільтра центральної вертикальної труби та виводу центральної вертикальної труби в нижній частині корпусу дозволяє забезпечити фільтрування води зверху вниз при підведенні води знизу. Це забезпечується за рахунок підведення води на фільтрування до корпусу фільтра знизу, її спрямування в центральну вертикальну трубу висхідним потоком і фільтрування після її виходу з верхнього дренажнорозподільного пристрою зверху вниз через двошарове фільтрувальне антрацито-кварцове завантаження, що підвищує ефективність доочищення просвітленої води в напірних фільтрах від високодисперсних завислих речовин при підвищенні ефективності роботи системи водопостачання в цілому. Обладнання центральної вертикальної труби верхнім дренажно-розподільним пристроєм, оснащеним колосниковою решіткою, дозволяє забезпечити рівномірний розподіл води, що фільтрується, за всім перерізом фільтра над поверхнею фільтрувального завантаження, а також запобігти потраплянню в корпус фільтра сторонніх предметів та великих включень, які випадково опинилися у воді, що фільтрується. Обладнання фільтра двошаровим фільтрувальним завантаженням з шару дробленого антрациту та кварцового піску дозволяє забезпечити фільтрування на підвищених швидкостях при спрямуванні потоку води, що фільтрується, зверху вниз від шару крупнозернистого завантаження з дробленого антрациту до шару з більш дрібних зернин кварцового піску. Це запобігає утворенню поверхневого шару осаду з великим опором та сприяє підвищенню затримуючої здатності завантаження при фільтруванні води з вмістом великої кількості високодисперсних завислих речовин. Використання підтримуючого шару з гранітного щебеню запобігає абразивному спрацьовуванню нижнього дренажно-розподільного пристрою. Обладнання кожного напірного фільтра колектором для підведення стисненого повітря та його розташування під несправжнім днищем дозволяє здійснювати промивання фільтрувального завантаження у два етапи. Перший етап промивання здійснюється шляхом підведення по даному колектору стисненого повітря у піддренажний простір корпусу та його наступне надходження у фільтрувальне завантаження знизу вгору для барботування зернистого фільтрувального матеріалу, що, у свою чергу, сприяє розпушенню завантаження та попередньому відокремленню затриманих частинок від зернин завантаження. Розташування патрубка підведення промивної води в нижній частині корпусу забезпечує на другому етапі промивання фільтра підведення промивної води під тиском у піддренажний простір та її наступне надходження під напором у фільтрувальне завантаження знизу вгору для вимивання затриманих дрібних твердих частинок з завантаження, що, у свою чергу, підвищує ефективність промивання зернистого фільтрувального матеріалу та виведення високодисперсних твердих частинок і, отже, підвищує ефективність наступного очищення оборотної води від високодисперсних завислих речовин при підвищенні ефективності роботи системи водопостачання в цілому. При цьому завислі в середовищі промивної води зернини фільтрувального матеріалу через різну щільність і різний фракційний склад, які обумовлені двошаровістю фільтрувального завантаження з зернин з різною питомою вагою та фракційним складом, автоматично розподіляються за висотою згідно з питомою вагою та послідовним зменшенням розміру фракцій зверху вниз. Після припинення подачі промивної води зернини фільтрувального матеріалу осідають з утворенням зернистого фільтрувального завантаження зі зменшенням фракційного складу зернин зверху вниз за спрямуванням потоку води, що фільтрується. Таким чином, в процесі фільтрування стає можливим запобігти утворенню поверхневого шару осаду з великим опором і підвищити затримуючу здатність завантаження при фільтруванні води з вмістом високодисперсних завислих речовин. Обладнання системи просвітлення стічних вод, щонайменше, одним радіальним відстійником з вбудованою камерою флокуляції та водоводом, розміщеним над корпусом радіального відстійника для підведення води на просвітлення зверху у вбудовану камеру флокуляції, дозволяє підвищити ефективність просвітлення оборотної води, яка містить велику кількість високодисперсних завислих речовин, перед фільтруванням, що, в свою чергу, підвищує ефективність роботи системи фільтрування та системи замкненого оборотного водопостачання в цілому. Суть системи замкненого оборотного водопостачання установки вакуумування сталі, що заявляється, пояснюється графічним матеріалом: - Фіг.1 - принципова схема системи замкненого оборотного водопостачання установки вакуумування сталі; - Фіг.2 - напірний фільтр. У конкретному прикладі виконання система замкненого оборотного водопостачання установки вакуумування сталі, що заявляється, містить установку вакуумування сталі 1, послідовно встановлені прийомний резервуар 2 гарячої води, що відходить від установки вакуумування сталі 1, з насосами 3 (насосна станція), один радіальний відстійник 4 системи просвітлення з вбудованою камерою флокуляції та підводом води на просвітлення зверху, прийомний резервуар 5 просвітленої води системи фільтрування, насоси 6 (насосна станція) системи фільтрування, десять напірних фільтрів 7 системи фільтрування (чотири з яких мають діаметр dy=3400мм і шість з яких мають діаметр dy=3000мм), односекційну вентиляторну бризкальну градирню 8 системи охолодження, двосекційну вентиляторну бризкальну градирню 8' системи охолодження та насоси 9 (насосна станція) для подачі охолодженої води на установку вакуумування сталі 1. При цьому кожен напірний фільтр 7 обладнаний розташованими в корпусі 10 центральною вертикальною трубою 11 з верхнім дренажно-розподільним пристроєм 12, послідовно розташованими зверху вниз: фільтрувальним шаром 13 з дробленого антрациту, фільтрувальним шаром 14 з кварцового піску та підтримуючим шаром 15 з гранітного щебеню, несправжнім днищем 16 з нижнім дренажно-розподільним пристроєм, виконаним з установлених у несправжньому днищі 16 дренажних ковпачків 17, розташованим під несправжнім днищем 16 колектором 18 для підведення стисненого повітря, патрубком 19 для відведення з піддренажного простору відфільтрованої води та патрубком 20 для підведення в піддренажний простір промивної води. Система замкненого оборотного водопостачання установки вакуумування сталі, що заявляється, працює в такий спосіб. Нагріта в установці вакуумування сталі 1 вода надходить у прийомний резервуар 2 гарячої води і насосами 3 подається на просвітлення в радіальний відстійник 4 з вбудованою камерою флокуляції та підведенням води на просвітлення зверху. У радіальному відстійнику 4 відбувається просвітлення води, при якому великі завислі речовини осідають на дно відстійника і виводяться з нього, а просвітлена вода з вмістом великої кількості високодисперсних завислих речовин самопливом направляється у прийомний резервуар 5 просвітленої води та насосами 6 направляється під напором на фільтрування в напірні фільтри 7. У напірних фільтрах 7 відбувається фільтрування води, яка була попередньо просвітлена в радіальному відстійнику 4. Під час фільтрування здійснюється очищення води від високодисперсних завислих речовин. Відфільтрована в напірних фільтрах 7 вода під залишковим напором направляється на охолодження в систему охолодження, що складається з двох паралельно працюючих вентиляторних бризкальних градирень 8, 8', що дозволяє забезпечити підвищення надійності та безперервності охолодження оборотної води при водопостачанні установки вакуумування сталі 1. Охолоджена вода накопичується в резервуарах охолодженої води секцій градирень 8, 8', звідки насосами 9 відбирається та знову подається на установку вакуумування сталі 1. Для фільтрування просвітлена вода під напором підводиться до нижньої частини корпусу 10 напірного фільтра 7 та висхідним потоком по центральній вертикальній трубі 11, що розміщена всередині корпусу 10, направляється у верхній дренажно-розподільний пристрій 12, через колосникову решітку якого потрапляє в корпус 10, рівномірно розподіляючись по поверхні фільтрувального завантаження. За рахунок проходження води через фільтрувальне завантаження, яке складається з фільтрувальних шарів дробленого антрациту 13 і кварцового піску 14, відбувається процес її фільтрування. Проходячи через підтримуючий шар 15 з гранітного щебеню та установлені в несправжньому днищі 16 дренажні ковпачки 17 вода потрапляє у піддренажний простір та трубопроводом 19 під залишковим напором відводиться на охолодження в градирні 8 й 8'. Фільтрувальне завантаження в процесі експлуатації напірного фільтра 7 забруднюються та вимагає промивання. Напірні фільтри 7 у режимі фільтрування гідравлічно працюють за паралельною схемою. При досягненні заданої величини перепаду тиску у фільтрувальному завантаженні та/або завершенні заданого часу роботи окремо взятий напірний фільтр 7 переводиться в режим промивання при припиненні підведення просвітленої води на фільтрування та відведення відфільтрованої води. Промивання фільтрувального завантаження для вимивання та видалення забруднень, що накопичилися у фільтрі 7, здійснюється у два етапи шляхом зворотної знизу вгору подачі спочатку стисненого повітря, а потім потоку промивної води. Стиснене повітря підводиться колектором 18, розташованими під несправжнім днищем 16, у піддренажний простір та через дренажні ковпачки 17 направляється вгору у фільтрувальне завантаження, забезпечуючи його барботування, після чого через вантуз, розташований у верхній частині корпусу, виводиться назовні. Промивна вода підводиться патрубком 20 у піддренажний простір та через дренажні ковпачки 17 направляється вгору у фільтрувальне завантаження, забезпечуючи вимивання і остаточне видалення забруднень, які накопичилися у фільтрі 7. Зернини фільтрувального матеріалу піднімаються разом з промивною водою, у результаті чого здійснюється їхнє промивання з класифікацією по питомій вазі і фракційному складі. Далі промивна вода надходить у верхній дренажно-розподільний пристрій та спадним потоком центральною вертикальною трубою виводиться з фільтра. Наявність колосникової решітки у верхньому дренажно-розподільному пристрої запобігає віднесенню зернин фільтрувального завантаження разом з промивною водою. Після завершення промивання зернини фільтрувального матеріалу осідають на несправжнє днище 16, утворюючи двошарове завантаження, сформоване зверху вниз з зернин за питомою вагою та фракційним складом, і фільтр 7 знову переводиться в режим фільтрування. З огляду на викладене вище та з урахуванням розкритого причинно-наслідкового зв'язку між сукупністю ознак корисної моделі, що заявляється, і технічним результатом, який досягається, можна стверджувати, що задача, поставлена в основу створення системи замкненого оборотного водопостачання установки вакуумування сталі, вирішена повністю, бо використання корисної моделі дозволяє забезпечити досягнення технічного результату, який полягає у підвищити ефективність роботи системи замкненого оборотного водопостачання при підвищенні ефективності очищення оборотної води від високодисперсних завислих речовин.