Очистка шахтных вод в системах оборотного водоснабжения

Скорые фильтры оборудованы устройством для сбора и отвода воды – желоба.

Расстояние между осями желобов по п. 6. 111 [11] должно быть не более 2,2 м, поэтому принимаем расстояние между осями желобов равное 1,0 м. Через один желоб расходуется воды:

qж=Qпр.1/nж, (4.18)

qж=0,094/3=0,031 м3/с.

По формуле (23) [11] рассчитываем ширину желоба:

Вж=2*, (4.19)

Вж=2*=0,33 м.

Высота желоба равна:

hж=0,6*Вж, (4.20)

hж=0,6*0,33=0,2 м.

Высота кромки желоба над поверхностью фильтрующей загрузки рассчитывается по формуле (25) [11]:

Нкр=Lф*Е/100 +0,3, (4.21)

Нкр=0,8*45/100 +0,3=0,66 м.

Ширина бокового канала равна 0,3 м.

Расстояние от дна желоба до дна сборного канала рассчитывается по формуле (24) [11]:

Нк=1,73*, (4.22)

Нк=1,73*=0,4 м.

Скорость течения промывной воды в конце сборного канала определяется по формуле:

Vк=Qпр.1/(Нк-0,2)*Вк, (4.23)

Vк=0,094/(0,4-0,2)*0,3=1,57 м/с.

Принятая система промывки фильтров – от насосов, поэтому при промывке происходят потери напора, рассчитаем потери напора при промывке фильтров от насосов.

Суммарная площадь отверстий на одно боковое ответвление рассчитывается по формуле:

åfo1=åf0/n0, (4.24)

åf01=0,017/12=0,00142 м2.

Коэффициент перфорации бокового ответвления рассчитывается по формуле:

kбо=4*åf01/p*Dбо2, (4.25)

kбо=4*0,00142/3,14*0,0752=0,32.

Коэффициент местного сопротивления бокового ответвления определяется по формуле:

xбо=2,2/kбо2+1,

xбо=2.2/0,322+1=23.

Суммарная площадь сечений всех боковых ответвлений определяется по формуле:

åfбо=p*Dбо2*nбо/4, (4.26)

åfбо=3,14*0,0752*12/4=0,05 м2.

Коэффициент перфорации коллектора:

kк=4*åfбо/p*Dк2. (4.27)

kк=4*0,05/3,14*0,32=0,7.

Коэффициент гидравлического сопротивления коллектора определяется по формуле:

xк=2,2/kк2+1, (4.28)

xк=2,2/0,72+1=5,5.

Потери напора в распределительных трубах определяется по формуле (22) [11]:

hр=xк*vк2/2g+xбо*vбо2/2g+vк2/2g, (4.29)

hр=5,5*1,22/2*9,81+23*22/2*9,81+1,22/2*9,81=5,25 м.

Потери напора в фильтрующем слое при промывке определяется по формуле:

Нф=1,5*Lф, (4.30)

Нф=1,5*0,8=1,2 м.

Потери напора в гравийных поддерживающих слоях:

hп.с.=0,022*Ln*w, (4.31)

hп.с.=0,022*0,7*14=0,215 м, принимаем 0,22 м.

Сумма потерь напора в загрузке определяется по формуле:

Нз=Нф+hn, (4.32)

Нз=1,2+0,22=1,42 м.

Длину подводящего трубопровода принимаем равной l=50 м.

Скорость движения воды в подводящем трубопроводе принимаем по таблице Шевелева для пропуска Qпр.1 =0,094 м3/с, она равна 1,77 м/с.

По таблице Шевелева принимаем диаметр проводящего трубопровода для пропуска Qпр.1=0,094, диаметр равен 250 мм.

Гидравлический уклон подводящего трубопровода принимаем по таблице Шевелева для пропуска Qпр.1=0,094 м3/с, он равен i=19,3/1000=0,019.

Потери воды в трубопроводе, подающем промывную воду к общему коллектору распределительной системы определяется по формуле:

hп.т.=2*i*l, (4.33)

hп.т.=2*0,019*50=1,93.

Коэффициент 2 учитывает потери напора на местных сопротивлениях.

Полная величина потерь при промывке фильтра определяется по формуле:

Нпр=Нз+hр+hп.т., (4.34)

Нпр=1,42+5,25+1,93=8,6 м.

Следующим действием выбирается тип промывного насоса. Необходимый напор насоса определяется как Нн=Нпр+7=15,6 м.

Необходимая производительность насоса рассчитывается по формуле:

Qн=3600*Qпр.1, (4.35)

Qн=3600*0,094=338,4 м3/ч.

Количество рабочих агрегатов принимаем равным Nраб=1 шт.

Количество резервных агрегатов принимаем также равным Nрез=1 шт.

Общее количество насосных агрегатов составляет:

N=Nраб+Nрез, (4.36)

N=1+1=2 шт.

Выбираем насос типа Д-500-36.

Реагентное хозяйство включает растворный бак коагулянта с механической мешалкой для приготовления концентрированного раствора (0,5 – 1 % по активному продукту), расходные баки рабочего раствора коагулянта (0,1 - 0,5 %), насос для перекачки раствора коагулянта из растворного бака в расходные баки, дозирующее устройство и расходный склад коагулянта. Число устройств и их размеры определяются расчетом, исходя из максимального притока шахтных вод, принятой дозы и концентрации раствора коагулянта. Количество расходных баков должно быть не менее двух, за исключением случаев, когда рабочий раствор коагулянта готовится непосредственно в растворном баке.

В качестве дозирующих устройств используются поплавковые дозаторы или насосы-дозаторы, количество их должно быть не менее двух, их которых один является резервным. Допускаемая точность дозировки ±5 %. Ёмкость расходного склада рассчитывается из условия хранения 15-30 суточного расхода коагулянта в период максимальной его потребности.

Расчет реагентного хозяйства.

Принятый тип реагента –сернокислый алюминий (Al2(SO4)3).

Доза реагента принимается равной D=6 г/м3.

Содержание активного продукта в реагенте равна А=40 %.

Концентрация раствора реагента равна С=0,1 %, при этом должно соблюдаться условие, что концентрация раствора реагента должна быть в пределах от 0,1 до 0,25 %.

Плотность раствора реагента такая же как и у воды, т.е. r=1000 кг/м3.Суточный расход технического продукта рассчитывается по формуле:

G=D*Q/10A, (4.37)

G=6*1002,84/10*40=15,04 кг.

Запас реагента допускается сроком на 30-90 суток, поєтому срок запаса реагента принимаем Т=90 сут.

Плотность технического продукта – р=1400 кг/м3.

Высота складирования принимается равной Н=0,5 м. При этом площадь склада рассчитывается по формуле:

F=G*T/р*Н, (4.48)

F=15,04*90/1400*0,5=1,93 м2.

Реагент заготавливается на период от 12 до 36 часов, принимаем период времени, на которое заготавливается реагент t=24 часа.

Емкость растворно-расходных баков реагента определяется по формуле:

W=D*Q*t/10*С*r, (4.49)

W=6*41,78*24/10*0,1*1000=6,0 м3.

Количество баков принимаем равным N=2 шт.

Емкость одного бака рассчитывается по формуле:

W1=W/N, (4.50)

W1=6,0/2=3 м3.

Баки бывают обычно кубической формы, его размеры:

a х b x h=1,5х1,5х1,3 м.

Для приготовления раствора реагента необходимо перемешивать воду с концентрированным раствором реагента, для перемешивания используется сжатый воздух, интенсивность подачи сжатого воздуха для раствора по п.6.23 [11] принимается в пределах от 8 до 10л/с.м2. Принимаем интенсивность подачи сжатого воздуха w=10 л/с.м2.

Расход сжатого воздуха для перемешивания раствора определяется по формуле:

W=60wаb, (4.51)

W=60*10*1,5*1,5=1350 л/мин.

Расход раствора реагентаопределяется по формуле:

q=100*D*Q/С*r, (4.52)

q=100*6*41,78/0,1*1000=250,68 л/час.

По данным, полученным выше, принимаем тип дозатора – НД-100/40.

 Скачать реферат