123605 (592837), страница 15

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 15)

Полезная суточная производительность фильтра должна соответствовать суточному водопритоку, таким образом, полезная суточная производительность фильтра Q =1002,84 м³/сут.

Принятый тип фильтра - скорые однослойные песчаные, плотность зерен загрузки составляет _з =2,5 т/ м³, минимальный диаметр зерен d_min=0,5 мм, максимальный диаметр зерен d_max=1,2 мм, эквивалентный диаметр зерен d_э=0,8 мм, коэффициент неоднородности к_н=1,9, высота фильтрующего слоя L_ф=0,8 м.

Скорость фильтрования при нормальном режиме принимаем равным

v_н=5,0 м/ч.

Допустимая скорость фильтрования при форсированном режиме:

v_ф=6,0 м/ч.

По п.6.97 [11] принимаем 2 промывки в сутки, т.е. n_пр=2.

По табл.23 [11] принимаем следующие параметры промывки:

интенсивность промывки - =14 л/ (с*м²);

относительное расширение загрузки - Е=45%;

По п.6.110,6.114 [11] принимаем продолжительность промывки: t_пр=10 мин.

Удельный расход промывной воды на один фильтр рассчитывается по формуле:

q=0,06*t_пр* (4.5), q=0,06*10*14=8,4 м³/м².

По п.6.98 [11] принимаем время простоя фильтра в связи с промывкой:

_пр=0,33 часа.

По формуле 18 [11] рассчитываем общую площадь всех фильтров, F:

F=Q/ (24*v_н-n_пр*q-n_пр*_пр*v_н) (4.6)

F=1002,84/ (24*5,0-2*8,4-2*0,33*5,0) =10,04 м².

Ориентировочное количество фильтров определяем по формуле:

N₀=0,5* (4.7)

N₀=0,5* =1,6, принимаем 2 шт.

Ориентировочная площадь одного фильтра определяется по формуле:

F₁=F/N₀, (4.8)

F₁=10,04/2=5,02 м².

Принимаем стандартную площадь фильтрования типового фильтра F_ст - ближайшее значение к F₁, F_ст=6,7 м². Принятые размеров фильтра:

а=3 м;

в=2,5 м.

Принятое количество фильтров рассчитывается по формуле:

N=F/F_ст, (4.9)

N=10,04/6,7=1,5, принимаем 2 шт.

По п.6.95 [11] принимаем, что в ремонте будет резервный фильтр.

Действительная скорость фильтрования в форсированном режиме определяется по формуле:

v_ф=v_н*N/ (N-N_р), (4.10)

v_ф=5,0*2/2=5 м/ч.

По таблице 22 [11] определяем состав и высоту поддерживающих слоев: L_п=0,7 м,

крупность: 40-20 мм - толщина: 0,35 м

20-10 мм 0,15 м

10-5 мм 0,1 м

5-2 мм 0,1 м

Итого всего: - 0,7 м

Расчет распределительной системы фильтра.

Выбираем тип распределительной системы с дырчатыми трубами.

Расход воды при промывке одного фильтра определяется по формуле:

Q_пр.1=F_ст*/1000, (4.11)

Q_пр.1=6,7*14/1000=0,094 м³/с.

По п.6.106 [11] принимаем скорость движения воды в коллекторе:

v_к=1,2 м/с.

Площадь сечения коллектора:

f_к=Q_пр.1. /v_к, (4.12), f_к=0,094/1,2=0,075 м².

Диаметр водораспределительного коллектора:

D_к= ,

D_к= =0,309 м, принимаем D_к=300 мм.

По п.6.105 [11] принимаем расстояние между боковыми ответвлениями:

S=0,35 м.

Количество боковых ответвлений:

n_бо=2* (b/S-1), (4.13)

n_бо=2 (2,5/0,35-1) =12 боковых ответвлений.

Расход промывной воды на одно ответвление:

Q_бо=Q_пр1/n_бо, (4.13)

Q_бо=0,094/12=7,5*10^-3

Диаметр бокового ответвления:

D_бо= ,

D_бо= =0,069 м, принимаем 75 мм.

Отверстия располагаются в 2 ряда в шахматном прядке под углом 45 к низу от вертикали, и по п.6.105 [11] принимаем диаметр отверстий d₀=12 мм.

Площадь одного отверстия рассчитывается по формуле:

f₀=*d₀²/4, (4.14)

f₀=3,14*12²/4=113 мм².

По п.6.106 [11] коэффициент перфорации изменяется в пределах от 0,0025 до 0,005, принимаем коэффициент перфорации К_п=0,0025.

Суммарная площадь отверстий определяется по формуле:

f₀=К_п*F_ст,

f₀=0,0025*6,7=0,017 м².

Общее количество отверстий:

N₀=f₀/f₀*10^-6,N₀=0,017/113*10^-3=150 шт.

Количество отверстий на одном ответвлении рассчитывается по формуле:

n₀=N₀/n_бо, (4.15)

n₀=150/12=12,5, принимаем 13 отверстий.

Шаг отверстий должен находиться в пределах от 0,15 до 0, 20, шаг отверстий рассчитывается по формуле:

е=b/ (n₀+1), (4.16)

е=2,5/ (13+1) =0,178 м, что соответствует п.6.105 [1].

По п.6.109. [11] предусматриваем стояки воздушники с установкой на них запорной арматуры или автоматического устройства для выпуска воздуха в качестве устройства для удаления воды из распределительной системы.

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.

Для отвода промывной воды принимаем количество желобов равное:

n_ж=а/С_ж, (4.17)

n_ж=3/1,0=3 желоба.

Через один желоб расходуется воды:

q_ж=Q_пр.1/n_ж, (4.18)

q_ж=0,094/3=0,031 м³/с.

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

В_ж=2* , (4.19)

В_ж=2* =0,33 м.

Высота желоба равна:

h_ж=0,6*В_ж, (4.20)

h_ж=0,6*0,33=0,2 м.

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

Н_кр=L_ф*Е/100 +0,3, (4.21)

Н_кр=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]:

Н_к=1,73* , (4.22), Н_к=1,73* =0,4 м.

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

V_к=Q_пр.1/ (Н_к-0,2) *В_к, (4.23), V_к=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:

f_o1=f₀/n₀, (4.24), f₀₁=0,017/12=0,00142 м².

Коэффициент перфорации бокового ответвления рассчитывается по формуле:

k_бо=4*f₀₁/*D_бо², (4.25), k_бо=4*0,00142/3,14*0,075²=0,32.

Коэффициент местного сопротивления бокового ответвления определяется по формуле:

_бо=2,2/k_бо²+1,_бо=2.2/0,32²+1=23.

Суммарная площадь сечений всех боковых ответвлений определяется по формуле:

f_бо=*D_бо²*n_бо/4, (4.26), f_бо=3,14*0,075²*12/4=0,05 м².

Коэффициент перфорации коллектора:

k_к=4*f_бо/*D_к². (4.27)

k_к=4*0,05/3,14*0,3²=0,7.

Коэффициент гидравлического сопротивления коллектора определяется по формуле:

_к=2,2/k_к²+1, (4.28)

_к=2,2/0,7²+1=5,5.

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

h_р=_к*v_к²/2g+_бо*v_бо²/2g+v_к²/2g, (4.29)

h_р=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:

Н_ф=1,5*L_ф, (4.30), Н_ф=1,5*0,8=1,2 м.

Потери напора в гравийных поддерживающих слоях:

h_{п. с.} =0,022*L_n*, (4.31)

h_{п. с.} =0,022*0,7*14=0,215 м, принимаем 0,22 м.

Сумма потерь напора в загрузке определяется по формуле:

Н_з=Н_ф+h_n, (4.32)

Н_з=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 Q_пр.1 =0,094 м³/с, она равна 1,77 м/с.

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

Гидравлический уклон подводящего трубопровода принимаем по таблице Шевелева для пропуска Q_пр.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:

h_{п. т.} =2*i*l, (4.33)

h_{п. т.} =2*0,019*50=1,93.

Коэффициент 2 учитывает потери напора на местных сопротивлениях.

Полная величина потерь при промывке фильтра определяется по формуле:

Н_пр=Н_з+h_р+h_{п. т.,} (4.34)

Н_пр=1,42+5,25+1,93=8,6 м.

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

Необходимая производительность насоса рассчитывается по формуле:

Q_н=3600*Q_пр.1, (4.35), Q_н=3600*0,094=338,4 м³/ч.

Количество рабочих агрегатов принимаем равным N_раб=1 шт.

Количество резервных агрегатов принимаем также равным N_рез=1 шт.

Общее количество насосных агрегатов составляет:

N=N_раб+N_рез, (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. =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, поэтому 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.

Характеристики

Список файлов ВКР