Пожалуй, всем известно, что огромные котлы-градирни и испускающие дым полосатые трубы, что видны с любой точки города, принадлежат ТЭЦ. Более того, многие знают, что эти махины обеспечивают наши дома светом, отоплением и горячим водоснабжением. Но что именно представляет собой процесс образования тепла и как в нем задействованы колонны градирен – вопрос довольно запутанный.
Расходные материалы
Весь процесс работы ТЭЦ начинается с подготовки воды. Поскольку она используется здесь в качестве основного теплоносителя, то перед попаданием в паровой котел, где с ней будут происходить основные метаморфозы, требует предварительной очистки. Чтобы предупредить накипь на стенках котлов, воду сначала смягчают – ее жесткость порой необходимо уменьшить в 4000 раз, также ее нужно избавить от различных примесей и взвесей.
В качестве топлива для подогрева котлов с водой на различных электростанциях используют, как правило, газ, уголь или торф. Сгорание этих материалов выделяет тепловую энергию, которую на станции и используют для работы всего энергоблока. Уголь перед использованием перемалывают, а поступающий газ очищают от механических примесей, сероводорода и углекислого газа.
Производство пара
Огромный паровой котел в машинном зале – высота с 9-этажный дом не предел – можно назвать сердцем ТЭЦ. Его питает подготовленное топливо, выделяя при этом огромное количество энергии. Под ее силой вода в котле превращается в пар с температурой на выходе почти в 600 градусов. Под давлением этого пара вращаются лопасти генератора, в результате чего создается электричество.
ТЭЦ вырабатывает также тепловую энергию, предназначенную для отопления и горячего водоснабжения района и города. Для этого на турбине существуют отборы, которые выводят часть нагретого пара, пока тот еще не дошел до конденсатора. Выведенный пар передается в сетевой подогреватель, выступающий в качестве теплообменника.
Тепловые сети
Попав в трубки сетевых подогревателей, вода нагревается и передается по подземным трубопроводам дальше в тепловую сеть за счет насосов, гоняющих воду по трубам. Теплосети, как правило, несут воду 70-150 градусов – все зависит от температуры снаружи: чем ниже градус на улице, тем горячее теплоноситель.
Перевалочным пунктом для теплоносителя становится центральный тепловой пункт (ЦТП) . Он обслуживает сразу целую систему зданий, предприятие или микрорайон. Это своеобразный посредник между объектом, создающим тепло и непосредственным потребителем. Если в котельной вода нагревается благодаря сгоранию топлива, то ЦТП работает с уже нагретым теплоносителем.
Рецепт горячей воды
Поставка теплоносителя заканчивается на входе в ЦТП или ИТП (индивидуальный ТП) – так, теплоноситель передается для дальнейших действий в руки ТСЖ или другой управляющей компании. Именно в тепловом пункте создается та горячая вода, с которой мы привыкли иметь дело – поступающая сюда с ТЭЦ вода греет в теплообменнике чистую холодную воду из водозаборников и превращает ее в ту самую горячую, что течет в наших кранах.
Обогрев здания и комнаты, эта вода постепенно остывает, ее температура падает до 40-70 градусов. Часть такой воды идет на смешение с теплоносителем и подается в наши краны с горячей водой. Дорога же другой части – снова на станцию, здесь остывшую воду согреют сетевые теплообменники.
Для чего же нужны градирни?
Величественные и массивные башни, называемые градирнями, не являются реакторами и центрами событий на ТЭЦ и на самом деле играют вспомогательную роль. Как это ни удивительно, но они применяются на теплостанции для охлаждения воды. Но зачем давать остывать той воде, которую постоянно нагревают?
В градирнях используется вторая часть « обратки», прошедшей цикл нагревания-охлаждения. Но ее температура еще довольно велика: 50 градусов для дальнейшего применения – слишком высокий показатель. Используют же побывавшую в градирнях воду для охлаждения конденсаторов паровых турбин. Это необходимо для того, чтобы пар, прошедший через паровую турбину, смог попасть в конденсатор и на холодных трубах внутри него сконденсироваться. Эти трубы как раз и охлаждаются водой, прошедшей градирни, температура которой теперь около 20 градусов. Если их не остудить, то не будет и потока пара через турбину, тогда и работать она не сможет. Конденсатор же снова превратит пар в воду, которая будет вновь пущена по циклу.
Открывая утром кран с холодной или горячей водой, никто из нас не задумывается о том, что еще сто лет назад для подавляющего населения нашей планеты этот уровень комфорта был абсолютно недоступным.
Только обеспеченные владельцы комфортабельных квартир в больших городах могли позволить себе пользование водопроводом и канализацией.
Подавляющее большинство населения, как и тысячи лет назад, вынуждено было таскать воду ведрами из ближайшего колодца, ручья или в лучшем случае – из водоразборной колонки.
Двадцатое столетие коренным образом изменило образ жизни человека. Это был век революционных преобразований во многих сферах жизни, в том числе и в коммунальной сфере.
Водопровод и канализация пришли буквально в каждый дом и из предмета роскоши стали насущной необходимостью как городского, так и сельского быта. Тем не менее, далеко не все жители городских квартир понимают, как устроена система водоснабжения их дома, откуда в дом приходит вода и куда она уходит из раковины, ванны или унитаза.
Очистка воды
Мы все знаем, что сегодня пить воду, набранную из реки или озера, предварительно не профильтровав и не прокипятив ее, опасно для здоровья. Но вода, которая наполняет наши водопроводные трубы, как правило, набирается из ближайшего крупного водоема. Разумеется, предварительно она проходит сложную систему очистки на водозаборной станции.
Очистка воды производится в несколько этапов. Вначале речная вода мощными насосами закачивается из реки в накопительный резервуар станции. Там она проходит несколько фильтрующих труб с решетками, очищаясь от крупного мусора – обломков дерева, водорослей и других загрязнений.
Затем следует уловить и осадить мелкие частицы песка , ила, кусочки водорослей. Для этого вода пропускается через несколько фильтров, заполненных сначала крупным гравием, затем более мелким. От мельчайших частиц грязи вода очищается, проходя через фильтр из промытого речного песка.
Следующий этап – обеззараживание, которое выполняется либо добавлением в воду дезинфицирующего вещества, либо облучением ультрафиолетом. Второй способ является более современным и совершенно безвредным для здоровья человека. Однако в некоторых регионах воду до сих пор еще обеззараживают хлорированием.
Городской водопровод
Водопроводная система современного крупного города – это сложное инженерное сооружение, состоящее из нескольких магистральных линий и многочисленных ответвлений, подходящих к отдельным домам и квартирам.
В прошлом для того, чтобы вода текла по трубам, использовалась водонапорная башня с резервуаром, расположенным на большой высоте. Вода закачивалась в резервуар, а оттуда поступала по трубам в дома и квартиры.
В современном городе эта система не смогла бы обеспечить потребности даже одного микрорайона. Да и какой высоты потребовалась бы башня, чтобы создать напор, достаточный для подачи воды на 25-й этаж? Поэтому необходимое давление в трубах создается мощными электрическими насосами, расположенными в наиболее важных узлах водопроводной сети.
Правда, при крупной аварии в электросети городской район может остаться не только без электричества, но и без воды. Чтобы этого избежать, насосные станции оборудуются независимыми либо резервными источниками электроэнергии.
Для того, чтобы прийти в ваш дом, вода из реки должна преодолеть систему фильтров, пройти через несколько мощных насосов и через лабиринт труб. А в случае, если это горячая вода, то и через котел бойлерной станции, обеспечивающей теплом ваш район.
Канализационная система
Подвести воду в каждый дом и квартиру – только половина проблемы. Когда вы открываете кран, чтобы умыться или вымыть посуду, использованная вода выливается в отверстие раковины. Но куда она девается потом?
Сточные воды из слива кухонной раковины, ванны, душа и унитаза попадают в канализационную трубу, а оттуда уходят в коллектор центральной канализационной магистрали. Там собираются сточные воды из многих квартир и домов.
С помощью специальных фекальных насосов, предназначенных для перекачивания грязной засоренной воды, стоки отводятся от жилых микрорайонов и промышленных предприятий.
К сожалению, просто сбрасывать сточные воды в реку ни в коем случае нельзя. Они содержат множество вредных и ядовитых загрязнений, которые, попав в реку, быстро отравят в ней все живое, превратив ее в такую же канализацию, только большего масштаба. Поэтому сточные воды в обязательном порядке подлежат очистке.
В каждом городе имеется специальная очистная станция (а в крупных городах их обычно несколько), где вода полностью освобождается от грязи и становится пригодной для сброса в реку или для повторного использования.
Очистка выполняется, как и в случае с водопроводной водой, в несколько этапов. Но даже очищенная вода непригодна для питья – она сбрасывается в оросительные системы близлежащих сельхозпредприятий.
Для того, чтобы мы могли пользоваться привычными с детства вещами – водопроводным краном и санузлом – коммунальные службы каждый день проделывают огромную работу. Не забывайте об это и не лейте воду зря, ведь она – наше богатство!
Наверное, многим знакома ситуация, когда, пытаясь ответить на, казалось бы, простой вопрос, становится ясно, что довольно сложно сформулировать точный ответ и досконально объяснить некоторые элементарные нюансы дела. Это же правило касается и несложного вопроса: откуда берется вода в кране? На первый взгляд, вопрос совершенно простой и даже детский, но на деле оказывается, что не многие могут описать в деталях весь технологический процесс, который предшествует тому моменту, когда вода, уже очищенная и подготовленная, вытекает из крана.
Зачастую вода в кран поступает из обычного водоёма, предварительно прошедшая очистку.
Часто, отдыхая на водоемах, мало кто задумывается, что может быть именно из этого источника, куда по праздникам удается вырваться из со своими друзьями. Даже зная об этом, мало кому придет в голову утолить жажду этой водой, ежедневно употребляемой из-под крана, но, конечно, очищенной.
Чтобы ответить на вопрос: откуда берется вода, стоит проследить весь процесс ее перемещения, начиная от поверхностных вод, каковыми являются водохранилища и другие водоемы, и заканчивая тем моментом, когда, уже готовая к потреблению, вода направляется по трубопроводам в жилые дома.
Итак, сначала вода поступает на станции водоподготовки, где она проходит очистку до пригодного для питья состояния.
Этот процесс состоит из нескольких этапов, в ходе каждого из которых вода лишается определенного вида вредных загрязнителей.
На станции водоподготовки вода очищается до пригодного для питья состояния.
На начальном этапе вода проходит механическую очистку и очищается от грубого мусора, такого как крупная органика, песок, ил и др. Затем, посредством добавления в воду химических реагентов, которые связывают и осаждают микроскопические примеси, вода очищается вторично. Для очищения воды активно применяются и сорбционные средства, способные поглощать широкий диапазон загрязнителей, в число которых также входят тяжелые металлы и многие бактерии. Для умягчения воды используются ионообменные материалы. Вода в кране перед поступлением к потребителю в обязательном порядке проходит детерминированный процесс обеззараживания.
Стоит добавить, что способы и уровень очистительных процедур напрямую зависят от технологических возможностей водоочистительной станции и от степени загрязненности поступающей воды. Наверное, многим знакома ситуация, когда, дегустируя воду на новом месте, чувствуется новый привкус и совершенно другое качество, отличные от тех, к которым привыкли. Специфический вкус и запах воды характерны для каждого отдельного региона, города и даже районов одного города. Основной причиной такого различия является источник поставки водных ресурсов, методы очистки на водоочистительных станциях и состояние труб водораспределительной системы.
Вернуться к оглавлению
Традиционные и современные методы
Принципиальная схема очистки воды.
Если рассматривать технологии водоочистки отечественных станций, то здесь, конечно, не очень оптимистическая ситуация, поскольку на внедрение современных технологий, как всегда, не хватает средств, поэтому процесс обеззараживания воды по-прежнему осуществляется посредством хлорирования. А о том, насколько пагубно сказывается на здоровье попадание в организм этого реагента, каждому известно еще со школьной скамьи. Неприятный запах и специфический вкус прошедшей через хлорирование воды – это лишь “цветочки”. Медикам уже давно известны все коварные последствия от потребления хлорированной воды, поэтому, зная, откуда берется вода и какой небезопасный путь она проходит, медики рекомендуют отказаться от потребления водопроводной воды в качестве питьевой, а в крайнем случае пользоваться дополнительными фильтрами для очистки.
Конечно, в более развитых странах процесс обеззараживания воды выглядит совсем иначе. Там активно используются более эффективные и безвредные методы, такие как обработка ультрафиолетом и озонирование. А в Белоруссии вода дополнительно обрабатывается на предмет обезжелезивания путем предварительного окисления железосодержащих фрагментов и дальнейшей их нейтрализации и отфильтровывания.
Вернуться к оглавлению
Подземные резервуары
Схема обеззараживания воды с помощью УФ – фильтра.
В последнее время все большей популярностью стала пользоваться вода из подземных источников, откуда и берется вода в кране для некоторых регионов. Главным и неоспоримым преимуществом подземных вод, конечно же, является отсутствие в них органики и микроорганизмов, в избытке содержащихся в поверхностных водах. Данное достоинство исключает необходимость хлорирования воды и делает ее на несколько порядков безопасней из-за отсутствия содержания хлора. Единственным недостатком подземных вод является повышенное содержание в их составе солей жесткости, минералов, тяжелых металлов и неорганических примесей. Поэтому на водоочистительных станциях осуществляется процедура очистки воды от этих соединений до существующих норм минимально допустимых концентраций (ПДК).
После завершения всего технологического процесса очистки в лабораторных условиях вода тестируется на содержание вредных примесей, которое должно соответствовать их ПДК (то есть допускается наличие загрязнителей, но в строго определенных концентрациях).
27.09.13 15:15
Львиная доля бюджетных средств любого города, районного центра, небольшого населённого пункта расходуется на водоснабжение. Мы привыкли к постоянному присутствию воды в кране и крайне редко задумываемся, откуда и как эта живительная сила поступает в наш дом.
Коммуникативное устройство водопроводов являет собой сложный механизм, в котором неисправность только одного отдельного механизма может повлечь серьёзные проблемы для всего города.
Испокон веков развитие цивилизации было немыслимо без тесного контакта человека с водой. В наше время недалеко от больших мегаполисов также располагаются природные источники, а также скважины, пробитые человеком. Мощность этих скважин, уровень воды - это параметры особого значения, которые имели высокую ценность и в древности, и в наше время являются объектом пристального внимания. По мнению бедуинов, вода намного дороже золота. Так каким же образом эта драгоценность попадает в наш дом и целебной струёй льётся из крана?
Для обеспечения домов водой строятся водозаборные станции. Они посредством выкачивания забирают воду из источника, помещают её в специальные огромные ёмкости, откуда через насосные коммуникации вода под напором поставляется в трубы. ёмкости для воды - это специальные резервуары со сложной конструкцией, которая позволяет очищать и обеззараживать воду.
Воду в резервуарах фильтрует большого размера фильтр для воды. Загрязнения механического плана остаются за пределами ёмкостей. Также для очистки воды от различных вредных примесей применяются специальные растворы. После процесса очистки вода при помощи насосов поставляется в трубы.
Насосные приспособления (агрегаты) монтируются непосредственно на водозаборных станциях. Обязательно учитывается минимальная и максимальная потребность водоснабжения. Есть также резервные насосы, которые используются в случае ремонта основных приспособлений или при аварийных ситуациях.
Под названием агрегат насосной станции подразумевается не только насос, но и двигатель, расположенный внутри и обеспечивающий движение насоса.
Очень важно постоянное обеспечение водозаборной станции электропитанием. Станции, занимающиеся качанием и очисткой воды, роль которой выполняет система очистки воды для квартиры, являются объектами первого значения. Относятся они к первой категории, которая, по существующим правилам, снабжается двумя источниками питания, не зависящими друг от друга. Первый - центральное обеспечение электричеством, второй - местный генератор. Генераторы могут быть с дизельным или бензиновым принципом работы. Если происходит авария в центральной системе электроснабжения, тут же включается запасная. Дизельные генераторы полностью совместимы с мощным оборудованием насосной станции, однако рассчитаны на режим минимального водоснабжения с тем, чтобы обеспечить жизненно важные городские объекты.
Все сложнейшее оборудование водозаборной станции ежедневно осматривается. Малейшие неисправности немедленно ликвидируются. Постоянно проводится химический анализ воды, её состав находится под контролем санэпидемиологического надзора с целью предотвращения инфекционных болезней, которые вызывает кишечная палочка и другие бактерии.
Люди не мыслят своей жизни без воды. Хозяева земельных участков имеют возможность построить колодец и брать из него воду на все хозяйственные нужды.
Совсем другая ситуация складывается в многоквартирных домах и городских районах. Для обеспечения жителей водой, городские власти выделяют существенный процент бюджетных денежных средств. Эти деньги идут на устройство водопроводных систем и их поточный ремонт. Незначительная поломка в системе может иметь катастрофические последствия.
Всю жизнь человека окружает вода: в виде питья, ингредиента для приготовления пищи и как средство гигиены. Природные резервуары, искусственно созданные пруды, скважины и колодцы имеют различное назначение, но их важность неоценима. Жители пустынь и кочевые племена ценят воду превыше всего.
Рассмотрим, как вода попадает в краны городской квартиры. Первой ступенькой на этом пути являются водозаборные станции. Они выкачивают воду из природных источников или из водохранилищ. После этого она попадает в специальные большие резервуары. В них стоят сложные очистительные фильтры для воды Аквафор, способные очистить большие объёмы жидкости. Загрязнения, в виде осадочных пород и других механических частиц, остаются снаружи и не попадают в ёмкости. Вода, находящаяся в этих резервуарах, подвергается дополнительной очистке специальными растворами, которые очищают её от органических соединений и обеззараживают.
Очищенная вода, с помощью мощных насосных коммуникаций, под большим напором проходит в трубы. Каждая водозаборная станция рассчитана на определённую мощность и может поставлять, как минимальное количество воды, так и максимально возможное. Для этого ведутся наблюдения за расходом воды в определённые временные отрезки и в зависимости от времени года. На станциях обязательно должны находиться резервные насосы и другое оборудование, необходимое в случаях поломки основного и во время ремонта. Если возникают аварийные ситуации, то их присутствие является жизненно важным для людей, которые обеспечиваются водой из этого источника снабжения.
Насосная станция состоит из системы насосов, на которые установлены фильтры обратного осмоса, внутренних двигателей и электрического обеспечения. Для бесперебойной работы насосного и фильтровального оборудования необходимо электрическое питание. Оно не должно прерываться потому, что водоснабжение населения входит в первоочередную задачу. Равными по значению, с водоснабжением, являются пожарная безопасность и служба скорой медицинской помощи.
Источники питания каждой водозаборной станции, это центральное электроснабжение и стационарное, включающееся в аварийные моменты. На территории станции располагаются генераторы, которые могут иметь дизельный и бензиновый принцип работы. Мощности генераторов рассчитаны на обеспечение в минимальном режиме, всех потребностей людей не только в "спальных районах", но и в производственных зонах города.
Оборудование водозаборных станций постоянно осматривается. Если возникают неисправности, они устраняются в минимальные сроки. Каждый день берут пробы воды на выходе в городскую систему. Санитарно- эпидемиологические станции проводят анализы, в которых рассматривается наличие опасных химических элементов и болезнетворных бактерий.
Бесперебойная работа систем водоснабжения и отличные показатели качества воды, это залог здоровья населения.
