Geum.ru

Отчет по Дополнительному соглашению №4 от 27 февраля 2010 г к Государственному контракту №11/08-200 от 29 октября 2008 г

Вид материалаОтчет
4.3.3 Промышленное водопотребление
Подобный материал:
1   ...   27   28   29   30   31   32   33   34   ...   37

4.3.3 Промышленное водопотребление


Вода в промышленности применяется для охлаждения агрегатов, механизмов, инструментов; для транспорта и мойки; используется как растворитель, входит в состав готовой продукции. Значительное количество воды используется для поддержания в производственных помещениях и на территории предприятий необходимых санитарно-гигиенических условий и на удовлетворение потребностей работающего персонала. Главнейшими водопотребителями в промышленности являются тепловые и атомные станции, требующие большого количества воды для охлаждения агрегатов.

Объемы промышленного водопотребления различны не только для отдельных отраслей промышленности, но даже для выпуска одной и той же продукции в зависимости от технологии производственного процесса. Зависят они и от климатических условий: очевидно, что в северных районах водопотребление промышленностью меньше, чем в южных, с высокими температурами воздуха. Главными потребителями воды в промышленности, кроме теплоэнергетики, являются химическая и нефтехимическая, черная и цветная металлургия, целлюлозно-бумажная промышленность и машиностроение. Например, в бывшем СССР в 1980 г. из 107 км3 потребленной воды на долю теплоэнергетики пришлось примерно 66%, а на долю всех перечисленных выше отраслей - 89% всего промышленного водопотребления.

Для характеристики водоемкости продукции, выпускаемой промышленностью, обычно используют удельные показатели расхода свежей воды (на 1 т готовой продукции, на 1 кВт.ч, на единицу затрат и т. д.). Так, в черной металлургии на добычу и обогащение 1 т руды расходуется в среднем 2-4 м3 свежей воды, на производство 1 т чугуна 40-50 м3, проката 10-15 м3, меди - 500 м3, никеля - 4000 м3. Особенно большой расход свежей воды требуется для предприятий целлюлозно-бумажной и нефтехимической промышленности: на производство 1 т целлюлозы требуется обычно 400-500 м3 воды, вискозного шёлка - 1000-1100 м3, синтетической резины - до 2800 м3, синтетических волокон и пластмасс - 2500-5000 м3, конденсаторной бумаги до 6000 м3 и т. д.

Для теплоэлектростанции мощностью 1 млн.кВт требуется 1.0-1.6 км3 воды в год. Еще больше (в 1,5-2 раза, а по некоторым данным до 3-4 раз) требуется воды для атомных станций той же мощности. Отметим, что сейчас существуют, строятся и проектируются тепловые и атомные станции мощностью 3-5 млн.кВт и более. Для целлюлозно-бумажного комбината мощностью 500 тыс.тонн продукции в год ежегодно требуется 435 млн.м3 воды, а для среднего по мощности металлургического завода - примерно 250 млн.м3 [81].

Основные характеристики промышленного водопотребления - объемы забора свежей воды, безвозвратного водопотребления, водоотведения - в очень большой степени зависят от принятой схемы водоснабжения. Как известно, существуют две основные принципиально различные схемы - прямоточная и оборотная. При прямоточной системе забираемая из источника вода после использования (с очисткой или без очистки) сбрасывается в водотоки. При оборотной системе использования вода охлаждается, очищается и снова поступает в систему водоснабжения. Таким образом, система оборотного водоснабжения исключает сброс отработанных вод обратно в водные объекты и предусматривает их многократное использование в производстве. Количество необходимой свежей воды в случае оборотного водоснабжения незначительно и определяется расходом, необходимым для восполнения безвозвратного водопотребления в процессе производства и регенерации, а также для периодической замены воды в оборотных циклах.

Например, тепловая станция мощностью 1 млн. кВт при прямоточном водоснабжении потребляет 1,58 км3/год свежей воды, а при оборотном – всего 0,12 км3/год (в 13 раз меньше). ГРЭС мощностью 1,2 млн.кВт при прямоточной системе требует 1,47 км3 свежей воды, а с оборотной системой – всего 0,116 км3; металлургические заводы с оборотной системой водоснабжения и замкнутыми циклами для всех цехов на производство 1 т чугуна расходуют 37-40 м3 свежей и 350-400 м3 оборотной воды, тогда как действующие металлургические заводы с прямоточной системой водоснабжения для производства 1 т чугуна используют 270 - 300 м3 свежей и 90 - 100 м3 оборотной воды [6, 81].

Технический прогресс в промышленном водопотреблении с точки зрения рационального использования водных ресурсов состоит не только во все более широко используемом оборотном водоснабжении, но и во внедрении в производство безводных технологий или процессов, значительно сокращающих количестве необходимой свежей воды. В тех отраслях промышленности, где основная часть воды используется для охлаждения, важным фактором снижения ее расхода является замена водяного охлаждения воздушным. Это может дать уменьшение расхода свежей воды в различных отраслях на 50-70 % [90].

Величина безвозвратного водопотребления в промышленности, как правило, составляет незначительную долю от водозабора, но очень сильно колеблется в зависимости от отрасли, характера водоснабжения, технологического процесса, климатических условий, составляя в энергетике всего 0.5-3 % от водозабора, в большинстве отраслей промышленности 5-20 % и достигая в отдельных отраслях 30-40 %. Причем, при прямоточной системе водоснабжения, очевидно, безвозвратное водопотребление существенно меньше, чем при оборотной.

Как было отмечено выше, промышленная структура Санкт-Петербурга характеризуется преобладанием водо-, энерго- и ресурсоемких предприятий.

Графики изменения величин промышленного водопотребления регионов за многолетний период – на рисунке 4.3.

До 1987 г. промышленное водопотребление имело максимальные величины в связи с ростом промышленного производства; последующее десятилетие характеризуется спадом водопотребления, обусловленным общей экономической ситуацией в стране. С 1998 г. в использовании воды для промышленных целей наметилась тенденция его увеличения, связанная с начавшимся интенсивным ростом промышленного производства. При этом, за последние годы, начиная с 2002 г., отмечается очень небольшой от года к году рост промышленного водопотребления, что объясняется, по-видимому, тем обстоятельством, что на восстанавливаемых и на вновь открываемых предприятиях стали применяться более современные водосберегающие технологии (см. рисунок 4.3).

Динамика промышленного водопотребления в Ленинградской области имеет более плавный характер (см. рисунки 4.3). Наименьшие величины водопотребления имели место в середине 90-х годов, затем, начиная с 2000 года, наметилась довольно стабильная ситуация в использовании воды для промышленных целей. Как и в Санкт-Петербурге это, возможно, происходит за счет некоторого снижения удельных затрат воды для производства различных видов промышленной продукции и перехода вновь открывающихся производств на оборотное водоснабжение с увеличением циклов повторного использования воды в наиболее водоемких отраслях промышленности.

Динамика объемов оборотной и повторно используемой воды в промышленном производстве в Санкт-Петербурге и Ленинградской области приведена на рисунке 4.4.

Необходимо отметить, что для характеристики системы оборотного водоснабжения в промышленности используется коэффициент оборота воды Коб ,%, который определяется по количеству циклов использования свежей воды: по соотношению объема воды, используемой в оборотном и повторно-последовательном водоснабжении Wоб к объему свежей воды, поступившей в систему водоснабжения Wсв

, %




Рисунок 4.3 – Динамика промышленного водопотребления в Санкт-Петербурге и Ленинградской области




Рисунок 4.4 - Динамика объемов оборотной и повторно-последовательной используемой воды в Санкт-Петербурге и Ленинградской области

Коэффициент Коб является важнейшим показателем эффективности использования воды в промышленных отраслях; выраженный в процентах, этот показатель называют еще экономией свежей воды за счет оборотного водоснабжения. Чем выше значение коэффициента, тем больше экономия воды в производстве [72, 73].

Как показывает анализ показателей промышленного водопотребления по всем субъектам Российской Федерации за последнее десятилетие Коб изменяется в очень больших пределах: от 10 до 97%. В Санкт-Петербурге Коб составлял: 66% - в 1995 г., 56% - в 2000 г. и 60% - в 2004 г.

Надежная оценка влияния промышленного водопотребления на количественные характеристики представляет собой сложную задачу в связи с отсутствием достоверных данных по безвозвратному водопотреблению в промышленности. Это происходит потому, что, во-первых, точность и полнота учета водоотведения находится на крайне низком уровне, а, во-вторых, даже надежный учет сбросных вод еще недостаточен для расчета безвозвратных потерь, поскольку значительная часть забранной на нужды промышленного производства воды может испаряться или возвращаться в речную сеть посредством пополнения подземных вод по пути от места водозабора до предприятия и от места сброса до реки.

В связи с изложенным, в ГУ «ГГИ» для приближенной оценки влияния на сток рек промышленного водопотребления, также как и коммунального водопотребления, используют более или менее достоверные данные по объемам водозабора; при этом безвозвратное водопотребление определяется приближенно путем введения коэффициентов, которые зависят от отраслей промышленности, принятой системы водоснабжения и климатических условий. Так по оценкам, выполненным в ГУ «ГГИ», на уровень 1980-1985 гг. в Российской Федерации величины безвозвратного водопотребления, выраженные в процентах от водозабора, принимались равными в промышленности (без учета теплоэнергетики) примерно 8-10 % для северных районов, а в теплоэнергетике примерно 1-2 % )[91].