Показатель
|
мг/кг
|
экв
|
мг-экв/дм3
|
Са2+
|
84
|
20
|
4,2
|
Mg2+
|
7,2
|
12
|
0,6
|
Na+
|
10,8
|
23
|
0,47
|
HCO3-
|
195,2
|
61
|
3,2
|
SO42-
|
48
|
48
|
1
|
Cl-
|
38
|
35,5
|
1,07
|
SiO2+SiO32-
|
22
|
-
|
-
|
Проверяем равенство :
,2+0,6+0,47=3,2+1+1,07;
Равенство соблюдается, следовательно, кремний находится в
коллоидной форме. По преобладающему катиону в воде преобладает кальциевая
жёсткость, по преобладающему аниону - вода гидрокарбонатного класса.
2. Расчёт
производительности ВПУ
Суммарная производительность котельной:
Потери с продувкой котла:
Внутренние потери котельной - 3%:
Количество пара, отпущенное потребителю:
Внешние потери:
водное хозяйство оборудование компоновка
3.
Выбор типа предварительной очистки воды
Исходная жесткость воды котельной , значит, воду обрабатывают совместно с сернистым железом и известковым молоком .
Изменение показателей качества воды на предочистке:
Концентрация :
Концентрация не изменилась.
Схема предочистки воды:
1 - осветитель,
- бак осветленной воды,
- насос,
- осветительный фильтр.
4. Выбор
ионообменной части фильтра
После предочиски исходная карбонатная щелочность воды
снизилась до 0,7мг-экв/кг, это позволяет упростить схему умягчения воды и
принять двухступенчатую схему натрий-катионирования.
Расчет фильтров второй ступени
Расчет схемы умягчения начинаем со второй ступени для того, чтобы
учесть собственные нужды ВПУ, т.е. воду необходимую для приготовления
регенерирующих растворов и проведения процессов отмывки фильтров.
Общая площадь фильтрования:
Площадь фильтрования каждого фильтра (принимаем число
фильтров m=3):
выбираем dст=1500мм;
Фильтр ФИПа-II-1,5-0,6Na (рабочее давление 0,6МПа; высота
фильтрующей загрузки 1,5м; расход воды при расчетной скорости фильтрования 90м3/ч).
Площадь фильтра с учетом изменения диаметра:
2-я ступень загружается катионитом универсальным КУ2, рабочая
обменоемкость ер=200-300г-экв/м3, расход (100% -го
реагента) на 1м3, 80-90кг. Полезная продолжительность фильтроцикла:
Количество регенераций в сутки:
Объем ионитных материалов, загруженных во влажном состоянии:
- на один фильтр;
- на все фильтры.
Расход воды на собственные нужды:
u=9,1м3/м3 - удельный расход воды.
Расход химических реагентов на регенерацию одного фильтра:
=350кг/м3 - удельный расход химреагентов.
Расход технического продукта:
С=95% - содержание активно действующего вещества в техническом
продукте. Суточный расход химреагенов на регенерацию фильтра:
Расчет фильтров первой ступени
Суточный расход воды, который должен быть подан на следующую
расчетную группу ионитных фильтров:
Общая площадь фильтрования:
Площадь фильтрования каждого фильтра (принимаем число
фильтров m=3):
выбираем dст=1500мм;
Фильтр ФИПа-I-1,5-0,6Na (рабочее давление 0,6МПа; высота
фильтрующей загрузки 2м; расход воды при расчетной скорости фильтрования 50м3/ч).
Площадь фильтра с учетом изменения диаметра:
Полезная продолжительность фильтроцикла:
1-я ступень загружается катионитом универсальным, рабочая
обменоемкость ер=600-800г-экв/м3.
Количество регенераций в сутки:
Объем ионитных материалов, загруженных во влажном состоянии:
- на один фильтр;
- на все фильтры.
Расход воды на собственные нужды:
u=7,7м3/м3 - удельный расход воды.
Расход химических реагентов на регенерацию одного фильтра:
=350кг/м3 - удельный расход химреагентов.
Расход технического продукта:
Суточный расход химреагенов на регенерацию фильтра:
5.
Расчет предварительной очистки ВПУ
Площадь фильтрования:
.
Число устанавливаемых фильтров m0
принимаем равным 3. Необходимая площадь фильтрования каждого фильтра:
.
Выбираем фильтр ФОВ - 2 - 0,6. Его характеристики:
Рабочее давление 0,6 МПа,
высота фильтрующей загрузки h=1 м,
расход воды при расчетной скорости фильтрования: 30 м2/с,
.
Расход воды на взрыхляющую промывку:
.
Расход воды на отмывку ОФ (спуск первого фильтра в дренаж):
.
Производительность брутто с учетом расхода воды на промывку ОФ:
.
Действительная скорость фильтрования во время включения одного
фильтра на промывку:
.
Т.к. скорость фильтрации не превышает допустимой, то принимаем
количество фильтров m=3.
Объём гидроантрацита для засыпки в ОФ:
.
6.
Водно-химический режим котельной
К задачам ВХР относятся:
. Обеспечение работы тепломассообменного оборудования
котельной и предприятия без повреждений и снижения экономичности, которые могут
быть вызваны следующими причинами:
а) образованием отложений на поверхностях нагрева котлов,
теплообменного оборудования, и т.д.;
б) образованием и накоплением шлама в котловой воде, в
теплоносителе систем теплоснабжения и т.д.
в) коррозией конструкционных материалов теплообменного
оборудования.
. Обеспечение норм качества питательной воды.
Таблица. Нормы качества питательной воды водотрубных котлов с
р=4 МПа
Показатель
|
Числовое
значение
|
Прозрачность по
шрифту, не менее, см
|
40
|
Общая
жесткость, 10
|
|
Содержание
соединений железа, 100
|
|
Содержание
растворимого кислорода, 30
|
|
Значение рН при
25оС
|
-
|
Содержание
нефтепродуктов, 0,5
|
|
При питании котла водой, содержащей взвешенные примеси и
повышенную щелочность, возможно вспенивание котловой воды и заброс её в
газопроводы.
В результате ухудшается качество вырабатываемого пара,
повышается его влажность.
При пониженной щелочности и наличии в ней газов
активизируется процесс коррозии конструкционных материалов котла. Низкое
качество питательной воды приводит к образованию на внутренних поверхностях
нагрева котла твердых отложений. Наиболее опасным свойством накипи является её
низкая теплопроводность, которая в 20-30 рах ниже, чем у стали.
Опыт эксплуатации показывает, что наличие на поверхностях
нагрева слоя накипи в 1 мм снижает паропроизводительность котла на 3%,
одновременно увеличивая расход топлива порядка на 8%. Дальнейшее увеличение
толщины отложений, повышая температуру металла труб, может вызвать образование
отдулин, свищей, привести к пережогу металла.
7. Сточные
воды с Na-катионитных фильтров 1-ой ступени
Количество воды, сбрасываемое от Na-катионитных фильтров в
сутки:
Количество продуктов регенерации, сбрасываемое за одну
регенерацию:
Количество , сбрасываемое за одну регенерацию:
Количество , сбрасываемое за одну регенерацию:
Количество и , сбрасываемое в течение суток:
Избыток соли, сбрасываемой в дренаж от одной регенерации фильтра:
Количество поваренной соли, сбрасываемое в течение суток:
Годовой износ катионита:
.
8. Расчет
осветлителей
Ёмкость каждого из двух осветлителей:
.
Выбираем осветлитель ВТИ - 63и, его технологические
характеристики: производительность 63 м3/ч; геометрический объём 76
м3; диаметр 4250 мм; высота 10200 мм. Расход коагулянта в сутки:
,
эк - эквивалент безводного коагулянта для .
Расход технического коагулянта в сутки:
.
Расход полиакриламина (ПАА) в сутки:
.
Расход извести в виде :
,
9. Анализ
результатов расчета ВПУ
Таблица 1
№ п/п
|
Наименование оборудования
|
Тип
|
Количество
|
Характеристика
|
1
|
Осветлитель
|
ВТИ - 63и
|
2
|
V=63 м3/ч,
Vосв=76 м3, d=4,25 м, h=10,2 м.
|
2
|
Осветлительный
фильтр
|
ФОВ - 2 - 0,6
|
3
|
Pраб=0,6
МПа, h=1 м, d=2 м Q=30 м3/ч,
|
3
|
Фильтр
натрий-катионитный первой ступени
|
ФИПа - I - 1,5
- 0,6
|
3
|
Pраб=0,6
МПа, h=2 м, d=1,5 м Q=50 м3/ч,
|
4
|
Фильтр
натрий-катионитный второй ступени
|
ФИПа - II - 1,5
- 0,6
|
3
|
Pраб=0,6
МПа, h=1,5 м, d=1,5 м Q=90 м3/ч,
|
Таблица 2
Единицы
измерения
|
Показатель
|
Na1
|
Na2
|
ОФ
|
КУ-2, м3
|
Объём
загружаемого материала
|
10,62
|
8
|
9,42
|
кг/сут
|
NaCl техн. сут
|
951,7
|
185,6
|
-
|
м3/ч
|
Расход воды на
собственные нужды
|
2,6
|
0,79
|
1,125
|
10.
Компоновка оборудования ВПУ
При компоновке оборудования в основу соединения ионитных
фильтров будет положен параллельный тип. При данном способе обрабатываемая вода
по общему коллектору подается на группу одноименных фильтров. Фильтрат также
собирается в общий коллектор и поступает на следующую ступень обработки.
При такой компоновке каждый отдельный фильтр ступени
находится в одном из состояний: работа, резерв или регенерация.
Ступени между собой соединены последовательно и ВПУ должна
работать непрерывно, т.к. работа котлов на неочищенной воде недопустима.