Выполнение курсового проекта по разделу “Сжигание топлива”, страница 3

                                                                  f × Vвод × t

q_фил = ———————   где:

                                                                         60

            Vвод - скорость выпуска первого фильтрата, м/ч   ( табл.3 методич. указаний );

            t - продолжительность отмывки, мин    ( табл.3 мет. указаний ).

                                                           3,14 × 4 × 10

q_фил = ——————— = 2,093 [ м³ ]

                                                                    60

·  Определяем суммарный часовой расход воды на собственные нужды:

q_сн = q_пром + q_фил

q_сн = 11,304 + 2,093 = 13,397 [ м³ ]

·  определяем среднечасовой расход воды на собственные нужды всех фильтров:

q_снч = ( q_сн  × n_ф × m ) / 24   где:

            m - число регенераций фильтра в сутки

q_снч = ( 13,397 × 3 × 3 ) / 24 = 5,024 [ м³/ч ]

·  Определим производительность осветлительных фильтров с учетом расхода воды на собственные нужды:

Qбр = Qос + q_снч

Qбр = 40,7 + 5,024 = 45,724 [ м³/ч ]

            В качестве фильтрующего материала принят антрацит.

·  Найдем время полезной работы фильтра:

                                                          Гр × f × h × n_ф × 1000

Т = —————————   где:

                                                                Qбр × Свв’

            Гр - удельная грязеемкость фильтра, для антрацита равна 1,75 кг/м³ ( табл.5 метод. указаний );

            h - высота фильтрующего слоя, для антрацита - 1,0 м ( табл.3 метод. указаний )

                                                1,75 × 3,14 × 1 × 3 × 1000

Т = —————————— = 11,602 [ ч ]

                                                      45,724 × 31,074

·  Найдем длительность фильтроцикла, приняв время регенерации фильтра - 0,5 ч:

Фц = Т + t

Фц = 11,602 + 0,5 = 12,102 [ ч ]

·  Найдем скорость фильтрования при работе всех фильтров:

Vф =   Qбр / ( n_ф × f )

Vф = 45,724 / ( 3 × 3,14 ) = 4,853 [ м/ч ]

·  Найдем скорость фильтрования во время регенерации одного из фильтров:

Vф^рег = Qбр / (( n_ф - 1) × f

Vф^рег = 45,724 / ( 2 × 3,14 ) = 7,281 [ м/ч ]

·  Найдем число циклов в сутки:

m = 24 / Фц

m = 24 / 12,102 = 1,983

5.  Выбираем способ обработки воды для добавки в систему питания паровых котлов типа ДЕ - 10 - 14, если доля химически обработанной воды в питательной ( a ) равна 0,45, а допустимый процент продувки котла  ( Р ) равен 5,0 %.

·  Подсчитаем допустимое солесодержание химически обработанной воды:

Sхо = ((Sкв × Р) / (Р + 100) - (1 - a) × Sкон ) / a   где:

            Sкв - солесодержание котловой воды - 3000 мг/л ( табл.7 метод. указаний )

            Sкон - сухой остаток конденсата, примем - 5 мг/л

Sхо = ((3000 × 5) / (5 + 100) - (1 - 0,45) × 5) / 0,45 = 311,349 [ мг/л ]

·  Последовательно рассмотрим возможность применения следующих способов обработки воды:

- Na катионирование;

- NaCl ионирование;

- H катионирование с голодной регенерацией - Na катионирование;

            - H - Na катионирование (параллельная и последовательная схемы).

·  После Na катионирования:

S_Na =  S’ + 2,96 × Ж_Ca + 10,84 × Ж_Mg

Ж_Ca = Ca²⁺  [ мг-экв/л ]

Ж_Mg = Mg²⁺  [ мг-экв/л ]

S_Na = 298,8 + 2,96 × 2,7 + 10,84 × 1,209 = 319,898 [ мг/л ]

            Na катионирование не подходит, т.к. S_Na > Sхо.

·  После H катионирования с голодной регенерацией и последующего Na катионирования:

S_Na-H^г = S’ + 2,96 × Ж_Ca + 10,84 × Ж_Mg - 20,04 × Ж_Сa^к - 12,6 × Ж_Mg^к - ((Щив - Щов) / 2) × 61,2

где:     Ж_ca^к - кальциевая карбонатная жесткость    Ж_ca^к = Ж_Ca × Жк / Жо = 0,966;

            Ж_Mg^к - магниевая карбонатная жесткость Ж_Mg^к = Ж_Mg × Жк / Жо = 0,433;

            Щов - щелочность остаточной воды ( принимаем - 0,7 мг-экв/л ).

S_Na-H^г = 298,8 + 2,96 × 2,7 + 10,84 × 1,209 - 20,04 × 0,966 - 12,6 × 0,433 - ((1,4 - 0,7) / 2) × 61,2 = 273,663 [ мг/л ]

·  После Н катионирования ( параллельная схема ):

S_H-Na = S_Н × a_н + S_Na × a_Na    где:

            a_н - доля воды отделяемой на Н катионитные фильтры подсчитывается по формуле:

                                                                   HCO₃^- - DЩ

a_н = ————————————

                                                           CO₃^- + SO₄^2- + Cl^- + NO₃^-

                                                                   1,4 - 0,5

a_н = ————————— = 0,17

                                                         3,2 + 2,032 + 0,056

a_Na = 1 - a_н

a_Na = 1 - 0,17 =  0,83

            S_H - солесодержание воды после Н катионитного фильтра рассчитывается следующим образом:

S_H = 48 × ( SO₄^2- + Cl^- + NO₃^-)

S_H = 48 × ( 2,032 + 0,056 ) = 100,224 [ мг/л ]

S_H-Na = 100,224 × 0,17 + 319,898 × 0,83 = 282,553 [ мг/л ]

            Расчет показывает, что могут быть применены следующие способы обработки воды:

- H-Na катионирование с голодной регенерацией;

- Н катионирование ( параллельная схема );

- Н-Na катионирование.

            Примем к установке схему H-Na катионирование с голодной регенерацией.

6. Расчет показателей качества и расхода воды по ступеням обработки.

S_H^г = S’ - (20,04 × Ж_Ca + 12,16 × Ж_Mg) × (Щив - Щов)/Жо - 30,51× (Жк - Щов)

S_H^г = 298,8 - (20,04 × 2,7 + 12,6 × 1,209)×(1,4 - 0,7)/3,909 - 30,51×(1,4 - 0,5) = 258,924 [ мг/л ]

·  После коагуляции:

Жо = Жив = 3,909 [ мг-экв/л ]

Жк = Жк_ив - К

Жк = 2,0 - 0,6 = 1,4 [ мг-экв/л ]

Жнк = Жнк_ив + К

Жнк = 1,909 + 0,6 = 2,509 [ мг-экв/л ]

SO₄ = SO_{4 ив} + К

SO₄ = 2,032 + 0,6 = 2,632 [ мг-экв/л ]

S = Sив + 18 × К

S = 288,0 + 18 × 0,6 = 298,8 [ мг-экв/л ]

·  После Н катионирования:

Жо = Жнк + DЩ

Жо = 2,509 + 0,5 = 3,009 [ мг-экв/л ]

Жк = DЩ = 0,5 [ мг-экв/л ]

DМ на фильтре = Жк_ив - DЩ