Строительство и архитектура \ Водоснабжение и водоотведение

Расчет и выбор оборудования водоподготовки. Описание схемы обработки и режимов работы фильтров. Расчёт фильтров и режимов их работы

Страницы работы

12 страниц (Word-файл)

Скачать файл

Фрагмент текста работы

Часть 2

Расчет и выбор оборудования водоподготовки

1. Описание схемы обработки и режимов работы фильтров.

Для обеспечения требуемого качества воды для подпитки тепловой сети и котельного контура принято использовать следующую схему обработки воды: двухступенчатое Na-катионирование с дегазацией конденсата, установкой атмосферного деаэратора ДА без барботажного устройства. При этом предусматривается непрерывная продувка с установкой расширителя и охладителя деарированной воды.

Расчет сводится к определению:

- типоразмера Na-катионитовых фильтров (их диаметров),

- количества Na-катионитовых фильтров,

- объема фильтрующего материала,

- количества регенераций в сутки,

- расходов воды и реагентов.

Количество Na-катионитовых фильтров первой ступени, при их круглосуточной работе принимается не менее двух (один в работе и один на регенерации), кроме того, на период ремонта предусматривается еще один резервный. Высота слоя катионита фильтров первой ступени принимается 2,0 м.

На второй ступени устанавливается два фильтра специальной конструкции с высотой слоя катионита 1,5м. Итого – пять фильтров.

Для небольших установок допускается устанавливать фильтры одинаковой конструкции соответствующей первой ступени. При этом устанавливается не менее четырех фильтров: два – первой ступени (один в работе и один на регенерации), один второй ступени и один – резервный, используемый при ремонте одного из фильтров.

Число фильтров выбиралось исходя из обеспечения рекомендуемых скоростей в фильтрах (табл. 3) и числа регенераций: фильтров I ступеней не более 3 регенераций в сутки, и фильтров II ступени не более 1 регенерации в сутки.

Таблица 1

Исходные данные для определения расчетной производительности системы водообработки котельной

N п/п	Параметр	Един. измер.	Обозначение	Величи-на
1	Энтальпия насыщенного пара при Р_к	кДж/кг×К	i_нп	2792
2	Температура питательной воды перед экономайзером	^оС	t_пв	70
3	Температура воды хоз.-питьевого водопровода (сырой воды)	^оС	t_св	5
4	Расчетная температура воды для горячего водоснабжения	^оС	t_гв	60

Таблица 2

Определение расчетной производительности для открытой системы водообработки котельной.

N п/п	Параметр	Един. измер.	Обоз.	Расчетная формула	Величи-на
1	Энтальпия питательной воды	кДж/кгК	i_пв	с×t_пв	419
2	Расход теплоты на отопление и вентиляцию	МВт			23
3	Потери воды в тепловых сетях	т/ч		, (где g_сист=42т/МВт)	4.8
4	Среднечасовой расход воды на ГВС	т/ч			72.3
5	Потери конденсата на производстве	т/ч	G_к	, (где =0,7 – доля возврата конденсата с производства)	1.8
6	Потери пара с выпаром и на обдувку	т/ч	D_вып	, (где – суммарная паропроизводительность котельной)	6
7	Прочие внутрикотельные потери пара	т/ч	D_пот		0.15
8	Суммарные потери пара в котельной	т/ч		G_к +D_вып+ +D_пот +D_маз, где D_маз=1т/ч	8.95
9	Величина продувки	%	П	Из задания	4
10	Количество продувочной воды	т/ч	G_пр		3
11	Расчетная производительность сис. водообработки	т/ч			100.5
12	Расчетная производительность фильтров II-й ступени для открытой сис.теплоснабжения	т/ч			7.98

Расчёт фильтров и режимов их работы

Таблица 3

Исходные данные для расчёта фильтров и режимов их работы

N п/п	Параметр	Един. измер.	Обоз.	Величина
1	Рекомендуемая скорость фильтрования в фильтрах I ступени	м/ч	W_ф^’	25
2	То же II ступени	м/ч	W_ф^”	40
3	Плотность 26%-ного раствора NaCL	кг/м³	ρ₂₆	1,20
4	Плотность 7%-ного регенерационного раствора соли	кг/м³	ρ₇	1,05
5	Интенсивность взрыхляющей промывки	л/(с×м²)	i	3
6	Время взрыхляющей промывки	мин	t_взр	15
7	Удельный расход отмывочный воды	м³/м³	d_отм	4
8	Время регенерации	ч	t_рег	2
9	Скорость пропуска отмывочной воды через фильтры	м/ч	W_отм	6
10	Активная ёмкость поглощения катионита	г×экв/м³	Е^к	300
11	Удельный расход соли на регенерацию катионита	г×экв/м	q^к_с	150
12	Жесткость сырой воды	мг×экв/кг		2,0
13	Жесткость воды после I ступени ХВО	мг×экв/кг		0.7
14	Жесткость воды после II ступени ХВО	мг×экв/кг		0.03

Таблица 4

Расчёт фильтров второй ступени (Na-катионные фильтры)

№ п/п	Параметр	Единица измере-ния	Обозначение	Расчетная формула	Вели-чина
1.	Число фильтров включенных паралельно	ед.	α"	Как правило, α"=1, при необходимости α" =2 и более	1
2.	Предварительная площадь фильтрования одного фильтра	м²	F_ф^II^*		0.2
3.	Фильтр, принимаемый к установке	м	D_y^II	ФИПА-I-0,7-0,6-2,0	0,7
4.	Площадь фильтрования одного фильтра	м²	F_ф^II	Пd²/4, где d=0,7м	0,38
5.	Скорость фильтрования	м/ч	W^II	,	39.9
6.	Высота слоя катионита (сульфоуголь)	м	h_к	Из характеристики фильтра	1.5
7.	Объём катионита	м³	V_к^II		0.57
8.	Количество удаляемых из воды катионов	мг×экв/ сут	К	(где из табл.3)	1616.04
9.	Число регенераций фильтра по Na-катионированию	1/сут	n^II	К /(V_к^II× E_p^к)	9.45
10.	Расход 100%-ной соли на одну регенерацию катиона	кг	G_c^II	E_p^к×V_к^II×q^к_с/ 1000	25.65
11.	Расход на одну регенерацию насыщенного раствора соли (26%-ого)	м³	Q^II_PH	G_c^II×100/(1000××26) При =1,2 кг/м³	0.08
12.	То же регенерационного раствора (7%-ого)	м³	Q^II_PP	G_c^II×100/(1000××7) При =1,05 кг/м³	0.35
13.	Суточный расход технической соли (с содержанием NaCL-93%)	кг/сут	G_c^II_сут	G_c^II×n^II× ×100/93	260.6
14.	Расход воды на взрыхяющую промывку фильтров II ступени	м³			1,03
15.	Расход воды на отмывку фильтра II ступени от продуктов регенерации	м³			2.28
16.	Расход воды на регенерацию фильтра II ступени	м³			3.66
17.	То же при наличии бака отмывочной воды	м³			2.63
18.	Суточный расход воды на регенерацию фильтров I I ступени	м³/сут			34.6
19.	Часовой расход воды на регенерацию фильтров I I ступени	м³/ч			1.4
20.	Межрегенерационный период работы фильтров I I ступени	ч		(- см. табл.3)	0.54

Таблица 5

Расчёт фильтров первой ступени (Na-катионные фильтры)

№ п/п	Параметр	Единица измере-ния	Обозначение	Расчетная формула	Вели-чина
21.	Число фильтров включенных паралельно	ед.	α'	Как правило, α'=1, при необходимости α' =2 и более	1
22.	Предварительная площадь фильтрования одного фильтра	м²	F_ф^I^*		4.02
23.	Принимаемый к установке диаметр	м	D_y^I	ФИПА-I-2-0,6-2,0	1,4
24.	Площадь фильтрования	м²	F_ф^I^,	Пd²/4, где d=2,0 м	3,14
25.	Высота слоя	м	h_сл	Из характеристики фильтра	1,5
26.	Объём катионита в фильтре I ступени	м³	V_к^I		6.03
27.	Число регенераций фильтра I ступени	1/сут	n^I	G_хво^I×Ж_о×24/(V_к^I×E_p^к)	2.66
28.	Скорость фильтрования	м/ч	W_ф^I		32
29.	Расход 100%-ной соли на одну регенерацию	кг	G_c^I	E_p^к×V_к^I×q^к_с/ 1000	271.35
30.	Расход на одну регенерацию насыщенного раствора соли (26%-ого)	м³	Q_PH^I	G_c^I×100/(1000××26) При =1,2 кг/м³	0.87
31.	То же регенерационного раствора (7%-ого)	м³	Q_PP^I	G_c^I×100/(1000××7) При =1,05 кг/м³	3.7
32.	Суточный расход технической соли (с содержанием NaCL-93%) на регенерацию фильтров I ступени	кг/сут	G_c^I_сут	G_c^I×n^I××100/93	776
33.	Расход воды на взрыхяющую промывку фильтров I ступени	м³			8.48
34.	Расход воды на отмывку фильтра I ступени	м³			24.1
35.	Расход воды на регенерацию фильтра I ступени	м³			36.3
36.	То же при наличии бака отмывочной воды	м³			27.8
37.	Суточный расход воды на регенерацию фильтров I ступени	м³/сут			73.9
38.	Часовой расход воды на регенерацию фильтров I ступени	м³/ч			3.08
39.	Межрегенерационный период работы фильтров I ступени	ч			7.02
40. 2	Общий суточный расход технической соли	кг/сут	_с^сут	G_c^II_сут+ G_c^I_сут	1036.6
41.	Суммарный расход воды на взрыхление	м³			9.51
42.	Суммарный расход воды на собственные нужды водообработки	м³			39.96
43.	Суммарный суточный расход воды на собственные нужды водообработки	м³/сут			108.5
44.	Суммарный часовой расход воды на собственные нужды водообработки	м³/ч			4.48
45.	Максимальный часовой расход воды при отмывке одного из фильтров	м³/ч			119.34
46.	Суммарный расход воды на водообработку с учетом собственных нужд	м³/ч			105

2. Выбор оборудования

Насосы сырой воды

Для системы теплоснабжения насосы должны обеспечивать подачу воды в деаэратор подпитки тепловых сетей и ГВС, в питательной деаэратор, а также максимальный расход на отмывку одного фильтр, что соответствует расходу воды, подсчитанному в табл.5 п.43 - максимально часовому расходу воды при отмывке одного из фильтров:

_м3/ч

Напор насоса «сырой» воды должен обеспечить подачу воды в деаэратор с учётом избыточного давления на входе в деаэратор (0,01 – 0,02 МПа) и отметки расположения деаэрационной головки h_г. При этом необходимо преодолеть гидравлическое сопротивление оборудования и трубопроводов согласно принятой тепловой схеме котельной установки.

Суммарные потери напора, МПа, определяются по формуле:

где - потери напора в подогревателе «сырой» воды (0,03 МПа)