5. ВЫБОР И РАСЧЕТ СХЕМЫ ВОДОПОДГОТОВКИ
Водоподготовительная установка в реконструируемой котельной предназначается для восполнения потерь пара и конденсата, питающего паровые котлы и для подпитки тепловых сетей.
Существующая схема водоподготовки предусматривает обработку воды из городского водопровода по схеме двухступенчатого Na-катионирования. Хранение технического хлористого натрия осуществляется в бункере мокрого хранения соли емкостью 12 м3.
При реконструкции котельной проверяем возможность использования существующей схемы двухступенчатого Na-катионирования по следующим трем основным показателям:
1) Продувка котлов по сухому остатку;
2) Относительная щелочность химочищенной воды;
3) Содержание углекислоты в паре;
Состав исходной воды Таблица 5.1
| № п/п | Наименование | Обозначение | Единица измерения | |
| мг-экв/л | мг/л | |||
| 1 | Сухой остаток | Sив | 230 | |
| 2 | Жесткость общая | Жо | 4,42 | |
| 3 | Жесткость карбонатная | Жк | 4,35 | |
| Катионы: | ||||
| 4 | кальций | Са2+ | 3,3 | 66,1 | 
| 5 | магний | Mg2+ | 1,13 | 13,68 | 
| 6 | натрий | Na2+ | 0,51 | 11,7 | 
| 7 | железо | Fe2+ | 0,004 | 0,13 | 
| Сумма катионов | 
 | 4,94 | 91,61 | |
| Анионы: | ||||
| 8 | хлориды | Cl- | 0,27 | 9,72 | 
| 9 | сульфаты | SO42- | 0,05 | 2,4 | 
| 10 | бикарбонаты | HCO3- | 4,6 | 280,68 | 
| Сумма анионов | 
 | 5,32 | 307,2 | |
| 12 | рН = 7,5 | |||
Требования к качеству питательной воды для паровых водотрубных котлов с рабочим давлением до 1,4МПа (ГОСТ 20995-75):
- общая жесткость – 0,015 мг-экв/л;
- растворенный кислород – 0,03 мг-экв/л;
- свободная углекислота – отсутствует;
- взвешенные вещества – 5 мг/л;
- рН – 8,5-10,5;
- железо – 0,3 мг/л;
- масло – 3 мг/л.
1. Величина непрерывной продувки котлов, [10], %:
 ,                                                 
(5.1.1)
,                                                 
(5.1.1)
где Sк – сухой остаток химочищенной воды;
nк – доля потерь пара и конденсата;
Sкв = 3000мг/л – солесодержание котловой воды (принимаем по табл.3-4) [10];
Сухой остаток химочищенной воды, обрабатываемой по схеме Na-катионирования, определяем по формуле [10], мг/л:
                                   
 ,                                (5.1.2)
,                                (5.1.2)
 мг/л.
мг/л.
Величину непрерывной продувки определяем:
 %.
%.
Величина продувки находиться в пределах допустимой, т.е. меньше 10% (табл.14-1) [10].
2. Относительную щелочность химочищенной воды определяем по формуле [10], %:
 ,                                            (5.1.3)
,                                            (5.1.3)
где 40 – эквивалент NaOH, мг/л;
Щх – щелочность химочищенной воды, равная исходной при обработке по схеме Na-катионирования;
 .
.   
Для котлов со сварными
барабанами работающими с давлением выше 1,0 МПа, при  следует предусматривать
нитратирование.
 следует предусматривать
нитратирование.
3. Содержание углекислоты в паре определяем по формуле при деаэрации химически очищенной воды в термическом барабанном деаэраторе [10], мг/кг:
 ,                                            (5.1.4)
,                                            (5.1.4)
где    -
доля химочищенной воды в питательной;
 -
доля химочищенной воды в питательной;
 -
доля разложения NaHCO3 в котле, равная
-
доля разложения NaHCO3 в котле, равная  ;
;
 - доля разложения NaHCO3 в барабанном деаэраторе, принимаем равным
0,6 (стр.57) [10];
- доля разложения NaHCO3 в барабанном деаэраторе, принимаем равным
0,6 (стр.57) [10];
 - доля разложения NaHCO3 в котле при соответствующем
давлении, принимаем по (рис.4-1) [10]
 - доля разложения NaHCO3 в котле при соответствующем
давлении, принимаем по (рис.4-1) [10]   ;
;
 ;
;
 мг/л.
 мг/л.
По трем показателям (продувка, относительная щелочность и содержание углекислоты) применяем схему двухступенчатого Na-катионирования. Для снижения относительной щелочности до требуемой 20% (стр.56 [10]) применяем дополнительно ее нитратирование.
5.2. Определение производительности водоподготовки
Производительность водоподготовки слагается из следующих расходов химочищенной воды:
- максимального расхода воды на восполнение потерь пара и конденсата;
- расход химочищенной воды на подпитку теплосети;
- расхода химочищенной воды, связанного с продувкой котлов;
Из расчета тепловой схемы имеем: 7,98 т/ч.
Принимаем производительность водоподготовительной установки 8 т/ч.
5.3. Расчет основного оборудования
Таблица 5.3
| № п/п | Расчетные показатели | Результатырасчетов | 
| 1 | 2 | 3 | 
| Na-катионитные фильтры II ступени | ||
| 1 | Производительность QNaII, м3/ч | 8 | 
| 2 | Тип фильтра ФИПа-I-1,0-0,6Na | |
| 3 | Диаметр фильтра, мм | 1000 | 
| 4 | Высота слоя катионита (Ку-2-8) Нсл, м | 2,0 | 
| 5 | Объем катионита Vк, м3 | 1,57 | 
| 6 | Площадь фильтрования fNaII, м2 | 0,785 | 
| 7 | Количество работающих фильтров а, шт. | 1 | 
| 8 | Количество резервных фильтров, шт. | 1 | 
| 9 | Общая жесткость фильтрата (после I ступени
  Na-котионирования), поступающего на фильтр второй ступени   | 0,1 | 
| 10 | Жесткость фильтрата после второй ступени катионирования
   | 0,02 | 
| 11 | Скорость фильтрования, м/ч 
 | 10,19 | 
| 12 | Удельный расход соли на регенерацию фильтров, qс, г/г-экв | 320 | 
| 13 | Рабочая обменная способность катионита Ку-2-8, г/эвк-м3 
 
 En – полная обменная способность катионита, г-экв/м3; q – удельный расход воды на отмывку катионита, м3/м3; 
 | 0,92 0,635 1700 8 992 | 
| 14 | Число регенераций фильтра в сутки: 
 
 | 0,012 | 
| 15 | Расход 100%-ой соли на одну регенерацию, кг: 
 
 | 498 | 
| 16 | Расход крепкого (26%) раствора соли на одну регенерацию, м3: 
 | 1,6 | 
| 17 | Расход технической соли на регенерацию фильтров II ступени, кг/сут: 
 | 6,43 | 
| 18 | Расход воды на 1 регенерацию Na-катионитного фильтра II ступени: - на взрыхляющую промывку, м3: 
 - на приготовление регенерационного раствора соли, м3: 
 
 - на отмывку катионита от продуктов регенерации, м3: 
 Расход воды на одну регенерацию, м3: - при прямоточной схеме регенерации повторно используется отмывочная вода только на взрыхляющую промывку: 
 То же в среднем за сутки, м3/сутки: 
 
 То же в среднем за час, м3/ч: | 2,83 15 5,9 8 1,056 12,56 18,46 0,22 0,0092 | 
| 19 | Время регенерации фильтра: 
 
 При прямоточной регенерации фильтра, мин: 
 
 Время регенерации фильтра при прямоточной схеме: 
 ч. | 15 113 137 265 4,4 | 
| 20 | Межрегенерационный период работы фильтра: 
 | 1996 83 | 
| Na-катионитные фильтры I ступени | ||
| 21 | Производительность QNaII, м3/ч | 8 | 
| 22 | Тип фильтра ФИПа-I-1,0-0,6Na | |
| 23 | Диаметр фильтра, мм | 1000 | 
| 24 | Высота слоя катионита (Ку-2-8) Нсл, м | 2,0 | 
| 25 | Объем катионита Vк, м3 | 1,57 | 
| 26 | Площадь фильтрования fNaII, м2 | 0,785 | 
| 27 | Количество работающих фильтров а, шт. | 2 | 
| 28 | Количество резервных фильтров (общих со II ступенью катионирования), шт. | 1 | 
| 29 | Общая жесткость воды, поступающего на фильтры  | 4,42 | 
| 30 | Жесткость фильтрата после первой ступени, мг-экв/л | 0,1 | 
| 31 | Нормальная скорость фильтрования при работе всех работающих фильтров | 
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.