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)
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)
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)
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.
3. Содержание углекислоты в паре определяем по формуле при деаэрации химически очищенной воды в термическом барабанном деаэраторе [10], мг/кг:
, (5.1.4)
где - доля химочищенной воды в питательной;
- доля разложения NaHCO3 в котле, равная ;
- 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] ;
;
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 , мг-экв/л |
0,1 |
10 |
Жесткость фильтрата после второй ступени катионирования , мг-экв/л |
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 , где - [табл.5-5,10]; - [табл.5-6,10]; 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: , где =1,2 т/м3 – плотность 26%-ого раствора соли при 20оС |
1,6 |
17 |
Расход технической соли на регенерацию фильтров II ступени, кг/сут: , где 93% - процентное содержание хлористого натрия в технической соли. |
6,43 |
18 |
Расход воды на 1 регенерацию Na-катионитного фильтра II ступени: - на взрыхляющую промывку, м3: , где tвзр – продолжительность взрыхляющей промывки, (абл.5-4) [10], мин.; - на приготовление регенерационного раствора соли, м3: , где В – концентрация регенерационного раствора, % - плотность регенерационного раствора, г/см3; - на отмывку катионита от продуктов регенерации, м3: , где qот = 8 м3/м3 – удельный расход отмывочной воды (табл.5-4) [10]; 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: , где tвзр – время взрыхления промывки фильтра (табл.5-4) [10]; - время пропуска регенерационного раствора через фильтр, мин, где wрр = 4 м/ч – скорость пропуска раствора через фильтр, При прямоточной регенерации фильтра, мин:
- время отмывки фильтра от продуктов регенерации, мин где wот= 7 м/ч (табл.5-4) [10]. Время регенерации фильтра при прямоточной схеме: мин. ч. |
15 113 137 265 4,4 |
20 |
Межрегенерационный период работы фильтра: часов суток |
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 , мг-экв/л |
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.