Расчет водоподготовительной установки. Пароводяной баланс котельной. Состав исходной воды. Выбор схемы обработки воды

Страницы работы

20 страниц (Word-файл)

Фрагмент текста работы

 РАСЧЕТ ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Водоподготовительная установка в строящейся котельной предназначается для восполнения потерь пара и конденсата, питающего паровые котлы .

          5.1  Исходные данные для расчета

Таблица 5.1 – Пароводяной баланс котельной.

п/п

Наименование

Размерность

Максимально-зимний

Летний

1

2

3

4

5

1

Паропроизводительность котельной

т/ч

0,888

1,656

2

Расход пара на производство

т/ч

0,87

0,87

3

Потери  конденсата на производстве

т/ч

0,435

0,435

4

Внутрикотельные потери пара

т/ч

0,018

0,033

5

Потери воды с продувкой

т/ч

0,085

0,087

6

Расход питательной воды

т/ч

0,973

1,743

7

Расход химически очищенной воды

т/ч

0,538

0,555

Качество питательной воды для паровых экранированных котлов, сжигающих высококалорийное топливо (газ), при работе на давлении Р=8 кгс/см2 должно отвечать следующим нормам:

-  содержание кислорода – 0,15 мг/кг,

-  жесткость общая – 0,02 мг-экв/кг,

-  содержание масла не более – 5 мг/кг,

-  содержание железа не нормируется,

-  свободная углекислота должна отсутствовать.

Источником водоснабжения котельной принята вода из хоз-питьевого водопровода.

В табл.5.2 приведен анализ воды из хоз-питьевого водопровода , взятый по данным лаборатории ПО «Водоканал» и принятый в расчёте оборудования водоподготовительной установки.

Таблица 5.2 –  Состав исходной воды.

п/п

Наименование

Обозначение

Единица измерения

мг-экв/л

мг/л

1

2

3

4

5

1

Сухой остаток

Sив

437

2

Жесткость общая

Жо

5,3

Катионы:

3

кальций   

Са2+

2,8*

56,112

4

магний

Mg2+

2,5*

30,4

5

железо

Fe2+

0,009*

0,25

Сумма катионов

5,309*

86,762

6

Щелочность

Щив

2,3

7

рН = 7,52

Примечание: цифры обозначенные звездочкой получены расчетным путем.

5.2   Выбор схемы обработки воды

Выбор схемы обработки воды для паровых котлов производится по трем основным показателям:

1)  величине продувки котлов;

2)  относительной щелочности котловой воды;

3)  количеству углекислоты в паре.

Вначале проверяется, допустима ли наиболее простая схема обработки  воды натрий-катионирование по выше приведенным показателям.

1. Величина непрерывной продувки определяется по формуле, %:

,                                                                       (5.1)   [6]

-  для максимально-зимнего режима:

 ;

-    для летнего режима:

, где  p – размер продувки по сухому остатку, % паропроизводительности;

αо.в. – доля обработанной воды в питательной;

Sо.в. – сухой остаток обработанной воды, мг/л;

Sк.в. – сухой остаток котловой воды для принятого в проекте типа котла, мг/л.  Sк.в.=3000 мг/л  [6].

Сухой остаток исходной воды при натрий-катионировании увеличивается за счет обмена катионов Ca2+ и Mg2+ на Na+ и определяется по формуле, мг/л:

 Sо.в. = Sи.в. + 2,96ּЖСа + 10,84ּЖMg =

 мг/л,                           (5.2)   [6]

где  Sи.в. – сухой остаток исходной воды, мг/л    (табл.5.2);

ЖCa – кальциевая жесткость исходной воды, мг-экв/л  (табл.5.2);

ЖMg – магниевая жесткость исходной воды, мг-экв/л  (табл.5.2); 

Доля обработанной воды в питательной определяется по формуле:

                                                                                    (5.3)   [6]

-  для максимально-зимнего режима

-  для летнего режима

, где Gхов , Gпит – из расчета тепловой схемы котельной (табл.5.1).

Расчетная величина продувки для котлов давлением до 14 кгс/см2 не должна превышать 10%  [1, с.56]. Следовательно, по величине продувки можно применить обработку воды путём натрий-катионирования.

2. Относительная щелочность котловой воды равна относительной щелочности обработанной воды (разбавление конденсатом и концентрирование солей в котле величину относительной щелочности не изменяет) и определяется по формуле, %:

,              (5.4)   [6]

где  Що.в. – щелочность обработанной воды, мг-экв/л. Для схем натрий-катионирования щелочность обработанной воды следует принимать равной щелочности исходной воды.

Що.ви.в.=2,3 мг-экв/л  (табл.5.2);

40 – эквивалент NaOH.

Относительная щелочность котловой воды для паровых котлов не должна превышать 20%. [6, с.56].

3. Концентрация углекислоты в паре при отсутствии деаэрации питательной воды определяется по формуле, мг/кг:

CO2 = 22ּЩо.в.ּαо.в.ּ(1 + σ) =  мг/кг,

(5.5)   [6]

где CO2 – концентрация углекислоты в паре, мг/кг;

σ = 0,6 – доля разложения Na2CO3 в котле [6, рис.4-1, с.57] ;

22 – эквивалент CO2 .

Содержание углекислоты в паре принимается в зависимости от схемы потребления пара. При централизованном потреблении пара до 100 мг/кг при обязательном осуществлении вентиляции парового объема и пароиспользующей аппаратуры; надежное удаление углекислоты при этом должно защитить оборудование и конденсатопроводы от углекислотной коррозии.

Натрий-катионирование рекомендуется при водоснабжении котельной от хозяйственно-питьевого водопровода и если эта схема допустима по величине продувки котлов, концентрации углекислоты в паре, относительной щелочности; для экранированных котлов, требующих глубокого умягчения, применяют, как правило, двухступенчатое натрий-катионирование.

Таким образом, проверка показала, что в рассматриваемом случае схема натрий-катионирования подходит по всем показателям.

Рассмотрим два варианта установки водоподготовки:

1) натрий-катионитные фильтры;

2) умягчительная установка фирмы «Амазон».

5.3    Расчёт натрий-катионитных фильтров

Расчет водоподготовительной установки необходимо начать с хвостовой части, т.е. с натрий-катионитных фильтров II ступени, поскольку головная часть установки должна подготовить дополнительное количество воды, идущей на собственные нужды натрий-катионитных фильтров.

5.3.1   Расчет натрий-катионитного фильтра II ступени

На натрий-катионитный фильтр II ступени вода поступает с остаточной общей жесткостью фильтрата 0,1 мг-экв/л.

Вторая ступень катионирования должна выдавать для питания паровых котлов  0,555 т/ч химически очищенной воды  (из расчета тепловой схемы котельной).

Для сокращения количества устанавливаемого оборудования и его унификации принимаем для второй ступени катионирования фильтр конструкции первой ступени.

Принимается к установке фильтр следующего типа:

-диаметр фильтра 450 мм;

-высота слоя катионита Hсл=2,0 м;

-площадь фильтрования f = 0.17 м2;

-объем катионита  Vк = 0,34 м3.                        [6, табл.6-5, с.112]

Количество солей  жесткости, подлежащих удалению в сутки,               г-экв/сут:

АII = 24ּЖоIIּQ = г-экв/сут,                    (5.6)    [6]

где ЖоII – жесткость фильтрата после первой ступени катионирования

Похожие материалы

Информация о работе