Расчёт химической водоподготовки. Общая жесткость исходной воды. Подбор диаметров фильтров и определение числа регенераций в сутки

5 РАСЧЁТ ХИМИЧЕСКОЙ ВОДОПОДГОТОВКИ

В водогрейных котельных приготовление котловой воды осуществляется путем умягчения её натрий-катионитными фильтрами по одноступенчатой схеме – фильтрование через один натрий-катионитный фильтр.

Схема одноступенчатого натрий-катионирования обеспечивает:

‑ получение фильтра с жесткостью до 0,1 мг-экв/л при умягчении исходной воды с жесткостью не более 7 мг-экв/л.

Количество натрий-катионитных фильтров первой ступени, если установка работает круглосуточно, принимается не менее двух.

Схема водоподготовительной установки приведена в графической части проекта.

5.1 Исходные данные для расчета натрий-катионитных фильтров водогрейной отопительной котельной

1. Общая жесткость исходной воды ;

2. необходимая производительность фильтра _.

Принимаем систему ХВП - одноступенчатое натрий-катионирование, т.к. для подпитки тепловой сети достаточно умягчения до 0,1 мг-экв/л, что обеспечивается данной схемой

Расчет ведем по источнику литературы [16].

5.2 Подбор диаметров фильтров и определение числа регенераций в сутки

Диаметры фильтров выбираем по скорости фильтрования  м/ч, из формулы:

                                                                                                 (5.1)

 ‑ производительность Na-катионитного фильтра;

f =0,785 м² – площадь фильтрации фильтра диаметром 1000 мм.

,м/ч

Выбираем два фильтра (рабочий и резервный)  тип  ФИПа1-1.0-0.6-Na

Определяем число регенераций фильтра:

                                                                                   (5.2)

где   А – количество удаляемых солей жидкости

                                                                                          (5.3)

=10 - время работы фильтра в сутки, ч

238,68 мг-экв/сут, а = 1 – количество работающих фильтров;

H =2 м – высота слоя катионита;

 - рабочая обменная способность катионита

                                                                            (5.4)

где q – удельный расход воды на отмывку катионита (для крупного сульфоугля =4 м³/м³);

=0,63- коэффициент эффективности регенерации, учитывающий неполноту регенерации (зависит от жесткости);

 - коэффициент снижения, за счет содержания Na⁺ в исходной воде

 = 0,93 (зависит от содержания Na²⁺ в анализе)

E_n ‑ полная обменная способность для катионита (для крупного сульфоугля = 500);

293 г-экв/м³

=0,52 рег/сут

5.3 Определение расходов соли и воды на регенерацию фильтров, времени на взрыхление, регенерацию, отмывку

Расход соли (100%) на одну регенерацию фильтра определяется из уравнения

,                                                                     (5.5) где   q_c –  удельный расход соли, г/г-экв (для Ж=5,95 q_c=130)

Расход технической соли

                                                                            (5.6)

Расход воды на взрыхление

                                                                                      (5.7)

i – интенсивность взрыхляющей промывки, л/(м³·с). Для крупного катионита i=4

t_взр –  продолжительность взрыхляющей промывки, мин. Для крупного катионита = 30.

5,65  м³/за 30 мин = 11,3 м³/ч

Расход воды для приготовления регенерационного раствора соли, м³

,м³ / рег                                                                             (5.8)

= 0,96 м³ / рег

b=6 – концентрация регенерационного раствора, %

- плотность регенерационного раствора, кг/л

Расход воды на отмывку

, м³                                                                                       (5.9)

 м³

Общий расход воды на собственные нужды ВПУ:

 м³ / рег

Определим время на регенерацию и отмывку фильтра:

                                                                                              (5.10)

минут - Max

- скорость регенерации;

                                                                                             (5.11)

минут- Max

, м/ч- скорость отмывки

Проектом предусматривается установка следующего оборудования химводоочистки:

– блок Nа-катионитных фильтров, состоящий из двух фильтров I  ступени Ø1000 ФИПа-1,0-0,6-Nа (2 шт.) производства ПО «Бийскэнергомаш»;

– бак-мерник раствора соли, V=2 м³;

– солерастворитель С-0,4-0,7, Ø720;

– бак промывочной воды, V=4 м³;

– подогреватель исходной воды водоводяной ВТО 1-14 (1 шт.), производства группы компаний “Вогез”;

– насос регенерационного раствора соли Х32-20-125К Q = 3,15 м³/ч, Н = 25 м с эл. двигателем АИР71В2 N = 1,1 кВт, n = 2900 об/мин. (1 шт.), производства Катайского насосного завода;

– насос взрыхления ВКМ 65-50-160 Q = 25 м³/ч, Н = 32 м с эл. двигателем АИР100L2Ж N = 5,5 кВт, n = 3000 об/мин.

Водоподготовительная установка предусматривает обработку подпиточной воды по одноступенчатой схеме Nа-катионирования. С целью снижения расхода воды и стоков от водоподготовки проектом установлен бак сбора промывочной воды с повторным ее использованием для взрыхления V=4,0м³.

Основные показатели фильтров Æ1000 мм следующие:

– скорость фильтрования – 15 м/ч;

– количество регенераций фильтров (в режиме максимальной загрузки) – 1 регенерация в сутки;

– межрегенерационный период – 24 часа;

– расход соли на одну регенерацию – 24 кг.

Схемой ХВО также предусматривается обработка подпиточной воды антинакипином с помощью установки УДР-СК-110 (производства НПП  «» г. ).