Выбор и расчет водоподготовительной установки для промышленно-отопительной ТЭЦ

7. Выбор и расчет водоподготовительной установки

7.1. Исходные данные.

Водоподготовительная установка проектируется для промышленно-отопительной ТЭЦ с котлами 1хТГМП-314 и 2хБКЗ-420-140. В качестве источника принята вода со следующими показателями. Показатели качества воды приведены в таблице 8.1.

Таблица 7.1.

Показатели качества воды

Показатель	Значение
Окисляемость О2, мг/кг	2,0
Взвешенные вещества, мг/кг	4,0
Сухой остаток, мг/кг	136,0
Минеральный остаток, мг/кг	129,9
Жесткость общая, мг-экв/кг	2,32
Жесткость карбонатная, мг-экв/кг	2,3
Жесткость некарбонатная, мг-экв/кг	0,02

Пересчитаем показатели содержания ионов и окислов в мг-экв/кг и результаты расчета сведем в таблицу 7.2.

Таблица 7.2.

Пересчет показателей качества исходной воды

Тип иона	Содержание в мг/кг	Эквивалент	Содержание в мг-экв/кг
Ca2+	32,87	20,04	1,64
Mg2+	8,28	12,1525	0,681
Na+	1,16	22,98977	0,05
	140,0	61,0189	2,294
	2,96	48,03	0,062
	0,3	35,453	0,008
	-	-	-
	-	-	-
	8,0	38,04	0,210

Суммарное содержание анионов сильных кислот:

мг-экв/кг

7.2. Выбор схемы ВПУ для приготовления добавочной воды.

Для приготовления добавочной воды для ТЭЦ с прямоточным и барабанными котлами и с промышленно-отопительной нагрузкой необходимы следующие операции:

·  предварительная очистка воды известкованием с коагуляцией сернокислым железом FeSO₄ (исходя из того, что  мг-экв/кг);

·  обработка осветленной воды по схеме трехступенчатого обессоливания для прямоточного котла (< 5 мг-экв/кг); для барабанного котла вода отводится после анионитного фильтра второй ступени, т.е. без третьей ступени обессоливания;

·  обработка осветленной воды по схеме Na-катионирования для подпитки тепловой сети.

Схема водоподготовительной установки ТЭЦ

 

О                  БОсВ                ОФ                     Н₁                      А₁

 

 исх.в.                  Ca(OH)₂

  ПАА                FeSO₄

 

               шлам

 

                                   Д

Н₂                      А₂                ФСД

 

                                БДВ

 

                                                                                                                    БОВ

 

                      Na                                                                                                на БК

                                                                                                        БОВ

 

на подпитку ТС

                                          БУВ

7.3. Расчет производительности ВПУ.

Общая производительность установки состоит из трех потоков воды: на прямоточный КА, на барабанный КА и на подпитку теплосети:

, т/ч где:

Расход воды на прямоточный котел:

 т/ч;

Расход воды на барабанный котел:

Расход воды на подпитку теплосети:

 т/ч.

Тогда:

 т/ч

7.3.1. Показатели качества после отдельных стадий обработки.

Исходная вода проходит ряд стадий обработки и на конечной стадии должна соответствовать нормам ПТЭ.

Начальной стадией является предварительная обработка воды в осветлителе. Вода проходит обработку коагуляцией с известкованием и имеет после этого следующие показатели:

а) жесткость:

мг-экв/кг; =0,5 мг-экв/кг; мг-экв/кг;

 мг-экв/кг.

б) щелочность остаточная:

мг-экв/кг.

в) кремнийсодержание:

 мг-экв/кг.

г) содержание :

 мг-экв/кг.

Далее вода проходит осветлительные фильтры, где её показатели качества не изменяются и поступает на ионитную часть схемы ВПУ.

На ионитной части начальным является фильтр H₁. В этом фильтре удаляются катионы Ca²⁺, Mg²+ и Na⁺ в количестве:

 мг-экв/кг

Ж_о=0,25 мг-экв/кг.

Кислотность воды составляет:

мг-экв/кг

После фильтра A₁ щелочность составляет 0,2 мг-экв/кг и удаляются анионы сильных кислот в количестве 0,57 мг-экв/кг.

После декарбонизатора содержание углекислого газа - 0,136 мг-экв/кг.

На фильтре Н₂ удаляются катионы в количестве 0,25 мг-экв/кг и кислотность после него не выше 0,05 мг-экв/кг.

После фильтра А₂ солесодержание на более 0,2 мг/кг и содержание  не более 0,04 мг/кг. На нем удаляются: мг-экв/кг.

ФСД глубоко удаляет катионы и анионы и после него солесодержание £0,1 мг/кг и содержание £0,03 мг/кг.

7.4. Расчет схемы ВПУ.

7.4.1. Расчет и выбор фильтров ионитной части ВПУ.

Для ФСД:

Необходимая площадь фильтрования:

где w=50 м/ч; м²;

Число фильтров принимаем m=3. Площадь каждого фильтра:

 м.

Для установки выбираем фильтр типа ФИСВДР-2,0-0,6 с параметрами:

м²; h=1,95 м.

Продолжительность фильтроцикла:

ч.

Количество регенераций в сутки:

раз.

Объем ионитных материалов во влажном состоянии:

м³.

м³.

Расход воды на собственные нужды:

м³/ч, где м³/м³.

Расход химреагентов на регенерацию:

кг; кг.

 кг; кг.

Суточный расход химреагентов на регенерацию:

кг;

кг;

кг;

кг;

Часовой расход воды, который должен быть подан на рассчитываемую группу фильтров:

м³/ч.

Расчет ионитных фильтров H₁,H₂,A₁,A₂ и Na аналогичен выше-приведенному и его результаты сведены в таблице 7.3.

Таблица 7.3.

Результаты расчета фильтров H₁,H₂,A₁,A₂,Na

Показатель и его размерность	А2	Н2	А1	Н1	Na
Необх. площадь фильтрования, м2	17,52	11,9	13,5	19,5	2,28
Число фильтров, шт	3	3	3	3	3
Тип фильтра	ФИПаII-3,0-0,6	ФИПаII-2,6-0,6	ФИП-I-2,6-0,6	ФИП-I-3,0-0,6	ФИП-I-10-0,6Na
Скорость фильтрования, w, м/с	30	45	40	30	20
Высота фильтра	1,5	1,5	2,5	1,5	2,0
Продолжит. фильтро-цикла, ч	46,44	39,7	18,3	18,5	165,6
Кол-во регенераций в сутки, раз	0,5	0,6	1,2	1,1	0,14
Тип ионита	АВ-17-8	КУ-2	АН-31	КУ-2	КУ-2
Рабочая обменная ёмкость, м3/м3	14,5	13,0	21,8	10,5	7,7
Суммарный объем ионита во влажном состоянии, м3	32	28,85	40	31,5	18,84
Расход воды на собственные нужды, м3/ч	9,6	7,75	43	15,1	0,76
Расход 100%-го реагента на одну регенерацию, кг	1917	318	834	678,3	69,08
Расход технического реагента на одну регенерацию, кг	4564,3	424	1987,5	904	65,63
Суточный расход 100%-го реагента на одну регенерацию, кг	1917	381,6	2001,6	1492,3	19,34
Суточный расход технического реагента на одну регенерацию, кг	4654,3	508,8	4770	1988,8	18,37
Часовой расход воды, подаваемый на группу, м3/ч	534,81	542,56	585,56	600,66	46,48

7.4.2. Расчет и выбор осветлительных фильтров.

Определим необходимую площадь фильтрования:

м²

Количество фильтров принимаем m=8.

м²; м.

Выбираем фильтры типа ФОВ-3,4-0,6 с h=1 м; f_ост=9,1 м.

Расход воды на взрыхление, промывку и отмывку ОФ:

м³; где i=12 м/см²; t_взр=8 мин.

м³; где w₀=10 м/ч; t_отм=10 мин.

м³/ч; где m₀=8 шт.; n₀=2 раза.

Производительность брутто:

м³/ч.

Действительная скорость фильтрования:

м/ч.

w_0m-1>w_0доп

Следовательно принимаем число фильтров m=9. К установке принимаем три трехкамерных осветлительных фильтра.

7.4.3. Расчет и выбор осветлителей.

Объем каждого из двух осветлителей определяется по формуле:

м³.

Выбираем осветлители типа ВТИ-400 (V=650 м³).

Расход коагулянта FeSO₄×7H₂O в сутки:

кг/сут.

кг/сут.

Расход ПАА в сутки:

 кг/сут.

Расход извести СаО в сутки:

кг/сут.

кг/сут.

          7.4.4. Выбор декарбонизаторов.

Декарбонизаторы выбираются по производительности ВПУ и устанавливаем 2х200 т/ч и 1х300 т/ч.

          7.5. Компоновка оборудования. Хранение химреагентов и материалов.

Установки по химической обработке воды устанавливаются в отдельном