Проект производственно-отопительной котельной мощностью 57 МВт. Выбор и расчет схемы водоподготовки

4 ВЫБОР И РАСЧЕТ СХЕМЫ ВОДОПОДГОТОВКИ

Водоподготовительная установка в проектируемой котельной предназначается для восполнения потерь пара, конденсата и воды, питающей паровые котлы, а также для подпиткт тепловой сети.

Проектируемая схема водоподготовки предусматривает обработку воды из артезианской скважины по схеме Н-Na-катионирования. Предусматривается прямоточная регенерация фильтров.

При проектировании котельной рассчитываем возможность использования схемы двухступенчатого Na-катионирования для питания паровых котлов по следующим четырем основным показателям:

продувка котлов по сухому остатку;

относительная щелочность химочищенной воды;

содержание углекислоты в паре.

Исходные данные

Таблица 5.1 – Пароводяной баланс котельной.

№ п/п	Наименование	Размерность	Значение
1	2	3	4
1	Паропроизводительность котельной		70,2 (19,51)
2	Внутрикотельные потери пара		2,2 (0,602)
3	Потери воды с продувкой		2,2 (0,602)
4	Расход химически очищенной воды на паровые котлы		12,8 (3,556)
	Расход химически очищенной воды на подпитку тепловой сети		5,12 (1,422)
5	Расход сырой воды		18,9 (5,25)

Таблица 5.2- Состав исходной воды

№ п/п	Наименование	Обозначение	Единица измерения
1	2	3	4	5
1	Сухой остаток			1000
2	Жесткость общая		8,5
3	Жесткость карбонатная		7,5
	Катионы:
4	кальций	Са2+	6,3	126
5	магний	Mg2+	4,1	49,82
6	железо	Na+	7,1	163,78
	Сумма катионов		17,5	339,6
7	рН = 7,5

Требования к качеству питательной воды для паровых водотрубных котлов с рабочим давлением до 1,4МПа [6,стр.173]:

общая жесткость – 2 ;

растворенный кислород – 1 ;

свободная углекислота – отсутствует;

рН – 9,10,1;

железо – 20 ;

масло – 0,3 .

4.1 Выбор схемы химводоочистки

Величину непрерывной продувки  рассчитываем по формуле[4,стр.56]:

,                                                                                        (4.1) где      – сухой остаток химочищенной воды;

 – потери пара и конденсата в долях единицы (принимаются 0,15);

 = 3000– солесодержание котловой воды.

Сухой остаток химочищенной воды, обрабатываемой по схеме Na-катионирования, определяем по формуле[4,стр.56], :

 

(4.2)

где  – сухой остаток исходной воды,  (табл.5.2);

– кальциевая жесткость исходной воды,  (табл.5.2);

 – магниевая жесткость исходной воды,  (табл.5.2). 

Величину непрерывной продувки определяем для следующих режимов:

 %                                                                

Величина продувки находиться в пределах допустимой, т.е. 10% следовательно, по величине продувки можно применить обработку воды путём Na-катионирования.

Относительная щелочность котловой воды равна относительной щелочности обработанной воды  и определяется по формуле[4,стр.56]:

                                                                                    (4.3)

где     40 – эквивалент NaOH, ;

 – щелочность химочищенной воды, равная щелочности исходной при обработке по схеме Na-катионирования[4,стр.56], ;

.        

Для котлов со сварными барабанами работающими с давлением выше 1,0МПа, при  следует предусматривать нитратирование.

Содержание углекислоты в паре определяем по формуле[4,стр.57], :

                      (4.4) где   22 – эквивалент CO₂;

             - доля разложения NaHCO₃ в котле при соответствующем давлении[4,стр.57,рис.4-1].

По трем показателям (продувка, относительная щелочность и содержание углекислоты) применяем схему Н-Na-катионирования с «голодной» регенерацией.

4.2   Расчёт катионитных фильтров

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

4.2.1 Расчет Na-катионитного фильтра II ступени.

На Na-катионитный фильтр II ступени вода поступает с остаточной общей жесткостью фильтрата[4,стр.70] .

Вторая ступень Na-катионирования должна выдавать для питания паровых котлов   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 [5,стр.360]:

-диаметр фильтра  1000 мм;

-высота слоя катионита  H_сл=1,5 м;

-площадь фильтрования  f = 0,76 м²;

-объем катионита  V_к = 1,14 м³.          

Скорость фильтрования[4,стр.71], :