Выбор схемы приготовления воды.

Небольшие котельные обычно используют водопроводную воду, которая уже очищена от дисперсных и органических примесей и в котельной проводится только умягчение воды.

Наиболее дешевая и распространенная из схем ВПУ - Na-катионирование. В процессе Na-катионирования жесткость воды уменьшается до требуемых норм.

Определяем показатель [2. формула (5.1)], мг/дм³:

где (38)

где S_ИВ – cухой остаток исходной воды (источника водоснабжения), мг/кг;

Ж_Са и Ж_Mg – кальциевая и магниевая жёсткость исходной воды, мг-экв/кг;

Э_Na , Э_Cа , Э_Mg – эквивалентные массы ионов Na⁺=23, Са²⁺=20 и Mg²⁺=12,2 мг/мг-экв.

Щёлочность обработанной воды равна карбонатной жесткости исходной воды:

Относительная щелочность обработанной и котловой воды [2. формула (5.2)], %:

(39)

Где – эквивалентная масса NаОН

Na-катионирование может не подходить для некоторых типов исходной воды. Проверка проводится по трем критериям:

1. По величине продувки котла, которая для котлов с давлением до 1,4 МПа не должна превышать 10 % [2. формула (5.3)]: , (40)

где – доля обработанной воды в питательной. Она равна отношению расхода химически очищенной воды G_хов, втекающей в питательный деаэратор, к расходу воды, вытекающей из деаэратора G_ПВ;

S_КВ - допустимые предельные концентрации солей в котловой воде для котлов типа ДЕ при работе без пароперегревателя составляют 3000 мг/дм³.

;

Принимали

2. По допустимой величине относительной щелочности котловой воды, которая для котлов с вальцованными соединениями не должна превышать 50 %:

Условие выполняется.

3. По концентрации СО₂ в паре, которая не должна превышать 20 мг/кг. СО₂ образуется за счет разложения в котле солей NaHCO₃, определяющих щелочность воды [2. формула (5.5)]: С_СО = Э_СО Щ_ОВ β (σ₁ + σ), (41)

где Э_СО =22 мг/мг-экв – эквивалентная масса СО₂;

s₁ = 0,4 – доля разложения NaHCO₃ в котле (остальное разлагается ещё в деаэраторе);

s = 0,7– доля разложения Na₂CO₃ в котле.

Условие выполняется.

Na-катионирование подходит по всем пунктам проверки.

3.2 Расчёт оборудования водоподготовительной установки.

Для сокращения количества устанавливаемого оборудования и его унификации принимают однотипные конструкции фильтров для первой и второй ступени. Для первой устанавливаем два фильтра и один для второй ступени: один из фильтров первой ступени используется для второй ступени в период регенерации фильтра второй ступени.

Требуемая площадь фильтрования:

,

где – максимально допустимая скорость фильтрования (при останове одного из фильтров на регенерацию), м/ч. Для фильтров 2-й ступени м/ч, для 1-й ступени зависит от жесткости исходной воды и типа фильтра:

Ø При Ж_о < 5 мг-экв/дм³ м/ч,

Ø При Ж_о =5–10 мг-экв/дм³ м/ч,

Ø При Ж_о > 10 мг-экв/дм³ м/ч.

Скорость фильтрования в первой ступени принята в зависимости от жесткости исходной воды

Ж_ив до 5 мг.экв/л => м/ч

Скорость фильтрации в фильтре второй ступени принимаем такой же, поскольку приняли одиноуовые фильтры первой и второй ступеней.

Коэффициент собственных нужд химводоочистки по воде

Количество сырой воды, поступающей на химводоочистку

Площадь фильтров

Диаметр фильтра

Выбираем фильтр ФИПа I-0,7-0,6 Na,

- Диаметр фильтра - d_ф =700 мм.

- Высота слоя катионита - h_кат = 2 м.

Полная площадь фильтрования

Полная емкость фильтра

где: Е_р = 1000 г-экв/м^3- рабочая обменная емкость сульфоугля при Nа-катионировании для катионита КУ-2-8.

Период регенерации фильтров:

Число регенераций в неделю n=4 раз

Расход соли на 1 регенерацию:

Где: b=120 г/г-экв – удельный расход соли на регенерацию.

Суточный расход соли:

Рисунок 3.1 – Блочная ВПУ с осветлительными фильтрами: А - подогреватель;

Б - насосы; В - осветлительный фильтр; Г - Na-катионитные фильтры I и II ступеней; Д - бак-склад для соли; Е - бак склад для коагулянта; Ж - мерник для насыщенного раствора соли; З - мерник для насыщенного раствора коагулянта;

И - эжекторы для подачи и разбавления растворов соли и коагулянта; К-обработанная вода; Л-исходная вода; М-рабочая линия.

В данном оборудовании на время регенерации фильтра работает только одна ступень катионирования.

Рисунок 3.2 а – Блочная ВПУ Рисунок 3.2 б – Блочная ВПУ в плане.