Проект водоподготовительной установки котельной
Характеристика источника
водоснабжения
Из таблицы выписываем показатели качества
исходной воды.
р.
Днепр
|
Место
отбора пробы воды
|
Взвеш.
веществ мг/кг
|
Сухой
остаток мг/кг
|
Минер.
остаток мг/кг
|
Окис.
по О2 мг/кг
|
Жесткость
мг-экв /кг
|
|
|
|
|
|
|
Жо
|
Жк
|
Жнк
|
|
г.
Запорожье
|
-
|
315,3
|
223,7
|
10,24
|
3,82
|
3,08
|
0,74
|
Содержание ионов и окислов, мг/кг
Показатель
|
мг/кг
|
Э
|
мг-экв/кг
|
Са2+
|
51,9
|
20,0
|
2,6
|
Мg2+
|
15
|
12,0
|
1,25
|
Na+
|
8,6
|
23,0
|
0,37
|
|
188
|
61,0
|
3,08
|
|
29,64
|
48,0
|
0,62
|
Cl-
|
15,84
|
35,5
|
0,45
|
|
2,4
|
62,0
|
0,039
|
|
0,2
|
46,0
|
0,043
|
|
4
|
38,0
|
0,11
|
Пересчет показателей качества исходной воды
Для пересчета качества воды из мг/кг в мг-экв/кг
используется понятие «эквивалент» вещества:
М - молекулярная масса- валентность.
Σ Катионов = Σ
Анионов
Анионы кремния представлены в коллоидной форме
,6+1,25+0,37=3,08+0,62+0,45+0,039+0,0043
,22≈4,19
,6+1,25≈3,85
,6=2,6=Щ
Т.к. Жо>3, то жесткость повышенная.
В исходной воде преобладающей является кальциевая
жесткость()
Вода относится к бикарбонатному классу.
Проект ВПУ котельной
Исходные данные:
Тип котла 3хЕ-35-40
Величина продувки р=6,5%
Потери на производстве b=50%
Как известно, водоподготовительная установка (ВПУ)
предназначена для восполнения потерь пара, конденсата, питательной воды на
производстве и в самой котельной.
Суммарная производительность котлов:
Внутренние потери на котельной:
.
.
.
., где 1,5% -
процент невозврата.
Производительность ВПУ:
Выбор типа
предочистки ВПУ
В состав предочистки входят осветлитель,
осветлительные фильтры, бак осветлительной воды, насосы.
Выбор типа предочистки выбирается по карбонатной
жесткости исходной воды. Если Жк > 2мг*экв/кг, то в освелители воду
обрабатывают раствором извести(Са(ОН)2) и коагулянта(FeSO4) с добавлением
флокулянта ПАА(полиакриламид)
Так как в исходной воде Жк=3,08мг-экв/кг > 2,
принимаем данный тип предочистки.
Пересчет показателей качества исходной воды
после ее обработки в осветлители.
Коагуляция FeSO4 c известкованием:
Жесткость остаточная:
КFe=0,5мг-экв/кг-доза FeSO4
aизв=0,3мг-экв/кг -
избыток извести при известковании исходной воды;
Концентрац1ия сульфат ионов :
Концентрация CL- , Na не изменяется.
Концентрация :
Рис. 1
Выбор схемы умягчения для ВПУ
котельной
Рис. 2
По показателям и
,
получаем: , т.е. выполняется
условие
Значит, выбираем схему последовательного
Н-Na-катионирования.
Рассчитываем долю воды, подаваемую на
Н-катионитовый фильтр:
,
где Щост=0,2-0,3 и
Изменение показателей качества воды по ступеням
умягчения:
мг-экв/кг
мг-экв/кг
мг-экв/кг5. Расчет
схемы ВПУ
Расчет Na-катионитового фильтра второй ступени
, где
Расчетная площадь фильтрования (при m=3)
Выбираем ФИПа-II-1,5-0,6
Стандартная площадь фильтрования:
Продолжительность действия фитоцикла:
,
где h-высота загрузки катионита, h=1,5мрабочая
обменная емкость, eр=250г-экв/кг
Вторая ступень загружена универсальным
катионитом КУ-2
Количество регенераций в сутки:
Объем ионных материалов (катионита КУ-2),
загруженных во вторую ступень:
Расход воды на собственные нужды второй ступени:
,
где ри=9,1м³/м³
Расход NaCl на регенерацию одного фильтра:
, b=(80-90),
принимаем 85кг
Расход технической поваренной соли в сутки:
Расчет Na-катионитового фильтра первой ступени
, где
Расчетная площадь фильтрования (при m=3)
Выбираем ФИПа-I-1,5-0,6 (характеристики d = 1,5
м, h = 2,0 м, p = 0,6 МПа)
Действительная площадь фильтрования ступени:
,
где h-высота загрузки катионита, h=2000ммрабочая
обменная емкость, eр=(600-800)г-экв/кг, принимаем eр=700 г-экв/кг
ΣUNa1-количество
катионов, которые остались на второй ступени, ΣUNa1=1,6
Первая ступень загружена универсальным
катионитом КУ-2
Количество регенераций в сутки:
Объем ионных материалов (катионита КУ-2),
загруженных в первую ступень:
Расход воды на собственные нужды первой ступени:
,
где ри=7,7м³/м³
Расход NaCl на регенерацию одного фильтра:
, b=(100-200),
принимаем 150кг
Расход технической поваренной соли в сутки:
Расчет H-катионитового фильтра
, где
Расчетная площадь фильтрования (при m=3)
Выбираем ФИПа-I-0,7-0,6-Na(характеристики
d=0,7м, h=2м, p=0,6 МПа)
Действительная площадь фильтрования ступени:
,
где h-высота загрузки катионита, h=2000ммрабочая
обменная емкость, eр=(600-680)г-экв/кг, принимаем eр=600 г-экв/кг
ΣUН-количество
катионов, которые остались на второй ступени, ΣUН=2,735
Первая ступень загружена универсальным
катионитом КУ-2
Количество регенераций в сутки:
Объем ионных материалов (катионита КУ-2),
загруженных в первую ступень:
Расход воды на собственные нужды первой ступени:
,
где ри=10,5м³/м³
Расход на регенерацию одного фильтра:
Расход технической в
сутки:
Расчет предочистки
Суточный расход воды, который должен быть подан
на рассчитываемую группу ионитных фильтров:
Необходимая площадь фильтрования:
-производительность
осветлительного фильтра, м³/ч
- скорость
фильтрования (5..10) м/ч
Необходимая площадь фильтрования каждого
фильтра:
Выбираем (фильтры осветлительные вертикальные
однокамерные) ФОВ-2,6-0,6: p=0,6МПа, d=2600мм, h=1000мм, G=50м³/ч
Расход воды на взрыхляющую промывку каждого
осветительного фильтра:
котельная водоподготовительный
установка
-сечение
осветительного фильтра, м²
-продолжительность
взрыхления (5-10)мин. Принимаем 10мининтенсивность взрыхления фильтра,
загруженного антроцитом, 12м/см²
Расход воды на отмывку осветительного фильтра:
-скорость
фильтрования
-продолжительность
промывки(10мин)
-число
осветительных фильтров
-число промывок
каждого фильтра в сутки(1-3). Принимаем 1
Производительность брутто с учетом расхода воды
на промывку осветительных фильтров:
Действительная скорость фильтров во время
выключенного одного фильтра на промывку:
Количество загруженного дробленого антрацита:
Расчет осветлителей
Емкость каждого из двух осветлителей
определяется по формуле:
-полная
производительность всей установки
-продолжительность
пребывания воды в осветлителе (1-1,5)ч
Для известкования с коагуляцией выбираем
осветлитель ВТИ-100и:
Производительность 100 м³/ч;
геометрический объем 133 м³;
диаметр 5500 мм;
высота 10690 мм;
Расход безводного 100-% коагулянта:
-эквивалент
безводного коагулянта
-доза коагулянта,
мг-экв/кг
Расход технического коагулянта в сутки:
С-процентное содержание коагулянта
Расход полиакриламида(ПАА) в сутки:
-расход
полиакриламида, кг/сут
-доза
полиакриламида (0,2-1,8)мг/кг. Принимаем 1мг/кг
Расход извести(в виде ):
-суточный расход
извести, кг/сут
,05-эквивалент
-доза извести,
мг-экв/кг
Расчет и выбор декарбонизатора
Выбираем декарбонизатор по
Принимаем:
производительность 100м³/ч;
диаметр 1460 мм;
площадь поперечного сечения 1,67м²;
расход воздуха 2500м³/ч/
Таблица 1 - Состав выбранного оборудования
N
п/п
|
Наименование
оборудования
|
Тип
|
Количество
|
Основные
характеристики
|
1
|
Na-катионитовый
фильтр второй ступени
|
ФИПа-II-1,5-0,6
|
3
|
d=1,5м,
h=1,5м, p=0,6МПа
|
2
|
Na-катионитовый
фильтр первой ступени
|
ФИПа-I-1,5-0,6
|
3
|
d=1,5м,
h=2,0м, p=0,6МПа
|
3
|
H-катионитовый
фильтр первой ступени
|
ФИПа-I-0,7-0,6-Na
|
3
|
d=0,7м,
h=2м, p=0,6МПа
|
4
|
Декарбонизатор
|
Q=100м³/ч
|
1
|
d=1,460м,
G=2500м³/ч,
S=1,67м²
|
5
|
Осветлитель
|
ВТИ
100-и
|
1
|
V=133м³, d=5,5м,
h=10,69м
|
6
|
Осветлительные
фильтры
|
ФОВ-2,6-0,6
|
3
|
d=2,6м,
h=1м, p=0,6МПа
|
Таблица 2 - Суточный расход технического
реагента
Реагент,
кг/сут
|
H1
|
Na1
|
Na2
|
|
NaCl
|
-
|
4260
|
223,7
|
∑1962,6
|
H2SO4
|
839,52
|
-
|
-
|
∑422
|
Таблица 3 - Расход КУ-2 и собственных нужд
H
|
Na1
|
Na2
|
ОФ
|
КУ-2/собств.
нужды
|
|
|
|
3,3
|
10,62
|
7,95
|
15,9
|
4,59
|
0,95
|
5,43
|
Таблица 4 - Суммарный расход
Материал
|
Расход,
кг/сут
|
Известь
|
467,311
|
Коагулянта
(FeSO4)
|
178,064
|
Флокулянта
(ПАА)
|
2,148
|
Рис. 3