Расчет водоподготовительной установки

Рассчитать водоподготовительную установку, предназначенную для подготовки 550 м³ /ч добавочной воды для питания котлов высокого давления (10 МПа и выше) со ступенчатым испарением и промывкой пара, и приготовления 730 м3/ч подпиточной воды для теплосетей с открытой системой теплоснабжения.

Таблица 1. Показатели качества исходной воды.

Расчет Проведем проверку правильности анализа.

После обработки вода должна соответствовать требуемому качеству, а именно:

Ж_о = 0,01, мг-экв/л.

Щ = 0,5, мг-экв/л.

мг-экв/л.

Сухой остаток обработанной воды С_ост с учетом изменения некоторых составляющих рассчитывается по формуле:

Начинаем расчет установки от конца технологического процесса обработки воды в целях более точного учета расхода обрабатываемой воды на собственные нужды установки и правильного определения нагрузки головного водоподготовительного оборудования.

Расчет натрий-катионитовых фильтров второй ступени

Вода, поступающая на эти фильтры в количестве 180 т/ч, должна иметь жесткость Ж_о = 0,035, мг-экв/л.

Допустимая скорость фильтрования составляет для Na-катионитовых фильтров второй ступени 30 — 60 м/ч.

Исходя из этого, определяется необходимая суммарная площадь фильтрования:

м².

В данном случае из существующих стандартных фильтров достаточно установить два фильтра диаметром D = 2000 мм, площадью f = 3,14 м² и высотой слоя катионита Н = 1,5 м.

Определим скорость фильтрования:

м/ч, где — нормальная скорость фильтрования, Q — производительность установки, f — площадь фильтрования, а — количество фильтров.

м/ч, где — максимальная скорость фильтрования, Q — производительность установки, f — площадь фильтрования, а — количество фильтров.

Определим количество солей жесткости, удаляемых на фильтре второй ступени:

г-экв/сут.

Принимаем в качестве катионита сульфоуголь с рабочей обменной емкостью катионита (Е_р) равной 300 мг-экв/м³.

Число регенераций каждого фильтра в сутки (n):

регенераций в сутки или 1 раз в 19 суток.

Расход 100%-ной поваренной соли на одну регенерацию фильтра определяется уравнением:

кг, где q_с — удельный расход соли на регенерацию, равный 300 г/г-экв.

Суточный расход технической соли на одну регенерацию фильтра определяется уравнением:

кг/сут, где 93 — содержание NaCl в технической соли, %.

Расход воды на одну регенерацию Na-катионитового фильтра складывается из:

м³,.

где i, t — интенсивность и длительность взрыхляющей промывки соответственно;

м3;

м³,.

Расход воды на одну регенерацию:

Принимаем Q_с.н. = 60 м³.

Среднечасовой расход воды на собственные нужды натрий-катионитных фильтров второй ступени определяется в соответствии с выражением:

Расчет натрийкатионитных фильтров первой ступени

примесь вода коагуляция фильтрат.

м³/ч.

мг-экв/л.

Скорость фильтрования опускается в пределах от 15 до 30 м/ч. Необходимая площадь фильтрования должна быть равна:

м².

Из существующих стандартных фильтров выбираем фильтры с диаметром D=3000 мм, площадью фильтрования каждого f = 7,1 м² с высотой сульфоугля Н = 1,8 м. Принимаем их к установке с таким расчетом, чтобы в наихудшем случае один из них, был в полезной работе, один — на регенерации и один, не загруженный сульфоуглем, служил для гидроперегрузки угля и замены катионитного фильтра, выключаемого на ремонт или ревизию. Таким образом, нормально будут работать два фильтра со средней скоростью фильтрования м/ч и только на периоды регенерации будет оставаться в работе один фильтр со средней скоростью фильтрования, м/ч.

Рабочая обменная емкость сульфоугля определяется выражением.

мг-экв/м³.

Число регенераций каждого фильтра равно Расход 100%-ной поваренной соли на одну регенерацию фильтра определяется уравнением:

кг.

кг/сут.

Расход воды на взрыхляющую промывку фильтра равен.

м³.

Расход воды на приготовление регенерационного раствора рассчитывается согласно выражению:

м³,.

Расход воды на отмывку катионит определяется по формуле.

м³.

Тогда расход воды на одну регенерацию натрий-катионитного фильтра составит.

м3.

Среднечасовой расход воды на собственные нужды натрий-катионитных фильтров равен.

м³/ч.

Расчет механических (антрацитных фильтров)

Полезная среднечасовая нагрузка механических фильтров с учетом расхода осветленной воды на регенерации основных и вторичных натрий-катионитных фильтров будет равна.

м³/ч.

Скорость фильтрования через механические фильтры, если они стоят после осветлительных, составляет 10−12, м/ч. Необходимая площадь фильтрования должна быть равна:

м².

Из имеющихся стандартных фильтров принимаем к установке фильтры с диаметром D=3000 мм, площадью фильтрования каждого f = 6,95 м² в количестве 5 штук, из которых четыре, загруженные антрацитом, будут находиться в работе, а пятый будет служить для гидроперегрузки антрацита и подключения в работу, когда один из первых четырех фильтров выключится на ремонт или ревизию.

Нормальная скорость фильтрования составит, м/ч, а в периоды промывки одного из них, м/ч.

Выбираем интенсивность взрыхляющей промывки фильтров, равную i = 12 л/с*м², продолжительность взрыхляющей промывки фильтров составит t = 20 мин.

При такой длительности каждая промывка фильтра потребует следующего количества осветленной воды:

м³.

Суточный расход промывочной воды при двух ежесуточных промывках каждого из четырех работающих фильтров будет равен:

м³.

Расчет устройства для частичной нейтрализации щелочности серной кислоты

Смеситель известкованно-обескремненной воды с раствором серной кислоты должен быть включен в трубопровод, идущий от механических фильтров к основным натрий-катионитовым фильтрам. Следовательно, нейтрализации будет подвергаться 220 м³ осветленной воды.

Емкость смесителя достаточна в размере, обеспечивающем пребывание в нем нейтрализуемой воды в течение 0,25 мин., и составляет:

м³.

В работе установки предусматривается дополнительное снижение щелочности осветленной воды на 0,3 мг-экв/л. Значит, суточный расход 100%-ной серной кислоты будет равен:

кг Суточный расход технической 75%-ной серной кислоты с уельным расходом 1,67 составит:

кг или.

л.