Проектирование производственно-отопительной котельной с котлами ДКВР 6,5-13

Где - доля разложения Na2CO3 в котле =0,7;

- доля разложения Na2CO3 в ДА =0,4

 

 

При ; и оптимальным способом очистки воды является натрий-хлор-ионирование. В качестве первой ступени ХВО выступает Na-катионитный фильтр, в качестве второй – Na-Cl-ионитный.

 

5. Подбор натрий-катионитных фильтров

Расчет и выбор Na-катионитных фильтров ведется на основе следующих данных:

• производительность установки Gхво, м3/ч;
• общая жесткость воды, поступающей на фильтры Жо, г-экв/ м3;
• остаточная жесткость воды после фильтров Жост, г-экв/ м3.

Технологические данные для расчета Na-катионитных фильтров приведены в таблице 2.5.1.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.5.1 – Технологические данные для расчета натрий-катионитных фильтров

Показатель	Фильтр первой ступени	Фильтр второй ступени
Высота слоя катионита, м	2 – 2,5	1,5
Крупность зерен катионита, мм	0,5 – 1,1	0,5 - 1,1
Скорость фильтрования, м/ч, нормальная, в скобках максимальная (при регенерации одного из фильтров), при жесткости, мг-экв/л: до 5 до 10	25 (35) 15 (25)	40 (50)
Взрыхляющая промывка катионита: Интенсивность, кг/(м2×с), при крупности зерен катионита, мм 0,5 – 1,1 0,8 – 1,2 продолжительность2, мин	4 5 30 (15)	4 5 30 (15)
Удельный расход поваренной соли на регенерацию сульфоугля, г/г-экв, при двухступенчатом натрий-катионировании и жесткости обрабатываемой воды, мг-экв/л: до 5 до 10	100 – 120 120 –200	300 - 400
Концентрация регенерационного раствора, %	5 - 8	8 - 12
Скорость пропуска регенерационного раствора, м/ч	3 - 4	3 - 5
Отмывка катионита от продуктов регенерации: скорость пропуска отмывочной воды через катионит, м/ч удельный расход отмывочной воды, м3/м3, при загрузке фильтра: сульфоуглем катионитом КУ-2	6 – 8   4 6	6 – 8   6 8

 

Подберем диаметр фильтра по скорости фильтрования. Рассчитаем живое сечение фильтра:

(2.5.1)

где - скорость фильтрования. Принимаем ;

- производительность фильтра, м3/ч;

a – количество фильтров. Количество фильтров принимаем равное трем, один из которых является резервным и в расчете не участвует.

Исходя из рассчитанного живого сечения, выбираем стандартный фильтр с ближайшим сечением, диаметром Dу=700мм с площадью фильтрования . Это фильтр ФИПа I-0,7-0,6-Na производства саратовского завода энергетического машиностроения. Габаритные размеры фильтра приведены на рисунке 2.5.1.

Проверяем выбранный типоразмер фильтра

• по нормальной скорости (когда оба фильтра в работе):

(2.5.2)

• по максимальной скорости (когда один из фильтров регенерируется):

Нормальная и максимальная скорости лежат в рекомендуемых и допустимых пределах соответственно.

Количество солей жесткости, удаляемое в Na-катионитных фильтрах:

(2.5.3)

где – общая жесткость воды, поступающей на фильтр, г-экв/м3;

Число регенераций натрий-катионитного фильтра в сутки:

(2.5.4)

Где – высота слоя катионита, м. Принимаем ;

 – рабочая обменная способность катионита. Принимаем .

Следовательно, регенерацию натрий-катионитного фильтра необходимо проводить три раза в сутки.

Расход соли на одну регенерацию определяется по выражению:

(2.5.5)

Где – удельный расход соли на регенерацию, г/г-экв обменной способности катионита. Принимаем .

 

Рисунок 2.5.1 – Габаритные размеры фильтра ФИПа I-0,7-0,6-Na

 

6. Подбор натрий-хлор-ионитных фильтров

Расчет Na-Cl-ионитных фильтров ведется на основе следующих данных:

• производительность натрий-хлор-ионитных фильтров Gхво, м3/ч;
• остаточная щелочность обрабатываемой воды Щост, мг-экв/л;
• качественный состав исходной воды (таблица 2.2.1).

Технологические данные для расчета фильтров приведены в таблице 2.6.1.

 

Таблица 2.6.1 – Технологические данные для расчета хлор-ионитных фильтров

Показатель	Смешанный Na-Cl-ионитный фильтр
Высота слоя, м: анионита катионита	0,5-2,0 0,5 – 2,0
Крупность зерен анионита, мм	0,35 – 1,2
Скорость фильтрования, м/ч: допустимая рекомендуемая	4-30 15 - 20
Взрыхляющая промывка анионита: интенсивность, л/(с×м2) продолжительность, мин	3 15
Отмывка анионита: скорость отмывки, м/ч расход воды на отмывку анионита, м3/м3	6 - 8 4

 

Подберем диаметр фильтра по скорости фильтрования. Рассчитаем живое сечение фильтра:

(2.6.1)

где – скорость фильтрования. Принимаем ;

– производительность фильтра, м3/ч;

a – количество фильтров. Количество фильтров принимаем равное трем, два фильтра работают попеременно, третий является резервным.

Исходя из рассчитанного живого сечения, выбираем ближайший стандартный фильтр диаметром Dу=1500мм с площадью фильтрования . Это фильтр саратовского завода энергетического машиностроения марки ФИСДВр-1,5-0,6. Габаритные размеры фильтры приведены на рисунке 2.6.1.

Проверяем выбранный типоразмер фильтра

• по нормальной скорости (при параллельной работе она же является максимальной):

(2.6.2)

Нормальная скорость лежит в допустимых пределах.

 

Количество удаляемых ионов HCO3:

(2.6.3)

где - щелочность исходной воды, г-экв/м3;

- остаточная щелочность после хлор-ионирования, г-экв/м3. Остаточная щелочность определяется по формуле:

	(2.6.4)

Число регенераций хлор-ионитного фильтра в сутки:

(2.6.5)

Где – высота слоя анионита, м. Согласно данным завода-изготовителя ;

 – рабочая обменная способность анионита АВ-17 по иону HCO3. В расчетах принимают .

Следовательно, регенерацию хлор-ионитного фильтра необходимо проводить 1 раз в 2 суток.

Расход соли на одну регенерацию определяется по выражению:

(2.6.6)

Где - удельный расход соли на 1м3 анионита, кг.

 

 

 

 

Рисунок 2.6.1 – Габаритные размеры фильтра ФИСДВр-1,5-0,6

 

 

7. Выбор солерастворителя

Солерастворитель предназначен для приготовления раствора NaCl, использующегося в процессе регенерации Na-катионитных и Na-Cl-ионитных фильтров водоподготовительной установки. Солерастворитель выбираем исходя из массы соли, которая может быть загружена для приготовления раствора MNaCl, кг.

В целях надежности и исключения ошибок при приготовлении регенерационных растворов, для Na-катионитных и Na-Cl-ионитных фильтров используем отдельные солерастворители.

- для Na-катионитных фильтров;

- для Na-Cl-ионитных фильтров;

Для обоих случаев выбираем однотипные солерастворители марки С-0,5-0,7 производства Саратовского завода энергетического машиностроения

Габаритные размеры солерастворителей представлены на рисунке 2.7.1.

Рисунок 2.7.1 – Габаритные размеры солерастворителя С-0,5-0,7

 

8. Выбор деаэратора

Деаэраторы предназначены для удаления коррозионно-агрессивных газов (кислорода и свободной углекислоты) из питательной воды паровых котлов и подпиточной воды систем теплоснабжения. Процесс деаэрации воды основан на повышении ее температуры до кипения, при котором из воды выделяются растворенные газы.

В производственно-отопительных котельных используются деаэраторы атмосферного типа. Процесс деаэрации в них происходит при давлении, близком к атмосферному (0,12 МПа). Кипение в них достигается за счет нагрева воды паром, отбираемым после парового котла и поступающим в колонку деаэратора.

Содержание кислорода в сетевой воде для паровых котлов не должно превышать 0,03мг/кг.

Выбор деаэратора осуществляем по двум параметрам: номинальной производительности и емкости бака. Номинальная производительность должна быть не меньше расхода деаэрированной воды в котельной при максимально-зимнем режиме:

(2.8.1)

Емкость бака деаэратора должна быть не менее 50% от часовой паропроизводительности котельной .

Исходя из этих условий выбираем деаэратор атмосферного типа марки ДА-50/15 производства Саратовского завода энергетического машиностроения.

Основные параметры деаэратора приведены в таблице 2.8.1, габаритные размеры деаэратора указаны на рисунке 2.8.1.

 

Таблица 2.8.1 – Параметры деаэратора ДА-50/15

Деаэратор	Производительность номинальная, т/ч	50
	Диапазон производительности, %	30…120
	Диапазон производительности, т/ч	15…60
	Давление рабочее избыточное, МПа	0,12
	Давление макс. При срабатывании защитного устройства, избыточное, МПа	0,17
	Температура деаэрированной воды,°C	104,25
	Средний нагрев воды в деаэраторе, °С	10...50
	Удельный расход выпара, кг/т.д.в	1,5...2
Колонка	Обозначение колонки деаэраторной	КДА-50
	Масса сухая, кг	647
Бак	Обозначение бака деаэраторного	БДА-15
	Полезная емкость бака, м3	15
	Масса сухая, кг	3720
Охладитель	Обозначение охладителя выпара	ОВА-2
	Площадь поверхности теплообмена охладителя выпара, м2	2
	Масса сухая, кг	232
Предохранительное устройство	Обозначение предохранительного устройства	ДА-50/15
	Масса сухая, кг	401