IV. Расчет водоподготовительной установки

Исходной водой для производственно-отопительной котельной является вода горводопровода. В соответствии с ГОСТ 20995-75 жесткость питательной воды для экранированных котлов с давлением 1,4МПа не должна превышать 20мкг-экв/л (при работе котлов на твердом топливе) и 15мкг-экв/л (для котлов работающих на жидком и газообразном топливе). Поэтому в проекте предусматривается водоподготовительная установка по схеме двухступенчатого Na-катионирования.

Установка работает круглосуточно.

В качестве катионита используют сульфоуголь с емкостью E =300 340г-экв/м³.

Производительность водоподготовительной установки определяют часовым расходом добавочной воды:

где 1,2 – коэффициент, учитывающий расход воды на собственные нужды водоподготовительной установки;

D_потр и D_сум – соответственно расход пара производственных потребителей к максимальный (суммарный) отпуск пара из паропровода котельной, кг/с;

n – процент продувки.

Расчет Na-катионитовой установки первой ступени

Расчетный объем катионита в одновременно работающих фильтрах:

,

где Ж_О – жесткость исходной воды, принимают по характеристикам соответствующих данной местности источников водоснабжения, мг-экв/л;

q – расход воды на отмывку 1 м³ сульфоугля, для первой ступени берут равным 4 м³/м³;

τ – межрегенерационный период работы фильтра принимают из условия проведения регенерации каждого фильтра не чаще одного раза в смену, то есть τ≥8ч.

Расчетное сечение одновременно работающих фильтров, исходя из допустимой скорости фильтрации W₁ = 10÷15 м/ч,

Рекомендуемые типы фильтров приведены в [5, 7].

По каталогу выбирают фильтры с учетом следующих требований:

m – число фильтров первой ступени по техническим соображением должно быть не менее двух, из которых один находится на регенерации.

Тогда число одновременно работающих фильтров равно m – 1;

F_р – суммарное сечение одновременно работающих фильтров должно быть больше или равно расчетному.

Предварительно принимаем фильтры:

Число одновременно работающих фильтров m – 1 = 1 шт

Сечение каждого фильтра F_ф = 0,385м²

Высота загрузки h_ф = 2 м

Тогда фактический объем катионита в одновременно работающих фильтрах:

.

Эта величина должна быть больше или равна расчетному объему катионита W_р, то есть W_ф ≥ W_р. Если это условие не соблюдается, нужно принимать фильтры большого диаметра.

0,77м³ ≥ 0,026м³.

Окончательно принимают к установке фильтры:

Число одновременно работающих фильтров m – 1 = 1 шт

Общее число фильтров ступени m = 2 шт

Сечение фильтра F_ф = 0,385 м²

Диаметр фильтра d_ф = 0,7 м

Высота загрузки катионита h_ф = 2 м

Фактический межрегенерационный период:

.

Расход поваренной соли на регенерацию:

,

где а_с = 120 г/г-экв – удельный расход для 1 ступени.

Расчет Na-катионитовой установки второй ступени

Для второй ступени, как правило, устанавливаются два фильтра. Из которых один резервный, смонтированный таким образом, что он может работать как во второй, так и в первой степени водоумягчительной установки.

По каталогу выбирают фильтры второй ступени с таким расчетом, чтобы скорость фильтрации W₂ находилась в пределе 30÷40 м/ч, то есть

Принимаем к установке ближайший стандартный фильтр:

Общее число фильтров второй ступени m₂ = 2 шт

Сечение фильтра F₂ = 0,785 м²

Диаметр фильтра d₂ = 1 м

Высота загрузки катионита h₂ = 1,5 м

Расход соли на регенерацию фильтра второй ступени рассчитывают аналогично первой ступени, при этом расход соли принимают а_с2 = 240 г/г-экв.

Расход поваренной соли на регенерацию фильтра второй ступени:

.