2.4 Выбор схемы обработки исходной воды

Выбор схемы обработки воды для котлов обуславливается:

• качеством исходной воды;

• требованиями к качеству пара, котловой и питательной воды.

Для выбора схемы обработки определяются основные показатели водно-химического режима парового котла:

Величина продувки котла по сухому остатку, %:

_(2.1)

где – сухой остаток обработанной воды, мг/кг.

Для Na-катионирования ;

– доля обработки питательной воды;

– сухой остаток котловой воды, мг/кг;

_(2.2)

где - расход химобработанной воды, м³/ч;

- расход питательной воды воды, м³/ч;

Относительная щелочность котловой воды , %, равна относительной щелочности обработанной воды и определяется по формуле:

_(2.3)

где – относительная щелочность обработанной воды, мг-экв/кг. Для схемы натрий-катионирования принимается равной щелочности исходной воды . мг-экв/кг, ( принимается исходя из источника водоснабжения по табл.3 приложений).

Полученную величину сравниваем с рекомендациями [6, табл. 3.5]. В паровых котлоагрегатах со сварными барабанами может быть допущено повышение относительной щелочности котловой воды сверх допустимой (20 %) в пределах 20 – 50 %, но необходимо предусмотреть ее нитрование. Относительная щелочность котловой воды более 50 % не допускается.

Содержание углекислоты в паре, мг/кг, при использовании деаэратора с барботажем определяется по формуле:

_(2.4)

где  – доля разложения Na₂CO₃ в котле =0,7;

₁ – доля разложения Na₂CO₃ в котле ₁=0,4.

Для полученных значений величины продувки , %, щелочности котловой воды, %, и содержания углекислоты в паре , мг/кг принимается оптимальный способ очистки воды. Определяются последовательность установки оборудования (фильтров, солерастворителей и т.д.) и его количество.

2.5 Подбор натрий-катионитных фильтров

2.5.1 Подбор натрий-катионитных фильтров I ступени

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

• производительность установки G_хво, м³/ч;

• общая жесткость воды, поступающей на фильтры Ж_о, г-экв/ м³;

• остаточная жесткость воды после фильтров Ж_ост, г-экв/ м³.

Технологические данные для расчета Na-катионитных фильтров приведены в таблицах 12.14, 12.17 [5] или в таблице 2.1.

Требуемая площадь фильтра определяется по скорости фильтрования:

_(2.5)

где – скорость фильтрования, принимается, ;

– производительность фильтра, м³/ч;

– количество фильтров первой ступени; принимается не менее трех, один из которых является резервным и в расчете не участвует.

Исходя из рассчитанного живого сечения, выбирается стандартный фильтр с ближайшим сечением. Тип устанавливаемого натрий-катионитового фильтра первой ступени [5, табл. 12.14] или таблице 2.1:

• высота слоя катионита , м;

• диаметр фильтра , м;

• площадь фильтрования _, м²;

• объем катионита , м³.

В ыбор фильтров осуществляется таким образом, чтобы их суммарная площадь фильтрования была не менее расчетной и проверяется выбранный типоразмер фильтра:

• по нормальной скорости (когда все фильтры в работе):

• _{, (2.6)}

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

• _{, (2.7)}

Количество солей жесткости, г-экв/сут., удаляемое в Na-катионитовых фильтрах:

, (2.8)

где – общая жесткость воды, поступающей на фильтр, г-экв/м³; (таблица 3 приложений).

Рис.2.1 Натрий-катионитовый фильтр

типа ФИПа

Рабочая обменная способность катионита, г-экв/м³:

, (2.9)

где – высота слоя катионита, м;

– число регенераций каждого фильтра в сутки ( – 2).

Полученную величину необходимо сопоставить с рекомендуемой, которая для сульфоугля равна 280 – 400 г-экв/м³.

Таблица 2.1 – Технологические данные для расчета натрий-катионитовых фильтров

Показатель	Фильтр первой ступени ФИПаI			Фильтр второй ступени
	0,7-0,6-Na	1.0-0,6-Na	1.5-0,6-Na
Производительность, м3/ч	10	20	50
Крупность зерен катионита, мм	0,5 – 1,1			0,5 – 1,1
Высота слоя катионита , м	2 – 2,5			1,5
Вместимость корпуса, м3	1,1	2,27	5,32
Внутренний диаметр корпуса , мм	700	1000	1500
Объем катионита , м3. ,	0,77	1,6	3,54
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 продолжительность, 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