3.2 Расчет оборудования водоподготовительной установки

Для сокращения количества устанавливаемого оборудования и его унификации принимают однотипные конструкции фильтров для первой и второй ступени. Для первой устанавливаем два фильтра и один для второй ступени: один из фильтров первой ступени используется для второй ступени в период регенерации фильтра второй ступени.

Требуемая площадь фильтрования:

,

где – максимальнодопустимая скорость фильтрования (при останове одного из фильтров на регенерацию), м/ч. Для фильтров 2-й ступени  м/ч, для 1-й ступени зависит от жесткости исходной воды и типа фильтра:

• при Ж_о < 5 мг-экв/дм³  м/ч,

• при Ж_о =5–10 мг-экв/дм³  м/ч,

• при Ж_о > 10 мг-экв/дм³  м/ч.

Скорость фильтрования в первой ступени принята в зависимости от жесткости исходной воды

Ж_ив до 5 мг.экв/л =>  м/ч

Скорость фильтрации в фильтре второй ступени принимаем такой же, поскольку приняли одиноуовые фильтры первой и второй ступеней.

Коэффициент собственных нужд химводоочистки по воде К^с.н._хво = 1,1

Количество сырой воды, поступающей на химводоочистку

G_с.в = К^с.н._хво • G_хво = 1,1 • 1,966= 2,17 кг/с

Площадь фильтров

F'_ф = G_с.в / _ф =2,17• 3,6 / 35 = 0,23 м²

Диаметр фильтра

d'_ф = = = 0,6 м

Выбираем фильтр ФИПа I-1,0-0,6 Na, Диаметр фильтра d_ф =1000 мм. Высота слоя катионита - h_кат = 2 м.

Полная площадь фильтрования

F_ф^д = ( • d_ф² / 4 ) • 2 = (3,14 • 1,0² / 4) • 2 = 1,9м²

Полная емкость фильтра

Е =  • d_ф² •Е_р • h_кат / 4 = 3,14 • 1,0² • 1000 • 2/ 4 = 1570 г-экв

где: Е_р = 1000 г-экв/м^3- рабочая обменная емкость сульфоугля при Nа-катионировании для катионита КУ-2-8.

Период регенерации фильтров

Т = Е / (G_с.в • Ж_ив )= 1570 / (2,5 • 3,6 • 2,3)= 75 ч

Число регенераций в сутки n=1 раз

Расход соли на 1 регенерацию:

М_соли =  • d_ф² • Е_р • h_кат • b / (4 • 1000) = 3,14 • 1,0² • 1000 • 2• 120 /( 4 • 1000) =

=118 кг,

Где: b=120 г/г-экв – удельный расход соли на регенерацию.

Суточный расход соли: G_соли = М_соли *n = 118 *1= 118кг

Рисунок 3.1 – Блочная ВПУ с осветлительными фильтрами: А - подогреватель;

Б - насосы; В - осветлительный фильтр; Г - Na-катионитные фильтры I и II ступеней; Д - бак-склад для соли; Е - бак склад для коагулянта; Ж - мерник для насыщенного раствора соли; З - мерник для насыщенного раствора коагулянта;

И - эжекторы для подачи и разбавления растворов соли и коагулянта; К-обработанная вода; Л-исходная вода; М-рабочая линия.

В данном оборудовании на время регенерации фильтра работает только одна ступень катионирования.

Рисунок 3.2 а – Блочная ВПУ

Рисунок 3.2 б – Блочная ВПУ в плане.

4. Компоновка оборудования котельной

Рисунок 4.1 – Компоновка оборудования котельной. План

Рисунок 4.2 – Компоновка оборудования котельной. Продольный разрез

Рисунок 4.3 – Компоновка оборудования котельной. Поперечный разрез

5 Аэродинамический расчет

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАЧЕТА

Тепловая мощность котла N = 4,31 МВт

Число котлов в котельной 3

Общая установленная тепловая мощность котельной

КПД котла h = 0,92

Температура уходящих газов tух = 155ºС

Коэффициент избытка воздуха a = 1,2

Низшая теплота сгорания газа Qн = 33.4 МДж/м3

Теоретически необходимый V_в⁰ = 9,68 н.м3

объем воздуха

Теоретический объем V_г⁰ = 11,52 н.м3

продуктов сгорания

Плотность дымовых r_г = 1,29 кг/м3

газов при нормальных условиях

(t =0ºС, Р = 760 мм рт. ст. )

Характеристики природного газа и продуктов его сгорания приняты для газа Северных месторождений.

Характеристика дымовых газов

Действительный объем

V_г = V_г⁰ + (α – 1) V_в⁰ = 11,52 + (1,2 – 1) 9,68 = 13,45 м³

Расход природного газа на котел

В₁ = N/(Qн*h) = 4,31/(33.4*0,92) = 0,14 м³/с = 504 м³/час

Объемный расход дымовых газов

V = B* Vг =0,14 * 13,45 = 1,8 м³/с = 6791 м³/час

Объем газов при температуре 155º Vг = 6791*(273+155)/(273*3600) =2,9 м³/с.