10.Расчёт водоподготовительной установки котельной.

Водоподготовительная установка (ВПУ) предназначена для восполнения внутренних и внешних потерь теплоносителя, которые учитывают следующим образом:

 потери с продувкой котлов:

q_пр=р % Dn;

где р – величина непрерывной продувки, %;

D – паропроизводительность котла, т/ч;

n – количество котлов в котельной;

 внутренние потери котельной:

q_внутр=2 %Dn;

 внешние потери равны потере конденсата на производстве и сетевой воды в тепловых сетях.

Таким образом, производительность ВПУ составит:

Q_впу=q_пр +q_внеш +q_внутр

Для удобства эксплуатации примем к установке на первой и второй ступенях умягчения однотипные фильтры.

Выбор типа фильтра проводится по условиям работы первой ступени, как несущей основную нагрузку по очистке воды от солей жесткости.

Определим условную площадь фильтрования одного фильтра:

f_усл =Q_впу / (v  m₁) , м ² ,

где Q_впу  производительность ВПУ, м³ /ч.

v  скорость фильтрования воды через фильтры первой ступени, м/ч,

m  количество фильтров первой ступени.

Количество фильтров первой ступени примем равным m₁=3 (два рабочих, один на регенерации или в резерве).

f_усл =8,28 / (13 3)=0,21, м ² ,

По полученной условной площади фильтрования определим условный диаметр фильтра:

d_усл = , м,

d_усл = м.

Из табл.11.4[1] выберем по расчетному диаметру ближайший больший стандартный. По стандартному диаметру уточним действительную площадь фильтрования:

, м²,

м².

После выбора типа и количества фильтров водоподготовительной установки дальнейший расчет ведется от конца технологического процесса.

Это необходимо для более точного учета расхода обрабатываемой воды на собственные нужды ВПУ и правильного определения нагрузки первой ступени умягчения. Собственные нужды ВПУ складываются из расхода воды на приготовление регенерационного раствора и воды, расходуемой на отмывку ионита при регенерации фильтра, которая должна производиться умягченной водой.

Продолжительность полезной работы фильтров (фильтроцикл) при одном резервном определяется по формуле:

,

где  площадь стандартного фильтра;

h – высота загрузки катионита;

Е_р  рабочая обменная емкость катионита;

m₂ – количество фильтров в ступени;

Q_впу – производительность водоподготовительной установки, формула;

 суммарное содержание катионитов в воде, поступающих на фильтр, мг-экв/кг:

для I ступени _,

для II ступени 0,2…0,3 мг-экв/кг.

Для II ступени:

,

Продолжительность фильтрацикла должна быть не менее 8 часов.

При несоблюдении данного условия необходимого увеличить количество фильтров в ступени, либо принять к установке фильтры большего диаметра.

Количество регенераций в сутки:

n=24/(t+Т),

где t  продолжительность операций, связанных с регенерацией фильтра t=2,5…3,0 часа.

n=24/(2,75+91,4)=0,26.

Объем ионитных материалов, загруженных в фильтры в набухшем(влажном) состоянии :

объем катионита в одном фильтре V=fстh, м³ ,

где h – высота загрузки ионита, м;

V=0,382=0,76, м³ ;

объем катионита в фильтрах ступенях V=f_см  h  m₂ ,м³,

где m₂ – количество фильтров в ступени.

V=0,38 2 2=1,52, м³.

Расход воды на собственные нужды рассчитываемой группы фильтров при проведении регенерации:

= ( V_влР_u n)/24 , м³ /ч,

где Р_u удельный расход воды на собственные нужды ионитных фильтров,

м³ воды/м³ ионита.

= ( 9,1 0,26)/24=0,15 м³ /ч.

Суточный расход технической поваренной соли NaCl на регенерацию одного фильтра:

NaCl =(bV100)/С ,

где С  содержание активного действующего вещества в техническом продукте, %, (С_NaCl =85…95%);

b  удельный расход NaCl на регенерацию, кг/м³ ионита.

NaCl =(900,76100)/90=76.

По результатам расчета фильтров второй ступени производительность установки необходимо увеличить на величину собственных нужд и, следовательно, часовой расход воды на фильтры первой ступени умягчения составит:

, м³/ч;

, м³/ч.

Аналогично происходит расчет для 1-ой ступени.

n=24/(2,75+34,9)=0,64;

V=0,38*2=0,76, м³ ;

V=0,38 2 3=2,28, м³;

= ( 0,64 7,7)/24=0,47 м³ /ч;

NaCl =(1100,76100)/90=92,9;

м³/ч.

Резервуар мокрого хранения принимаем из расчета месячного расхода соли с 50%-м запасом:

V_NaCl =[1,5(G^сутIст. + G^сутIIст. )30]/1000 ,м³;

V_NaCl =[1,5(92,9 + 76 )30]/1000=7,6, м³.