6.7. Ыстық суды, буды дайындау және оларды қабатқа айдауға арналған жабдықтар

Қабатқа ыстық суды және буды дайындау және оларды айдау үшін ең жиі қолданылатын жабдықтар суды дайындаушы, суды жоғары температураға дейін немесе бу жағдайына дейін қыздыратын қондырғыдан, ұңғыға жылу тасығышты айдаушы жабдықтардан, СКҚ тізбегінің ұңғы оқпанының жабдықтарынан және кей кезде пакерден тұрады. Кей жағдайларда жылутасығышты қабатқа беру кезінде ұңғының герметикалығын сақтау үшін ұңғы оқпанын арнайы дайындау керек.

Су деңгейінен төмен батырылған су қабатын жалынмен қыздыратын жабдықтар шығарылған, сонымен бірге беттік, сағалық және ішкі ұңғылық бу генераторлары шығарылып, кеңінен қолданылуда.

6.7.1. Суды қыздыруға дайындау жабдығы

Суқыздырғыш немесе бу қазандарында қыздыруға арналған су кальций және магний тұздарынан, ондағы ерітілген оттегі, көмірқышқыл газдары мен майдан тазартылады және белгілі сілтілік жағдайға жеткізіледі.

Су құрамында болатын кальций және магний тұздары оны қыздыру кезінде тұнбаға айналып, жылуберіліс қабырғаларына шөгеді. Осыған байланысты қабырға арқылы берілетін жылуберіліс коэффициенті күрт төмендеп, су қыздыру процесі баяулайды. Судағы тұздардың құрамы оның тұздылығын (жесткость) сипаттайды. Жалпы тұздылық, әдетте карбонатты тұздылық (бикарбонаттардың – Са(НСО₃)₂ және Мg(НСО₃)₂ тұздарының болуымен) және бикарбонатты тұздылықтан тұрады (сульфаттар мен хлоридтер СаSО₄, МgSО₄, СаСl₂, МgСl₂ тұздары). Жалпы тұздылық 1 кг судағы мольдің санымен сипатталады (моль/кг). Суқыздырғыш және бугенераторлы қондырғылардың түріне байланысты судың жалпы тұздылығы 0,015-0,5 моль/кг шамасынан аспауы керек. Судағы еріген оттегі мен көмірқышқыл газы қыздыру құбырларының қабырғасын тотықтандырады. Оның судағы мөлшері 0,03-0,1 мг-экв/кг шамасынан, майдың құрамы 3-5 мг/кг мөлшерінен, ал салыстырмалы сілтілік 20 % -дан аспауы қажет. Әдетте, бейтарап ортаның рН көрсеткіші 7 шамасында, ал сілтілі ортанікі рН 7 мөлшерінде болатыны белгілі.

Су дайындайтын қондырғы катионитті және механикалық сүзгілер мен қосымша жабдықтардан тұрады. Катионитті сүзгілерде кальций мен магнийдің қақ тұрғызатын түрлері сүзгілерде орнатылған катионитті материалдардың көмегімен қақ тұрғызбайтын түріне ауыстырылады. Катионитті материал ретінде сульфокөмір, глауконит және синтетикалық смола қолданылады. Сульфокөмір кәдімгі қоңыр немесе тас көмірді өте күшті күкірт қышқылымен өңдеу арқылы алынады. Оның бөлшектерінің өлшемдері 0,3-1,2 мм, ал сіңіру сыйымдылығы 300 моль/кг-ға тең. Катионитті материалдың сіңірушілік қасиеті шегіне жеткенде оны регенерациялау арқылы сіңіргіштік қасиетін қайта жаңартады.

Қақ тұрғызушы тұздарды қақ тұрғызбайтын түріне Nа-катионитті ауыстырудың реакциясын қарастырайық. Катионитті материалды NаR деп белгілейік, мұнда R-иондық алмасуға қатыспайтын материал, [1]:

2NaR+Ca(HCO₃)₂=CaR₂+2NaHCO₃;

2NaR+Mg(HCO₃)₂=CaR₂+2NaHCO₃.

Осыған ұқсас реакциялар кальций мен магнийдің сульфаты мен хлоридтерінің тұздары үшін де жүреді.

Қазандықтың суында ары қарай реакция келесі бағытта жүргізіледі:

2NaHCO₃=Na₂CO₃+CO₂ +H₂O;

Na₂CO₃+H₂O=2NaOH+CO₂ .

Катионитті материалды регенерациялау астұзының 6-8% ерітіндісімен материал қабаты арқылы өткізу арқылы жүргізіледі, [1]:

CaR₂+2NaCl=2NaR+CaCl₂;

MgR₂+2NaCl=2NaR+MgCl₂.

Хлорид кальций мен магнийдің шоғырланған су ерітінділері, сонымен бірге тұзды ерітіндінің артығы оларды жуу арқылы ағын жүйесіне ағызып жіберіледі.

6.10-суретте бугенераторлы қондырғыға су дайындау сұлбасы келтіріліген. Мұнда су ыдыстан (1) сораптың (11) көмегімен механикалық сүзгіге (4) беріліп, онда тазаланады. Одан әрі су тізбекті немесе параллель жалғанған катионитті сүзгілерге (5) және (6) келіп түседі. Сонан соң су жұмсартылған су ыдысына (3) беріледі. Сүзгілерде көпжүрісті кранның (10) көмегімен қондырғыны жұмыстық режимге қосуға, катионитті сүзгілерді регенерациялауға, катионитті материалдарды судың көмегімен жуып қопсытуға болады. Су дайындау жүйесінде тұзы бар ыдыс (7), көмекші өлшеу ыдыстары (9), су деңгейін реттегіші бар ыдыс (8) және қосымша сорап (2) орнатылады.

Механикалық сүзгі дегеніміз – диаметрі 700 мм және биіктігі 1850 мм болаттан жасалынған цилиндрлі ыдыс. Ол шамасы 0,6 МПа қысымға есептелінген. Корпусының үстіңгі түбі сфералық болып, ал төменгі түбі – екі қиығы бар жазық тектес болып келеді. Үстіңгі жағында өңделетін су келетін құрылғысы бар, ал астыңғы жағында таттанбайтын болаттан жасалынған штуцерлер дәнекерленген қос құбырдан тұратын дренажды жүйе орналасқан. Сүзгілер, әдетте бөлшектерінің өлшемдері 0,5-1,5 мм майдаланған антрацитпен 450 мм қалыңдықта және өлшемдері 0,5-1 мм болатын кварцты бөлшектермен сондай қалыңдықта толтырылады.

6.10-сурет. Бугенераторлы қондырғыға су дайындау сұлбасы

Катионитті сүзгі де диаметрі 700 мм, биіктігі 2850 мм цилиндрлі ыдыстан жасалынады. Оның үстіңгі жағында өңделетін су келетін қос құбыр жалғанған, ал астыңғы жағынан өңделген су дренажды құбырлармен алынады. Катионит сүзгіге 1,5 м қалыңдықпен толтырылады. Оның үстінде биіктігі 750 мм кеңістікте ауа жастығы болады және катиониттің жұмыс істеу кезінде ұлғаюына мүмкіндік береді, [1].