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 определим основные показатели водно-химического режима парового котла:

Величина продувки котла

(2.4.1)

Где - сухой остаток обработанной воды, мг/кг.

Для Na-катионирования ;

- доля обработанной воды в питательной;

- сухой остаток котловой воды, мг/кг

(2.4.2)

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:

(2.4.3)

Где - относительная щелочность обработанной воды, мг-экв/кг. Для схемы натрий-катионирования принимается равной щелочности исходной воды мг-экв/кг.

Содержание углекислоты в паре при использовании деаэратора с барботажем определяется по формуле:

(2.4.4)

Где - доля разложения Na₂CO₃ в котле =0,7;

- доля разложения Na₂CO₃ в котле =0,4

При ; и оптимальным способом очистки воды является натрий-хлор-ионирование. В качестве первой ступени ХВО выступает Na-катионитный фильтр, в качестве второй – Na-Cl-ионитный.

5. Подбор натрий-катионитных фильтров

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 таблице 2.5.1.

Таблица 2.5.1 – Технологические данные для расчета натрий-катионитных фильтров

Показатель	Фильтр первой ступени	Фильтр второй ступени
Высота слоя катионита, м	2 – 2,5	1,5
Крупность зерен катионита, мм	0,5 – 1,1	0,5 - 1,1
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 продолжительность2, 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

Подберем диаметр фильтра по скорости фильтрования. Рассчитаем живое сечение фильтра:

(2.5.1)

где - скорость фильтрования. Принимаем ;

- производительность фильтра, м³/ч;

a – количество фильтров. Количество фильтров принимаем равное трем, один из которых является резервным и в расчете не участвует.

Исходя из рассчитанного живого сечения, выбираем стандартный фильтр с ближайшим сечением, диаметром D_у=700мм с площадью фильтрования . Это фильтр ФИПа I-0,7-0,6-Na производства саратовского завода энергетического машиностроения. Габаритные размеры фильтра приведены на рисунке 2.5.1.

Проверяем выбранный типоразмер фильтра

• по нормальной скорости (когда оба фильтра в работе):

  (2.5.2)

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

Нормальная и максимальная скорости лежат в рекомендуемых и допустимых пределах соответственно.

Количество солей жесткости, удаляемое в Na-катионитных фильтрах:

(2.5.3)

где – общая жесткость воды, поступающей на фильтр, г-экв/м³;

Число регенераций натрий-катионитного фильтра в сутки:

(2.5.4)

Где – высота слоя катионита, м. Принимаем ;

– рабочая обменная способность катионита. Принимаем .

Следовательно, регенерацию натрий-катионитного фильтра необходимо проводить два раза в сутки.

Расход соли на одну регенерацию определяется по выражению:

(2.5.5)

Где – удельный расход соли на регенерацию, г/г-экв обменной способности катионита. Принимаем .

Учитывая, что регенерация проводится 8% раствором соли, количество воды на одну регенерацию:

(2.5.6)

Рисунок 2.5.1 – Габаритные размеры фильтра ФИПа I-0,7-0,6-Na