книги из ГПНТБ / Коган А.И. Теплоснабжение маслодобывающих предприятий

один дымосос, при групповой компоновке для группы котлов устанавливают два дымососа, причем производительность каж­ дого дымососа принимается равным 70% от производительно­ сти группы котлов.

Подача воздуха в топку

Для подачи воздуха в топку котла устанавливают вентиля­

торы, мощность и количество которых подбирают аналогично

подбору дымососов.

ВОДОПОДГОТОВКА

Питательная вода котла может быть причиной нарушения

нормальной работы котельных агрегатов. От воды образуются: накипь в водяных экономайзерах, кипятильных и экранных

трубках паровых котлов, подогревателях;

шлам в питательных и теплофикационных магистралях, в

котлах и различных подогревателях, а также в насосах;

солевые отложения в пароперегревателях, паропроводах и в

производственных аппаратах, использующих свежий пар.

Кроме того, вода вызывает коррозию металла в котлах, эко­ номайзерах, пароперегревателях, подогревателях, питательных и паровых магистралях.

Характеристика воды

В воде в состоянии грубой дисперсии находятся нелетучие органические и минеральные вещества. Количество взвешенных веществ в воде выражают в мг/л.

После испарения профильтрованной воды и высушивания остатка при 105—110° получаем сухой остаток, количество ко­ торого выражают в г/л3 или в мг/л.

Минеральный остаток представляет собой сумму всех мине­ ральных веществ, находящихся в профильтрованной воде.

Органические вещества принимаются условно как разность между сухим и минеральным остатком.

Окисляемость профильтрованной воды в какой-то степени характеризует содержание органических веществ в ней. Она показывает расход кислорода на окисление органических ве­ ществ воды, если это окисление проводится в совершенно опре­

деленных условиях.

Окисляемость выражается в мг кислорода или пермангана­ та (КМпО4), которые расходуются на окисление органических

веществ в 1 л воды.

В воде присутствуют катионы: Са”, Mg”, Na'и NH4-, реже

Fe - или Fe-”, Aly;, Мп--. Водородный ион всегда присутствует за счет диссоциации воды и углекислоты. В естественных водах

30

концентрация ионов водорода низка, т. к. они в основном име­ ют щелочную реакцию.

Из анионов в воде содержится: Cl', SO4", НСО3', СО3", SiiO3", реже РО/", NO3', NO2', ОН', SO3", S". Содержание катиано:в и анионов выражается в мг/л.

Жесткость воде придают ионы кальция и магния. За едини­ цу жесткости принимается содержание 1 миллиграмм-экви­

валента кальция или магния в 1 л воды (1 немецкий градус

равен 0,357 мг-экв/л)..

Образование накипи

Накипью называют твердые, не смываемые струей воды от­ ложения, состоящие из малорастворимых веществ, образовав­ шихся на поверхности нагрева.

Накипи подразделяют на сульфатные или гипсовые, силикат­ ные и карбонатные. В накипях почти всегда присутствуют ор­ ганические вещества, окислы железа, свободная кремниевая кислота, гидратная и кристаллизационная вода. Процесс обра­ зования накипи при нагревании воды заключается в разложе­ нии иона НСОз, при этом увеличивается концентрация карбо­ натных ионов и образуется карбонат кальция в виде осадка. Поскольку образование иона СО3 протекает только в местах нагрева жидкости, образовавшийся карбонат кальция выделя­ ется преимущественно в виде накипи-

Образование накипи можно предотвратить удалением ионов НСОз или ионов Са и Mg, т. е. умягчением воды. При умягче­ нии воды катионы Са и Mg заменяются катионом Na.

Образующийся пар загрязняется брызгами испаряющейся во­ йн вследствие того, что котловая вода может образовывать пе­ ну, хлопья которой захватываются и уносятся паровым пото­ ком. Количество уносимых с паром солей определяется их кон­

центрацией в котловой воде и влажностью пара.

Концентрацию солей в паре С„ в мг/л испаренной воды вы­ ражают через концентрацию солей в котловой воде Ск в мг/л

где Ск—предельная норма концентрации соли в котловой воде в зависимости от допустимой степени загрязнения пара и его влажности.

Для получения чистого насыщенного пара питательная вода должна быть максимально освобождена от вспенивателей, а в котловой воде общая концентрация солей, в частности щелочи, должна поддерживаться не выше определенного уровня, назы-

31

ваемого нормой котловой воды. Поддержание норм котловой воды достигается при помощи продувок парового котла, т. е.

удаления из котла некоторой части котловой воды с растворен­ ными в ней солями.

Размер продувки зависит от качества питательной воды и от норм котловой воды. При повышенном содержании солей в питательной воде продувку котла ведут непрерывно.

Размер продувки определяется по формуле

соединение металла с коррозионным агентом (перегретый пар, диссоциирующий на водород и кислород, или свободный кисло­ род).

Для предотвращения коррозии металла необходимо удалить из воды коррозионные агенты — растворенный кислород и угле­

кислоту, а также создать в котловой воде необходимую щелоч­ ность.

Химическая очистка воды для питания котлов

Схему химической очистки добавочной воды выбирают в за­

висимости от качества и количества добавочной воды, парамет­ ров пара, типа котлов.

Основными способами химической очистки воды являются

способы ионного обмена: катионирование и анионирование.

Катионитовый метод умягчения воды основан на способно­ сти некоторых практически нерастворимых в воде веществ (ка­

тионитов) заменять обменный катион.

При фильтровании жесткой воды через слой катионита на­ ходящиеся в воде катионы кальция и магния поглощаются ка­

32

тионитом, а вместо них в раствор переходят ионы натрия или водорода, содержавшиеся в катионите. Практически вода пол­ ностью освобождается от кальция и магния и умягчается. В зависимости от того, является ли катионит способным к реак­ ции обмена катионом натрия или водорода, ионообменный ма­ териал соответственно называют Na-катионитом или Н-катио-

нитом. В качестве катионитов применяют специально обрабо­ танные серной кислотой каменные угли — сульфоугли или ис­ кусственно приготовленные катионообменные смолы.

Рис. 5. Схема коагуляции с известкованием и Na-катионированием:

/—механический фильтр; %—катионитовый фильтр; 3—солерастворитель; “/—сатуратор; 5—отстойник; 6—известковая мешалка; 7—известковое творило; 8—распределитель воды; 9—подогреватель воды; /0—дозатор-вытеснитель воды; //'—бак для раствора катионита; /2—бак для промывки механического фильтра; 13—бак для промывки катионитового фильтра; 14—промежуточный бак; 15—насос.

Для регенерации истощенного катионита через него про­ пускают 10%-ный раствор поваренной соли (для Na-катио-

нита) или 1—2%-ный раствор серной кислоты (для Н-катио-

нита).

Для химического обессоливания исходной воды ее пропу­ скают через Н-катионитовые фильтры, а затем через, фильтры, загруженные анионитом, который поглощает из воды анионы

(сульфаты и хлориды). Регенерацию анионитовых фильтров

проводят периодически раствором едкого натра.

Умягчение воды при помощи Na-катионитов возможно толь­ ко в тех случаях, когда исходная вода имеет незначительную

карбонатную жесткость, так как при Na-катионировании вся

карбонатная жесткость превращается в эквивалентное количе­ ство щелочи, что вызывает увеличение продувок котлов, а в не­ которых случаях — появление в котлах каустической хрупкости

в местах вальцовки труб. Для понижения карбонатной жестко­ сти исходной воды ее предварительно перед подачей на Na-

катионитовые фильтры обрабатывают известью. Схемы водо­ очистки с предварительным известкованием требуют установки

дополнительного громоздкого оборудования (рис. 5).

33

В последнее время применяют смешанное Na- и Н-катиони-

рование (рис- 6). В этих схемах исходная вода фильтруется

через параллельно работающие Н- и Na-катионитовые фильт­ ры, а затем смешивается.

Рис. 6. Схема параллельного Н- и Na-катионирования:

1—Na-катконтовый фильтр: 3—Н-катионитовый фильтр; 3—солерастворитель; 4—бак регенерационного раствора кислот; 5—бак для разрыхления Na-катионита; 6—бак для разрыхления Н-катионита; 7—дегозатор СОз; 8—вентилятор; 9—промежуточный бак; 10 — насос.

Преимуществом этой схемы является большое снижение солесодержания воды за счет полного разрушения карбонатной жесткости и образования СО2. СО2 из воды удаляют в специ­ альном аппарате — декарбонизаторе, где воду продувают воз­ духом.

Удаление газов из питательной воды

Присутствующие в воде газы (кислород и углекислота) уда­ ляются в специальных аппаратах—дегазерах, или деаэраторах. Удаление газов в деаэраторах производится нагреванием воды паром до температуры кипения. Для более полной термической деаэрации воды требуется:

развитая поверхность контактирования деаэрируемой воды с паром и обеспечение равномерного распределения воды и па­ ра в головке деаэратора;

наличие противотока при контактировании воды с паром, так как при противотоке обеспечивается максимально возмож­ ная разность давлений газа и наиболее глубокая деаэрация;

быстрый отвод из деаэратора всех выделяющихся газов.

Расход греющего пара на смешивающий деаэратор определяет­ ся по формуле

34

где: W —расход воды, подаваемой в деаэратор, в кг/час; i —теплосодержание греющего пара в ккал/кг-,

I', t" —теплосодержание воды при входе и выходе из деаэ­ ратора в ккал]кг;

Dх— потери тепла с паром (6%) в кг!час.

ТЭЦ

Для получения энергии на месте сооружают ТЭЦ.

В зависимости от необходимой мощности ТЭЦ ее комплек­ туют: паровыми машинами, локомобилями, паровыми турбина­ ми, дизелями.

При работе станции в блоке с другими станциями в одну общую электрическую сеть целесообразно ставить машины с противодавлением, используя отработанный пар для теплоснаб­

жения завода.

При самостоятельной работе станции целесообразно ставить машины с отбором пара, регулируя количество выработанной электроэнергии за счет количества пара, пропускаемого через конденсатор.

Не рекомендуется устанавливать чисто конденсационные ма­

шины на ТЭЦ маслоэкстракционных заводов, так как всегда

для технологии требуется пар. Наиболее целесообразно уста­ навливать паровые турбины с промежуточным отбором пара.

Мощность станции определяется производительностью заво­ да. Расход электроэнергии на переработку 1 т хлопковых се­ мян равен 134 кет. Следовательно, мощность станции завода

производительностью 410 т семян в сутки равна 2300 кет. В

данном случае необходимо устанавливать паровые турбины.

В настоящее время изготавливаются паровые турбины АП с отбором пара и АР с противодавлением, которые характеризу­ ются данными, приведенными в табл. 7 и 8.

Самостоятельная ТЭЦ должна иметь не менее двух машин; при работе в блоке с другими станциями можно ограничиться

и одной.

При мощности станции 2500 кет расход пара при максималь­

Расход условного топлива на выработку пара без электроэнергии составит

20 (685 - 102)

7000-0,755

35

3000