книги из ГПНТБ / Говерт А.А. Водоподготовка для локомобилей

Зная допустимый для локомобилей размер периоди­ ческой продувки, можно определить максимальную величи­ ну сухого остатка питательной воды, при которой возможна работа локомобиля с периодической продувкой. Такие вычисления, сделанные для некоторых типов стационар­ ных локомобилей, приведены в приложении 2.

При значениях сухого скорректированного остатка больших, чем указано в приложении 2, надо переходить на непрерывную продувку с использованием тепла продувоч­ ной воды и сбросом последней в дренаж. Размер продувки локомобильных котлов по сухому остатку может быть сни­ жен в случае применения пеногасителей, [благодаря кото­ рым возможно довольно значительное увеличение нормы солесодержания котловой воды. При определении размера продувки (по сухому остатку в случае применения докотловой водоподготовки надо учитывать изменение сухого остатка под воздействием принятых способов обработки воды. Так, например, при натрий-катионировании сухой остаток увеличивается на величину (0,15Ca2++0,89Mg2+), мг/л и его нельзя определять по формулам (18) и (19), учитывающим уменьшение сухого остатка за счет выпа­ дения бикарбонатов. В случае применения докотловых термохимических установок величина сухого остатка умень­ шается за счет выпадения бикарбонатов до котла. Сниже­ ние сухого остатка воды происходит также в случае при­ менения коагуляции, известкования и некоторых других методов водоподготовки. Применение распространенных в малой энергетике методов докотловой водоподготовки не исключает необходимоости производить продувку локомо­ бильных котлов по сухому остату без регенеративного ис­ пользования продувочной воды.

И. ПРОДУВКА ПО ЩЕЛОЧНОСТИ

Продувка локомобильных котлов по щелочности необ­ ходима при питании их природными водами с избыточной щелочностью или в случае применения водоподготовки

61

методом натрий-катионирования, когда исходные воды с «арбонатной жесткостью обусловливают бикарбонатную щелочность обработанной натрий-катионированием воды. Размер продувки котла по щелочности при натрий-ка- тионировании можно определить по формуле

центах паропроизводительности котла:

а— количество добавочной воды в долях паропро­ изводительности котла;

Таким образом, решая вопрос о применении метода натрий-катионирования, необходимо одновременно прове­ рить, не лимитируется ли это размером продувки котла по щелочности.

При осуществлении внутрикотловой химводоподготовки с дозированием реагентов продувка по щелочности не производится, так как в этом случае дозировка щелочи производится с таким расчетом, чтоб нейтрализовать по­ стоянную жесткость питательной воды и возместить поте­ ри щелочей с продувкой. Поэтому избыточная сверх этих количеств потенциальная щелочность питательной воды близка к нулю. Если же в процессе эксплуатации обслу­ живающий персонал регулирует щелочность котловой воды изменением установленного размера продувки, то это не­ правильно.

При применении докотловых термохимических водоумягчителей щелочность котловой воды снижается при помощи регенеративной продувки котла в умягчитель.

12. ВЫБОР РАСЧЕТНОЙ ПРОДУВКИ

Расчетная продувка выбирается с учетом принимаемо­ го метода водоподготовки. Так, например, при внутри­ котловой термохимической водоподготовке продувка опре­ деляется по шламу и сухому остатку, а затем их сравни­ вают и за расчетную принимают большую из них.

Если принятая расчетная продувка не превышает при­ мерно 3,5—5%, можно допустить применение периодиче-

62

Ской продувки со сбросом продувочной ВОДЫ В Дренаж, что будет одновременно снижать и шламосодержание и сухой остаток котловой воды. При больших размерах рас­ четной продувки принимается обязательно непрерывная продувка. Даже в тех случаях, когда осуществляется цир­ куляционное шламоудаление, в дополнение к нему долж­ на обязательно производиться продувка по сухому остатку без обратного возврата в котел продувочной воды (со

безвозвратная продувка котла рассчитывается только для снижения сухого остатка котловой воды.

При натрий-катионировании вод, имеющих лишь некар­ бонатную жесткость, продувка рассчитывается только для снижения сухого остатка котловой воды, при водах с на­ личием карбонатной и некарбонатной жесткости продувка определяется по сухому остатку и щелочности и прини­ мается большая из них.

13. КОНТРОЛЬ РЕЖИМА ПРОДУВКИ к о т л о в

Основным фактором, свидетельствующим о правиль­ ности осуществления режима продувок в условиях при­ нятого метода водоподготовки, является соблюдение опре­ деленных показателей качества котловой воды (шламосо­ держание, сухой остаток и щелочность).

Повышенные против нормы шламосодержание и сухой остаток котловой воды свидетельствуют о недостаточности продувки.

При проведении натрий-катионирования продувка мо­ жет производиться также и по щелочности. В этом слу­ чае контроль режима продувок осуществляется путем проведения анализов котловой воды на щелочность.

Вместо определения шламосодержания и сухого остат­ ка контроль правильности проведения режима продувок осуществляют по содержанию хлоридов в котловой воде.

.Практически такой контроль легко может быть осуще­ ствлен персоналом, обслуживающим локомобильную уста­ новку (заведующий силовой станцией, машинист). Де­ лается это следующим образом: установив размер продув­ ки Р в процентах паропроизводительности котла, опреде­ ляют при помощи анализа количество хлоридов в пита­ тельной воде д:п в [мг/л] и рассчитывают концентрацию

63

Затем производят анализ котловой воды на хлориды и результаты сравнивают с расчетной концентрацией хлори­ дов в котловой воде. Пониженное против расчетной концен­ трации количество хлоридов при повышенной щелочности котловой воды свидетельствует о передозировке щелочи и чрезмерной продувке котла. Нормальное количество хло­ ридов (равное расчетной концентрации) при повышен­ ной щелочности котловой воды свидетельствует о передози­ ровке щелочи при правильной продувке котла. Повышен­ ное количество хлоридов при нормальной щелочности кот­ ловой воды свидетельствует о недостаточности дозировки щелочи и недостаточной продувке котла. Следует иметь в виду, что концентрация хлоридов в питательной воде мо­ жет изменяться (например, в зависимости от времени года при поверхностных источниках водоснабжения), а по­ этому в ряде случаев контрольную концентрацию хлоридов в котловой воде необходимо пересчитывать.

Эффективность действия шламовой продувки прове­ ряют путем замера количества шлама, выводимого из кот­ ла за определенный промежуток времени т (обычно рав­ ный 24 ч), и сравнения его с расчетным количеством шла­ ма, получающегося из солей вводимой в котел питательной воды:

D — паропроизводительность котла, т/ч;

Р— размер продувки в дренаж в процентах паропроизводительности котла;

Д/Пв— потенциальное шламосодержание питательной воды, мг/л.

64

Для осуществления контроля все сведения о продувке локомобильных котлов (время продувки, ее продолжитель­ ность, понижение уровня воды по водомерному стеклу и др.) должны записываться в журнал работы локомо­ бильной станции.

14. Т Р Е Б О В А Н И Я К К А Ч Е С Т В У П И Т А Т Е Л Ь Н О Й В О Д Ы

Для поддержания надлежащего качества котловой воды и создания необходимых условий нормальной рабо­ ты котлы локомобилей следует питать водой определенно­ го качества и соблюдать рациональные размеры продувки. Лучше всего для питания локомобильных котлов приме­ нять мягкую, пресную и чистую прозрачную воду, не со­ держащую грубодисперсных примесей. Одним из основных вопросов при рассмотрении требований к качеству пита­ тельной воды является определение максимальной жестко­ сти, при которой возможна работа котлов локомобилей на неумягченной воде; целесообразно не, производить умяг­ чения питательной воды в тех случаях, когда затраты на осуществление водоподготовки будут превышать затраты, связанные с питанием котлов необработанной водой (пере­ расход топлива, дополнительная очистка котлов от накипи, дополнительный ремонт и т. п.). По данным И. Ф. Шапкнна это условие соблюдается, когда между максимально до­ пустимой общей жесткостью необработанной воды, коли­ чеством испаряемой воды, водяным объемом котла и раз­ мером продувки котла имеется следующая зависимость:

где D — паропроизводительность котла, т/ч;

}К0— общая жесткость питательной воды, мг-экв/л; Ув— водяной объем котла, м г\ Р — размер безвозвратной продувки котла в процен*

*тах паропроизводительности.

Преобразовав неравенство (22), получим величину жесткости необработанной воды:

(0,1 -Г- 0,15) Рп

Пример. Определить жесткость питательной воды, при которой можно допустить работу без водоподготовки котла локомобиля СК.-250 (D - 1,31 т/ч\ VB=6,4 мг) для следующих двух случаев: с безвозвратной

периодической продувкой, равной 3,5%, и с непрерывной продувкой, равной 10%.

При периодической продувке

6,4

При непрерывной продувке

0,67 мг-экв/л.

В приложении 2 приведены численные значения жест­ кости питательной воды, при который допустима работа котлов отдельных типов локомобилей без водоумягчения. Качество питательной воды при различных способах водо­ подготовки бывает различным. При докотловом водоумягчении основная масса накипеобразователей удаляется из воды до попадания ее в котел, поэтому жесткость пита­ тельной воды получается весьма незначительной и величи­ на ее зависит от технических возможностей принятого ме­ тода водоумягчения; при натрий-катионировании она со­ ставляет 0,02—0,05 мг-экв/л, при докотловом термохими­

в котел со всеми имеющимися в ней накипеобразователями, осаждение которых осуществляется уже внутри самого котла, поэтому жесткость питательной воды допускается выше, чем при докотловом водоумягчении, причем величи­ на ее ограничивается шламоудалением при условии соблю­ дения рациональных размеров продувки и экономичного расхода щелочных реагентов. Исходя из условий соблю­ дения рационального размера шламовой продувки, жест­ кость питательной воды! при внутрикотловой термохимиче­ ской водоподготовке (при отсутствии в воде взвешенных веществ и работе без возврата конденсата) может быть определена по формуле (13).

66

Численные значения общей жесткости питательной во­ ды, вычисленные но формуле (13) для внутрикотловой термохимической водоподготовки с периодическими и не­ прерывными продувками, приведены в приложении 2. О допускаемой жесткости питательной воды при частичном натрий-катионировании и применении внутрикотловых термоумягчителей указано ниже в разделе описания этих спо­ собов водоподготовки.

Сухой остаток питательной воды (приведенный к кот­ ловым условиям, т. е- с учетом разложения в котле бикар­ бонатов) определяется из условий поддержания допусти­ мого солесодержания котловой воды при рациональном

Пример. Определить допускаемую величину скорректированного сухого остатка питательной воды локомобиля СТ-125 при работе на натрий-катионированной воде с безвозвратной периодической продув­

Численные значения сухого остатка питательной воды, вычисленные по формуле (24) для отдельных типов локо­ мобилей, приведены в приложении 2.

Щелочность питательной воды ограничивается нормой щелочности котловой воды и рациональным размером про­ дувки котла по щелочности. Она может быть вычислена по формуле

Я— размер щелочной продувки котла в процентах паропроизводительности котла.

При различных способах водоподготовки щелочность питательной воды различна: при натрий-катионировании она численно равна карбонатной жесткости исходной воды; при докотловом термохимическом водоумягчении до­

шенных веществ в питательной воде не должно превышать 25—50 мг/л\ когда жесткость питательной воды не превы­ шает 1,5 мг-экв/л и в ней отсутствуют органические загряз­ нения, содержание взвешенных веществ может быть допу­ щено до 50—100 мг/л.

Содержание в питательной воде масла и нефти допу­ скается в пределах 3—5 мг/л.

Содержание кислорода нормируется обычно в зависимо­ сти от жесткости питательной воды в следующих пределах:

При наличии внутрикотловых термоумягчителей и газоудалителей содержание кислорода в питательной воде не нормируется.

По остальным показателям питательная вода локомо­ бильных котлов должна отвечать следующим требованиям:

показатель концентрации водородных ионов pH — не менее 7;

содержание меди — 0,05—0,07 мг/л\

содержание железа — до 0,1 мг/л\ содержание свободной углекислоты по возможности

должно быть сведено к нулю.

Приведенные выше данные о качестве питательной воды могут быть использованы как нормативы для прибли­ женного расчета и подлежат уточнению в процессе экс­ плуатации для каждой локомобильной установки,

68

ГЛАВА Ч Е Т В Е Р Т А Я

МЕТОДЫ д о к о т л о в о й в о д о п о д г о т о в к и

15. У Д А Л Е Н И Е Г Р У Б О Д И С П Е Р С Н Ы Х И К О Л Л О И Д Н Ы Х В Е Щ Е С Т В

а) О т с т а и в а н и е

Отстаивание является одним из простейших способов очистки воды от взвешенных частиц путем выделения их под действием силы тяжести. Обычно на практике приме­ няется так называемое непрерывное отстаивание, при ко­ тором осветляемая вода проходит с небольшой скоростью через отстойникСкорость осаждения частиц зависит от их размера, формы и удельного веса. С повышением темпера­ туры воды вследствие уменьшения ее вязкости скорость осаждения увеличивается. Чем больше размер взвешенных частиц, тем быстрее они выпадают в осадок. Так, напри­ мер, частицы кварцевого песка размером 1 мм осаждают­ ся на глубину 1 м за 4,5 сек, а для осаждения частиц песка размером 0,025 мм на ту же глубину необходимо затратить 7 мин. Для осаждения же на глубину 1 м мельчайших гли­ нистых частиц размером 0,001 мм требуется 16,5 суток. Обычно в установках водоподготовки малой производи­ тельности за 1,5—5 ч выпадает из воды основная масса взвешенных веществ (за 1,5 ч при температуре 90° С и за

3ч при температуре 30—35°С).

Взависимости от направления движения воды отстой­ ники подразделяют на вертикальные и горизонтальные. Схемы таких отстойников показаны на рис. 21.

Расчетная скорость движения воды в горизонтальном отстойнике принимается до 5 мм/сек для некоагулированных вод и до 10 мм/сек для коагулированных вод. В вер­ тикальных отстойниках расчетная скорость восходящего движения воды принимается равной 0,4—0,5 мм/сек для некоагулированных вод и 0,6—0,75 мм/сек — для вод, под­ вергшихся коагуляции. Необходимый объем отстойника можно определить по формуле

где QB— производительность водоочистки, м^/я] т0— время пребывания воды в отстойнике, я.

Задавшись скоростью движения и временем пребыва­ ния воды в отстойнике, можно определить его основные

69

размеры. Благоприятным фактором, способствующим осветлению воды, является наличие у локомобилей пита­

пребыванию в нем воды и создает возможность выпадения в осадок взвешенных частиц. Осадки, выпадающие в пи­ тательном приямке, необходимо систематически удалять,

Рис. 21. Схемы отстойников.

а —горизонтального; б —вертикального; / — подача воды; 2—централь­ ная труба; 3— зонт; 4 — кольцевой желоб для сбора осветленной воды; б—коническое днище; б—выпуск осадка.

и во избежание засасывания грязи нижний конец всасы­ вающего трубопровода питательного насоса локомобиля должен на 200—300 мм не доходить до дна питательного приямка.

Отстаивание применяется обычно при поверхностных ис­ точниках водоснабжения, вода которых содержит значи­ тельное количество грубодисперсньих примесей; если раз­ меры взвешенных частиц превышают 0,01—0,015 мм, то от­ стаивание может применяться в чистом виде, т. е. без ко­ агулирования.

б) К о а г у л и р о в а н и е

Процесс коагулирования заключается в том, что в осветляемую воду вводят специальные вещества, назы­ ваемые коагулянтами, которые искусственно укрупняют мельчайшие коллоидные частички и тем самым значитель­ но ускоряют их осаждение вместе с органическими веще­ ствами и грубодисперсными частицами. До введения коагу-

70