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

наж, а затем промывают нижнюю часть фильтра. В на­ стоящее время для локомобилей можно использовать вы­ пускаемые промышленностью механические двухпоточные фильтры на рабочее давление 6 ати диаметром 1 000 мм и высотой 3 507 мм.

Институтом ВОДГЕО предложена конструкция фильт­ ра, у которого загрузка имеет два слоя: нижний, состоя­

по конструкции и обладают большой грязеемкостью; ско­ рость фильтрования в них достигает 12 м/ч. По данным ин­ ститута ВОДГЕО эти фильтры работают не хуже, чем двухпоточные фильтры АКХ.

Фильтрование воды для локомобильных установок при­ меняется как самостоятельный метод водоподготовки при использовании поверхностных источников водоснабжения с содержанием взвешенных веществ до 200 мг/л. При со­ держании в исходной воде взвешенных веществ более 200 мг/л можно применять фильтрование в сочетании с от­ стаиванием и коагулированием.

г) О с в е т л и т е л и

В процессе эксплуатации отстойников было обнаруже­ но, что эффективность осветления воды значительно уве­ личивается, если отстойник работает с некоторым зашламлением. На этом принципе институтом ВОДГЕО был раз­ работан новый метод осветления воды, получивший назва­ ние суспензионной сепарации или осветления пропуском через взвешенные хлопья. Сущность этого метода заключа­ ется в том, что обрабатываемая вода в смеси с реагентами проходит снизу вверх через слой выпавшего шлама, нахо­ дящегося во взвешенном состоянии. Шлам способствует укрупнению и задержанию частиц взвеси и оказывает как бы каталитическое воздействие на процесс осветления во­ ды; одновременно он играет роль своеобразного осветлительного фильтра. Процесс осветления воды при таком спо­ собе протекает в 2—3 раза быстрее и эффективнее, чем в обычных отстойниках, вследствие чего для осветления воды требуются осветлители гораздо меньших размеров, чем отстойники. Имеется много различных конструкций осветлителей.

Помимо устройства новых осветлителей, на практике производится переоборудование существующих отстойни-

ков под осветлители, работающие с зашламлением (рис. 27), что при незначительных капитальных затратах ведет к ускорению в 2—3 раза процесса осветления воды и увеличению ее прозрачности. Так, например, на одной из установок содержание взвешенных веществ в воде по­ сле отстаивания составляло 21 мг/л, а при переходе на

шлама— 1,5—3 м. Для равномерного распределения воды в нижней части отстойника можно устраивать горизонталь­ ную перфорированную (перегородку.

Определение площади поперечного сечения осветлителя производится на основе установленной скорости восходя­ щего движения обрабатываемой воды через слой взвешен­ ного осадка (0,8—2 мм/сек).

Емкость шламоуплотнителя при осветлении воды коа­

т— время уплотнения осадка, ч (принимается рав­ ным 6 и);

82

При переоборудовании отстойников лучше устраивать выносные шламоуплотнители, так как при отсутствии та­ ких шламоуплотнителей отстойники приходится периоди­ чески выключать из работы для очистки.

Каждый осветлитель снабжается обычно воздухоотде­ лителем, так как в случае попадания в осветлитель пузырь­ ков воздуха они могут флотировать частички шлама и на­ рушать работу взвешенного фильтра. Воздухоотделитель располагается на 0,5—0,8 м выше верхней кромки освет­ лителя.

В последние годы хорошие результаты получены при использовании осветлителей с вращающимися водораспре­ делителями типа ЦНИИМПС (рис. 28). В этих осветлите­ лях равномерное распределение воды и поддержание вы­ падающего осадка в двужущемся и взвешенном состоянии достигается за счет реактивного вращения водораспредели­ теля. Подлежащая обработке вода поступает в воздухо­ отделитель, проходит далее вниз по центральной трубе и через вращающийся распределитель выходит в нижнюю часть осветлителя. В нижнюю часть осветлителя, около во­ дораспределителя, вводится также раствор коагулянта (или водоумягчительных реагентов), который смешивает­ ся с водой и образует хлопья. Далее, обрабатываемая во-

да поднимается со скоростью около 1,25—1,5 мм!сек и проходит через слой ранее выпавшего осадка, который оказывает каталитическое воздействие на процесс осветле-

На рис. 29 изображ ен контактный осветлитель конст-

рукции АКХ. В этом осветли­ теле осуществляются контакт­ ная коагуляция и осветление воды при движении ее снизу

вверх в толще кварцевого песка со скоростью 5,0—-5,5 м/ч. Осветленная вода собирается в кольцевой желоб и отво­ дится из осветлителя. Промывка контактного осветлителя

84

осуществляется потоком воды снизу вверх с большей ин­ тенсивностью, чем при обычной работе. Необходимость промывки осветлителя определяется ухудшением качества осветленной воды и возрастанием до предельно допускае­ мой величины гидравлического сопротивления фильтрую-

Рис. 29. Схема контактного осветлителя.

/ — подвод исходно*! воды; 2— шайба смесительная; 3 — водораспределительная система; 4— сборный желоб; 5— -твод осветленной воды; 6— подвод промывочной воды; 7— отвод промывочной воды.

щей загрузки осветлителя, которое принимается равным 0,96 высоты слоя песчаной загрузки осветлителя. Продол­ жительность промывки осветлителя составляет примерно 8—10 мин при работе осветлителя между промывками в течение 12—24 ч.

д) О б е з м а с л и в а н и е

С точки зрения организации экономичного безава­ рийного режима работы котла локомобиля масло является одной из наиболее нежелательных примесей в котловой

воде.

Теплопроводность масла очень мала: слой масла тол­ щиной 1 мм затрудняет теплопередачу так же сильно, как ■слой накипи толщиной примерно 20 мм или железа тол­ щиной 500 мм. Даже самый незначительный слой масла

85

на поверхностях нагрева котла приводит к пережогу топ­ лива и создает возможность перегрева металла котла. Масло также может входить в состав накипи и еще более снижать теплопроводность последней. Кроме того, наличие масла способствует вспениванию котловой воды и уносу ее с паром. Уносимое с паром из цилиндров паровой ма­ шины локомобиля масло попадает в водоподотреватель и отлагается на наружной поверхности его труб, в резуль­ тате чего снижается температура подогрева питательной воды. Такая же картина наблюдается при попадании мас­ ла в поверхностные конденсаторы, где происходит повыше­ ние температуры конденсации и снижение вакуума в кон­ денсаторе, причем на каждый процент снижения вакуума расход пара в паровой машине локомобиля увеличивается на 0,5%- Неприятные последствия вызывает также попада­ ние масла в систему циркуляционного охлаждения конден­ сатора локомобиля. У локомобилей со смешивающими кон­

ков циркуляционной воды, всех циркуляционных трубо­ проводов и градирни), в результате чего также ухудшают­ ся конденсация и охлаждение воды в градирне. В целях улучшения теплопередачи в конденсаторе и улучшения ва­ куума необходимо систематически очищать циркуляцион­

лаждающей воды локомобиля накапливается большое ко­ личество масла. Так, например, у локомобиля СК-350 ко­ личество уносимого паром масла составляет около 1 500 кг, у локомобиДя ЛМ-VIII — 950 кг и у локомобиля JTM-VII— 750 кг в год.

При использовании теплофикационных локомобилей, когда отработавший пар идет на производственные цели, выносимое из паровой машины масло, может также вызы­ вать осложнения, отлагаясь в системах отопления или на­ рушая различные технологические процессы.

На отдельных электростанциях е локомобилями, имею­ щими поверхностные конденсаторы, в нарушение тепловой схемы конденсат не возвращают в котел, а смешивают с циркуляционной водой и направляют на градирню. В этих случаях, помимо отрицательных последствий загрязнения

86

маслом, описанных выше для локомобилей со смешиваю­ щими конденсаторами, происходит дополнительный пере­ жог топлива и ухудшается температурный режим работы котла в связи с тем, что локомобили с поверхностными конденсаторами не имеют водоподогревателей и вместо теплого конденсата в их котлы поступает холодная пита­ тельная вода.

Содержание масла в питательной воде локомобилей до­

врата конденсата и питающихся полностью еырой или хи­ мически очищенной водой, поддержание этой нормы не со­ ставляет трудностей, так как при этом в подавляющем большинстве случаев отсутствуют источники какого-либо существенного загрязнения питательной воды маслом. Для котлов же локомобилей с поверхностными конденса­ торами, питающихся конденсатом с добавочной водой, со­ блюдение этой нормы маслосодержания возможно только при хорошо организованном обезмасливании конденсата.

Борьба с загрязнением конденсата маслом должна на­ чинаться прежде всего с правильного расхода цилиндрово­ го масла на смазку цилиндров паровой машины локомо­ биля. Далее, необходимо принимать все меры к тому, что­ бы маслом не загрязнялась добавочная или химически очищенная вода. Нельзя, например, отводить в питатель­ ный приямок трубы от продувочных кранов цилиндров па­ ровой машины. Вообще надо периодически проверять, не попало ли масло в питательный приямок локомобиля, и в необходимых случаях производить очистку этого приям­ ка. Обезмасливание пара и конденсата разделяется обыч­ но на несколько этапов: грубая очистка пара, грубая очи­ стка конденсата и завершающая очистка конденсата на фильтрах из активированного угля.

Для грубой очистки пара от масла некоторые типы ло­ комобилей снабжают специальными заводскими масло­ отделителями, которые изготовляются в разнообразном конструктивном оформлении. Скорость прохождения пара через механические маслоотделители должна составлять 1—3 м/сек. Остаточное содержание масла в паре после прохождения его через механические очистители состав­ ляет примерно 5—10 мг/кг.

У локомобиля СТ-125 имеются два механических маслоотделителя: один из них устанавливается сразу же после паровой машины (до водоподогревателя) с тем, что­

87

бы уменьшить загрязнение последнего маслом, второй — после водоподогревателя. Конструкция обоих маслоотдели­ телей предусматривает возможность выемки их деталей для (промывки от масла; собирающийся в маслоотделите­ лях конденсат вместе с маслом удаляется при помощи конденсационных горшков. На рис. 30 изображен маслоот­ делитель паросиловой установки ЛПУ-1. Хорошие результа­ ты дает применение прямоточно-пленочных маслоотдели­ телей системы ЦНИИРФ (рис. 31). по эксплуатационным данным речного флота; в этих маслоотделителях за-

Рис. 30. Маслоотделитель паросиловой установки ЛГ1У-1.

У— маслоотбойные диски; 2—маслосборник.

держивается до 60% масла, выносимого из машины вме­ сте с паром. Этот -маслоотделитель состоит из диффузора, в котором 'происходит снижение скорости пара и начинает­ ся отделение масла и влаги; кроме того, в диффузоре про­ исходит равномерное распределение пара по рабочим эле­ ментам маслоотделителя. Основное отделение масла про­ исходит в рабочих элементах. Задержанное масло и кон­ денсат (при остановках паровой машины) по трубопрово­ дам отводятся в цистерну. Недостатки рассмотренного прямоточно-пленочного маслоотделителя заключаются в том, что он цельносварной; его нельзя разбирать для очистки и у него нет автоматического маслоотводчика, что вызывает необходимость останавливать паровую машину для спуска масла и влаги. Лучше устанавливать два мас^

88

ЛбОтДёлиТелЯ: до И после вОдбпоДОгревателя. Если устанавливается один маслоотделитель, то его следует распо­ лагать до водоподогревателя. Механические очистители пара от масла надо в процессе эксплуатации систематиче­ ски продувать и промывать горячим раствором едкого на­ тра. Установка маслоотделителей для грубой очистки пара от масла является необходимым условием для обеспече­ ния хорошего обезмасливания конденсата. При разработке

Рис. 31. Прямоточно-пленочный маслоотделитель системы ЦНИИРФ.

/ — диффузор; 2 —4—рабочие элементы; 5—трубы для отвода масловодяиой смеси; 6 — цистерна для сбора масла;

7— подача охлаждающей воды.

мероприятий по обезмасливанию конденсата надо учиты­ вать, что масло в нем может находиться в плавающем, взвешенном и эмульгированном состояниях. Плавающее масло в виде пленок и сгустков можно удалять путем про­ пускания конденсата через перегородчатые каскады; круп­ ные и мелкие капли масла, находящиеся во взвешенном состоянии, также можно удалять при помощи перегородча­ тых каскадов (с предварительным укрупнением мелких капель в фильтрах) и пропусканием конденсата через ко­ ксовые фильтры с размером зерен 5—8 мм. Фильтры, предназначенные для предварительного укрупнения мел­ ких капель взвешенного масла и частичного его деэмульги­ рования, загружают коксом с размером зерен 15—30 мм.

89

Для удаления масла, находящегося во взвешенном состоя­ нии, мож'по использовать также древесные стружки и мах­ ровые ткани. Наилучшим способом удаления из конденса­ та масляной эмульсин является сорбционное фильтрование его через слой активированного угля с размером зерен 1— 3 мм. По данным ЦНИИМФ 'применяемые для маслоочи­ стки материалы обладают следующей маслоемкостыо:

что приходится часто производить перезарядку фильтров. Хорошие результаты дает фильтрование конденсата через древесные опилки.

В качестве завершающего этапа очистки конденсата от находящегося в нем в коллоидном состоянии масла может служить пропускание конденсата через фильтры с активи­ рованным углем. Толщина слоя загрузки активированно­ го угля должна составлять 1 000—1500 мм. Площадь фильтра выбирается из расчета пропускания через него конденсата со скоростью 6 м/ч. Маслоемкость фильтра с активированным углем составляет до 35% . его веса при температуре 100° С и до 25% при температуре 50—60° С. После того как активированный уголь в верхней части фильтра загрязнится, его заменяют новым. До загрузки в фильтр активированный уголь надо промывать 5%-ным раствором серной или соляной кислоты. При начальном маслосодержании 5 мг/л после пропускания конденсата через фильтр с активированным углем содержание в нем масла снижается до 0,3—1 мг/л.

Для удаления масла, попавшего в котел в результате случайных проскоков, можно устраивать маслоприемные желоба внутри локомобильного котла. .

16. Н А Т Р И И - К А Т И О Н И Р О В А Н И Е

Сущность натрий-катионитового метода очистки воды заключается в том, что при этом вода фильтруется через материалы, называемые катионитами, которые обменивают

90