6. Расчет водоподготовки.

Природная вода всегда содержит в себе различные примеси. Из них наибольший вред приносят соли жесткости. Жесткость воды характеризует общее содержание в ней солей кальция и магния. Различают жесткость временную, постоянную и общую. Временная жесткость обусловлена наличием в воде углекислых солей кальция и магния. При кипении воды эти соли разлагаются и выпадают в виде шлама, удаляемого из котла при его продувке или промывке. Постоянную жесткость составляют сернокислые соли кальция и магния, которые при нагревании воды образуют на стенках труб котла плотный осадок – накипь. Общая жесткость равна сумме временной и постоянной жесткостей.

В производственно-отопительных котельных получило распространение докотловая обработка воды в натрий-катионовых фильтрах с целью ее умегчения. Объем катионита, требующийся для фильтра:

V_кат=Qv_p·τ·H₀/E

где - расчетный расход исходной воды, м³/ч;

- период между регенерациями катионит (принимают равным 8…24 ч);

- общая жесткость исходной воды, мг • экв/кг;

Е - обменная способность катиононита, г • экв/м³ (для сульфоугля Е = 280...300 г •экв/м³).

Расчетный расход исходной воды:

где 4,5 - расход воды на регенерацию 1 м³ катионита, м³;

- расход исходной воды, м³/ч.

Для водогрейной котельной он равен количеству воды, подаваемой подпиточным насосом:Qv_и=Q_пп.н;

Qm_п.в- расход питательной воды;

р - коэффициент возврата конденсата.

Для паровой котельной

Qv_и=Qm_п.в·(1-р)·10^-3

Q_Vв=Qпп.н=м³/ч

Q_Vн=888,886*(1-0,7)*10^-3=0,267 м³/ч

Q_V= Q_Vв+ Q_Vн=16,865+0.267=17,132 м³/ч

м³/ч

м³

Расчетная площадь поперечного сечения одного фильтра:

А_р=V_кат/(hn)

где h - высота загрузки катионита в фильтре, равная 2...3 м;

n - число рабочих фильтров(1...3).

Aр=6,3/(2,5*2)=1,26м²

Выбираем три фильтра и соответствующий солерастворитель

Фильтр			Солерастворитель
Диаметр, мм	Высота слоя катионита, м	Площ.поп. сечения,м2	Диаметр, мм	Высота слоя кварца, м	Полезный обьём для соли, м2
1500	2,00	1,72	600	0,5	0,4

Далее определяем фактический межрегенерационный период τ (ч) и число регенераций каждого фильтра в сутки :

ч

где А - площадь поперечного сечения выбранного фильтра, м²;

1,5 - продолжительность процесса регенерации, ч.

Число регенераций в сутки по всем фильтрам:

n_c=n·n_p

n_с=3·0,815=2,445

Для регенерации натрий-катионитовых фильтров используют раствор поваренной соли NaCI (6...8 %). Расход соли (кг) на одну регенерацию фильтра: (кг)

где а - удельный расход поваренной соли, равный 200 г/(г • экв).

m=300*2*1,72*200*10^-3=206,4 кг

Суточный расход соли по всем фильтрам:

Mc=206,4·2,445=504,648 кг

Стандартные солерастворители подбирают следующим образом. Определяют объем соли (м³) на одну регенерацию:

Vc=0.206 м³

Тогда при высоте загрузки соли h = 0,6 м, диаметр солерастворителя (м) равен:

м

7. Тепловая схема котельной

При расчете тепловой схемы водогрейной котельной определяют температуы воды на входе и выходе из котла и в линии рециркуляции, а также расходы воды через котел, в линии перепуска и рециркуляции.

Рис. 3. Принципиальная тепловая схема водогрейной котельной с отпуском теплоты в открытые тепловые сети:

1 – эжектор; 2 – деаэратор; 3 – подогреватель химически очищенной воды; 4 – фильтр химической водоочистки; 5 – котел; 6 – подогреватель исходной воды; ЭН, ПН, РН и СН – насосы соответственно эжекторный, подпиточный, рециркуляционный и сетевой.

Порядок расчета тепловой схемы следующий (при учете ):

1. Температура воды перед сетевыми насосами tсм определяют из уравнения теплового баланса точки смещения А:

t_см = (Q_оt_о + Q_ппt_пп)/Q_п

Где Q_п - расход воды в подающей магистрали;

Q_пп - расход воды в линии подпитки;

Q₀ = Q_п- Q_пп - расход воды в обратной магистрали, м³/ч;

- температура воды в обратной магистрали, ºС;

t_пп- температура подпиточной воды, ºС; t_пп=65

Q_о=275,751-16,865=258,865,м³/ч

ºС

2. Расход воды на перепуск по линии обвода котла находим из уравнения теплового баланса при смешении потоков в точке Б:

Расход воды на перепуск:

Где ρ_вых и ρ_п - плотность воды на выходе из котла и в подающей магистрали; - проектная температура воды за котлом, (равная 115ºС);; t_п — температура воды в подающей магистрали, ºС.

,м³/ч

3. Расход воды в линии рецеркуляции для предварительно принятого значения (t_рец = 65..75^оС) перед поступлением воды в напорный коллектор сетевых насосов:

Расход воды в линии рециркуляции:

м³/ч

4. Температура воды на входе в котел определяется из уравнения теплового баланса точки смещения В:

Температура воды на входе в котёл:

,

где = Q_o + Q_пп – Q_пер;

Q`_о=258,886+16,865-122,615=153,136 ºС;

ºС

Температура t_вх должна быть не менее 65^оС, если топливо – газ, и 50^оС, когда топливо – уголь или мазут. В случае невыполнения этого условия следует повторить расчет, приняв другое значение t_рец и соотвествующее ему значение Q_рец

5. Расход воды через котлы с учетом необходимости подогрева добавочной воды:

Расход воды через котлы:

,

,м³/ч

Проверка:

Q_к`=(Qп-Qпер)+Qрец,

Q_к`=(175,7-122,6)+21,1=74.2 м³/ч

<5%

расчет тепловой схемы выполнен верно.