2.8. Товщина відкладень

Відкладення накопичуються поступово в процесі роботи обладнання в опалювальний період. Для розрахунку середньої товщини відкладень потрібно знати продовжність опалювального періоду ц τ_от=4320 год, а також сумарну швидкість відкладень усіх домішок та густину відкладень.

δот= ∑jі τот∙10-9/ρот ,

(8.29)

-для основного підігрівача

δ_от= ∑j_і τ_от∙10^-9/ρ_от=(7335+9,88)∙4320∙10^-9/2,5=0,0127 мм

-для додаткового підігрівача

δ_от= ∑j_і τ_от∙10^-9/ρ_от=(5046+9,35)∙4320∙10^-9/2,5=8,736*10^-3 мм

-для пікового підігрівача

δ_от= ∑j_і τ_от∙10^-9/ρ_от=(0,247 +0,000584)∙4320∙10^-9/2,5=4,278∙10^-7мм

де δ_от- товщина відкладень , м; ∑j_і – сума швидкостей відкладень солей жорсткості та окислів заліза, мг/(м²год); τ_от- довжина опалювального періоду , год; ρ_от – густина відкладень , г/см³( у першому наближені 2,5 г/см³.

δ_от= ∑ δ_от =0,0127+8,736*10^-3+4,278∙10^-7= 0,0214 мм

2.10. Організація вхр тепломереж

9.1 Проблеми організації ВХР тепломереж

Як і в інших випадках – організувати ВХР для тепломереж означає вести процеси таким чином, щоб звести до мінімуму відкладення та корозію та забезпечити довготривале функціонування обладнання тепломереж.

Головними проблемами є карбонатні та залізо-окисні відкладення та корозійні процеси. В пристроях тепломереж вірогідні лужноземельні відкладення (СаСО₃ ,СаSО₄ ) та їх суміші. Це визвано тим, що вода тепломереж повинна відповідати вимогам до «води для пиття» і таким чином вміщувати всі важливі для організму мінеральні солі, які присутні у природній воді. На другому місці стоять залізо-окисні відкладення, які утворюються внаслідок корозії труб тепломереж та корозії опалювальних приладів.

9.2 Попередження лужноземельних відкладень

Попередження лужноземельних відкладень забезпечується обробкою підживлювальної води тепломереж частіш за все її пом'якшенням, тобто виведенням з води іонів Са²⁺ та Мg²⁺ або їх заміною на іони Nа⁺.

Для цього використовуються наступні схеми:

- Вапнування з наступною корекцією рН.

- Н-катіонування з «голодною регенерацією».

- Nа–катіонування у іонообмінних фільтрах шляхом пропуску через шар іоніту в Nа формі.

- Комбіноване ( паралельне) Nа – та Н- катіонування.

- Підкислення з декарбонізацією та Nа–катіонуванням ( якщо немає небезпеки утворення СаSО₄ ).

- Освітлення та Nа – катіонування.

- Магнітна обробка води.

У процесі вапнування складаються умови для утворення твердої фази ( переважно СаСО₃ , частково Мg(ОН)₂), яка виводиться у вигляді шламу, а також що після вапнування значно підвищується рН ( до 10) , тому в випадку відкритої схеми теплопостачання обов'язково потрібно підкислювати оброблену воду.

Н-катіонування з «голодною регенерацією» передбачає використання Н-катіонітових фільтрів з особливим режимом регенерації. Докладно вивчений цей процесс Н.П.Субботіною та рекомендується для обробки вод гідрокарбонатного класу ( коли в складі аніонів переважають иони НСО₃^- ), слід зауважити, що переважна більшість прісних джерел України такого класу. Варіант схеми такого процесу наводиться на рис. 6.

Рис. 6. Часткове Н - катіонування з буферним фільтром.

1- Н - катіонітовий фільтр, 2- буферний фільтр, 3 - декарбонізатор, 4- вентилятор, 5-бак обробленої води, 6- насос.

При Н - катіонуванні з «голодною регенерацією» регенерація здійснюється з недоліком кислоти ( Н₂SО₄) порівняно з звичайною регенерацією, витрати кислоти близькі до стихометричної потреби. Тому регенеруються тільки верхні шари іоніту. В якості іоніту використовується або сульфовугілля чи слабокислотнікатіоніти. Важливо, що регенерат та обмивні води мають рН близьке до нейтрального, тому що вміщують тільки солі. Такі стічні води безпечні для навколишнього середовища.

Буферний фільтр не допускає значного зниження кислотності фільтрату. Він не регенерується, заповнюється сульфовугіллям. Стан загрузки змінюється в залежності від стану фільтрату. При його високій кислотності в загрузці буферного фільтру можуть накопичуватись іони водню, які в інші періоди заміщують іони Са, що проскочили через перший фільтр.

Декарбонізатор видаляє СО₂, яке утворилося у воді внаслідок розкладу бікарбонат іону.

Nа – катіонування у іонообмінних фільтрах використовується на ТЕЦ де значні потреби у пом'якшеній воді. Процес відбувається шляхом пропуску води через шар іоніту в Nа формі, при цьому відбувається обмін іонів кальцію та магнію на іони натрію, шо знаходяться в матриці іоніту. Якщо використовується одна сходинка то жорсткість понижується до 0.1мг-екв/дм³.

При використанні двох сходинок можливо досягти жорсткості до 0,01 мг-екв/дм³. В якості іоніту можливо використовувати сульфовугілля чи слбокислотні іоніти. Регенерація ведеться розчином NаСℓ.

Комбіноване ( паралельне) Nа – та Н- катіонування забезпечує при змішуванні потоків зниження лужності Nа–катіонованої води та утворенню СО₂. Схема наводиться на рис. 7.

Рис. 7. Варіант схеми обробки додаткової води тепломережі.

1- Н - катіонітовий фільтр, 2- Nа - катіонітовий фільтр, 3 - декарбонизатор, 4- вентилятор, 5-бак обробленої води, 6- насос, 7- бак змішування.

Підкислення з декарбонізацією та Nа – катіонуванням ( якщо немає небезпеки утворення СаSО₄ ).

Магнітна обробка води зводиться до пропуску води через зазор між полюсами постійного магніту (електромагніту). В результаті такої обробки змінюються властивості води та домішок, що в подальшому зменшує вірогідність накипоутворення. Вважається, що у воді з'являються мікрочастинки, в тому числі і колоїди, які виступають центрами кристалізації і утворені кристали накипоутворювача зберігаються в об'ємі води. Є причини вважати, що суспензія в основному утворюється завдяки феромагнітним домішкам, що присутні у воді. Тому магнітна обробка особливо ефективна там де проявляються корозійні процеси та відкладення продуктів корозії.

Висновок:

Товщина відкладень найбільш залежить від суми швидкостей відкладень солей жорсткості та окислів залізі. Чим більша швидкість, тим більша товщина відкладень. Також можна зауважити, що найбільше відкладень буде окислів заліза, а міді майже не буде.