ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

УХТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕСИТЕТ

Производственно – отопительная котельная

Методические указания к курсовому проекту по дисциплине “Теплогенерирующие установки” для студентов специальности 270109 – “Теплогазоснабжение и вентиляция”

Ухта 2007

УДК [697.512+621.182] (075.8)

И21

Иванова, Е.С. Производственно-отопительная котельная [Текст]: Метод. указания / Е.С. Иванова, Л.В. Артеева.- Ухта: УГТУ. – 42 с. ил.

Методические указания предназначены для выполнения курсового проекта по дисциплине «Теплогенерирующие установки» для студентов специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция» (270109).

Методические указания содержат рекомендации по расчету принципиальной тепловой схемы котельной с учетом ее мощности и применяемого топлива.

Приведена методика по выбору схемы химической обработки воды и необходимого оборудования.

Изложен порядок проведения аэродинамического расчета газо-воздушного тракта котельной установки и дымовой трубы.

Содержание методических указаний соответствует учебной программе.

Методические указания рассмотрены и одобрены кафедрой Теплотехники, теплогазоснабжения и вентиляции (протокол № 2.10.2007г.).

Рецензент Н.В.Попова, доцент кафедры ТиТГВ, к.т.н.

Редактор Н.А. Балаева, доцент кафедры ТиТГВ.

План 2007г., позиция 186.

Подписано в печать 26.11.07г. Компьютерный набор.

Объем 42 с. Тираж 50 экз. Заказ № 215.

 Ухтинский государственный технический университет, 2007

169300, г. Ухта, ул. Первомайская, 13

Отдел оперативной типографии

169300, г. Ухта, ул. Октябрьская, 13

Оглавление

1. Задание на проектирование 4

2. Введение 5

3. Содержание проекта 5

4. Расчет тепловой схемы котельной 6

5. Расчет схемы водоподготовительной установки и

выбор оборудования для обработки воды 13

6. Выбор типа деаэратора 22

7. Аэродинамический расчет газовоздушного тракта установки 22

8. Расчет дымовой трубы 23

9. Выбор тягодутьевых устройств 25

10. Приложения 27

11. Библиографический список 42

Две последние цифры зачетки	ДТ, т/ч	Q, ГДж/ч	%	tкпр, 0С	S, мг/л	Жк	ЖНК
00,08,13,21	3	9	60	60	159	1,9	0,2
01,07,12,20	8	23	75	60	163	1,9	0,6
02,19,44,99	4	16	70	70	274	3,3	0,5
03,30,41,98	15	32	60	60	262	2,8	0,4
04,17,34,47	20	57	45	80	261	4,5	0,2
05,35,66,93	20	52	75	70	272	1,7	0,9
06,27,36,74	12	28	80	70	280	2,0	0,7
09,22,29,42	32	80	75	70	410	3,9	0,3
10,28,91,43	30	62	60	75	233	3,1	0,6
11,56,69,90	17	43	60	75	120	2,9	0,3
14,37,89,95	11	25	50	70	180	3,1	0,8
15,31,49,52	16	46	70	65	198	1,7	0,5
16,55,73,85	31	58	55	70	164	1,5	0,6
18,48,60,78	24	50	65	65	200	2,6	0,7
23,53,68,80	16	30	70	80	460	6,0	1,5
24,65,77,86	9	20	55	65	198	1,7	0,5
25,33,38,46	5	11	55	70	360	2,3	2,5
26,32,45,64	8	20	55	60	308	2,35	1,78
39,57,76,87	6	18	65	75	250	1,8	1,8
40,61,81,94	10	30	70	60	400	2,1	1,6
50,58,63,71	8	13	60	80	270	2,0	0,9
51,62,70,82	10	28	60	60	372	2,45	1,64
54,67,84,97	40	115	65	75	276	2,9	0,6
59,72,79,92	45	90	60	60	325	3,3	1,0
75,83,88,96	3	12	70	65	300	1,8	1,2

Задание на проектирование.

Введение

Отопительно-производственная котельная предназначена для обеспечения теплотой систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения и для технологического теплоснабжения. В общем случае в состав котельной установки входят котельные агрегаты и оборудование, включающее следующие устройства: подачи и сжигания топлива; механической очистки; химической подготовки и деаэрации воды; теплообменные аппараты различного назначения; насосы сетевые для создания циркуляции воды в системе теплоснабжения, подпиточные для возмещения утечек воды в сети, питательные для подачи воды в паровые котлы, баки питательные, конденсатные, баки - аккумуляторы горячей воды; дутьевые вентиляторы и воздушный тракт; дымососы, газовый тракт и дымовую трубу; системы автоматического регулирования и безопасности сжигания топлива.

Целью курсового проекта является закрепление теоретических знаний, приобретение практических навыков при решении инженерно-технических задач и проектировании котельных установок.

Содержание проекта

Расчетная часть проекта состоит из 25-30 страниц 11 формата. Расчетная часть должна содержать следующие разделы:

1. Расчет тепловой схемы котельной для закрытой системы теплоснабжения;

2. Расчет схемы водоподготовительной установки и выбор оборудования для обработки воды;

3. Аэродинамический расчет газовоздушного тракта и выбор тягодутьевых устройств;

4. расчет дымовой трубы из условия рассеивания вредных выбросов, для твердого топлива

В расчетной части проекта приводятся принципиальная тепловая схема котельной, схема подготовительной установки и схема газовоздушного тракта.

В графической части проекта выполняются:

1. Продольный разрез парового котла в масштабе не менее 1:20

2. Компоновка главного корпуса котельной в трех разрезах в масштабе не менее 1:100.

Расчет тепловой схемы котельной

Тепловая схема представляет собой условное графическое изображение основного и вспомогательного оборудования, объединяемого линиями трубопроводов для воды и пара. Различают следующие виды тепловых схем: принципиальную, развернутую и рабочую. В принципиальной тепловой схеме указывают условно лишь главное оборудование (котлоагрегаты, деаэраторы, подогреватели, насосы) и трубопроводы без арматуры, без вспомогательных устройств и второстепенных трубопроводов и не уточняя количества и расположения оборудования. На рисунке 1 приведена принципиальная тепловая схема котельной с паровыми котлами. Котельная предназначена для отпуска пара технологическим потребителям и для подогрева сетевой воды для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий. Система теплоснабжения - закрытая.

Принципиальные тепловые схемы котельных и их расчеты приведены в [1] стр. 397-407, [2] стр. 91-128, [5] стр. 294-299. Целью расчета тепловой схемы является:

• определение общих тепловых нагрузок, состоящих из внешних нагрузок и расходов теплоты на собственные нужды котельной, для обоснования выбора основного оборудования;

• определение количества паровых котлов;

• определение всех тепловых и массовых потоков, необходимых для выбора вспомогательного оборудования.

Расчет тепловой схемы выполняется для четырех характерных режимов работы котельной установки в течение года, которыми являются:

I режим - максимально-зимний, соответствующий расчетной температуре наружного воздуха для отопления;

II режим – зимний, соответствующий средней температуре наружного воздуха в наиболее холодный месяц Данный режим просчитывается при условии аварийного отключения одного из котлов.

III режим - зимний при средней за отопительный период температуре наружного воздуха. Расчет характеризует использование установленного оборудования, среднюю величину расходов теплоты на собственные нужды котельной и позволяет определить себестоимость теплоты.

IV режим - летний, характеризует работу котельной при отсутствии отопительно-вентиляционной нагрузки.

В курсовом проекте предлагается выполнить расчет тепловой схемы для I режима. В дипломном проекте рассчитываются все четыре режима работы установки.

Расчет тепловой схемы проводится в три этапа:

1. Определение внешних тепловых нагрузок;

2. Определение расхода пара на собственные нужды котельной. В предлагаемой методике расчета этой величиной предварительно задаются в процентном отношении от внешней нагрузки. В ходе расчета по уравнениям теплового баланса определяются потоки пара на деаэратор, подогреватели сырой и химочищенной воды, которые в данной схеме используются на собственные нужды,

3. Сравнение величины расхода пара на собственные нужды, полученной расчетом, с предварительно принятой величиной. Расхождение не должно превышать 3%. В противном случае второй этап расчета следует повторить, приняв за исходную величину результат первого просчета.

Перед проведением расчета тепловой схемы заполняется таблица 1 с исходными данными для расчета.

Таблица 1. Исходные данные для расчета тепловой схемы

№	Наименование величин	Обозна-чение	Ед. измерения	Значение
1	Расход пара на технологические нужды	DТ	Т/ч
2	Расход теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение	Q	ГДж/ч
3	Температура исходной воды на вводе в котельную	t1	°С	5
4	Температура исходной воды перед химочисткой	t2	°C	30
5	Температура воды после подогревателя химочищенной воды	t3	°С	94
6	Энтальпия пара на выходе из котла (при давлении пара в нем) или после РОУ	i'.	кДж/кг
7	Энтальпия котловой воды	i.	кДж/кг
8	Давление в сепараторе непрерывной продувки	Рnp	МПа	0,17
9	Давление в деаэраторе	Рд	МПа	0,12
10	Температура воды на выходе из деаэратора	tд	°С	104
11	Температура конденсата после подогревателей сетевой воды	tк	°С	80
12	Температура подпиточной воды	t5	°С	70
13	Температура конденсата, возвращаемого в котельную	tк. пр	°С
14	Доля возврата конденсата с производства	У	%
15	Жесткость карбонатная	Жк	мгэкв/л
16	Жесткость некарбонатная	Жнек	-
17	Сухой остаток исходной воды	S	Мг/л

Рисунок 1. Принципиальная тепловая схема производственно-отопительной котельной.

Обозначения: 1. Паровой котел; 2. Деаэратор атмосферного типа; 3. Сепаратор непрерывной продувки; 4. Охладитель продувочной воды; 5. Подогреватель сетевой воды; 6. Подогреватель сырой воды;7. Охладитель выпара; 8. Водоподготовительная установка; 9. Подогреватель химически очищенной воды; 10. Потребитель пара; 11. Бак конденсатный; 12. Насос конденсатный; 13. Насос сетевой; 14. Насос подпиточный; 15. Насос питательный; 16. Колодец дренажный, 17. Охладитель подпиточной воды.

Буквенно-цифровые обозначения трубопроводов:

Трубопровод сетевой воды подающий - Т1

Трубопровод сетевой воды обратный - Т2

Трубопровод пара - Т7

Трубопровод конденсата - Т8

Трубопровод питательной воды - Т91

Трубопровод непрерывной продувки - Т92

Трубопровод подпиточной воды - Т94

Трубопровод паровоздушной смеси - Т98

Водопровод хозяйственно-питьевой - В1

Водопровод умягченной воды - В6

Первый этап расчета тепловой схемы

К внешним потребителям в данной схеме относятся потребитель пара на технологические нужды 10 и сетевые подогреватели 5. Расходы пара на сетевые

подогреватели D_сп, т/ч определяется из уравнения теплового баланса:

*10³ (1.1)

где: Q, кДж/ч - расход теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, приведен в задании на курсовое проектирование;

i'^., кДж/кг - энтальпия пара, поступающего в подогреватель, численно равна энтальпии пара на выходе из котла, принимается в зависимости от давления пара табл 1;

, кДж/кг - энтальпия конденсата на выходе из подогревателя, определяется в зависимости от температуры конденсата t_к, °С, указанной в таблице 1.

, где: 4.19, кДж/кг - теплоемкость конденсата при заданной температуре.

=0,98 - коэффициент, учитывающий потери теплоты в окружающую среду.

Расход пара на внешние потребители:

(1.2)

Тогда суммарную паропроизводительность котельной , т/ч можно записать следующим выражением:

(1.3)

где D_сн, т/ч - расход пара на собственные нужды котельной принимается 5-10% от расхода пара внешним потребителям,

D_пот, т/ч – потери пара внутри котельной, принимаются в размере 3% от расхода пара внешним потребителям, т.е. .

Количество паровых котлов, которые необходимо установить в котельной, определяется по отношению:

(1.4)

где D_ед,- номинальная производительность одного котла, т/ч. Марка устанавливаемого котла указана в курсовой работе «Поверочный расчет парового котла».

Второй этап расчета тепловой схемы.

С целью определения величин тепловых и массовых потоков теплоносителей проводят расчет отдельных узлов и теплообменников, включенных в тепловую схемы.

Расчет узла продувки:

Величина непрерывной продувки котлов Р, % выбирается ориентировочно. Согласно нормали для паровых котлов с рабочим давлением до 1,4 МПа она не должна превышать 10% номинальной производительности котла и может быть принята в размере 3-5%. Тогда расход продувочной воды, G_пр, т/ч, удаляемой из паровых котлов, составит:

(1.5)

где n – количество котлов

При величине продувки G_пр > 1 т/ч необходимо устанавливать за сепаратором 3 теплообменник 4 для использования теплоты продувочной воды.

Количество вторичного пара D_пр, т/ч, образовавшегося в сепараторе непрерывной продувки определяют из уравнения теплового баланса:

(1.6)

где: i'_np, i^._np, кДж/кг - энтальпия воды и пара при давлении в сепараторе, давление дано в табл. 1 , значение энтальпии взять из табл. П6 методических указаний на КР «Поверочный расчет парового котла».

i^., кДж/кг - энтальпия продувочной воды на входе в сепаратор численно равна энтальпии котловой воды.

x=0,98 - степень сухости вторичного пара.

(1.6*)

Расчет узла подпитки тепловой сети:

Для компенсации утечки воды из тепловой сети и абонентских установок подпиточным насосом 14 в тепловую сеть подается вода из деаэратора. Расход подпиточной воды G_ут, т/ч составляет в час 0,75% емкости системы теплоснабжения. Емкость системы V, м³ определяется по уравнению:

, где Q_о.в.гвс-табл.1 (1,7)

где: g - удельный объем воды в закрытой системе теплоснабжения, ориентировочно может быть принят 65 м³ на 1 МВт суммарного расхода теплоты.

(1.8)

Расход воды на подогрев мазута (вид топлива указывается в КР «Поверочный расчет парового котла»).

, т/ч (1.9)

где Q_MX – расход теплоты на подогрев мазута.

, кВт (1.10)

где: B – часовой расход мазута , кг/с

с_М-теплоемкость мазута (с_М=1.99)

t_M1, t_M2 – температура мазута до и после подогревателя, t_M1=40⁰ ,t_M2=90÷110⁰, в зависимости от сернистости мазута.

- коэффициент, учитывающий потери теплоты в окружающую среду (=0.98)

i₁ – энтальпия воды, входящей в подогреватель равна энтальпии котловой воды при давлении в котле (поверочный расчет парового котла)

i₂ – энтальпия воды после подогревателя, при t₂=70⁰С

Количество питательной воды G _d, т/ч, выходящей из деаэратора 2 и поступающее в котлы 1, составляет:

(1.11)

При наличии редукционно-охладительной установки следует учесть расход воды и на нее G_РОУ,[2], стр. 102. На эту величину увеличивается G_д.

В процессе работы деаэратора образуется выпар D_вып, т/ч, смесь пара с выделившимися из воды газами. Количество выпара составляет 0.4% от расхода деаэрированной воды:

(1.12)

При сжигании газа:

(1.13)

Расход химочищенной воды G_хво, т/ч, поступающей в деаэратор, после химводоподготовки 8 для компенсации потерь воды в схеме составит:

(1.14)

где: G_пот.к, т/ч - потери конденсата на производстве:

где У –доля возврата конденсата с производства (табл. 1)

D_T – расход пара на технологические нужды (табл. 1)

Учитывая затраты воды на взрыхление, регенерацию и отмывку фильтров водоподготовительной установки, количество сырой воды G_с.в., т/ч, поступающей в котельную должно быть на 10-25% больше величины G_хво:

(1.15)

Температуру сырой воды t_с.в., после охладителя продувочной воды 4 определяют из уравнения теплового баланса:

(1.16)

где t_nl, t_n2 - температуры продувочной воды на входе и выходе из теплообменника 4, t_п1 определяется по давлению в сепараторе непрерывной продувки (t_п1=115,17^оС), t_п2=50°С.

Расход пара на подогрев сырой воды D_c.в. до температуры t₂ (см. таблицу 1) в подогревателе 6 определяется из уравнения теплового баланса:

(1.17)

где: i'^., i, кДж/кг - энтальпии пара и конденсата при давлении в подогревателе, численно равны энтальпии пара и котловой воды при давлении в котле (табл. 1).

После химводоподготовки обработанная вода разделяется на два потока. Меньший по величине поток G_xeo2 численно равен 1/4 или 1/3 G_xeo поступает в охладитель подпиточной воды 17, где нагревается до температуры t₄. Численное значение t₄ определяется из уравнения теплового баланса теплообменника :

(1.18)

(1.19)

Далее этот поток поступает в охладитель выпара 7. Температура потока t₆ на выходе из теплообменника определяется из уравнения :

(1.20)

где: ,, кДж/кг – энтальпия выпара и конденсата при давлении в деаэраторе.

Величина t₆, не должна превышать 100°С, в противном случае расход G_xeo2 увеличивается и расчет повторяется.

Согласно требованиям на проектирование термических деаэраторов, химочищенная вода должна поступать в деаэратор с температурой 94°С. Подогрев второго, большего по величине, потока химочищенной воды G_xeo-G_xeo2 до t₃=94°С осуществляется в подогревателе 9.

Расход греющего пара D_х.в., т/ч на данный подогреватель определяется из уравнения :

(1.21)

=0.98

i'^., i – те же величины, что и формуле 1.17.

Завершают расчет тепловой схемы, составляя уравнение теплового баланса деаэратора. В левую часть уравнения записывают тепловые потоки, входящие в деаэратор, в правую - выходящие из деаэратора. Из уравнения определяют расход греющего пара D_д, т/ч, подаваемого в деаэратор,

(1.22)

_I” – энтальпия пара, при давлении в котле

i’ – энтальпия котловой воды при давлении в котле см. формулу 1.17.

Третий этап расчета тепловой схемы котельной.

Суммарный расход пара на подогреватели 6 и 9, D_xв и D_св ее и на деаэратор D_д являются расходом пара на собственные нужды котельной D_с.н., т/ч:

(1.23)

Сравниваем полученную величину D_с.н. с предварительно принятой в выражении (1.3). Если разница этих величин не превышает 3%, то расчет можно считать законченным. В противном случае в выражение (1.3) подставляем величину D_с.н. из уравнения (1.23) и расчет повторяем.

Расчет схемы водоподготовительной установки и выбор оборудования для обработки воды

Приступая к выбору схемы ВПУ для паровых котлов, следует установить по ГОСТ 20995-75 [1] стр. 353, [3] стр. 213, каким требованиям должна отвечать питательная вода по основным показателям: жесткости, содержанию кислорода, углекислоты, рН и пр. Выбор схемы ВПУ проводят по трем показателям водно-химического режима: продувке котлов, содержанию углекислоты в паре и относительной щелочности воды.

I. Продувку котлов Р, % по сухому остатку определяют из уравнения:

(2.1)

где: S_ов, мг/л - сухой остаток обработанной воды при схеме Nа-катионирования принимается равным сухому остатку исходной воды, указанному в задании;

S_кв, мг/л - сухой остаток котловой воды, принимается по паспортным данным завода-изготовителя из Делягина стр. 354 (конец)

- доля химически обработанной воды в питательной, принимается из расчета тепловой схемы .

Величина продувки не должна превышать 10%

II. Допустимое содержание углекислоты в паре СО₂, мг/л, определяют из уравнения:

(2.2)

где: Щ_ов - щелочность обработанной воды при схеме Nа-катионирования равна щелочности исходной воды, последняя эквивалентна карбонатной жесткости воды (Щ_ов =Ж_к=2,5); табл. 1

=0,4 - доля разложения NaHCO₃ в котле;

- доля разложения Na₂C0₃ в котле, принимается по приложению И .

Содержание углекислоты в паре не должно превышать 20 мг/л.

.

III. Относительную щелочность воды , % определяют из уравнения:

(2.3)

В соответствии с РТМ ЦКТИ относительная щелочность котловой воды должна быть при вальцовочных соединениях не более 50 %

Вывод: Если все три перечисленнх показателя отвечают приведенным нормам, то принимают схему двухступенчатого Nа – катионирования, если хоть один не удовлетворяет принимают H-Na катионирование с голодной регенерацией.

Расчет схемы двухступенчатого Nа - катионирования.

Двухступенчатую схему обработки воды целесообразно применять для паровых экранированных котлов. После первой ступени можно получить остаточную жесткость воды , после второй – менее . Технические данные для расчета Nа - катионитных фильтров приведены в таблице 3. На первой ступени устанавливается не менее двух рабочих фильтров с высотой слоя катионита 2÷2.5 м. На второй ступени рекомендуют устанавливать фильтры специальной конструкции с меньшей высотой фильтрующего материала. В ВПУ малой производительности в целях унификации оборудования на обеих ступенях устанавливают Nа - катионитные фильтры для первой ступени. При этом принимается не менее четырех фильтров, из них два работают параллельно как фильтры первой ступени, один - второй, один - резервный, который обычно используется для работы на второй ступени в период регенерации основного фильтра. Одновременно работают два фильтра 1 ступени – это максимальное число одновременно работающих фильтров.

Исходными данными для расчета Nа - катионитовых фильтров являются:

• Производительность, Q_Na=G_хво, т/ч

• Общая жесткость воды, поступающих на фильтры, Ж_о, мг-экв/л; Ж_о=Ж_к+Ж_нк

• Остаточная жесткость фильтрата, Ж^ост,мг-экв/л.

Расчет Nа - катионитных фильтров начинают с подбора диаметра фильтров по скорости фильтрования.

Скорость фильтрования определяется из уравнений:

Нормальная W_н, м/ч – при одновременной работе фильтров I ступени:

(2.4)

Максимальная W_max, м/ч - при регенерации одного из фильтров:

(2.5.)

где: f_Na - площадь фильтрования стандартного фильтра, м², принимается по таблице приложения.

а - количество работающих фильтров.

Полученные значения скоростей сравниваются с рекомендуемыми в таблице 2, при необходимости диаметр фильтра заменяется.

Таблица 2: Рекомендуемые нормальные (в скобках максимальные) скорости фильтрования, м/ч

При жесткости	Nа - катионит. фильтры		Н - катионит. фильтры
	I ступени	II ступени
До 5	25(35)	40(50)	20(30)
До 10	15(25)	-	15(25)
До 15	10(20)	-	10(20)

Скорость фильтрования менее 5 м/ч не рекомендуется из-за возможного снижения обменной емкости катионита.

Диаметр и количество фильтров первой ступени выбираются так, чтобы число регенераций каждого фильтра в сутки было от одной до трех.

Таблица 3 Технические данные для расчета Nа - катионитных фильтров

Показатель	Фильтр I ступени	ФильтрП ступени
Высота слоя катионита, м	2-2,5	1,5
Крупность зерен катионита, мм	0,5-1,2	0,5-1,2
Нормальная скорость фильтрования, м/ч при жесткости воды 5 мгэкв/л. 10 мгэкв/л. 10-15 мгэкв/л.	25 15 10	Не более 40
Взрыхляющая промывка катионита Интенсивность, л/(м2с) Продолжительность, мин.	4-5 20-30	4-5 20-30
Удельный расход соли на регенерацию, г/гэкв при жесткости обрабатываемой воды 5 мгэкв/л. 10 мгэкв/л. 10-15 мгэкв/л.	100-120 120-150 170-250	300-400
Концентрация регенерационного раствора, %	5-8	8-12
Рабочая обменная емкость катионита, гэкв/м3	По формуле	250-300
Отмывка катионита от продуктов регенерации: Удельный расход отмывочной воды, м3/м3 при загрузке фильтра сульфоуглем катионитом КУ-2	5 6	6 8

Расчет ВПУ начинают с расчета второй ступени Nа - катионитных фильтров, поскольку головная часть установки (фильтры первой ступени) должна пропускать дополнительное количество воды, идущее на собственные нужды фильтров.

Расчет Nа - катионитных фильтров II ступени

Расчетные показатели	Результат расчета
1. Производительность фильтра QNa=Gхво, м3/ч
2 Диаметр фильтра, мм	Прил.А
3. Высота слоя катионита Н, м	Прил.А
4. Площадь фильтрования fNaII , м2	Прил.А
5. Объем катионита Vк, м3	Прил.А
6. Количество работающих фильтров а, шт.	1
7. Количество резервных фильтров (общих с первой ступенью), шт.	1
8. Общая жесткость фильтрата после первой ступени Nа -катионирования , мгэкв/л	0,1
9. Жесткость фильтрата после второй ступени , мгэкв/л	0.01
10. Скорость фильтрования, м/ч
11. Число регенераций фильтра в сутки
- рабочая обменная емкость катионита, гэкв/м	(Таблица 3)
12. Расход 100%-ной соли на одну регенерацию, кг
- удельный расход соли на регенерацию, г/гэкв	(Таблица 3)
13. Расход технической соли на регенерацию фильтров второй ступени, кг/сут
14. Расход воды на регенерацию фильтра слагается из: - Расход воды на взрыхляющую промывку, м3
i - интенсивность взрыхляющей промывки, л/(см2) fвзр - продолжительность взрыхляющей промывки, мин.	(Таблица 3)
- Расход воды на приготовление регенерационного раствора,м
в – концентрация регенерационного раствора для фильтра II ступени,% - плотность раствора при 20°С, кг/см3	(Таблица 3) (Приложение В)
- Расход воды на отмывку катионита
- удельный расход воды на отмывку катионита	(Таблица 3)
15. Расход воды на одну регенерацию фильтра, с учетом использования отмывочных вод на взрыхляющую промывку, м3
16. Среднечасовой расход воды на собственные нужды фильтра II ступени

Расчет Nа — катионитных фильтров I ступени

17. Производительность фильтра , м3/ч
18. Диаметр фильтра, мм	Прил. А
19. Количество работающих фильтров а, шт.	2
20. Количество резервных фильтров (общих с первой ступенью), шт.	1
21. Характеристика фильтра Н, м. fNaII, м2 Vк м3
22. Количество солей жесткости, удаляемое на фильтрах первой ступени, гэкв/сут
23. Нормальная скорость фильтрования, м/ч
24. Максимальная скорость фильтрования, м/ч
25. Число регенераций каждого фильтра, шт.
- рабочая обменная емкость катионита, гэкв/м
где: - коэффициент, учитывающий неполноту регенерации катионита; - коэффициент, учитывающий снижение обменной способности катионита - удельный расход отмывочной воды, м3/м3	0.66 0.7 (Таблица 3)
- полная обменная емкость катионита, гэкв/ м3	(Приложение Г)
26. Расход 100%-ной соли на одну регенерацию, кг
- удельный расход соли на регенерацию, г/гэкв	(Таблица 3)
Расход технической соли на регенерацию фильтров второй ступени, кг/сут
27. Расход воды на одну регенерацию Nа - катионитного фильтра первой ступени слагается из: - Расхода воды на взрыхляющую промывку, м3 по п.14 - Расхода воды на приготовление регенерационного раствора, м3
в – концентрация регенерационного раствора для фильтра I ступени,% - плотность раствора при 20°С, кг/см3	(Таблица 3) (Приложение В)
- Расход воды на отмывку катионита
28. Расход воды на одну регенерацию, м3 по п. 15
29. Среднечасовой расход воды на собственные нужды фильтров I ступени

Расчет схемы H-Na-катионирования с «голодной» регенерацией

Технологические схемы H-Na-катионирования воды преследует цель умягчать воду и одновременно снижать ее щелочность и солесодержание, а также удалять образующуюся углекислоту. Схема с “голодной” регенерацией предназначена для обработки природных вод гидрокарбонатного класса. В ВПУ по ходу исходной воды сначала устанавливаются Н-катионитовые фильтры, затем декарбонизатор и далее Na-катионитовые фильтры I, II ступеней.

Диаметр Н-катионитового фильтра выбирается по скорости фильтрования по данным, указанным в таблице 2 и в приложении А. Технические данные для расчета Н-катионитового фильтра приведены в таблице 6.

Расчет схемы H-Na-катионирования начинается с расчета хвостовой части установки, т.е. с Na-катионитового фильтра II ступени. Методика расчета приведена в таблице 4.

Порядок расчета Na-катионитовых фильтров первой ступени приведен в таблице 5. При выполнении расчета следует внести корректировку в п. 22.

Количество солей А, г-экв/сут, удаляемое на фильтрах первой ступени, определяется по формуле:

,

где ,мг-экв/л – некарбонатная жесткость исходной воды, указана в задании;

=0,7мг-экв/л – остаточная карбонатная жесткость после Н-фильтров.

Таблица 6

Технические данные для расчета Н-катионитовых фильтров

Показатели	Н-катионирование
Высота слоя катионита, м	2,5
Рекомендуемая скорость фильтрования, м/ч ( в скобках – максимальная ) при жесткости воды , мг-экв/л, менее 5 10 15	20(30) 15(25) 10(20)
Взрыхляющая промывка катионита: Продолжительность, мин Интенсивность, л/(м²·с) Продолжительность,мин	4-5 20-30
Регенерация катионита: Концентрация раствора при загрузке сульфоуглем, %	0,7-1,0
Отмывка катионита Удельный расход для сульфоугля, м³/м³	5

Таблица 6