4. Расчет схемы подпитки теплосети

При проектировании ВПУ необходимо учитывать следующие условия: расчет начинают с последнего по ходу обработки воды фильтра для учета расхода воды на собственные нужды (подготовка регенерационных растворов NaCl, NaOH, H₂SO₄ и отмывки ионита). При выборе оборудования необходимо принимать минимальное количество высокой единичной производительности.

Расчет Na-катионитовых фильтров

Необходимую площадь фильтрования определим по формуле:

=50м³/ч – производительность фильтра без учета расхода воды на их собственные нужды;

w=20м/ч – скорость фильтрования.

Необходимая площадь фильтрования каждого фильтра:

Число установленных фильтров m одинакового диаметра принимается не менее трёх, m=3.

Диаметр фильтра:

По полученному значению d=1,03м принимаем ближайший стандартный фильтр параллельноточный I ступени ФИПа-I-1,0-0,6-Na с Р_аб.р=0,6МПа, G=20м³/ч, h_загр=2000мм.

_{Площадь фильтрования с учетом изменения диаметра:}

Выбранную группу фильтров загружаем катионитом КУ-2.

Продолжительность фильтроцикла каждого фильтра для (m-1) фильтров, т.е. при одном резервном или ремонтном, определяется по формуле:

,

f_ст =0,785м² – сечение фильтра (стандартного);

m =3 – число установленных фильтров одинакового диаметра;

h =2,0м – высота слоя ионита;

=500 м³/ч – производительность рассчитываемых фильтров;

–суммарное содержание ионов поступающих к воде,

e_p =800 г-экв/м³ – рабочая обменная емкость ионита.

Продолжительность фильтроцикла должна быть не менее 8 часов.

Количество регенераций в сутки:

,

t =2ч – продолжительность операций, связанных с регенерацией фильтров.

Объем ионитных материалов, загруженных в фильтры во влажном состоянии:

Расход воды на собственные нужды рассчитываемой группы фильтров:

,

=7,7 м³/м³ – удельный расход воды на собственные нужды ионитных фильтров.

Расход химических реагентов (NaСl) на регенерацию фильтра:

=85г/г-экв – удельный расход химреагентов.

Расход технического продукта:

–содержание активно действующего вещества в техническом продукте.

Суточный расход химических реагентов на регенерацию ионитных фильтров:

Реальный расход умягченной воды составит:

.

5. Расчет схемы подпитки основного цикла тэц

Расчет анионитных фильтров II ступени А₂

Необходимую площадь фильтрования определим по формуле:

=116м³/ч – производительность фильтра без учета расхода воды на их собственные нужды;

w=20м/ч – скорость фильтрования.

Необходимая площадь фильтрования каждого фильтра:

Число установленных фильтров m одинакового диаметра принимается не менее трёх, m=3.

Диаметр фильтра:

По полученному значению d=1,57м принимаем ближайший больший стандартный фильтр параллельноточный II ступени ФИПа-II-1,5-0,6 с Р_аб.р=0,6МПа, G=90м³/ч, h_загр=1500мм.

_{Площадь фильтрования с учетом изменения диаметра:}

Выбранную группу фильтров загружаем анионитом АВ-17-8.

Продолжительность фильтроцикла каждого фильтра для (m-1) фильтров, т.е. при одном резервном или ремонтном, определяется по формуле:

,

f_ст =1,77 – сечение фильтра (стандартного);

m =3 – число установленных фильтров одинакового диаметра;

h =1,5м – высота слоя ионита;

=116 м³/ч – производительность рассчитываемых фильтров;

–суммарное содержание ионов поступающих к воде,

e_p =300 г-экв/м³ – рабочая обменная емкость ионита.

Продолжительность фильтроцикла должна быть не менее 8 часов.

Количество регенераций в сутки:

,

t =2ч – продолжительность операций, связанных с регенерацией фильтров.

Объем ионитных материалов, загруженных в фильтры во влажном состоянии:

Расход воды на собственные нужды рассчитываемой группы фильтров:

,

=14,5 м³/м³ – удельный расход воды на собственные нужды ионитных фильтров.

Расход химических реагентов (NaОН) на регенерацию фильтра:

=600г/г-экв – удельный расход химреагентов.

Расход технического продукта:

–содержание активно действующего вещества в техническом продукте.

Суточный расход химических реагентов на регенерацию ионитных фильтров:

Часовой расход воды, который должен быть подан на следующую рассчитываемую группу ионитных фильтров:

.

Расчет катионитных фильтров II ступени Н₂

Необходимую площадь фильтрования определим по формуле:

=118,02м³/ч – производительность фильтра без учета расхода воды на их собственные нужды;

w=20м/ч – скорость фильтрования.

Необходимая площадь фильтрования каждого фильтра:

Число установленных фильтров m одинакового диаметра принимается не менее трёх, m=3.

Диаметр фильтра:

По полученному значению d=1,99м принимаем ближайший больший стандартный фильтр параллельноточный II ступени ФИПа-II-1,5-0,6 с Р_аб.р=0,6МПа, G=90м³/ч, h_загр=1500мм.

_{Площадь фильтрования с учетом изменения диаметра:}

Выбранную группу фильтров загружаем катионитом КУ-2.

Продолжительность фильтроцикла каждого фильтра для (m-1) фильтров, т.е. при одном резервном или ремонтном, определяется по формуле:

,

f_ст =1,77– сечение фильтра (стандартного);

m =3 – число установленных фильтров одинакового диаметра;

h =1,5м – высота слоя ионита;

=118,02 м³/ч – производительность рассчитываемых фильтров;

–суммарное содержание ионов поступающих к воде,

e_p =400 г-экв/м³ – рабочая обменная емкость ионита.

Продолжительность фильтроцикла должна быть не менее 8 часов.

Количество регенераций в сутки:

,

t =2ч – продолжительность операций, связанных с регенерацией фильтров.

Объем ионитных материалов, загруженных в фильтры во влажном состоянии:

Расход воды на собственные нужды рассчитываемой группы фильтров:

,

=11.1 м³/м³ – удельный расход воды на собственные нужды ионитных фильтров.

Расход химических реагентов (H₂SO₄) на регенерацию фильтра:

=100г/г-экв – удельный расход химреагентов.

Расход технического продукта:

–содержание активно действующего вещества в техническом продукте.

Суточный расход химических реагентов на регенерацию ионитных фильтров:

Часовой расход воды, который должен быть подан на следующую рассчитываемую группу ионитных фильтров:

.

Расчет анионитных фильтров I ступени А₁

Необходимую площадь фильтрования определим по формуле:

=119,46 м³/ч – производительность фильтра без учета расхода воды на их собственные нужды;

w=20м/ч – скорость фильтрования.

Необходимая площадь фильтрования каждого фильтра:

Число установленных фильтров m одинакового диаметра принимается не менее трёх, m=3.

Диаметр фильтра:

По полученному значению d=2м принимаем ближайший больший стандартный фильтр параллельноточный I ступени ФИПа-I-2,0-0,6с Р_аб.р=0,6МПа, G=80м³/ч, h_загр=2000мм.

_{Площадь фильтрования с учетом изменения диаметра:}

Выбранную группу фильтров загружаем анионитом АН-31.

Продолжительность фильтроцикла каждого фильтра для (m-1) фильтров, т.е. при одном резервном или ремонтном, определяется по формуле:

,

f_ст =3,14 – сечение фильтра (стандартного);

m =3 – число установленных фильтров одинакового диаметра;

h =2м – высота слоя ионита;

=119,46м³/ч – производительность рассчитываемых фильтров;

–суммарное содержание ионов поступающих к воде,

e_p =800 г-экв/м³ – рабочая обменная емкость ионита.

Продолжительность фильтроцикла должна быть не менее 8 часов.

Количество регенераций в сутки:

,

t =2ч – продолжительность операций, связанных с регенерацией фильтров.

Объем ионитных материалов, загруженных в фильтры во влажном состоянии:

Расход воды на собственные нужды рассчитываемой группы фильтров:

,

=21,8 м³/м³ – удельный расход воды на собственные нужды ионитных фильтров.

Расход химических реагентов (NaOH) на регенерацию фильтра:

=100г/г-экв – удельный расход химреагентов.

Расход технического продукта:

–содержание активно действующего вещества в техническом продукте.

Суточный расход химических реагентов на регенерацию ионитных фильтров:

Часовой расход воды, который должен быть подан на следующую рассчитываемую группу ионитных фильтров:

.

Расчет катионитных фильтров I ступени Н₁

Необходимую площадь фильтрования определим по формуле:

=141,54м³/ч – производительность фильтра без учета расхода воды на их собственные нужды;

w=20м/ч – скорость фильтрования.

Необходимая площадь фильтрования каждого фильтра:

Число установленных фильтров m одинакового диаметра принимается не менее трёх, m=3.

Диаметр фильтра:

По полученному значению d=2,1м принимаем ближайший больший стандартный фильтр параллельноточный I ступени ФИПа-I-2,0-0,6-Н с Р_аб.р=0,6МПа, G=80м³/ч, h_загр=2500мм.

_{Площадь фильтрования с учетом изменения диаметра:}

Выбранную группу фильтров загружаем катионитом КУ-2.

Продолжительность фильтроцикла каждого фильтра для (m-1) фильтров, т.е. при одном резервном или ремонтном, определяется по формуле:

,

f_ст =3,14 – сечение фильтра (стандартного);

m =3 – число установленных фильтров одинакового диаметра;

h =2,5м – высота слоя ионита;

=141,54м³/ч – производительность рассчитываемых фильтров;

–суммарное содержание ионов поступающих к воде,

e_p =700 г-экв/м³ – рабочая обменная емкость ионита.

Продолжительность фильтроцикла должна быть не менее 8 часов.

Количество регенераций в сутки:

,

t =2ч – продолжительность операций, связанных с регенерацией фильтров.

Объем ионитных материалов, загруженных в фильтры во влажном состоянии:

Расход воды на собственные нужды рассчитываемой группы фильтров:

,

=10,5 м³/м³ – удельный расход воды на собственные нужды ионитных фильтров.

Расход химических реагентов (H₂SO₄) на регенерацию фильтра:

=95г/г-экв – удельный расход химреагентов.

Расход технического продукта:

–содержание активно действующего вещества в техническом продукте.

Суточный расход химических реагентов на регенерацию ионитных фильтров:

Часовой расход воды, который должен быть подан на следующую рассчитываемую группу ионитных фильтров:

.

Расчет и выбор декарбонизатора

В декарбонизаторе удаление СО₂ осуществляется методом аэрации. Его суть заключается в осуществлении тесного контакта воздуха с водой для поддержания возможно более низкого парциального давления СО₂ над поверхностью воды.

Исходными данными для расчета декарбонизатора является производительность, концентрация СО₂ на входе и выходе декарбонизатора, температура воды. В данной схеме производительность равна:

;

Концентрацию СО₂ на выходе из декарбонизатора принимаем:

Концентрацию СО₂ на входе в декарбонизатор рассчитываем в зависимости от типа предочистки:

Количество CO₂, удаленного в декарбонизаторе:

Необходимая площадь десорбции при температуре 30°С (с учетом коэффициента десорбции и средней движущей силы десорбции

Площадь требуемой поверхности насадки:

Объем насадки определяется по формуле:

где - удельная поверхность колец Рашига.

Площадь поперечного сечения декарбонизатора при плотности орошения определяется по формуле:

Диаметр декарбонизатора:

Высота насадки колец Рашига:

Расход воздуха на декарбонизацию воды:

Выбираем декарбонизатор Д-200 с производительностью Q=200м³/ч; d=2060мм; F=3,33м²; Q_возд=5000м³/ч.