1. Расчёт водоподготовительной установки.

Водоподготовительная установка (ВПУ) предназначена для восполнения внутренних и внешних потерь теплоносителя, которые учитывают следующим образом:

• потери с продувкой котлов: q_пр = р % Dn;

где р – величина непрерывной продувки, %;

D – паропроизводительность котла, т/ч;

n – количество котлов в котельной;

• внутренние потери котельной: q_внутр = 2%Dn;

• внешние потери равны потере конденсата на производстве и сетевой воды в тепловых сетях.

Таким образом, производительность ВПУ составит:

Q_впу = q_пр + q_внеш + q_внутр.

Для удобства эксплуатации примем к установке на первой и второй ступенях умягчения однотипные фильтры.

Выбор типа фильтра проводится по условиям работы первой ступени, как несущей основную нагрузку по очистке воды от солей жесткости.

Определим условную площадь фильтрования одного фильтра:

f_усл =Q_впу / (v  m₁) , м ² ,

где Q_впу  производительность ВПУ, м³/ч;

v  скорость фильтрования воды через фильтры первой ступени, м/ч [1, табл. 11.14];

m₁  количество фильтров первой ступени, принимаем равным m₁ = 3 (два рабочих, один на регенерации или в резерве).

f_усл = 3,72/(10*3) = 0,124 м².

По полученной условной площади фильтрования определим условный диаметр фильтра:

d_усл = = м.

Принимаем к установке фильтр по расчетному диаметру ближайший больший из стандартных [1, табл.11.4]. По стандартному диаметру уточним действительную площадь фильтрования:

м².

После выбора типа и количества фильтров водоподготовительной установки дальнейший расчет ведется от конца технологического процесса. Это необходимо для более точного учета расхода обрабатываемой воды на собственные нужды ВПУ и правильного определения нагрузки первой ступени умягчения. Собственные нужды ВПУ складываются из расхода воды на приготовление регенерационного раствора и воды, расходуемой на отмывку ионита при регенерации фильтра, которая должна производиться умягченной водой.

2. Расчёт второй ступени фильтров вту.

Продолжительность полезной работы фильтров (фильтроцикл) при одном резервном определяется по формуле:

,

где f_cт  площадь стандартного фильтра;

h – высота загрузки катионита, м, [1, табл.11.4];

Е_р  рабочая обменная емкость катионита, г-экв/м³, [1, табл.11.5];

m₂ – количество фильтров в ступени, шт.;

Q_впу – производительность водоподготовительной установки;

∑U  суммарное содержание катионитов в воде, поступающих на фильтр, мг-экв/кг:

• для I ступени ∑U = ж_св = 3,5 мг-экв/кг;

• для II ступени ∑U = 0,2…0,3 мг-экв/кг.

,

Продолжительность фильтрацикла больше минимальных 8 часов.

Количество регенераций в сутки:

n=24/(t+Т),

где t  продолжительность операций, связанных с регенерацией фильтра t=2,5…3,0 часа.

n=24/(3+525) = 0,045.

Объем ионитных материалов, загруженных в фильтры в набухшем (влажном) состоянии:

объем катионита в одном фильтре, м³:

V = f_ст*h,

где h – высота загрузки ионита, м;

V = 0,392 = 0,78 м³,

объем катионита в фильтрах ступенях, м³:

V = f_см  h  m₂,

где m₂ – количество фильтров в ступени;

V = 0,3923 = 2,34 м³.

Расход воды на собственные нужды рассчитываемой группы фильтров при проведении регенерации, м³/ч:

= (V_влР_y n)/24 ,

где Р_y  удельный расход воды на собственные нужды ионитных фильтров, м³_воды/м³_ионита [1, табл. 11.5];

= (9,10,045)/24 = 0,038 м³/ч.

Суточный расход технической поваренной соли NaCl на регенерацию одного фильтра:

NaCl =(bV100)/С,

где С  содержание активного действующего вещества в техническом продукте, %, (С_NaCl =85…95%);

b  удельный расход NaCl на регенерацию ионита, кг/м³, [1, табл. 11.5];.

NaCl =(902,34100*0,5)/90 = 117 кг/сут.

По результатам расчета фильтров первой ступени производительность установки необходимо увеличить на величину собственных нужд и, следовательно, часовой расход воды на фильтры первой ступени умягчения составит:

м³/ч.