
- •Теплогенерирующие установки
- •Часть 2 Методические указания к дипломному проектированию
- •634003, Г. Томск, ул. Партизанская, 15. Оглавление
- •1. Отопительные котельные
- •1.1. Закрытая система теплоснабжения
- •1.2. Открытая система теплоснабжения
- •2. Расчет
- •2.1. Расчет принципиальной тепловой схемы
- •2.2. Расчет принципиальной тепловой схемы
- •3. Производственно-отопительные
- •3.1. Закрытая двухтрубная система теплоснабжения
- •3.2. Открытая двухтрубная система теплоснабжения
- •4. Расчет
- •4.1. Расчет принципиальной тепловой схемы
- •4.2. Расчет принципиальной тепловой схемы
- •5. Расчет оборудования
- •5.1. Расчет диаметров труб тепловой схемы
- •5.2. Расчет водоподготовительной установки
- •5.2.1. Расчет II ступени Na-катионирования
- •5.2.2. Расчет I ступени Na-катионирования
- •5.3. Подбор деаэратора
- •5.4. Подбор насосов
- •5.4.1. Подбор сетевых насосов
- •5.4.2. Подбор подпиточных насосов
- •5.4.3. Подбор питательных насосов
- •5.4.4. Подбор насосов исходной воды
- •Список рекомендуемой литературы Основная литература
- •Дополнительная литература
- •Термодинамические свойства воды и водяного пара в состоянии насыщения (по давлению) [6]
- •Состав воды некоторых рек России [5]
- •Трубы стальные электросварные прямошовные
- •Конструктивные и технологические показатели фильтров [5]
- •Конструктивные и технологические показатели вакуумных деаэраторов [3, 5]
- •Конструктивные и технологические показатели атмосферных деаэраторов [5]
- •Насосы сетевые [7]
- •Насосы исходной воды и подпиточные насосы [7]
- •Насосы питательные [7]
5.2.2. Расчет I ступени Na-катионирования
Расчет Na-катионитных фильтров первой ступени аналогичен расчету фильтров второй ступени. При этом необходимо учесть, что отмывку катионита II ступени предусматривают фильтратом (очищенной водой) первой ступени катионирования.
В этой связи расход воды, т/ч, на I ступень водоподготовки определится следующим образом:
– для производственно-отопительной ТГУ с закрытой системой теплоснабжения
;
– для производственно-отопительной ТГУ с открытой системой теплоснабжения
.
Допустимая
расчетная скорость фильтрования,
,
через Na-катионитные
фильтры I
ступени принимается в зависимости
от общей жесткости исходной воды (см.
прил. 2): при
Жо
5 мг-экв/л –
м/ч,
при Жо
= 5÷10
мг-экв/л –
м/ч,
при Жо
= 10÷15
мг-экв/л –
м/ч.
Расчетная площадь фильтрации, м2, определяется по формуле
.
Исходя из расчетной площади фильтрации, определяется расчетный минимальный диаметр фильтра, м:
.
По
величине
по прил. 4 выбирается
стандартный фильтр с диаметром
,
имеющим ближайшее и большее значение
к расчетному.
Действительная скорость фильтрования, м/ч, определится из выражения
,
где
– площадь фильтрования стандартного
фильтра, м2
(прил. 4);
– количество работающих фильтров на I
ступени очистки
(принимается в количестве не менее двух,
кроме резервного, который в расчете не
учитывается).
Число регенераций каждого Na-катионитного фильтра в сутки определяется по формуле
,
где
– общая жесткость исходной воды,
поступающей на Na-катионитные
фильтры, мг-экв/л (прил. 2);
–
высота слоя катионита, м
(прил. 4);
– рабочая обменная емкость катионита,
г-экв/м3,
определяемая по
формуле
,
где
– коэффициент эффективности регенерации
натрий-катионита, учитывающий неполноту
регенерации катионита, принимаемый по
табл.
5.1;
– коэффициент, учитывающий снижение
обменной емкости катионита, принимаемый
по табл.
5.2;
– полная обменная емкость катионита,
г-экв/м3
(допускается принимать: для сульфоугля
с крупностью зерен
0,5÷1,1
мм
–
500 г-экв/м3;
для катионита КУ-2 крупностью
0,8÷1,2
мм
–
1500÷1700
г-экв/м3);
– удельный расход воды на отмывку 1
м3
катионита,
принимаемый равным для сульфоугля
–
4 м3
и для КУ-2
– 6
м3.
Необходимо учесть, что число регенераций каждого фильтра в сутки должно быть в пределах от одной до трех. При большем количестве регенераций необходимо увеличивать либо диаметр фильтра, либо число фильтров.
Для
выбора коэффициента
необходимо знать удельный расход соли
на регенерацию катионита,
,
который принимается в размере 120÷150
г/г-экв.
Таблица 5.1
Удельный расход
поваренной соли на регенерацию
катионита,
|
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
Коэффициент
эффективности регенерации катионита
|
0,62 |
0,74 |
0,81 |
0,86 |
0,9 |
Таблица 5.2
|
0,01 |
0,05 |
0,1 |
0,5 |
1 |
5 |
10 |
|
0,93 |
0,88 |
0,83 |
0,7 |
0,65 |
0,54 |
0,5 |
Примечание:
СNa
–
концентрация
натрия в исходной воде, г-экв/м3,
определяемая по формуле
,
где
– содержание ионов
в исходной воде, мг/л (прил. 2); 23 –
молекулярная масса натрия.
Объем катионита, м3, в фильтрах I ступени следует определять по формуле
.
Расход 100 %-й соли NaCl на одну регенерацию фильтра определяется по формуле
,
где – удельный расход соли на 1 г-экв рабочей обменной емкости катионита, принимаемый по табл. 5.1.
Расход воды, м3, на одну взрыхляющую промывку фильтра определяется из выражения
,
где
– интенсивность взрыхляющей промывки
фильтров, л/(с∙м2),
принимаемая равной 4
л/(см2)
при крупности зерен катионита
0,5÷1,1
мм и 5
л/(см2)
при крупности
0,8÷1,2
мм;
– продолжительность взрыхляющей
промывки, мин, принимаемая около 20÷30
мин.
Расход воды на приготовление регенерационного раствора соли, м3, определяется из выражения
,
где
– концентрация регенерационного
раствора, %, принимаемая для фильтров I
ступени в размере 5÷8
%; 1,203 –
плотность регенерационного раствора,
т/м3.
Расход воды на отмывку катионита от продуктов регенерации, м3, определяется по формуле
.
Общий расход воды на одну регенерацию фильтра, м3, без использования отмывочных вод на взрыхляющую промывку составит
.
Время регенерации фильтра, мин, определяется из выражения
,
где – продолжительность взрыхляющей промывки, мин;
– время
пропуска регенерационного раствора
через фильтр, мин;
–
время отмывки фильтра от продуктов
регенерации, мин.
Время пропуска регенерационного раствора через фильтр, определяется из выражения
,
где – скорость фильтрования регенерационного раствора через фильтр, принимаемая в размере 3÷4 м/ч.
Время отмывки фильтра от продуктов регенерации определяется по зависимости
,
где – скорость фильтрования исходной воды для отмывки катионита, принимаемая в размере 6÷8 м/ч.
Время между регенерациями фильтра, ч, определяется из выражения
.