Химико-технологический расчет водоподготовительной установки ТЭС

 

 

2.4 Расчет осветлителя

2.4.1 Часовой расчет осветлителя.

 

где - часовой расход воды после механического фильтра,

- расход воды  на собственные нужды после  механического фильтра.

 

2.4.2 Производительность каждого осветлителя.

 

где - часовой расход воды на продувку осветлителя.

 

Исходя из производительности каждого осветлителя, выбираем осветлитель марки ВТИ – 160, у которого производительность равна 160 ; диаметр – 7000 мм; высота –12247 мм, масса конструкции – 19,3 т.

2.4.3 Количество шлама, образующегося при известковании и коагуляции.

 

где - концентрация в исходной воде,

- расчетная доза извести в физико–химическом расчете,

- концентрация  в исходной воде,

 

2.4.4 Величина продувки осветлителя.

 

 

где b – средняя концентрация взвешенных веществ в исходной воде,

2.4.5 Количество воды, подаваемой в осветлитель.

 

 

2.4.6 Суммарный поток воды на осветлитель.

 

 

2.5 Расчет известково-коагуляционной установки

 

2.5.1 Расчет коагуляционной установки

Суточный расход безводного коагулянта.

 

 

 

 

 

Объем суточного расхода  коагулянта.

 

 

Суточный расход технологического коагулянта.

 

 

 

5.2. Расчет известковой установки

Суточный расход извести.

 

 

 

 

Суточный расход известкового молока.

 

 

2.6  Конструкторский расчет толщины стенки фильтра

1. Определить толщину цилиндрической части корпуса и эллиптического днища фильтра из углеродистой стали типа ФИПА А(I)-2,0/0,6.
2. Предположить тип противокоррозионного покрытия внутренней поверхности фильтра.
3. Сформулировать основные требования к конструкции и обвязке фильтра к внутренним поверхностям и контролю качества покрытия.
1. Расчет толщины стенки по данным фильтра

1Толщину стенки фильтра определяют по формуле:

,

где  – расчетная толщина стенки элемента фильтра,  – прибавка к расчетным толщинам.

2  Для фильтра, являющегося  аппаратом с внутренним давлением:

-

 – расчетное давление, – дополнительное напряжение металла (определяется по справочнику для стали Ст3, t=40 =152,7МПа), – диаметр фильтра, – коэффициент прочности сварного шва фильтра (для сварного шва).

3 Определить расчетную толщину стенки фильтра: 
-

4 Прибавка к расчетной  толщине стенки фильтра:

 

 – прибавка  на уменьшение толщины стенки  фильтра за счет коррозии с  учетом срока службы. При глубинном  показателе скорости коррозии  и сроке службы оборудования 20 лет (

 – прибавка  на компенсацию минусового допуска  на толщину стенки фильтра  (

 – технологическая  прибавка, предусматривающая уменьшение  стенки фильтра при технологических  операциях (

Толщина стенки фильтра должна быть не менее:

 

    Толщина выпуклого днища учитывает диаметр фильтра и высоты днища фильтра (Н=0,4 м):

-

R – радиус кривизны при вершине днища:

 

7 Расчет кривизны днища:

 

8 Расчет расчетной толщины стенки днища:

-

9 Расчет прибавки по п. 1.4.

прибавка, учитывающая  изготовление днища методом штамповки (

 

 Выбор типа противокоррозионного  покрытия фильтра.

1  В номенклатуре заданный фильтр находится под действием агрессивных сред в режимах фильтрования и регенерации. Значит, внутренняя поверхность фильтра подлежит коррозионному воздействию.

2 Действующая система противокоррозионного покрытия – это гуммирование. Возможно, нанесение перхлорвиниловых материалов.

2.6.3 Основные требования к конструкции и обвязке фильтров, внутренним поверхностям и контролю качества покрытия.

1 Внутренняя поверхность фильтров и трубопроводов не должны иметь раковин, трещин и других дефектов.

2 Длина элементов наружного трубопровода не должна превышать 2м.

3 Острые кромки деталей необходимо округлить.

4 Зачистка поверхности производится пескоструйным или дробеструйным способами с последующим обезжириванием.

5 Качество защитных покрытий контролируют наружным осмотром и простукиванием.

6 Однородность покрытия и его качества определяют электроконтактным дефектоскопом.

2.7 Расчет декарбонизатора с насадкой из колец Рашига

2.7.1 Количество , удаляемого в декарбонизаторе.

Концентрация  на входе в декарбонизатор  в схемах предочистки с рН ≈ 10,2 рассчитывается с учетом удаления исходной воды при известковании и остаточных бикарбонатной и карбонатной щелочностей и соответствующих мольных масс и эквивалентов. Для рассмотренных условий концентрация перед декарбонизатором равна:

 

 

 

2.7.2 Количество , удаленного в декарбонизаторе.

 

 

2.7.3 Необходимая площадь десорбции при температуре 30 (с учетом коэффициента десорбции и средней движущей силы десорбции , определяемых по справочной литературе).

 

 

2.7.4 Площадь требуемой поверхности насадки.

 

 

2.7.5 Объем насадки при удельной поверхности колец Рашинга ().

 

 

2.7.6 Площадь поперечного сечения декарбонизатора при плотности орошения .

 

 

2.7.7 Диаметр декарбонизатора.

 

 

2.7.8 Высота насадки колец Рашига.

 

 

2.7.9 Расход воздуха на декарбонизацию.

 

 

2.7.10 Аэродинамическое сопротивление декарбонизатора.

 

 

2.8 Расчет системы нейтрализации стоков ВПУ

2.8.1 Суточный расход 100 %-ной кислоты на регенерацию катионита в фильтрах

 

 

2.8.2 Вместимость баков – мерников 92 % с плотностью 1,824 определяется из расчета суточного расхода с запасом 25 %.

 

 

2.8.3 Вместимость цистерн хранения 92 %-ной из расчета месячного запаса.

 

 

 

2.8.4 Суточный расход 100 % - ого едкого натра на регенерацию анионита в фильтрах

 

 

2.8.5 Вместимость баков-мерников и цистерн хранения 42 %-ого едкого натра с плотностью 1,45 т/м³ выбирается по методике, аналогичной в п.8.2 и 8.3

 

 

 

 

 

 

 

2.8.6 Стехиометрический суточный расход 100 % на регенерацию катионита в фильтрах

 

 

 

2.8.7 Стехиометрический суточный расход 100 % NaOH на регенерацию анионита в фильтрах

 

 

2.8.8 Избыток 100 % в сточных водах за одни сутки.

 

 

2.8.9 Суммарный избыток кислоты на регенерацию катионита в фильтрах по сравнению со стехиометрическим.

 

 

2.8.10 Избыток 100 % NaOH в сточных водах за 1 сутки.

 

 

2.8.11 Суммарный избыток щелочи на регенерацию анионитов в фильтрах по сравнению со стехиометрическим.

 

 

2.8.12 Сравнение пунктов 8.8 и 8.10 показывает, что в сточных водах ВПУ имеется избыток кислоты 13,39– 8,89=4,5 который должен быть нейтрализован 1 – 1,5 %-ным раствором свежей щелочи, либо на этот избыток можно увеличить суточный расход щелочи при регенерации фильтров.

2.8.13 Для сбора и нейтрализации кислотных и щелочных вод на ВПУ устанавливают 2 бака – нейтрализатора (рабочий и резервный) вместимостью, рассчитанной на суточный объем регенерационных растворов и отмывочных вод катионитных и анионитных фильтров и суточный расход нейтрализующего реагента.

 

 

2.8.14 Для уточнения количества кислоты, расходуемой при последовательном пропуске через фильтр находим избыток кислоты при регенерации :

 

 

 

 

2.8.15 Снижение количества 100 % , подаваемой на регенерацию фильтров , при последовательном пропуске раствора, составляет.

 

 

2.8.16 Уточненный расход свежей 100 %-ной щелочи на регенерацию фильтра при установке промежуточных баков и насосов для перекачки регенерационного раствора фильтра .

 

 

Учет полученного значения приводит к уменьшению расхода товарной кислоты на регенерацию катионитных фильтров.

 

Таблица 2.6 - Изменения качества обрабатываемой воды по ступеням очистки

Показатель	ИВ	ИК	М				Д
1	2	3	4	5	6	7	8	9
	2,796	1,347	1,347	0,013	0,013	следы	-	-
	1,569	1,569	1,569	1,569	0,156	0,156	-	-
	2,705	14,136	-	-	-	-	-	-
	2,679	3,692	-	-	-	-	-	-
	0,66	1,66	1,66	1,66	следы	-	-	-
	0,958	0,958	0,958	0,958	0,03	0,03	0,03	следы
	0,048	0,048	0,048	0,048	следы	-	-	-
	5,7	3,42	3,42	3,42	3,42	3,42	3,42	следы
	0,144	0,144	0,144	0,144	0,144	0,144	0,144	следы
Взвешенные вещества	172,4	17,24	0,017	0,017	0,017	0,017	0,017	0,017
Окисляе-мость	14,8	10,36	-	-	-	-	-	-

 

Вывод: показатели качества обрабатываемой воды после очистки на водоподготовительной установке значительно снизились в следующих процентных соотношениях: общая жесткость уменьшилась на 47%, жесткость карбонатная - на 99%, общая щелочность снизилась на 99,48%, содержание взвешенных веществ – на 90%, окисляемость – на 30%, солесодержание снизилось на 60%. Содержание углекислого газа в воде после механических фильтров понизилось на 90%,а после деаэратора его концентрация стала ничтожно малой. Исходная вода прошла две стадии очистки: предварительную ( в осветлителях и на механических фильтрах) и ионитное химическое обессоливание, и соответствует нормам качества воды для барабанных котлов.