КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Котлоагрегатами
Розрахунок виконується в такій послідовності: 1. Розраховується попередній пароводяний баланс котельні (без урахування безупинного продування), що використовується в розрахунку хімводоочистки для встановлення необхідності безупинного продування, її розміру, а також власних потреб хімводоочистки (ХВО). 2. Проводиться повний розрахунок теплової схеми котельні по всім позиціям. Вихідними даними для розрахунку теплової схеми котельні з паровими котлоагрегатами є: теплові навантаження, параметри теплоносія в тепловій мережі, параметри виробленої і відпускаємої пари, кількість повертаємого від споживача конденсату з його температурою. Так само як і для котельні з водогрійними котлоагрегатами існує відмінність у розрахунку теплової схеми котелень для закритих і відкритих систем теплопостачання. Для закритих систем теплопостачання: - розрахункова витрата води теплової мережи в зимових режимах, кг/с ; - розрахункова витрата води в літньому режимі, кг/с
; - кількість зворотньої води, кг/с Для відкритої системи теплопостачання: - розрахункова витрата води в зимовому режимі, кг/с - розрахункова витрата води в літньому режимі, кг/с - розрахункова витрата підживлеої води в зимових режимах, кг/с ; - кількість зворотньої води, кг/с 5 Оцінка теплової ефективності теплової схеми Оцінка теплової ефективності складеної теплової схеми котельні може бути виконана з урахуванням к.к.д. нетто:
або
; де SЭвп - сумарна витрата електричної енергії на власні потреби, МВт; SQвп - витрата теплоти на в.п. ТГУ, МВт; В - витрата палива, кг/с, м3/с;SQ - сумарна виробка теплової енергії, МВт; SQн- нижча теплота горіння палива, кДж/кг(м3)
Якщо SQвід - кількість відпущеної теплової енергії, то SQвід =S Q - SQвп;
Qвп = (7ё 17)%Qвід.
Тема 2.3 Водопідготовка Кількість годин - 6 Кількість лекцій - 3 (Лекції- 3,4,5) Лекція 2.3 Докотлова обробка води
1 Водно-хімічні характеристики природних вод 2 Призначення водопідготовки 3 Освітлення води 4 Пом'якшення води методом іонного обміну 5 Регенерація іонітових фільтрів 6 Вибір схеми іонітових установок
1 Водно-хімічні характеристики природних вод Якість води характеризується наявністю і концентрацією домішок, що містяться в ній. При круговому русі в природі вода на своєму шляху поглинає гази, розчиняє різноманітні з'єднання, і, нарешті, у ній знаходяться мікро- і макроорганізми, тобто вода джерел ніколи не вільна від солей, механічних і інших домішок, газів і організмів. Якість води в ТГУ частіше усього характеризують такими ознаками: - загальна жорсткість Жо, карбонатна Жк (тимчасова), некарбонатна Жнк (постійна), мгЧ экв/кг в.; кількість зважених часток, мкг/кг; загальний солевміст, мкг/кг; концентрація кремнієвої кислоти, мкг/кг; концентрація О2 і СО2, мкг/кг; загальна лужність, мг-экв/кг в. 1мг-экв/кг відповідає вмісту 20,04 мг/кг Са2+ або 12,16 мг/кг Мg2+;
Таблиця 2.3.1 Таблиця основних речовин, розчинених у воді
2 Призначення водопідготовки У виробничих і опалювальних ТГУ вода, що надходить із різноманітних джерел, витрачається на надолуження втрат конденсату, пари, води з теплової мережі і на власні потреби котельні. Втрати води при виробництві пари відбуваються в межах власне ТГУ за рахунок витрати частини пари на власні потреби і за рахунок втрат конденсату від споживачів через забруднення.
У водогрійних ТГУ вода губиться частково через витрати на власні потреби, через витоки води в системі теплопостачання, які пояснюються нещільністю з’єднань, якщо ця система відкрита, то до втрат додається витрати води з теплових мереж на гаряче водопостачання. Відшкодування витрат пари або води на покриття втрат і інші потреби ТГУ здійснюють через спеціальні устрої, комплекс яких називають водопідготовкой. У циклі котлоагрегата вода на різноманітних стадіях процесу має різноманітні назви: вхідна вода; додаткова підживильна вода; живильна вода; котлова вода. У живильну воду надходять різноманітні домішки, що призводить до утворення відкладень на поверхнях нагрівання котлоагрегатів і до порушення їхньої нормальної роботи, погіршенню якості пари, води і до інтенсивного протікання корозійних процесів. Тому для безперебійної і економічної роботи котлоагрегата велике значення має правильна організація водяного режиму, що забезпечує високий ступінь чистоти пари і води, запобігає утворенню відкладень на поверхнях нагрівання і захищає від корозії. Домогтися цього можна підвищенням якості живильної води в цеху водопідготовки. При виборі схеми водопідготовки розрізняють докотлову і внутрішньокотлову обробку води. Передбачається така схема докотлової водопідготовки в залежності від якості вхідної води: 1. Освітлення води. 2. Зниження жорсткості (пом'якшення води) - метод іонного обміну. 3. Видалення з води розчинених корозійних-агресивних газів (дегазація-деаерація).
3 Освітленние води Процес видалення грубодисперсних і колоїдних домішок називають освітленням. Його здійснюють шляхом фільтрування і відстоювання води. Найбільш дрібні частки укрупнюються - коагулюються при обробціі води реагентами перед обробкою у механічних фільтрах. Коагулянтами служать сірчанокислий алюміній A2(SO4)3Ч18H2O і залізний купорос (сірчанокисле закисне залізо) – FeSO4Ч 7 H2O і хлорне залізо – FeCl3. Вода перед коагуляцією для прискорення процесу підігрівається до 25-30°С. Коагулянти викликають корозію, тому устаткування потребує захисного покриття. На рис. 2.3 показана прямоточна схема освітлення води з механічним фільтром.
Освітлювальний фільтр представляє собою металевий резервуар, у якому на дренажній системі розташовується прошарок фільтруючого матеріалу. Зважені речовини осаджуються і поступово збільшують опір фільтра від сотих часток до 0,1 МПа. Тривалість роботи механічного фільтра від 2 до 22 годин, після чого фільтр промивають водою. Перед промиванням його обробляюють стислим повітрям для розпушення матеріалу на протязі 9-10 хв. Видалення заліза, що міститься у воді рік і водойм у виді колоїдних з'єднань, проводять коагуляцією, вапнуванням і хлоруванням.
1- вхідна вода; 2 - насос-дозатор; 3 - бак із розчином коагулянтом; 4 - шайби; 5 - механічний фільтр; 6 - освітлювальний фільтр; 7- бак промивної води; 8- лінія промивання; 9- освітлена вода. Рисунок 2.3.1 Схема освітлення води 4 Пом'якшення води методом іонного обміну Метод іонного обміну заснований на спроможності деяких нерозчинних у воді матеріалов-катіонів поглинати присутні у воді катіони Са2+ і Mg2+, віддавая воді катіони Na+, H+ і амонію NH4+, котрими попередньо насичують матеріал: 2 RNa + Ca2+ «R2Ca + 2Na+; RH + Na+ «RNa + H+; 2RNH4 + Mg2+ «R2Mg + 2NH44+; ROH + Cl- «RСl + OH- У залежності від утримання в поверхневому прошарку катіоніта того або іншого обмінного катіона розрізняють Na-катіонування, H-катіонування і NH4-Na-катіонування. При фільтрації води через прошарок матеріалу, катіони обмінюються, унаслідок чого загальна Жо може бути знижена до 0,015 мг-экв/кг. Катіони Na+ у Na-катіонітних фильтрах обмінюються при фільтрації з катіонами Са2+ і Мg2+ і утворять у пом'якшеній воді натрієві солі з великою розчинністю – NaHCO3, NaCl, Na2SO4 і Na2SiO3. Надалі з бікарбонату Na (NaHCO3) у котловій воді утворюється карбонат Na (Na2CO3) і двоокис вуглецю СО2, що призводить до збільшення лужності котлової води, тому що карбонат натрію утворює надалі їдкий натр (NaOH) NaHCO3 ® Na2CO3 + CO2 + H2O, Схема Na-катіонітної установки приведена на рис. 2.3.2. Na-катіонування в залежності від необхідної Ж-сти живильної води буває одноступінчате або двоступінчате. При однім ступені пом'якшення вода знижує загальну Ж до 0,1 мг-экв/кг, при двоступінчатої ~ 0,015 мг-экв/кг.
Заповнюються Na-катіонітні фільтри сульфовугіллям або катіонітом марки КУ-2. Температура води перед фільтрами повинна складати 25-30° С.
1 - вхідна вода, 2 - фільтр-розчинник солі, 3 - Nа-катіонітний фільтр, 4 - бак промивної води, 5 – пом’якшена вода Рисунок 2.3.2 Схема Nа-катіонування . . 5 Регенерація іонітних фільтрів У процесі роботи іоніт насичується поглиненими з води іонами Ca2+ і Мg2+ і утрачає свою обмінноспроможність. При цьому Ж вихідної води підвищується. Для відновлення обмінноспроможності іоніта проводиться його регенерація - процес зворотний основному. Регенерація іонітового фільтра складається з таких операцій: а) розпушення; б) сама регенерація; в) промивання. Розпушення виконується з метою усунути перед регенерацією ущільнення іоніта і видалити дрібні частки іоніта. Інтенсивність розпушення іоніта визначається у розміром 3-5 л/м2с при тривалості 15-20 хв. Регенерація Na-катіоніта провадиться 7-8 %-ным розчином NaCl; Н-катионита - 1,5 %розчином H2SO4; NH4-катіоніта - 5 % розчином NH4Cl (хлористий амоній); ОН-аніоніта - 4 % розчином NaOH. Швидкість пропускання регенераційнного розчину H2SO4 - 10 м/год щоб уникнути «загіпсування» катіоніта, для інших розчинів 4-5 м/год. Промивання виконується з бака 4 із метою видалення з фільтра надлишку регенераційнного розчину і продуктів регенерації. Про завершення регенерації судять по Ж води з фільтра, що повинна бути звичайно 0,05-0,1 мг-экв/кг. 6 Вибір схем іонітовтх установок Na-катіонування застосовується для ТГ із тиском не вище за середнє. Слід зазначити: живлення парових ТГ водою після Na-катіонування викликає в них наростання лужності. При обмеженнях у Щ котлової води, в вмістуі вуглекислоти в парі й обмежених розмірах продування застосовують NH4-Na-катіонування. При необхідності глибокого зниження сухого залишку і Щ використовується метод Н-катіонування. Для зниження кислотності води Н-катіонування сполучають з Na-катіонуванням, що дає лужну воду, яка змішуючись із кислою водою, її нейтралізує. З ряду подібних схем найбільше поширення одержала схема послідовного Н-Na-катіонування з «голодною» регенерацією, коли потрібна руйнація бікарбонатного іона з зниженням тільки Жк (лужності) до 0,7-1,5 мг-экв/л. На відміну від звичайного процесу Н-катіонування (при який береться надлишок кислоти в 1,5-2 разу більше теоретичного) у цьому процесі витрата кислоти на регенерацію відповідає теоретичному або навіть декілька менше його. Пом’якшення води відбувається на Na-катіонітних фильтрах (рис.).
1- Na- катіонітний фільтр; 2 - насос; 3 - механічний фільтр; 7— Н- катіонітний фільтр; 8 — декарбонізатор; 9— вентилятор Рис. 2.3.3 Схема H-Na катионування
Лекція 2.4 Дегазація води 1 Основи теорії дегазації води 2 Термічний спосіб дегазації води 3 Хімічна дегазація води 4 Установка деаераторів
1 Основи теорії дегазації води Деаерація живильної і підживленої води - одна з обов'язкових стадій процесу водопідготовки. Сутність цього процесу полягає в тому, щоб знизити і довести до припустимих меж вміст у воді агресивних газів - кисню і вуглекислоти (дегазація). Ці гази викликають розвиток хімічної корозії на поверхні, виготовленої зі сталі і чавуна. Основним засобом видалення газів із води і, отже. запобігання корозії є термічна деаерація, що заснована на використанні закону розчинності газів у рідині - закону Генри «вагова кількість газу Gг (мг/кг), розчиненого в одиниці об'єму води, прямопропорційна тиску газу рг в ізотермічних умовах: G=y p* pг, yр[ мг/кг], рг=МПа.». Це твердження особливо справедливо для погано розчинних газів, а рівноважний стан добре розчинних газів (О2; СО2) описується законом Генри тільки при дуже низьких концентраціях. На підставі закону Генри можна визначити концентрацію розчиненого газу в рідині по формулі G = , мг/кг де aа-коэфіцієнт абсорбції при даній температурі рідини, приведений до нормальних умов; rг-плотность газу при нормальних умовах, кг/м3; rр-плотность рідини, кг/м3; Рг-парціальний тиск газу над поверхнею рідини; Ро-нормальний тиск,МПа. Як очевидно з цього рівняння при зниженні парціального тиску газу над розчином до ® 0 (Рг=0) рівноважна концентрація газу в рідині також знижується до 0. Так як парціальний тиск парів рідини над поверхнею розчину при температурі насичення досягає тиску самої рідини, а парціальний тиск розчинених у рідині газів над поверхнею розчину дорівнює 0, отже і розчинність у рідині, нагрітої до температури насичення, також буде дорівнюватись 0. На цій властивості розчинів і заснований принцип термічної деаерації, що проводиться в спеціальних апаратах, названих деаераторами. Термічна деаерація можлива при будь-якому тиску. По тиску деаератори діляться на такі групи: а) вакуумні при Рабс. =0,0075-0,05 МПа; б) атмосферні при Рабс. = 0,12 МПа; в) підвищеного тиску при Рабс. =0,6-0,8 МПа; г) деаератори перегрітої води.
2 Термічний спосіб дегазації води У термічному деаераторі взаємозалежні процеси виділення вільної вуглекислоти і розкладання бікарбонату натрію: 2NaHCO3® Na2CO3 + CO2 +H2O, Na2CO3 + H2O® 2NaOH+CO2. Отже, у деаераторі повинний бути забезпечений безупинний відвід із деаерованої води в паровий простір вільної вуглекислоти, яка виділяється, що у свою чергу уповільнює термічне розкладання. Звідси випливає необхідність подачі пари, вільної від вмісту розчиненого CO2 і інтенсивне видалення з деаератора газів, що виділилися. Деаератори повинні задовольняти таким вимогам: - мати двоступінчату схему деаерації води; забезпечувати швидкий нагрів води і підтримувати відповідну температуру води, що надходить у деаератор; забезпечувати більш тонке роздрібнення води. Принципова схема деаераційної установки подана на малюнку.2.7 Малюнок 2.3.4 Схема атмосферної деаераційної установки 1-колонка; 2- бак; 3- водопокажчик; 4- манометр; 5- гідравлічний затвор; 6- розподільний устрій; 7,8- тарілки; 9- трубопровід випара; 10- охолодник випара; 11- хімочищена вода; 12- відвід газу; 13- трубопровід пари в колонку; 14- випуск води в затвор. Атмосферний деаератор складається з малогабаритної колонки 1 і бака-акумулятора 2 з барботажним устроєм. У колонці розташовані дірчасті тарілки 7,8.Вода надходить через розподільний устрій 6 на верхню тарілку 7,попередньо перемішуючись із подаваним конденсатом. З колонки 1 вода зливається в бак 2, у якій рівень її підтримується на визначеній висоті для створення над рівнем води постійної парової подушки. Пара у колонку підводиться знизу по патрубку 13 з отворами для кращої її розподілу. Вода, яка потребує деаерації деаерації 11,підводиться у верхню тарілку, контактує з парою і стікає на нижню тарілку, а потім у бак-акумулятор. Гази і частина пари, що не скондесувалася, відводяться через патрубок 9 у самій верхній частині колонки. Для кращої деаерації води, крім підігріву її в колонці, застосовується схема, у якій пара спочатку надходить у бак на барботаж, а потім у колонку. Вакуумна деаерація (мал.2.8) в основному застосовується в ТГУ, обладнаних водогрійними ТГ.Вакуум створюється водоструминним ежектором 5. Випар і газ із деаераційної колонки відсмокчується ежектором за рахунок чого і створюється вакуум у колонці. У ежекторі випар конденсується, а гази виводять в атмосферу. Малюнок 2.3.5 Схема вакуумної деаерації Продуктивність деаераторів вибирається по максимальній витраті живильної води для ТГУ і підживленої води, яка поступає у тепломережу. Розмір місткості всіх баків ТГУ розраховується для невеликих установок на 20-30 хв. запасу їхньої максимальної продуктивності і на значних установках 15 хв. запасу. У значних відкритих системах теплопостачання при кількостях води від 150 м3/годину і вище після деаераторів підживленої води встановлюється на територіїТГУ баки-акумулятори. Місткість баків-акумуляторів,які вирівнюють добове споживання води визначається з виразу V=(21,6...14…14,4)G ргв, 3 Хімічна деаерація води Здійснюється сульфітуванням. У живильну воду після її підігріву до 80оС вводять розчин сульфіта натрію (Na2SO3), що поглинає кисень. При цьому утворюється добре розчинний і корозійний-неактивний сульфат натрію Na2SO4. Проте при тиску вище 0,6 МПа сульфіт натрію розкладається з утворенням сірчаног ангідріда, що корозійно активний. Видалити кисень можна з води фільтруванням через сталеву стружку з графітом або чавунну стружку прошарком 1,5-2,0 м при температурі води 50-70оС. Вода через процес електричної корозії звільняється від частини розчиненого в ній кисню, створюючи окис заліза, частина яких залишається в прошарку, а інша виводиться з водою й освітлюється в спеціальних фільтрах. Вміст кисню після фільтрації 0,1 - 0,2 мг/л. Проте при цьому СО2 не уловлюється так само як і при сульфітуванні, що обмежує їхнє застосування
Дата добавления: 2014-01-11; Просмотров: 1042; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |