Водно-химический комплекс промышленно-отопительной ТЭЦ мощностью 800 МВт

  е_р-рабочая обменная емкость ионита;

 

 

 

 

Количество регенераций в сутки:

 

                                                           , где

 

t – продолжительность операций связанных с регенерацией фильтров, ч; 
    T- полезная продолжительность фильтроцикла;

 

Объем ионитного материала, загруженного в фильтры во влажном состоянии:

 

                                

 
Расход воды на собственные нужды  рассчитываемой группы фильтров: 
 
                                 ,

 
где   Р_и – удельный расход воды на собственные нужды ионитных фильтров, м³/м³                                     
                       Расход NaСl на регенерацию одного фильтра:

 

                           

 

              где  b – расход 100 % реагента на 1 м³ ионита (табл.2[1]).

 

                                   Расход технического продукта:

 

                               ,

 
где  С – содержание активнодействующего  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:

                                          

 

 

6.3 Расчет предочистки.

Расчет группы осветлительных фильтров.

               Производительность осветлительных фильтров:                           

                   , 
                                Необходимая площадь фильтрования:

;

    Необходимая площадь фильтрования каждого фильтра:                                                   

                                            

                          Диаметр каждого фильтра:

                              

Из таблицы 1[1] выбираем фильтр типа ФОВ-3,4-0,6  (рабочее давление – 0.6 МПа, диаметр фильтра – 3400 мм, высота фильтрующей загрузки – 1000 мм, расход воды при расчетной скорости фильтрования – 90 м³/ч).

                          

   Расход воды на  взрыхляющую промывку каждого осветлительного фильтра:

                              ,  где 

i  - интенсивность взрыхления фильтра, загруженного антрацитом 12 л/(с×м²); 
t_взр – продолжительность взрыхления 5-10 минут.

                    Расход воды на отмывку осветлительного фильтра:

                                             

 

                             Часовой расход воды на промывку ОФ:

                       

Производительность брутто с учетом расхода воды  на промывку осветлительных фильтров:

,

Действительная скорость фильтрования во время выключения одного фильтра на промывку (при работе m-1 фильтров):

,

              что < 10 м/ч, значит, резервный фильтр не требуется.

Для удобства эксплуатации выбираю 4 трехкамерных фильтра типа ФОВ-3К-3,4-0,6 (рабочее давление – 0.6 МПа, диаметр фильтра – 3400 мм, высота фильтрующей загрузки – 900*3 мм, расход воды при расчетной скорости фильтрования – 300 м³/ч).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет осветлителей.

Суммарная производительность осветлителей принимается равной 110% расчетного расхода осветленной воды, при этом устанавливается не менее двух осветлителей. 
       Емкость каждого из двух осветлителей определяем по формуле:

          ,   где

- полная производительность  всей установки, м³/ч; 
          t - продолжительность пребывания воды в осветлителе 1-1.5 ч.

По таблице 4[1] выбираем ближайший по емкости серийный осветлитель ВТИ-630и (производительность 630 м³/ч, геометрический объем 1240 м³, диаметр 14000 мм, высота 17492 мм).    

                    Расход коагулянта FeSO₄×7Н₂О в сутки:              

                        Расход технического коагулянта в сутки:                 

               С – процентное содержание  коагулянта (FeSO₄=50%);

                               Расход полиакриламида в сутки:                     

, где

                            d_ПАА- доза ПАА, равная 0,2-1,8 мг/кг.

                                Расход извести (в виде Сa(OH)₂):                   

,

     где  G_изв – суточный расход извести, кг/сутки;   37,05 – эквивалент Са(ОН)₂; 
                                          d_изв – доза извести, мг-экв/кг.

                      

                                  

                      6.4. Расчет и выбор декарбонизатора.

 Исходными данными при расчете декарбонизатора являются производительность, определяемая местом включения декарбонизатора в схему ВПУ, концентрация СО₂ на входе и выходе из декарбонизатора, температура обрабатываемой воды.

Концентрация СО₂ на входе в декарбонизатор в схемах предочистки известкования с коагуляцией рассчитывается с учетом удаления СО₂ исходной воды при известковании и остаточных бикарбонатной и карбонатной щелочностей и соответствующих мольных масс и эквивалентов. Для рассмотрения условий концентрация СО₂ равна:

                     

        Принимаем запас производительности декарбонизатора 25%:

                                  

Так как  , то выбираем блочный способ включения ионитных фильтров. В таком случае, количество декарбонизаторов равно 3, а производительность декарбонизатора равна:

                                                      

       Количество СО₂, удаленного в декарбонизаторе:

          σ_СО2= ,

Необходимая площадь  десорбции при температуре 30⁰С (с учетом коэффициента десорбции К_ж=0,50 м³/м²×ч  и средней движущей силы десорбции ΔС^ср_СО2=0,015 кг/м³):

                          

              Площадь требуемой поверхности насадки:

                         

 

 

                       Объем насадки определяется по формуле:

,

                        где f_кр=206 м² /м³- удельная поверхность колец Рашига.

Площадь поперечного  сечения декарбонизатора при  плотности орошения δ=60 м³/м²×ч  определяется по формуле:

                                              

                                 Диаметр декарбонизатора:

                                               

                              Высота насадки колец Рашига:

                                                       

                             Расход воздуха на декарбонизацию:

                                              

Исходя из полученных данных по таблице 5[1] выберем конкретный тип декарбонизатора диаметром 2060 мм, площадью поперечного сечения 3,33м² и производительностью 200 м³/ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

6.5. Анализ результатов расчета схемы.

Анализ результатов  расчета включает следующие таблицы:

1. Состав выбранного оборудования

	Наименование	Тип	Кол.	Характеристики
1	Осветлитель	ВТИ – 630и	2	Производительность – 630 м3/ч Геометрический объем  – 1240 м3 Диаметр – 14000 мм Высота – 17492 мм
2	Осветлительный  фильтр	ФОВ – 3К-3,4-0,6	4	Рабочее давление – 0,6 мПа Диаметр – 3400 мм Высота фильтрующей  загрузки – 900*3 мм Расход воды при расчетной скорости фильтрования – 300 м3/ч
3	Н1 – фильтр	ФИПа – I-3,0-0,6	4	Рабочее давление – 0,6 мПа Диаметр – 3000 мм Высота фильтрующей  загрузки – 2500 мм Расход воды при расчетной  скорости фильтрования – 180 м3/ч
4	А1 – фильтр	ФИПа – I-3,0-0,6	4	Рабочее давление – 0,6 мПа Диаметр – 3000 мм Высота фильтрующей  загрузки – 2500 мм Расход воды при расчетной  скорости фильтрования – 180 м3/ч
5	Н2 – фильтр	ФИПа – II –3,0-0,6	4	Рабочее давление – 0,6 мПа Диаметр – 3000 мм Высота фильтрующей  загрузки – 1500 мм Расход воды при расчетной скорости фильтрования – 350 м3/ч
6	А2 – фильтр	ФИПа - II – 3,0-0,6	4	Рабочее давление – 0,6 мПа Диаметр – 3000 мм Высота фильтрующей  загрузки – 1500 мм Расход воды при расчетной  скорости фильтрования – 350 м3/ч
7	ФСД	ФИСДР–2,0-0,6	3	Рабочее давление – 0,6 мПа Диаметр – 2000 мм Высота фильтрующей  загрузки – 1950 мм Расход воды при расчетной  скорости фильтрования – 160 м3/ч
8	Nа – фильтр	ФИПа–I-3,0-0,6	3	Рабочее давление – 0,6 мПа Диаметр – 3000 мм Высота фильтрующей  загрузки – 2500 мм Расход воды при расчетной  скорости фильтрования – 180 м3/ч
9	Декарбонизатор		4	Q =200 м3/ч, d =2060 мм, S =3.33    м2, Qвозд = 6831,2 м3/ч

 

                                  2. Суточный расход технического реагента

 

Реагент,  кг/сут	H1	A1	H2	A2	ФСД	Na
H2SO4	3784,89	−	431,127	−	11,146    ---	−
NaOH	−	1967,828	−	2289,168	28,433         ---	−
NaCl	−	−	−	−	−	2748,26

          Суммарный расход:

• H₂SO₄-4227,163 кг/сут
• NaOH-4256,996 кг/сут
• NaCl-2748,26 кг/сут
• извести-5140 кг/сут
• коагулянта-1324,074 кг/сут
• флокулянта-22,02 кг/сут

                       3. Расход фильтрующих материалов

 

Фильтрующий  материал, м3	H1	A1	H2	A2	ФСД	Na	ОФ
КУ- 2	52,98	−	31,794	−	9,158	52,98	−	137,754
АН - 31	−	52,98	−	−	−	−	−	52,98
АВ-17- 8	−	−	−	31,794	9,158	−	−	40,95
Дробленый  антрацит	−	−	−	−	−	−	97,96	97,96

        4. Расход воды на собственные нужды фильтров

Расход  воды,  м3/ч	Н1	А1	Н2	А2	ФСД	Na	ОФ
Q	20,698	15,02	3,892	4,841	0,137	7,62	64,33

 

 Суммарный расход воды на собственные нужды водоподготовительной установки:

• по ионообменной части - 52,208 м³/ч
• по предочистке - 64,33 м³/ч 
  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Компоновочные решения химцеха.

При проектировании комплекса  ВПУ предусматривается максимальная его блокировка со складскими помещениями и очистными сооружениями, а также возможность дальнейшего расширения с учетом подвоза реагентов без промежуточной перегрузки.

На проектируемой ТЭЦ  ВПУ выносим в отдельное здание. Отдельное здание ВПУ располагаем  со стороны постоянной торцовой стены главного здания ТЭЦ. Торцовая нерасширяемая часть здания водоподготовки выполняется в виде башни, предназначенной для установки промывочных баков, химической лаборатории, служебных и бытовых помещений.

Для регенерации ионитных фильтров ВПУ располагает реагентным хозяйством, которое включает склады для хранения химических реагентов, оборудование для приготовления и подачи регенерационных растворов.

Для хранения кислот и  щелочей устанавливаем емкости  с учетом месячного запаса. Из складских баков реагенты поступают в баки-мерники, оттуда насосами дозаторами или эжекторами подаются либо в баки-нейтрализаторы, либо в схемы их утилизации.

Компоновка оборудования должна учитывать возможность дальнейшего  расширения установки. При компоновке основного оборудования ВПУ должны быть обеспечены: удобное расположение аппарата, облегчающее работу обслуживающего персонала; полное использование помещения, вентиляция, возможность хорошего естественного освещения.

Осветлители, декарбонизаторы, громоздкие баки располагаем на открытом воздухе с применением обогрева и теплоизоляции.

По способу подключения  ионитных фильтров в схемах обессоливания  различают коллекторный (параллельный) и блочный (цепочки) принципы их соединения.