Методика для выполнения КСР

Оглавление

Введение................................................................... 2 1.1 Определение производительности ВПУ .......................... 3 1.2 Расчет осветлительных фильтров ................................. 4 1.3 Осветлители ......................................................... 7 1.4 Вспомогательное оборудование ВПУ ............................. 8

1.4.1 Оборудование для дозировки коагулянта .................... 8 1.4.2 Оборудование дозировки полиакриламида................... 9 1.4.3 Оборудование для дозировки извести ........................ 10

1

Введение

В данной расчетной работе предлагается рассчитать оборудование водоподготовки для котлов серии БКЗ. Котлы серии БКЗ (Барнаульский котельный завод) относятся к энергетическим котлам большой мощности и устанавливаются, в основном, на ТЭЦ Котлы вертикально-водотрубные, с естественной циркуляцией, однобарабанные, с уравновешенной тягой (есть под наддувом), при сжигании твердого топлива шлакоудаление может быть твердое или жидкое. Компоновка поверхностей нагрева применяется П-образная, Т-образная, башенная. Сжигаемое топливо: газы природный, коксовый, каменные и бурые угли, лигниты, антрациты, доменный, мазут. Имеются проекты котлов паропроизводительностью 500 т/ч с использованием новой технологии сжигания твердого топлива в циркулирующем кипящем слое.

Паровой котлоагрегат БКЗ-320-140 (Е-320-13,8-560ГМ). Выпускается в следующих модификациях в зависимости от потребляемого топлива:

-БКЗ 320-140 ГМ-8 — газ, мазут;

-БКЗ 340-140/29М-2 — мазут;

-БКЗ 320-140/25 — антрацит.

2

1.1Определение производительности ВПУ

Производительность ВПУ 1 можно определить по следующей формуле [м3=ч]:

где Qкотл — расход воды на подпитку котлов [м3=ч], принимается 2-4% от общей паропроизводительности котлов;

Qптс — Расход теплоносителя на подпитку теплосетей [м3=ч], принимается по таблице 1.

Qпр — расход воды на продувку котлов [м3=ч], принимается 1,5% от общей паропроизводительности котлов;

Qвн — Внешние потери теплоносителя [м3=ч]:

где Dотп — Общая паропроизводительность котлов [м3=ч];

b — Процент возвращающегося конденсата [м3=ч].

Производительность ВПУ, подсчитанная по этой формуле, не учитывает расхода воды на собственные нужды установки. Поэтому технологический расчет необходимо производить с "конца"; т.е. в порядке, обратном последовательным стадиям обработки воды, причем при расчете каждой предыдущей стадии технологического процесса учитывается расход воды на собственные нужды последующей стадии. Последней рассчитывается коагуляционная установка на пропуск полного количества, обрабатываемой воды с учетом расхода на собственные нужды всех последующих стадий обработки.

1В данной расчетной работе уделяется внимание только расчету системы предварительной очистке воды сугубо в учебных целях. Т.е. в реальных расчетах ВПУ перед системами предварительной очистке нужно произвести расчет Na-катионитовых фильтров и только потом с учетом потерь теплоносителя на собственные нужды Naкатионитовых установок необходимо производить расчет ВПУ.

3

1.2 Расчет осветлительных фильтров

В качестве осветлительных фильтров в водоподготовительных установках применяют типовые однопоточные фильтры загруженные, как правило, антрацитом или кварцевым песком. Если производительность установки до 100 м3=ч

очищенной воды при, периодической ее работе, следует устанавливать не менее двух фильтров, при производительности более 100 м3=ч и круглосуточной работе не менее трех.

При промывке одного из фильтров, увеличение скорости фильтрования допускается не более чем на 30%, Взрыхляющую промывку фильтров осуществляют осветленной водой. Расчет фильтров выполняют исходя из производительности установки с учетом расхода воды на собственные нужды всех установленных фильтров. Данные для расчета фильтров принимаются из приложения №4.

Общая площадь фильтрования [м2] определяется по формуле:

где Qоф — производительность фильтра по осветленной воде [м3=ч], здесь

Qоф = Qвпу;

— коэффициент, учитывающий расход воды на собственные нужды осветлительных фильтров. Принимаем = 1; 1.

!н — скорость фильтрования при нормальном режиме работы фильтров [м/ч], принимаемая по приложению 4.

где f — площадь фильтрования одного осветлительного фильтра [м2] (см. приложение 5).

На каждые пять рабочих фильтров устанавливается один резервный (ремонтный) фильтр.

4

Расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме работы фильтров определяется [м/ч]:

где q — среднечасовой расход воды на собственные нужды осветлительных фильтров, [м3=ч];

f — площадь фильтрования стандартного фильтра [м2];

a — число принятых к установке фильтров [шт];

l — число фильтров, находящихся в промывке [шт], l = 1.

Среднечасовой расход воды на собственные нужды м3=ч определяется по формуле:

где d — расход воды на одну промывку фильтра [м3];

r — число промывок каждого фильтра в сутки [шт.], принимается 1-2 раза.

Расход воды на одну промывку фильтра [м3=ч] определяется по формуле:

где i — интенсивность взрыхления [л=(с м2)], принимается по прил. 4;

t — продолжительность взрыхляющей промывки [мин], принимается по прил. 4.

По приложению 5 выбирают тип стандартного осветлительного фильтра. Расход воды на взрыхляющую промывку достаточно велик, и невозможно осуществить промывку непосредственно из трубопровода осветленной воды. Устанавливают специальный бак сбора осветленной воды для промывки.

Емкость бака [м3] для взрыхляющей промывки фильтра определяется по формуле:

где b - коэффициент запаса емкости, принимаем равным 1,3 – 2.

5

Насос взрыхляющей промывки осветлительных фильтров должен обеспечивать часовой расход воды на промывку фильтра [м3=ч], рассчитанный по формуле

и развить напор не менее 10 м.вод.ст.

6

1.3Осветлители

Осветлители применяются для удаления из воды больших количеств взвешенных веществ, коагуляции и известкования с использованием одного или нескольких реагентов: коагулянтов, извести, флокулянтов, магнезита.

Производительность осветлителя определяется по среднечасовому расходу воды, который учитывает полезную производительность водоподготовительной установки и расход воды на собственные нужды с учетом продувки самого осветлителя. Расход воды Qо [м3=ч], подаваемой в осветлитель, принимается

где Qоф — производительность осветлительных фильтров [м3=ч];

q — среднечасовой расход воды на собственные нужды осветлительных фильтров [м3=ч];

— коэффициент, учитывающий расход воды на собственные нужды осветлителей. Принимается = 1; 01 1; 03.

На основании расхода воды осуществляется подбор осветлителей по приложению 6. Количество устанавливаемых осветлителей должно быть не менее 2-х. Рекомендации по дозированию реагентов при коагуляции и известковании приведены в [1].

7

1.4Вспомогательное оборудование ВПУ

1.4.1Оборудование для дозировки коагулянта

Оборудование для дозировки коагулянта в обрабатываемую воду рассчитывают, исходя из рекомендуемой максимальной дозы коагулянта, равной 1 мг–экв/л.

Расход коагулянта , кг/сут, определяют по формуле:

где Qвп — производительность водоподготовительной установки [м3=ч]. Принимают равной производительности осветлителей;

Эк — эквивалент безводного коагулянта: Al(SO4)3 — 57,02; FeSO4 —

75,16; FeCl2 — 54,07;

qк — рекомендуемая максимальная доза коагулянта, мг-экв/л. Дозу коагулянта обычно принимают в пределах 0,25—0,8 мг-экв/л, но во время паводков её увеличивают до 1,2 и даже до 2,0 мг-экв/л.

Объем суточного расхода раствора коагулянта [м3=сут]:

где p — концентрация безводного коагулянта в дозируемом растворе, принимаемая равной 5—10%;

— плотность раствора коагулянта [т=м3], принимаемая по приложению 2.

Объем расходного бака коагулянта принимают по конструктивным соображениям из расчета примерно 1 раз в сутки, но не чаще 1 раза в смену. Расходные баки устанавливаются по одному на каждый осветлитель.

8

Объем резервуаров мокрого хранения коагулянта [м3], определяют по фор-

муле:

где b — необходимый запас коагулянта на 10 или 30 суток;

a — остаток коагулянта 5—10 суточный.

Часовой расход 5—10%-ного раствора коагулянта [л/ч] определяют по формуле:

Далее производим выбор насоса-дозатора коагулянта по приложению 7.

1.4.2Оборудование дозировки полиакриламида

Расход полиакриламида (ПАА) определяют по формуле [кг/сут]:

где Qвп — производительность водоподготовительной установки [м3=ч];

qПАА — доза ППА, принимается 0,1—1 мг/л.

Расход дозируемого 0,1%-го раствора ППА определяют по формуле:

где VПААсут и VПААч — объем дозируемого раствора полиакриламида [м3=сут] или [л/ч];

0; 1 — концентрация полиакриламида в дозируемом растворе [%];

—плотность дозируемого раствора [т=м3]. Принимаем = 1 т=м3 .

Производительность насосов-дозаторов раствора ППА должна обеспечивать максимальные расходы. По полученной производительности подбирают насос-дозатор типа НД по приложению 7.

9

1.4.3Оборудование для дозировки извести

Расход извести в виде Ca(OH)2 определяют по формуле:

где Qсути — суточный расход извести на водоподготовительной установке, [кг/сут];

37; 05 — эквивалент Ca(OH)2;

Qпв — производительность водоподготовительной установки [м3=ч];

Ди — доза извести, определяемая в зависимости от качества исходной воды [мг-экв/л]. Ди = 20 мг экв=л .

Расход известкового молока определяется по формулам:

где Vисут и Vич — расход известкового молока, [м3=сут] и [л=ч];

pи — концентрация известкового молока, рекомендуется принимать не более 5%;

и — плотность известкового молока [г=см3], принимается по приложению 8.

Для непрерывной подачи известкового молока на всас насосов-дозаторов устанавливают известковую циркуляционную мешалку (см. приложение 9). Емкость известковой мешалки подбирают по расходу известкового молока , из расчета изготовления молока нужной концентрации и перекачки его 1 раз в смену (лучше 1 раз в сутки).

В качестве циркуляционных насосов известкового молока принимают насосы типа АР (см. приложение 10). Производительность насоса подбирают таким образом, чтобы скорость восходящего потока в мешалке была не менее 15

10