122928 (Вимоги до води для водогрійних і парових котлів), страница 2

Ежектор відсисає воду з приймача, нагріває її до 96-98°С і подає в розчин. Під дією високої температури в реакторі відбуваються розпад солей тимчасової жорсткості і взаємодія соди з солями постійної жорсткості.

Вода з центральної порожнини двома паралельними потоками переходить в дві бічні порожнини, відокремлені від середньої перегородками, що не доходять до низу. В нижній частині кожної порожнини знаходяться ежектори, що працюють під дією продувочной води. Тут вода нагрівається до 103°С і зм'якшується остаточно. Після зм'якшування кипляча вода підіймається по бічних порожнинах вгору і переходить у відстійник. При цьому з неї виділяються повітря, гази і пара. У відстійнику вода опускається вниз, залишає ті, що містяться в ній зважені частини, огинає перегородку і поступає в бак зм'якшеної води. Бак забезпечений покажчиком поплавця // рівня і автоматичним регулятором поплавця 10 рівня, призначеним для підтримки постійного рівня води в баку.

Пара і гази, що виділилися в реакторі з киплячої води, поступають в головку 4. Пара, охолоджуючись поступаючою водою, конденсується, а повітря і гази виходять назовні.

Продуктивність содорегенеративних установок - 1,5 - 2,5 т води в 1 ч.

Зм'якшування води методом катіонного обміну засновано на здатності деяких нерозчинних у воді речовин замінювати обмінний катіон (катіон - частина молекули, несуча позитивний електричний заряд, - атоми металів і група N1^) катіонами солей води в процесі її фільтрування через шар катіоніта. Залежно від того, який катіон бере участь в обміні, розрізняють Na - і Н - катіоніровання.

В якості катіоніту для зм'якшування води використовують сульфовугілля (роздроблене кам'яне вугілля, оброблене спочатку сірчаною кислотою, а потім куховарською сіллю) або вофатит (синтетична смола).

Характеристикою зм'якшуючих властивостей катіонітов є місткість поглинання, виражена в грам-еквівалентах іонів кальцію і магнію на 1 м³. Наприклад, місткість поглинання сульфовугілля і вофатита складає 280-300 г-экв/м3.

Процес катіонує відбувається в спеціальних апаратах - катіонітових фільтрах.

Мал.3. Катіонітовий фільтр: 1 - вхід жорсткої води; 2 - вхід розчину солі; 3 - вхід промивальної води; 4 - вхід зм'якшеної води; 5 - переливши в дренажний канал

Катіонітові фільтри (мал.3) є металевими закритими резервуарами циліндрової форми заввишки 1-4 м, діаметром до 3 м, усередині яких поміщається сульфовугілля. Товщина "шару сульфовугілля залежить від жорсткості зм'якшуваної води. Чим жорсткіше вода, тим товще повинен бути шар сульфовугілля. В нижній частині фільтру під шаром сульфовугілля розташовується дренажний пристрій, що складається з колектора і системи приєднаних до нього труб. До верхньої частини цих труб приварені патрубки з різьбленням для того, що нагвинчує дренажних ковпачків з пластмаси або фарфору. В ковпачках є отвору діаметром 2-3 мм або щілини шириною 0,3 мм Ковпачки служать для рівномірного розподілу води по перетину фільтру під час роботи і при розпушуванні.

Перед катіонуванням поверхневі води слід піддати коагуляції і освітлюванню на механічних фільтрах, оскільки механічні домішки, що є у воді, засмітять фільтр і приведуть до передчасної зупинки його на регенерацію.

Експлуатація катіонітового фільтру зводиться до послідовного проведення операцій розпушування, регенерації (відновлення обмінних властивостей виснаженого катіонітового матеріалу шляхом обробки 6-8% -вим розчином куховарської солі), відмивання і зм'якшування.

При розпушуванні усувається ущільнення маси катіоніта, що злежалася, досягається кращий доступ розчину регенерації до зерен катіоніта і віддаляються механічні домішки, що нагромадилися у фільтрі.

Розпушування проводиться звичайною водою, а за наявності спеціального бака - водою, що вийшла при попередній регенерації. Для цього відкривають засувку 1 (мал.4) на лінії підведення розпушуючої води, а потім засувку 2 для зливу її в каналізацію. Вода під натиском подається 15 - 20 мін. Проби відбираються через вентиль 7. Спочатку в них буде муть, що свідчить про вимивання шкідливих домішок

Вода для промивки. Пом’ягчена вода.

Мал.4 Схема включення катіонітового фільтру: 1 - засувка для промивки; 2 - засувка для зливу розпушеної води; 3 - засувка для регенерації катіоніта; 4 - засувка, через яку продукти регенерації віддаляються в каналізацію; 5 - засувка для відмивання катіонітового фільтру водою; 6 - засувка, через яку зм'якшена вода поступає в живильний бак; 7 - вентиль для відбору проб: 8, 9 - допоміжні вентилі; 10 - засувка для впускання води в катіонітовий фільтр; 11 - вентиль для завантаження солі в кінці розпушування вода повинна бути освітленою. Якщо останні проби будуть ще каламутними, процес розпушування слід продовжувати.

Після закінчення процесу засувки 1 і 2 закривають.

Після розпушування проводять регенерацію катіоніта натрієм, для чого пропускають через нього 6-8% -ний розчин куховарської солі НаС1. Для входу в катіонітовий фільтр регенераційного розчину відкривають засувку 3 і засувку 4, через яку продукти регенерації прямують в каналізацію. При цьому відбувається зворотний процес: катіоніт забирає з розчину вареної солі катіони натрію і віддає катіони кальцію і магнію. Хлористі, що утворилися, кальцій і магній разом з розчином віддаляються в каналізацію.

Тривалість регенерації: при пуску нового фільтру 12-15 мін, після його роботи 1,5-2 ч. Після закінчення регенерації засувки 3 і 1 закривають. Витрата солі на 1 мъ сульфовугілля складає близько 50-60 р.

Розчин куховарської солі готують в солерозчинника, який є металевою судиною циліндрової форми з сферичною знімною кришкою на фланцях. В ньому є дренажний пристрій, над яким розташовується декілька шарів гравію з різними розмірами зерен, що запобігають віднесенню нерозчинних частинок солі в катіонні фільтри при їх регенерації. Завантаження солі в солерозчинник проводиться через завантажувальну воронку і відкриту засувку 11. Після завантаження відкривають засувку 10 і впускають воду. Сіль розчиняється і розчин поступає в катіонний фільтр при відкритті засувки 3.

Продукти регенерації (СаС12, М§С12) і залишки куховарської солі NаС1 віддаляються при відмиванні катіонного фільтру водою. Для цього відкриваються засувка 5, через яку у верхню частину фільтру поступає прозора коагульована вода (або артезіанська), і засувка 4 для випуску відмивної води в каналізацію. Про закінчення відмивання судять за змістом хлоридів в початковій і відмивних водах. Засувки 5 і 4 при цьому закривають. Час відмивання - 20-25 хв.

Жорстка вода, що підлягає зм'якшуванню, поступає через засувку 5 в розподільний пристрій, проходить через шар катіоніту і, зм'якшена, прямує через дренажний пристрій і засувку 6 в живильний бак.

Тривалість процесу зм'якшування (фільтрації) - 10-16 ч залежно від жорсткості і кількості пропущеної через нього води.

Катіонітові фільтри включають на регенерацію, коли жорсткість зм'якшеної води перевищує 0,3°.

Для котлів малої потужності встановлюється не менше двох катіонових фільтрів.

Обезкиснення живильної води. Присутність у воді кисню і вільної вуглекислоти викликає корозію металу.

Зміст кисню зменшують термічним і хімічним обезкисненням.

Термічне обескиснення води проводять в апаратах, званих деаэраторами. В процесі нагрівання води до температури кипіння при відповідному тиску (1,15 - 1,2 атм) кисень віддаляється з живильної води.

Схема термічного струменевого деаэратора приведена на мал.5. Над живильним баком 1 розміщена деараційна головка 3 циліндрової форми, в якій є дірчасті тарілочки 7. Конденсат і вода, що пройшла попереднє зм'якшування, подаються на верхній розподільний лоток і цівками стікають вниз. Пара, що поступає в деаераційну головку по трубопроводу 2, рухається назустріч цівкам води. Частково конденсуючись, він підігріває воду і відбирає у неї надмірний кисень, після чого віддаляється в атмосферу. Для більш ефективного відбирання кисню температуру вхідної води підтримують в межах 102-104°С.

Мал.5. Схема термічного струменевого деаератора: 1 - живильний бак; 2-паропровід; 3 - деаераторна головка; 4 - трубопровід для відведення пароповітряної суміші; 5 - трубопровід для конденсату; 6 - трубопровід для додаткової води; 7 - діркова тарілочка; 8 - живильний насос

Хімічне обезкиснення здійснюють додаванням в живильні трубопроводи до економайзера сульфіту натрію (сульфітує). В результаті хімічної реакції кисень з'єднується з сульфітом натрію і утворюється сульфат.

Недоліки цього способу: необхідність підігріву води до 80°С, висока вартість реактивів і збільшення солевмісту води; переваги: відсутність присоса повітря по шляху проходження води до казана.

Хімічне обезкиснення проводять тільки після термічної деаерації.

4. Внутрішньокотельна обробка води

Для зменшення утворення накипу на поверхнях нагріву і збільшення терміну їх служби проводять внутрішньокотельну обробку води. Внутрішньокотельна обробка води хімічна, термічна і термохімічна.

Хімічна внутрішньокотельна обробка води здійснюється періодичним введенням всередину казана, що харчується не зм’якшеною водою, хімічних реагентів, зокрема антинакипінів. Як антинакипінів застосовують луги: каустичну NaOH і кальциновану соду Nа₂СО₃ і тринатріфосфат Ма₃РО₄.

Каустична сода є реагентом на магнезійні солі жорсткості води, стабілізує частинки кальцію СаСО3, що виділяються, в крупнодисперсному стані, перешкоджає відкладенню карбонату кальцію на стінках поверхонь нагріву і зменшує корозію металу.

Кальцинована сода переводить сульфат кальцію Са5О4 в карбонат кальцію СаСО3, що виділяється при деякому надлишку Na₂СО₃ в лужному середовищі у вигляді шламу, казана, що легко видаляється при продуванні.

Трінатрійфосфат надає дію, аналогічну кальцинованій соді. Крім того, введення його в котельну воду сприяє розпушуванню накипу і освіті на поверхні металу захисної плівки від корозії. Тому до введення в казан антинакипінів його необхідно ретельно очистити від накипу, оскільки вона відпадатиме і може закупорити кип'ятильні труби або продувочну арматуру, що може привести до аварії котла.

Склад і дозування хімічних речовин залежно від жорсткості води в грамах на 1 т води приведені в табл.1.

Таблиця 1

Дозування хімічних речовин для котельної води

Суміш складають в наступній послідовності: готують водний розчин каустичної соди і дубового екстракту, а потім додають в нього тринатрійфосфат.

Приклад. Скласти водний розчин антинакипіну для живильної води жорсткістю 20° при місткості реагентного бака 400 л.

Рішення. На 400 л живильної води жорсткістю 20° потрібен: тринатрійфосфату 15x0,4=6 г, каустичної соди 30x0,4=12 г і дубового екстракту 5X0,4=2 р.

При хімічній внутрішньокотельній обробці води не вимагається споруди водоочищувальних пристроїв і спеціально навченого персоналу. Дозатори і необхідні трубопроводи легко розміщуються в існуючих котельних приміщеннях. Проте така обробка води не забезпечує безнакипного режиму роботи парових казанів. Хімічну внутрішньокотельну обробку води можна застосовувати тільки для неекранованих водотрубних і жаротрубних котлів, пристосованих для зручного відведення шламу під час роботи. Термічна внутрішньокотельна обробка води, вживана звичайно в малих котельних установках, дозволяє працювати при живленні казана водою з жорсткістю до 40° без вживання складних водопом'ягчувальних пристроїв.

Єство процесу термічної внутрішньокотельної обробки води полягає в тому, що випадання солей жорсткості з живильної води в шлам відбувається в реакторах (жолобах), розташованих в паровому просторі барабана казана. Живильна вода, завдяки безпосередньому зіткненню з парою, нагрівається в реакторі до температури насиченої пари, внаслідок чого накипоутворювачі випадають в шлам. З реактора вода разом з шламом по не обігріті опускній трубі або по спеціальних опускних кишенях поступає в нижню частину водяного простору казана, де і відбувається відстій шламу. Зм'якшена живильна вода змішується з котельною водою, а шлам у міру накопичення віддаляється при продуванні казана. Термічна внутрішньокотельна обробка води не забезпечує без накипного режиму роботи казанів, але значно знижує накипоутворення. Тому при великій не карбонатній жорсткості така обробка води застосовується в комбінації з добавкою антинакипінів. Термічна внутрішньокотельна обробка води застосовується для казанів невеликої потужності.

Термохімічна внутрішньокотельна обробка води. Термохімічне зм'якшування забезпечує часткове зм'якшування води і збільшує період роботи між чищеннями казана від накипу в 3-4 рази. Воно полягає в наступному. Живильна вода поступає в реактор 2 (мал.6) каскадні типи, розміщений в паровому просторі казана, і нагрівається в ньому до температури 4 насичені пара. Пухирці пари, що підіймаються, захоплюються розтрубом 4. В зігнутій трубі 3 перекачуючи контури утворюється легка пароводяна емульсія яка підіймається по ній і поступає в реактор.