123672 (689555), страница 3
Текст из файла (страница 3)
В качестве коагулянта используется сернокислое железо, доза которого Dk = 0,5 мг-экв/л.
Доза извести считается следующим образом:
Dи = СО2исх + ΔНСО3- + Dk+Ии, мг-экв/л;
Приняв значение ОН, определяем остаточную концентрацию иона Mg2+.
Mg2+ост =
мг-экв/л.
Концентрацию магния не изменяется.
Остаточная концентрация кальция рассчитывается из закона электронейтральности (концентрация ионов магния и натрия не изменяется):
Карбонатный режим применяют: 1) когда вынужденно приходится использовать в качестве коагулянта сернокислый алюминий; 2) при необходимости исключить выделение магниевых соединений, чтобы в случае соблюдения определённых гидравлических условий получать при известковании крупнокристаллический осадок. При карбонатном режиме несколько уменьшается расход извести (по сравнению с гидратным режимом).
Таблица 5
| Молекуляр- | Эквивалент- | Обозначения | Концентрации(С СаСl2,Ca=HCO3) | После известкования и содирования | Электропровод- | |||||||||||||||||
| ная масса "М" | ная масса "Э" | [H] мг/кг | [C] мг-экв/кг | [N] моль/кг | % | [H] мг/кг | [C] мг-экв/кг | [N] моль/кг | % | ность,мкСм/см | ||||||||||||
| 40,08 | 20,04 | Ca2+ | 65,606 | 3,274 | 0,0016 | 0,0066 | 1,922 | 0,096 | 0,00005 | 0,0002 | 4,54 | |||||||||||
| 24,03 | 12,01 | Mg2+ | 10,8 | 0,899 | 0,0004 | 0,0011 | 5,185 | 0,432 | 0,0002 | 0,0005 | 21,64 | |||||||||||
| 23 | 23 | Na+ | 11,884 | 0,517 | 0,0005 | 0,0012 | 11,884 | 2,238 | 0,0005 | 0,0012 | 105,89 | |||||||||||
| 1 | 1 | H+ | ||||||||||||||||||||
| Сумма Kt | 4,69 | 8,199 | ||||||||||||||||||||
| 17 | 17 | OH- | 5,950 | 0,350 | 0,0004 | 0,0006 | 65,54 | |||||||||||||||
| 61 | 61 | HCO3- | 199,7 | 3,274 | 0,0033 | 0,02 | 12,200 | 0,200 | 0,0002 | 0,0012 | 8,4 | |||||||||||
| 60 | 30 | CO32- | 9,000 | 0,300 | 0,0002 | 0,0009 | 16,53 | |||||||||||||||
| 96 | 48 | SO42- | 17,3 | 0,36 | 0,0002 | 0,0017 | 41,3 | 0,86 | 0,0004 | 0,0041 | 54,74 | |||||||||||
| 35,46 | 35,46 | Cl- | 37,43 | 1,056 | 0,0011 | 0,0037 | 37,43 | 1,056 | 0,0011 | 0,0037 | 76,1 | |||||||||||
| Сумма An | 4,69 | 2,766 | ||||||||||||||||||||
| Обозначения | Значения | Обозначения и расчетные формулы | Значения | |||||||||||||||||||
| NH4+, мг/л | 0,3 | моль/л | 0,003 | |||||||||||||||||||
| NO2-, мг/л | 0,011 | f' | 0,944 | |||||||||||||||||||
| NO3-, мг/л | 0,055 | f'' | 0,795 | |||||||||||||||||||
| Fe, мг/л | 0,030 | СО2 моль/л | 0,0005 | |||||||||||||||||||
| P, мг/л | 0,022 | pH | 10,519 | |||||||||||||||||||
| Si, мг/л | 0 | Жо - расчетное значение, мг-экв/л | 0,528 | |||||||||||||||||||
| БО, мгО2/л | 5,35 | CC, расчетное значение мг/л | 158,519 | |||||||||||||||||||
| ПО, мгО2/л | 42,0 | Электропроводность, СfмкСм/см | 353,369 | |||||||||||||||||||
| Dk,мг-экв/л | 0,5 | |||||||||||||||||||||
| Dи,мг-экв/л | 3,948 | |||||||||||||||||||||
| Иизв,мг-экв/л | 0,350 | |||||||||||||||||||||
| Dс,мг-экв/л | 1,722 | |||||||||||||||||||||
| DCaCl2,мг-экв/л | -0,689 | |||||||||||||||||||||
| Mg2+max | 0,403 | |||||||||||||||||||||
| Са2+мах | 0,088 | |||||||||||||||||||||
Коагуляция с известкованием и содированием исходной воды
Доза извести считается следующим образом:
Dи = СО2исх + ΔНСО3- + Dk+Ии, мг-экв/л;
Происходящие при известково-содовом умягчении основные химические процессы описываются следующими уравнениями:
а2СО3 → 2 Nа+ + СО32-;
Са(ОН)2 → Са2+ +2ОН-;
СО2 + 2ОН- → СО32- + Н2О;
Н+ + ОН- → Н2О
НСО3- → Н+ + СО32-
НСО3- + ОН- = СО32- + Н2О;
Са2+ + СО32- → СаСО3↓;
Мg2+ + 2ОН- → Мg(ОН)2↓.
Приняв значение ОН- определяем остаточную концентрацию ионов кальция и магния. Концентрация сульфатов увеличивается на дозу коагулянта.
Т.о. остаточную концентрацию натрия определяем из закона электронейтральности.
Таблица 6
| Молекуляр- | Эквивалент- | Обозначения | Концентрации(С СаСl2,Ca=HCO3) | После известкования с обескремниванием | Электропровод- | ||||||||||||||||||
| ная масса "М" | ная масса "Э" | [H] мг/кг | [C] мг-экв/кг | [N] моль/кг | % | [H] мг/кг | [C] мг-экв/кг | [N] моль/кг | % | ность, мкСм/см | |||||||||||||
| 40,08 | 20,04 | Ca2+ | 65,606 | 3,274 | 0,0016 | 0,0066 | 33,328 | 1,663 | 0,00108 | 0,0033 | 74,53 | ||||||||||||
| 24,03 | 12,01 | Mg2+ | 108 | 0,899 | 0,0004 | 0,0011 | 6,440 | 0,536 | 0,0003 | 0,0006 | 25,46 | ||||||||||||
| 23 | 23 | Na+ | 11,884 | 0,517 | 0,0005 | 0,0012 | 11,884 | 0,517 | 0,0005 | 0,0012 | 24,12 | ||||||||||||
| 1 | 1 | H+ | |||||||||||||||||||||
| Сумма Kt | 4,69 | 0,276 | |||||||||||||||||||||
| 17 | 17 | OH- | 5,100 | 0,300 | 0,0003 | 0,0005 | 55,42 | ||||||||||||||||
| 61 | 61 | HCO3- | 1997 | 3,274 | 0,0033 | 0,02 | 23,485 | 0,385 | 0,0004 | 0,0023 | 15,96 | ||||||||||||
| 60 | 30 | CO32- | 3,450 | 0,115 | 0,0001 | 0,0003 | 6,00 | ||||||||||||||||
| 96 | 48 | SO42- | 17,3 | 0,36 | 0,00202 | 0,0017 | 41,3 | 0,86 | 0,0004 | 0,0041 | 51,85 | ||||||||||||
| 35,46 | 35,46 | Cl- | 37,43 | 1,056 | 0,0011 | 0,0037 | 37,43 | 1,056 | 0,0011 | 0,0037 | 75,08 | ||||||||||||
| Сумма An | 4,69 | 2,716 | |||||||||||||||||||||
| Обозначения | Значения | Обозначения и расчетные формулы | Значения | ||||||||||||||||||||
| NH4+, мг/л | 0,3 | моль/л | 0,004 | ||||||||||||||||||||
| NO2-, мг/л | 0,011 | f' | 0,932 | ||||||||||||||||||||
| NO3-, мг/л | 0,055 | f'' | 0,753 | ||||||||||||||||||||
| Fe, мг/л | 0,03 | СО2 моль/л | 0,00052 | ||||||||||||||||||||
| P, мг/л | 0,022 | pH | 10,446 | ||||||||||||||||||||
| Si, мг/л | 0 | Жо - расчетное значение, мг-экв/л | 2,199 | ||||||||||||||||||||
| БО, мгО2/л | 5,35 | CC, расчетное значение мг/л | 157,317 | ||||||||||||||||||||
| ПО, мгО2/л | 2,0 | Электропроводность, СfмкСм/см | 328,418 | ||||||||||||||||||||
| Dk,мг-экв/л | 0,5 | ||||||||||||||||||||||
| Dи,мг-экв/л | 3,711 | ||||||||||||||||||||||
| Иизв,мг-экв/л | 0,300 | ||||||||||||||||||||||
| DCaCl2,мг-экв/л | 0,689 | ||||||||||||||||||||||
| Mg2+max | 0,493 | ||||||||||||||||||||||
Вывод: Для данных вод с содержанием ГДП>2 мг/л, Ок>4 мгО2/л, Жк>2 мг-экв/л, Жнк<10 мг-экв/л, концентрацией Si<3 мг/л оптимальной схемой предочистки является К+Иг+Ф и К+Иб+Ф.
Коагуляция с известкованием и магнезиальным обескремниванием исходной воды
Основным из числа методов магнезиального обескремнивания воды является метод обескремнивания каустическим магнезитом. Одновременно с обескремниванием воды проводят её известкование и коагуляцию.
Известкование при магнезиальном обескремнивании производится для того, чтобы снизить щёлочность воды и создать должную величину рН. При рН<10удаление кремнекислых соединений будет затруднено из-за недостаточной диссоциации Н2SiО3. Кроме того, вследствие низкой концентрации в воде ионов ОН- обескремнивающий реагент будет взаимодействовать с бикарбонат-ионами исходной воды, свободной угольной кислотой, а также введённым в воду коагулянтом:
МgО + Н2О → Мg(ОН)2 → Мg2+ + 2ОН-;
ОН- + Н+ → Н2О;
НСО3- → СО32- + Н+;
СО2 + Н2О → Н2СО3 → Н+ + НСО3- → 2 Н+ + СО32-;
СО32- + Са2+ → СаСО3↓;
2 ОН- + Fе2+ → Fе(ОН)2.
Экспериментальные данные подтверждают, что обескремнивание наиболее эффективно происходит в узком интервале величин рН=10,1 – 10,3, достигая в отдельных случаях 10,4. Оптимум рН несколько различен для разных вод.
Доза извести считается следующим образом:
Dи = СО2исх + ΔНСО3- + Dk+Ии, мг-экв/л;
При расчёте данной таблицы использовали коагулянт FeSO4, доза которого Dk = 0,5 мг-экв/л, остаточную концентрацию кальция определяем из закона электронейтральности.
Таблица 7
| Обозначение | Ед. изм. | Числ. Знач. |
| N | МВт | 210 |
| Qдв=(Q01+Q02+Q03+Q04+Q05) | т/ч | 215.6 |
| Q01=nrD1 | т/ч | 126.63 |
| Q02 | т/ч | 25 |
| Q03=0,12*0,15*0,7*n*N | т/ч | 42.34 |
| Q04=nr1D1z | т/ч | 2.01 |
| Q05=0,1*(Q01+Q02+Q03+Q04) | т/ч | 19.6 |
| D1 | т/ч | 670 |
| n | шт | 6 |
| r | доли | 0.03 |
| X1 | доли | 0.05 |
| X | доли | 0.02 |
| r1 | доли | 0.03 |
| z | доли | 0.1 |
| Qдвб=(1+X) (1+X1)*Qдв | т/ч | 446,29 |
Вывод: Количество воды, поступающей в осветлители на обработку известью и другими реагентами составляет Qдвб=446,9 т/ч.
Расчет производительности ВПУ
Производительность ВПУ по обессоленной воде:
,
где
- потеря суммарной паропроизводительности парогенераторов, т/ч:
,
r – доля потери пара и конденсата в контуре блока;
n=6 - количество энергоблоков на станции;
- паропроизводительность парогенератора, т/ч;
- дополнительная производительность установки, зависящая от мощности блока, т/ч;
- дополнительная производительность ВПУ, связанная с возможной потерей конденсата при разогреве мазута, т/ч. Для АЭС
=0;
- потери пара конденсата, которые возникают в теплосетях, т/ч:
,
z – доля потери конденсата в подогревателях воды тепловых сетей;
r1 – доля отбора пара на подогрев воды в тепловых сетях;
- дополнительная производительность для компенсации отпуска воды на другие объекты, т/ч:
Количество исходной воды, поступающей в осветлитель, т/ч:
х - доля потери воды с продувкой воды (при обезвоживании шлама и возврате фугата в осветлитель х=0);
х1 - доля потери на собственные нужды.
Таблица 8
| Расчет оборотной системы охлаждения | ||||||||||||||
| Обознач. | Ед. изм. | Исх. вода | ОСО 1 | +H2SO4 | ОСО 2 | +H2SO4 | OCO 3 | |||||||
| Ca2+ | мг-экв/л | 5,87 | Нецелесообразно, т.к концентрация HCO3- в исходной воде превышает нормированное значение 3 мг-экв/л | 5,87 | 39,09 | 5,87 | 41,36 | |||||||
| Mg2+ | мг-экв/л | 2,96 | 2,96 | 19,75 | 2,96 | 20,89 | ||||||||
| Na+ | мг-экв/л | 3,82 | 3,82 | 25,43 | 3,82 | 26,91 | ||||||||
| ∑Кt | мг-экв/л | 12,65 | 12,65 | 84,27 | 12,65 | 89,16 | ||||||||
| OH- | мг-экв/л | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||||||||
| HCO3- | мг-экв/л | 5,09 | 0,45 | 3,00 | 0,45 | 6,00 | ||||||||
| Cl- | мг-экв/л | 3,56 | 3,56 | 23,69 | 3,56 | 25,07 | ||||||||
| SO42- | мг-экв/л | 4,00 | 8,64 | 57,58 | 8,64 | 58,10 | ||||||||
| ∑An | мг-экв/л | 12,65 | 12,65 | 84,27 | 12,65 | 89,16 | ||||||||
| µ | моль/л | 0,01907 | 0,14249 | 0,14934 | ||||||||||
| f' | 0,8696305 | 0,72942858 | 0,72549367 | |||||||||||
| f" | 0,571925 | 0,28309428 | 0,27703492 | |||||||||||
| СО2р | моль/л | 0,00061 | 0,00049 | 0,00201 | ||||||||||
| pHр | 7,3260001 | 7,11390278 | 6,80012363 | |||||||||||
| Dк | 4,64149119 | 4,24 | ||||||||||||
| p1 | 1,2 | 1,2 | ||||||||||||
| p2 | 0,05 | 0,05 | ||||||||||||
| p3 | 0,1619375 | 0,1483932 | ||||||||||||
| ∆t | °С | 10 | ||||||||||||
| К | 0,12 | |||||||||||||
| Ку | 6,6620463 | 7,0485945 | ||||||||||||
| Dпг | т/ч | 6160 | 6160 | |||||||||||
| n | шт | 3 | 6 | |||||||||||
| r | кДж/кг | 2424,34 | 2424,34 | |||||||||||
| Dn | т/ч | 18480 | 18480 | |||||||||||
| Dk | т/ч | 11088 | 11088 | |||||||||||
| D3 | т/ч | 1731,5256 | 1586,70235 | |||||||||||
| D3 | т/год | 12120679,6 | 11106916,4 | |||||||||||
| D2 | т/ч | 534,627723 | 534,627723 | |||||||||||
| D2 | т/год | 3742394,06 | 3742394,06 | |||||||||||
| D1 | т/ч | 12831,0654 | 12831,0654 | |||||||||||
| D1 | т/год | 89817457,5 | 89817457,5 | |||||||||||
| Do | т/ч | 1069255,45 | 1069255,45 | |||||||||||
| Добавочная вода | 15097,2187 | 14952,3954 | ||||||||||||
| Ca2+*f''*SO42-*f" | 4,51E-05 | 4,61E-05 | ||||||||||||
| ПРCaSO4 | 2,50E-05 | 2,50E-05 | ||||||||||||
| -80,41826 | -84,43813 | |||||||||||||
| Обознач. | Ед. изм. | Исх. вода | Изв г.р. | +H2SO4 | ОСО 4 | Изв б.р. | +H2SO4 | ОСО 4 | Изв с. | +H2SO4 |
| Ca2+ | мг-экв/л | 5,87 | 3,62 | 3,62 | 60,78 | 1,07 | 1,07 | 26,75 | 0,10 | 0,10 |
| Mg2+ | мг-экв/л | 2,96 | 0,65 | 0,65 | 10,89 | 2,96 | 2,96 | 74,10 | 0,43 | 0,43 |
| Na+ | мг-экв/л | 3,82 | 3,82 | 3,82 | 64,16 | 3,82 | 3,82 | 95,44 | 7,60 | 7,60 |
| ∑Кt | мг-экв/л | 12,65 | 8,08 | 8,08 | 135,829 | 7,85 | 7,85 | 196,29 | 8,13 | 8,13 |
| OH- | мг-экв/л | 0 | 0,30 | 0,00 | 0,00 | 0,07 | 0,00 | 0,00 | 0,35 | 0,00 |
| HCO3- | мг-экв/л | 5,09 | 0,50 | 0,36 | 6,00 | 0,50 | 0,24 | 6,00 | 0,50 | 0,24 |
| Cl- | мг-экв/л | 3,56 | 2,78 | 2,78 | 46,72 | 2,78 | 2,78 | 69,49 | 2,78 | 2,78 |
| SO42- | мг-экв/л | 4,00 | 4,50 | 4,95 | 82,11 | 4,50 | 4,83 | 120,80 | 4,50 | 5,11 |
| ∑An | мг-экв/л | 12,65 | 8,08 | 8,08 | 135,83 | 7,85 | 7,85 | 196,29 | 8,13 | 8,13 |
| µ | моль/л | 0,01907 | 0,21322 | 0,307 | ||||||
| f' | 0,8696305 | 0,6951114 | 0,663 | |||||||
| f" | 0,571925 | 0,2334628 | 0,1935 | |||||||
| СО2р | моль/л | 0,00061 | 0,00229 | 0,00076 | ||||||
| pHр | 7,326 | 6,726 | 7,187021 | |||||||
| Dк | 0,44 | 0,33 | 0,61 | |||||||
| p1 | 1,2 | 1,2 | ||||||||
| p2 | 0,05 | 0,05 | ||||||||
| p3 | 0,026 | 0 | ||||||||
| ∆t | °С | 10 | ||||||||
| К | 0,12 | |||||||||
| Ку | 16,807 | 25 | ||||||||
| Dпг | т/ч | 6160 | 6160 | |||||||
| n | шт | 3 | 3 | |||||||
| r | кДж/кг | 2424,34 | 2424,34 | |||||||
| Dn | т/ч | 18480 | 18480 | |||||||
| Dk | т/ч | 11088 | 11088 | |||||||
| D3 | т/ч | 277,1124 | 0 | |||||||
| D3 | т/год | 1939786,7 | 0 | |||||||
| D2 | т/ч | 534,62772 | 534,628 | |||||||
| D2 | т/год | 3742394,1 | 3742394,1 | |||||||
| D1 | т/ч | 12831,065 | 12831,065 | |||||||
| D1 | т/год | 89817457,5 | 89817457 | |||||||
| Do | т/ч | 1069255,4 | 1069255,4 | |||||||
| Добавочная вода | 13642,805 | 13365,693 | ||||||||
| Ca2+*f''*SO42-*f" | 6,88E-05 | 3,03E-05 | ||||||||
| ПРCaSO4 | 2,50E-05 | 2,50E-05 | ||||||||
| 16,81 | 25 |
Вывод: оптимальным является режим с минимальной величиной продувки, в данном случае - бикарбонатный режим известкования и известкование с содированием.
Оборотные системы охлаждения (ОСО)
Расчет потерь воды в ОСО
В результате циркуляции по замкнутому циклу в системе охлаждения часть оборотной воды выводится из системы вследствие испарения
, часть выносится из градирни в виде капельного уноса
и, наконец, еще одна ее часть выводится из системы в виде продувки или на технологические нужды
.
Коэффициент концентрирования не выпадающих в осадок солей:
,
где к – зависит от температуры воздуха,
∆t - охлаждение воды в градирне, принимается 5-10
.
выбирается в зависимости от вида градирни. Выбираем башенную градирню c каплеуловителем. Для неё:
=0,05.
задаемся в каждом случае отдельно.
ОСО1
Т.к. концентрация НСО3- в исходной воде больше 3 мг-экв/л, расчет не производится, т.к. система является нецелесообразной
ОСО2
Для предупреждения выпадения гипса необходимо выдерживать такое неравенство:
Ca2+ <
.
Где, CaSO4 = 2,5 10-5 (моль/кг)2.
Доза серной кислоты:
Рассчитываем
для данной системы охлаждения:
.
ОСО3
Добавляем оксиэдилдифосфоновую (ОЭДФК) и серную кислоты. Проверяем выпадет ли в осадок
:
<2,5·10-5
(табличное значение),значит не выпадет.
Рассчитываем
для данной системы охлаждения:
Доза серной кислоты:
ОСО4
Добавляем оксиэдилдифосфоновую (ОЭДФК) и серную кислоты. Проверяем выпадет ли в осадок
:
<2,5·10-5
(табличное значение),значит не выпадет.
Добавляем известь и серную кислоту, проверяем, выпадет ли в осадок
.
<2,5·10-5
(табличное значение),значит не выпадет.
Рассчитываем
для данной системы охлаждения:
Таблица 9
| Поверочный расчёт производительности осветлителя | ||
| 4 осветлителя 250-И | ||
| Обознач. | Ед. изм. | Числ. Знач. |
| Qр | т/ч | 253.46 |
| Fкс | м2 | 53,00 |
| Vo | мм/с | 1,33 |
| Co | мг/л | 0,109 |
| П | м | 3 |
| aс | 0,907 | |
| Hc | м | 2,3 |
| aк | % | 6,17 |
| Dк | мг-экв/л | 0,567 |
| Э | 36 | |
| ГДПбв | мг/л | 330,94 |
| ГДП | мг/л | 11 |
| ГДПнк | мг/л | -140,15 |
| ГДПк | мг/л | 460 |
| Vy | мм/с | 2,15 |
| t | °C | 20 |
Вывод: т.к.,(|898.2- 250*4|/898.2)*100= 11.34 % выбранные осветлители 250-И подходят по производительности.
Поверочный расчет осветлителя
Выбор осветлителя: необходимо выбирать не менее двух одинаковых осветлителей (т.к. обязательно нужен резервный на случай выхода из строя одного из осветлителей) и не более трех, т.к. на их обслуживание идут большие экономические затраты.
Выбираем 4 осветлителя 250-И.
Производительность осветлителя,
:
.
где
- площадь поперечного сечения зоны контактной среды,
:
=11
,
- расчетная скорость восходящего движения воды на выходе из контактной зоны осветлителя,
:
:
где
- условная скорость свободного осаждения шлама, мм/с (находим по
):
где
- доза коагулянта, мг-экв/л,
Э – эквивалент коагулянта,
t – температура воды в интервале
С;
- объемная концентрация шлама в зоне контактной среды осветлителя, мл/мл:
,
где П – прозрачность воды по кресту, см:
П=300
,
=1 (по диаметру осветлителя),
Приведенная высота зоны контактной среды осветлителя, м:
=1,8 м,
- суммарное количество грубодисперсных примесей, поступающих в осветлитель и образующихся в нем, мг/л.
Выбранный осветлитель 250-И подходит нам по производительности.
Выводы: Для данной исходной воды с содержанием ГДП>2 мг/л, Ок>4 мгО2/л, Жк>2 мг-экв/л, Жнк<10 мг-экв/л, концентрацией Si<3 мг/л оптимальным является гидратный режим известкования (стр 31[1]), при котором величина продувки имеет минимальное значение и затраты на реагенты меньшие.
Список использованной литературы
1. Кишневский В.А. Современные методы обработки воды в энергетике: Учебное пособие. - Одесса: ОГПУ,1999-196 с.
2. Громогласов А.А., Копылов А.С., Пильщиков А.П. Водоподготовка: Процессы и аппараты: Учеб. пособие для вузов.-М.: Энергоатомиздат,1990-272с.
3. Кульский Л.А., Строкач П.П. Технология очистки природных вод.-Киев: Вища школа. Головное изд-во,1981.-328 с.
4. Стерман Л.С. и др.Тепловые и атомные электростанции: Учебник для вузов.- М.: Энергоиздат,1982.-456 с., ил.
10>10>10>2>2>2>















