Оборудование водоподготовки

Надежность работы поверхностей нагрева зависит от качества питательной и подпиточной воды. При использовании в котельной воды из открытых источников для удаления взвешенных и органических веществ рекомендуется: фильтрование через 1- или 2-х слойные.

Скорость фильтрования 5-6,5 м/ч. продолжительность фильтрования не менее 8 часов, а количество фильтров не менее 2.

Для умягчения и снижения щелочности исходной воды применяется катионирование (для паровых котлов – двухступенчатое Na - катионирование).

Взрыхление катионита проводят сырой водой, которая подается самотеком из бака, расположенного выше фильтра. Воду после взрыхления отправляют в дренаж.

Регенерационный раствор готовится в солерастворителе. При регенерации Na - катионитового фильтра через него пропускают 6..10% раствор поваренной соли со скоростью 3-4 м/с. Продукты регенерации отправляются в дренаж.

Отмывка производится прозрачной осветленной водой.

При расходе технической соли в месяц > 3 т применяют мокрое хранение соли в резервуаре.

Таблица 8

Расчет оборудования ХВО.

№	Параметры и размерность	Метод определения	1-я ступень	2-ступень
	Общая жесткость воды, поступающей на фильтр, мг-экв/кг	Табл. 12.1 [2]	Ж0=3,8	Ж0=0,1
	Скорость фильтрования, м/ч	W1=17 W2=24
	Расход воды после 1- и 2-й ступеней ХВО, кг/c	Из расчета тепловой схемы	GХВО1= 0,82	GХВО2=0,82
	Необходимая площадь фильтрования, м2		F1=0,174	F2=0,124
	Количество фильтров,n	Принимается	n1=2	n2=1
	Диаметр фильтров, м
	Внутренний диаметр корпуса стандартного фильтра и высота фильтрующей загрузки, м/ч	Подбирается по табл. 12.14, 12.17 [3] с округлением d в сторону увеличения
	Фактическая скорость фильтрования, м/ч
	Фактическая площадь сечения фильтра, м2
	Рабочая обменная способность катионита, г-экв/кг	Для сульфоугля:
	Количество регенераций фильтра в сутки, рег./сут
Окончание табл.8
	Межрегерационный период, ч
	Удельный расход поваренной соли NaCl кг/г-экв	Для сульфоугля
	Расход поваренной соли на одну регенерацию фильтров кг/сут
	Суточный расход NaCl
	Суточный расход технической соли, кг
	Суточный расход воды на приготовление регенерационного расхода, м3
	Суточный расход воды на отмывку фильтров, м3
	Суточный расход воды на взрыхление фильтра, м3
	Общий суточный расход технической соли, кг		34,38
	расход технической соли в месяц, кг		1031,4

Тягодутьевые машины.

Каждый котельный агрегат должен иметь индивидуальный вентилятор и дымосос. Для регулирования производительность вентилятора и дымососа устанавливают направляющие аппараты, которые закручивают поток в направлении вращающегося колеса.

Производительность тягодутьевой машины, м³/ч, составляет

· дымососа

· вентилятора

где 1,05 - коэффициент запаса; В - расчетный часовой расход топлива каждого отдельного котельного агрегата при номинальной нагрузке, м³/ч ; , - теоретическое количество топочных газов и воздуха, м³/кг; , - коэффициенты избытка воздуха в топке и уходящих топочных газов; - температура дымовых газов перед дымоходом или экономайзером; - температура воздуха перед вентилятором.

Дымосос и вентилятор подбираем по табл. 8.33, 8.22 [3]. Для парового котла ДЕ-4-14ГМ находим соответствующий дымосос: ВДН-9 марки 4A-150S-6 c мощностью 11 кВт и вентилятор ВДН-8 марки 4A-150S-6 c мощностью 11 кВт.

Дымовые трубы.

Из дымовых труб котельных в атмосферу выбрасываются продукты сгорания, которые содержат токсичные вещества, оказывающие вредное воздействие на биосферу (оксиды углерода, серы и азота и др.). Содержание вредных веществ в воздухе определяется их концентрацией – количеством вещества, мл, находящегося в 1 м воздуха (мл/м). Максимальная концентрация вредных веществ, не оказывающая вредного влияния на здоровье человека, называется предельно допустимой концентрацией (ПДК).

Количество основных, вредных веществ М, г/с, выбрасываемых в атмосферу с продуктами сгорания, рассчитывают на основании имеющихся рекомендаций и санитарных норм следующим образом.

· Оксиды серы: или ,

где - расчетный расход жидкого и газообразного топлива (кг/с, м³/с); - рабочая масса серы в топливе, %; – содержание сероводорода в газообразном топливе, % (при отсутствии данных принимается 0,01%).

г/с

· Оксиды углерода:

где - доля потерь теплоты от химического недожога, % (для газа, мазута =0,5); – коэффициент, равный 0,5 для газа и 0,65 для мазута; – низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг, МДж/м3.

г/с

· Оксиды азота:

где – коэффициент, равный 0,9 для газа и 1 для мазута; – коэффициент, характеризующий выход оксидов азота (ориентировочно принимается 0,1).

г/с

Минимально допустимая высота дымовой трубы определяется из условия обеспечения отвода продуктов сгорания и рассеивания их в атмосфере. Это такая высота трубы, когда концентрация вредных веществ у поверхности земли будет меньше максимальной разовой предельно допустимой концентрации (ПДК) данного вещества в атмосферном воздухе, утвержденной Минздравом РФ. Предварительная минимальная высота дымовой трубы H, м, из условия выброса и рассеивания в атмосфере с учетом суммарного действия оксида углерода и диоксида серы и азота будет равна:

где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы; F- безмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; – полный объемный расход дымовых газов, м³/с; – перепад между температурой выбрасываемых (уходящих) дымовых газов [2] и температурой окружающего атмосферного воздуха , которая равна максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года [4]; М – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с; ПДК – максимальная разовая предельно допустимая концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе, лимитирующая частоту воздушного бассейна, мг/м3.

Значения коэффициента А принимается равным: 200 – для европейской территории РФ южнее 50^о с.ш.(Волгоград 48,7^о с.ш.).

Безразмерный коэффициент F принимается равным единице для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (пыль, зола, газ).

Полный объемный расход топлива в котельной, м³/с, удаляемых в атмосферу через трубу, определяется по формуле

м³/с

где – расчетный расход топлива в котельной, м^3/с, кг/с; - теоретическое количество топочных газов , м/м³, м/кг; - теоретическая необходимое количество воздуха для сжигания топлива м/м³, м/кг; - коэффициент избытка воздуха в уходящих топочных газах; – температура уходящих топочных газов, ^оС.

м

Предельно допустимые концентрации, мг/м3, для газов составляют:

; ;

После расчета минимальной высоты дымовой трубы H, м, имея значения , , необходимо предварительно принять скорость продуктов сгорания на выходе из дымовой трубы W₀ = 20 м/с и определить диаметр устья дымовой трубы , м, а также коэффициенты по формулам:

; ;

; .

В зависимости от параметра V находят безразмерный коэффициент m:

;

;

м;

;

;

;

Далее рассчитывают минимальную высоту трубы в метрах, во втором приближении . Если разница между H₁ и H больше 5%, выполняют второй уточняющий расчет, который производится по формуле:

,

где – коэффициенты, определяемые при значениях и уточненной высоте дымовой трубы H₁.

м

В данном случае , значит расчет стоит пересмотреть.

;

;

;

м.

При высоте дымовой трубы H₂ определяют максимальную приземную концентрацию каждого из вредных веществ по формулам:

; ;

Проверяют условие, при котором безразмерная суммарная концентрация не должна превышать 1, т.е.

Если указанные условия не соблюдаются, следует увеличить высоту дымовой трубы до значения, при котором безразмерная концентрация будет меньше или равна 1.

Увеличиваем высоту дымовой трубы до стандартной величины 30 м.

Окончательно минимальная допустимая высота дымовой трубы принимается из условий, что труба должна быть выше конька кровли зданий (расположенной в радиусе 25 м от здания котельной) не менее чем на 5 м, при наличии зданий высотой более 15 м в радиусе 200 м – высота не ниже 35 м, что обеспечит рассеивание в атмосфере летучей золы и газов, содержащих соединения серы, азота и углерода. Высота устья дымовых труб для встроенных, пристроенных и крышных котельных должна быть выше границы ветрового подпора, но не менее 2 м над кровлей более высокой части здания или самого высокого здания в радиусе 10 м.

Диаметры выходных отверстий кирпичных и железобетонных труб определяют на основании требований. Диаметр оснований дымовой трубы (кирпичной) ,

где - средний уклон внутренних стенок трубы.

м.

Принимаем к установке железобетонную трубу диаметром выходного отверстия 1,2 м и высотой 30 м.

Мазутное хозяйство.

Мазут используют в качестве основного топливо или резервного. Когда основным топливом являются природный газ, то мазут применяют только в зимние месяцы. Он может использоваться в качестве аварийного топлива при непродолжительном прекращении подачи газа и растопочного, когда основным является твердое топливо.

Комплекс мазутного хозяйства состоит из: подъездных железнодорожных путей, сливной эстакады с промежуточной емкостью; мазутной насосной с размещением в ней насосов электрических щитов и бытовых помещений; мазутохранилища, с железобетонными или металлическими резервуарами; коммуникаций между емкостями мазута насосной и котельной; установки для сбора конденсата; очистных сооружений для сточных вод; устройства для пожаротушения; установки для приема, хранения и ввода в мазут жидких присадок.

Емкость хранилища мазута рассчитывается из условия мазут - аварийный вид топлива (3 суточный запас)

Объем мазутохранилища, м³, определяют по формуле:

,где 86400 - число секунд в сутках; В_Р – расчетный расход топлива в котельной кг/с; ρ –плотность мазута, кг/м³; τ - количество суток, на которое рассчитано мазутохранилище.

.