книги / Справочник по водоподготовке котельных установок
..pdfгде Sn. в — сухой остаток питатель ной воды, мг/л; SK— сухой остаток конденсата, мг/л; при отсутствии данных о качестве конденсата при нимается SK= 5 мг/л.
Показатели качества питатель ной воды газожаротрубных кот лов, работающих с докотловой об работкой воды, в соответствии с ГОСТ 20995-75 не должны превы шать нижеследующих:
|
|
Нормы для котлов, |
|
|
|
работающих: |
|
|
|
на твердом |
на газе |
|
|
топливе |
и жидком |
|
|
|
топливе |
Содержание |
взвешенных |
50 |
5 |
веществ, мг/л . . . . |
|||
Общая жесткость, |
100 |
30 |
|
мкг-экв/л................... |
|||
Содержание |
растворен |
100 |
50 |
ного кислорода, мкг/л |
Качество насыщенного и пере гретого пара в соответствии с ГОСТ 20995-75 должно отвечать нормам, приведенным в табл. 3-2.
Определение солесодержания па ра производится электрометриче ским методом с предварительной дегазацией, методом пламяфотометрии или концентрирования ионов (достаточно катионов) на ионитных фильтрах.
Качество воды, применяемой для впрыска при регулировании темпе ратуры перегретого пара, должно соответствовать следующим требо ваниям:
Общая жесткость, мкг-экв/л . Не более 3
Содержание соединений |
железа |
и меди, м к г /л ...................... |
По табл. 3-1 |
Солесодержание, мкг/л |
. . . . По табл. 3-2 |
3-2. НОРМЫ КАЧЕСТВА КОТЛОВОЙ ВОДЫ
При выборе схем обработки воды и при эксплуатации паровых кот лов качество котловой (продувоч ной) воды нормируют по общему солесодержанию (сухому остатку); величина его обусловливается кон струкцией сепарационных уст-
Т а б л и ц а
Солесодержание (сухой остаток) котловой воды котлов типа ДКВр (по данным Бийского котельного завода)
|
Котлы с |
Котлы с двух |
|||
|
односту |
ступенчатым |
|||
|
пенчатым |
испарением и |
|||
|
испаре |
выносным |
|||
|
нием |
циклонами |
|||
Нормируемый |
паропебез регревателя |
пароперес гревателем |
ступервая испарепень ния |
стувторая испарепень ния |
|
показатель |
|||||
|
|
|
|
||
Солесодержание кот |
До |
До |
До |
До |
|
ловой воды, мг/л |
|||||
|
3000 |
1500 |
1500 |
6000- |
|
|
|
|
|
10 000 |
|
П р и м е ч а н и я : 1. |
При |
неналаженной |
работе |
||
газомазутных горелок |
не следует |
допускать пре |
дельных значений солесодержания котловой воды второй ступени испарения*
2 Рекомендуемая величина сухого остатка учи тывает возможное повышение производительности котлов при сжигании газа и мазута при соблюдении Инструкции БиКЗ „Паровые котлы ДКВр*, 1969 г.
ройств, которыми оборудован ко тел, и устанавливается заводом-из- готовителем.
Солесодержание котловой воды для паровых котлов типа ДКВр по данным Бийского котельного заво да приведено в табл. 3-3.
Величина сухого остатка котло вой воды в первой ступени испаре ния (чистый отсек) определяется из уравнения:
Таблица 3-4
Солесодержание (сухой остаток) котловой воды
|
- |
|
-Солесодержа? |
|
|
Паропроиз водительность,т/ч |
Рабочее давление кгс/см* |
воды |
воды |
Тип котла |
|
|
ние, |
мг/л |
|
|
пита |
котло |
|
|
|
|
тель |
|
|
|
|
ной |
вой |
ГМ-50-14-250 |
50 |
14 |
350 |
7350 |
БГМ-35М-440 |
45 |
40 |
250 |
5000 |
ГМ-50-1 . . . |
50 |
40 |
250 |
5000 |
БКЗ-75-39 . . . |
75 |
40 |
250 |
7000 |
ДЕ и КЕ . . . |
4-25 |
14 |
. — |
3000 |
4* |
51 |
где $;.в и S"B— сухой остаток кот
ловой воды соответственно в пер вой (чистый отсек) и во второй сту пени испарения (соленый отсек), мг/л; Кс — солевая кратность, оп ределяемая из уравнения
(з-4)
Р — расчетная величина продув ки котла (см. § 4-2) при максималь но допустимом солесодержании кот ловой воды, %; h — паропроизводительность соленого отсека, % паропроизводительности котла; для котла ДКВр-20-13 h— 20—30% (по данным завода).
При получении в результате рас чета значений солесодержания в чистом отсеке выше допустимых не-
Таблица 3-5
Расчетные нормы качества котловой воды при внутрикотловой обработке
НКотлы
Водотруб ные без ниж них бараба нов и грязе виков
Водотруб ные с ниж ними бара банами
Водотруб ные с грязе виками
Газотруб
ные
Жаро
трубные
|
Расчет |
Показатель качества |
ная |
|
норма |
Сухой остаток, |
|
м г /л .......................... |
2 5 0 0 |
Щелочность, |
|
мг-экв/л................... 11 Шламосодержание,
м г /л .................. |
. , 2 0 0 0 |
Сухой остаток, |
|
м г /л .......................... |
4 0 0 0 |
Щелочность, |
|
мг-экв/л................... 16 Шламосодержание,
м г /л .......................... |
12000 |
Сухой остаток, мг/л |
4 5 0 0 |
Щелочность, |
|
мг-экв/л................... 18 Шламосодержание,
м г /л .......................... |
2 0 |
0 0 0 |
Сухой остаток, мг/л |
4 0 0 0 |
|
Щелочность, |
|
|
мг-экв/л................... |
|
14 |
Шламосодержание, |
|
|
м г /л .......................... |
5 |
-000 |
Сухой остаток, мг/л |
1 6 0 0 0 |
|
Щелочность, |
|
|
мг-экв/л................... 25 Шламосодержание,
мг/л '.......................... |
7 000 |
П р и м е ч а н и е . С целью более полного осаждения накипеобразователей в виде шлама мини мальную щелочность котловой воды при внутри-
(сотловой обработке рекомендуется поддерживать для всех котлов не ниже 7—10 мг-экв/л.
обходимо улучшать качество хими чески очищенной воды, так как в противном случае не обеспечибается гарантируемая заводом паропроизводительность котла на дан ном виде топлива.
Солесодержание котловой воды различных типов котлов, работаю щих с избыточным давлением 14— 40 кгс/см2, приведено в табл. 3-4.
Абсолютная величина щелочно сти котловой (продувочной) воды не нормируется. Минимальная ще лочность котловой воды в чистом отсеке, а также в котле без ступен чатого испарения при питании кот лов умягченной водой принимается не менее 1 мг-экв/л. Относительная щелочность котловой воды в про центах для защиты котельного ме талла от межкристаллитной корро зии принимается в соответствии с правилами Госгортехнадзора.
Расчетные нормы качества кот ловой воды при внутрикотловой об работке приведены в табл. 3-5.
3-3. НОРМЫ КАЧЕСТВА ВОДЫ ДЛЯ ПОДПИТКИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ
Нормы качества подпиточной во ды для тепловых сетей с закрытой или открытой системой теплоснаб жения принимаются по данным СНиП 11-36-73 «Тепловые сети. Нормы проектирования», приведен ным в табл. 3-6.
Вода для подпитки открытой си стемы водяных тепловых сетей дол жна отвечать также требованиям ГОСТ-2874-73 «Вода питьевая». От ступление от ГОСТ 2874-73 по со держанию железа до 0,7—0,8 мг/л и по прозрачности до 20 см по шрифту допускается по согласова нию с местными органами санитар ного надзора в следующих случаях: в период неполного освоения уста новок горячего водоснабжения — до 1—2 мес.; в период включения
отопительных |
систем — до 7 |
дней; |
в период паводков. |
актив |
|
Показатели |
коррозионной |
ности исходной водопроводной во-
52
|
|
|
|
Т а б л и ц а 3-6 |
|
Нормы качества воды |
для |
подпитки |
|||
|
тепловых сетей |
|
|||
|
|
|
Подогрев воды f, • С |
||
Качественныйгпоказатель |
До76 |
100-76 |
|
||
воды |
|
101—200 |
|||
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Растворенный |
ки- |
|
|
|
|
•слород» мг/л . . . . |
0,1 |
0,1 |
0,05 |
||
Взвешенные веще- |
5 |
5 |
5 |
||
ства, м г / л ............... |
|||||
Карбонатная жест- |
|
0,7 |
0,7 |
||
кость» мг-экв/л . . . 1.5 |
|||||
Остаточная общая |
|
|
|
||
жесткость |
при |
ис |
|
|
|
пользовании воды |
|
|
|
||
продувки котлов (до |
|
|
|
||
пускается |
в закры |
|
|
|
|
тых системах тепло |
— |
0.1 |
0,05 |
||
снабжения)» мг-экв/л |
|||||
Свободная угле |
|
Отсутствие |
|||
кислота ................... |
|
||||
pH . . ................... |
|
6>,5—8,5 |
|||
Условная сульфат |
|
|
|
||
но-кальциевая жест |
|
|
В пределах |
||
кость ....................... |
|
|
|||
|
|
|
|
|
величии» |
|
|
|
|
|
исключаю |
|
|
|
|
|
щих выпа |
|
|
|
|
|
дение из |
|
|
|
|
|
раствора |
|
|
|
|
|
CaS04 |
П р и м е ч а н и я : |
1. При открытой системе •те |
плоснабжения и при тепловых сетях горячего водо снабжения вода для подпитки» кроме того» должна
удовлетворять требованиям ГОСТ 2874-73 «Вода питьевая».
Продолжение табл. З-о
2. Для закрытых систем теплоснабжения допу скается принимать значения pH более 8,5»
3. Норма растворенного кислорода в воде для подпитки 0»1 мг/л при максимальной температуре подогрева сетевой воды до 75°С должна учитывать ся только при агрессивной исходной воде (см. табл. 3-7). При слабоагрессивных и неагрессивных водах» а также при методах обработки воды инги биторами содержание кислорода в воде длй под питки тепловых сетей не нормируется.
ды для подпитки тепловых сетей горячего водоснабжения приведены в табл. 3-7.
Предельная величина условной сульфатно-кальциевой жесткости оп ределяется из уравнения
[Са2+] [SO4-J fii=\T7Pcaso„ (3-5)
где [Са2+ ] и [SO2 ]— концентрации иона кальция и сульфат-иона, г-ион/л;
/н — коэффициент активности двух валентных ионов,
l g / n = - 2 |
(3-6) |
1+ /Й " ’
где р, — ионная сила раствора, ‘ рабная полусумме произведений кон центраций всех ионов, выраженных в г-ион/л, на квадрат их валентно сти; /TP^so, — произведение раст воримости, принимается в зависи мости от температуры воды:
Температура |
|
|
|
|
|
сетевой вода, |
90 |
100 |
120 |
160 |
200 |
° С ............... |
|||||
/7/>caSO,-10* |
10-3 |
7>6 |
3»7 |
0,93 0,24 |
|
|
|
Т а б л и ц а |
3-7 |
Показатели коррозионной активности исходной водопроводной воды для подпитки сетей горячего водоснабжения (нагрев в сети до 75°С)
|
|
|
Концентрация в холодной во |
|
|
|
Индекс равновесного |
де, мг/л |
|
||
|
|
|
Коррозионная харак |
||
Исходная вода |
насыщения воды |
|
сумма хлори |
||
карбонатом кальция |
растворен |
теристика нагретой |
|||
|
J при 60°С |
дов и суль |
воды |
||
|
ного кисло |
фатов |
|
||
|
|
|
рода О* |
С1“ + SO4- |
|
|
|
|
|
|
|
Поверхностная . . . |
< - 1 , 0 |
< 0 |
10—14 |
Любая |
Сильноагрес |
То ж е ...................... |
— 1 ,0 < У |
10—14 |
> 50 |
сивная |
|
Поверхностная . . . |
— 1 ,0 < / |
< 0 |
10—14 |
< 50 |
Агрессивная |
То ж е ...................... |
> 0 |
|
10—14 |
> 5 0 |
• |
Артезианская . . . . |
> 0 |
|
2—4 |
> 5 0 |
• |
Поверхностная . . . |
> 0 |
|
10—14 |
< 50 |
Слабоагрессив |
|
> 0 |
|
|
<5 0 |
ная |
Артезианская . . . . |
|
2—5 |
Неагрессивная |
||
П р и м е ч а н и е . Показатели для оценки коррозионной активности исходной |
воды принимаются по |
ваихудшему их состоянию в течение года.
53
Качество сетевой воды должно удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к качеству подпиточной воды. Должна быть обеспе чена невозможность загрязнения обратной сетевой воды растворен ным кислородом и солями жестко сти.
При подогреве воды ниже 95°С применение магнитной обработки воды допускается при соблюдении условий, изложенных в § 2-3, в во догрейных котельных с чугунными секционными котлами при закры тых системах водоснабжения.
3-4. ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ
СТОЧНЫХ ВОД
Закон об охране окружающей среды выдвинул на первое место во прос об охране водоемов от загряз ненных стоков. Сброс сточных вод от водоподготовительных установок, котельных, бойлерных и т. п. дол жен отвечать правилам охраны по верхностных вод от загрязнения сточными водами. Качественный со став сбрасываемых стоков должен соответствовать табл. 3-8.
Т аб л и ца 3-8
Общие требования к составу и свойствам воды водоемов
|
Виды водоиспользовавдя |
|||
Показатели состава |
хозяйственно-питьевое водоснабже |
|
для купания, спорта и отдыха |
|
и свойств воды водоемов* |
|
|||
|
ние и водоснабжение пищевых |
населения, а также водоемы в черте |
||
|
предприятий |
|
|
населенных мест |
Взвешенные вещества |
Содержание взвешенных |
веществ не должно увеличиваться бо |
||
|
|
лее, |
чем |
на: |
|
0,25 мг/л |
|
| |
0,75 мг/л |
Плавающие примеси |
На поверхности водоемов не должны образовываться плавающие |
|||
Запахи, привкусы |
пленки, пятна минеральных масел и скопление других примесей |
|||
Вода не должна приобретать запахов и привкусов более |
||||
Окраска. |
|
двух баллов |
||
Не должна обнаруживаться в столбике: |
||||
|
20 см |
|
| |
10 см |
Реакция |
Не должна выходить за пределы 6,5—8,5 pH |
|||
Минеральный состав |
Не должен превышать по |
плот- |
Нормируется по показателю |
|
|
ному остатку 1000 мг/л, в том |
|
„привкусы* |
|
|
числе хлоридов 350 и суль |
|
|
|
|
фатов 500 мг/л |
|
|
|
Растворенный кислород |
Не должен быть менее 4 мг/л в любой период года в пробе* |
|||
Биохимическая потреб |
отобранной до |
12 ч дня |
||
Полная потребность воды в кислороде при 20°С не должна |
||||
ность в кислороде |
|
превышать: |
||
|
3 мг/л |
|
1 |
6 мг/л |
* В воде должны отсутствовать возбудители заболеваний и ядовитые вещества.
Раздел четвертый
ВЫБОР СХЕМ ОБРАБОТКИ ВОДЫ
4-1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
До 1972 г., когда был принят за кон об охране окружающей среды, выбор схем обработки воды произ водился в зависимости от качества исходной воды, требований потре-
бителей к обрабатываемой воде, санитарных требований и технико экономических соображений.
После принятия закона о защите водоемов от загрязнений, сбрасы ваемыми стоками, и запрещении ис пользования подземных вод на не
54
питьевые |
нужды |
главной |
|
задачей |
Полное осаждение солей жестко |
||||||||||||||||||
при |
выборе |
схем |
обработки |
воды |
сти |
возможно при более |
высоких |
||||||||||||||||
-стало решение вопроса о выборе ис |
температурах |
(70—90°С); |
избыт |
||||||||||||||||||||
точника |
водоснабжения |
и |
|
возмож |
ком извести осаждаются кальций и |
||||||||||||||||||
ности сброса стоков от водоподго |
магний, при этом магниевые соли |
||||||||||||||||||||||
товки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
постоянной |
|
жесткости |
образуют |
||||||||
Переработка |
стоков |
от |
водопод |
кальциевую жесткость, осаждаемую |
|||||||||||||||||||
готовительных |
установок |
|
котель |
содой. |
|
умягчение |
в осветлите |
||||||||||||||||
ных до настоящего времени не име |
Содовое |
||||||||||||||||||||||
ет приемлемых решений. |
|
|
|
легко |
лях является пока методом экспе |
||||||||||||||||||
Для стоков, |
содержащих |
риментальным, но единственно при |
|||||||||||||||||||||
растворимые |
соли, |
нецелесообраз |
емлемым |
по |
условиям |
сбрасывае |
|||||||||||||||||
но применять упаривание до твер |
мых |
стоков. |
|
Применение |
содо-из |
||||||||||||||||||
дого состояния и фильтрование на |
весткового |
метода |
для |
паровых |
|||||||||||||||||||
■фильтр-прессах или центрифугах, |
котлов не исключает необходимости |
||||||||||||||||||||||
поскольку эти соли нельзя сбрасы |
применения |
натрий-катионирования |
|||||||||||||||||||||
вать на шламовые площадки (они |
для глубокого умягчения, но сброс |
||||||||||||||||||||||
снова попадут в водоемы с атмо |
стоков |
от |
катионитных |
фильтров |
|||||||||||||||||||
сферными осадками), а закапывать |
будет незначительным. |
|
|
|
|||||||||||||||||||
•их в землю слишком сложно. |
либо |
Выбор схем обработки воды осу |
|||||||||||||||||||||
Остается |
|
реальным |
|
пока |
ществляют на основании норм, при |
||||||||||||||||||
разбавление |
|
стоков |
от |
водоподго |
веденных в разд. 3, и в зависимо |
||||||||||||||||||
товки и продувки котлов до допу |
сти от качества исходной воды. При |
||||||||||||||||||||||
стимой |
Госсанинспекцией |
|
и |
Рыб- |
этом следует применять методы, ис |
||||||||||||||||||
водхозом |
концентрации |
промыш |
ключающие |
использование |
агрес |
||||||||||||||||||
ленными |
стоками, |
|
содержащими |
сивных реагентов, так как в этом |
|||||||||||||||||||
эти |
соли |
в |
меньших |
|
количествах, |
случае |
возникает необходимость в |
||||||||||||||||
либо |
применение |
схем |
обработки |
обеспечении |
специальной |
противо |
|||||||||||||||||
воды, исключающих |
или |
снижаю |
коррозионной |
защиты |
оборудова |
||||||||||||||||||
щих нормируемые концентрации ве |
ния, трубопроводов и арматуры, что |
||||||||||||||||||||||
ществ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
усложняет |
аппаратурное оформле |
||||||||||
Поскольку из закона вытекает не |
ние |
и эксплуатацию. Схемы |
следу |
||||||||||||||||||||
ет |
осуществлять по |
возможности |
|||||||||||||||||||||
обходимость |
|
применять в |
котель |
||||||||||||||||||||
|
прямоточные |
|
без |
промежуточного |
|||||||||||||||||||
ных в основном |
поверхностные во |
|
|||||||||||||||||||||
ды, |
целесообразнее |
|
использовать |
перекачивания |
воды. |
Необходимо |
|||||||||||||||||
|
учитывать опыт эксплуатации уста |
||||||||||||||||||||||
воду |
из |
технического |
водопровода |
||||||||||||||||||||
новок, |
работающих |
в |
аналогичных |
||||||||||||||||||||
и осуществлять |
универсальную схе |
||||||||||||||||||||||
условиях. Для поверхностных вод в |
|||||||||||||||||||||||
му, удовлетворяющую целому ряду |
|||||||||||||||||||||||
схемах без известкования в целях |
|||||||||||||||||||||||
требований |
(как, например, |
извест |
|||||||||||||||||||||
обеспечения |
оптимальных |
условий |
|||||||||||||||||||||
кование с коагуляцией). Эта |
схема |
проведения |
технологического |
про |
|||||||||||||||||||
позволяет частично |
умягчить |
воду, |
|||||||||||||||||||||
цесса перед |
проектированием |
сле |
|||||||||||||||||||||
снизить содержание |
железа, |
крем |
|||||||||||||||||||||
дует проводить в лабораторных ус |
|||||||||||||||||||||||
ния |
и органических |
веществ, |
ще |
||||||||||||||||||||
ловиях пробную коагуляцию и обез- |
|||||||||||||||||||||||
лочность |
и |
солесодержание |
исход |
||||||||||||||||||||
железивание воды. |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
ной |
воды, |
удалить |
растворенную |
|
|
|
|
||||||||||||||||
углекислоту |
(агрессивную |
и равно |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
весную), |
но |
|
главное |
преимущество |
4-2. ВЫБОР СХЕМ ОБРАБОТКИ |
||||||||||||||||||
этой схемы заключается в том, что |
|||||||||||||||||||||||
все удаляемые |
вещества |
выпадают |
ВОДЫ ДЛЯ ПАРОВЫХ КОТЛОВ |
||||||||||||||||||||
в виде практически |
нерастворимых |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
в воде веществ, которые на шла |
Основными |
критериями |
выбора |
||||||||||||||||||||
мовых площадках не будут ра |
схем обработки воды для паровых |
||||||||||||||||||||||
створяться |
|
атмосферными |
|
осад |
котлов |
являются: |
величина |
про |
|||||||||||||||
ками. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дувки |
котлов, |
содержание |
углекис- |
55
лоты в паре и относительная ще лочность котловой воды.
Р а з м е р п р о д у в к и к о т л о в определяют по сухому остатку; в предварительных расчетах при вы боре схемы обработки воды из фор мулы
Р = So. „«о .в 100 |
(41) |
•^К.В---- ^• .в ав.в |
|
где Р — размер продувки |
по сухо |
му остатку, % паропроизводитель-
ности; |
а 0.в — доля |
обработанной |
воды в |
питательной; |
S0. в — сухой |
остаток |
обработанной |
воды, мг/л; |
S„. в — сухой остаток |
котловой во |
ды для принятого в проекте типа котла, мг/л; принимается по пас портным и эксплуатационным дан ным.
Расчетная величина продувки для котлов, давлением, меньшим или равным 14 кгс/см2, не должна пре вышать 10%, для котлов давлением
20 кгс/см2 — 7% |
и для котлов дав |
лением до 40 |
кгс/см2 — 5% паро- |
производительности. |
|
Определение |
величины продувки |
ведется для режима максимальных потерь пара и конденсата, выра женных в процентах от паропроизводительности котельной. Для сни жения величины продувки рекомен дуется: а) улучшение сепарационных устройств котла — внутрибарабанные циклоны, ступенчатое испа рение, ступенчатое испарение с вы
носными циклонами; |
б) |
усложне |
|||
ние схемы |
водоподготовки, |
обес |
|||
печивающее |
снижение |
солесодер- |
|||
жания. |
|
|
|
щ е л о ч |
|
О т н о с и т е л ь н а я |
|
||||
н о с т ь |
к о т л о в о й воды |
равна |
|||
относительной щелочности |
обрабо |
||||
танной |
водь: |
(разбавление |
конден |
сатом и концентрирование солей в котле величину относительной ще
лочности |
не изменяет) и опреде |
||
ляется по формуле: |
|
||
//& в = |
Щ ^в= |
40Ztf° B' 100 , |
(4-2) |
|
|
»^о.в |
|
где /Дот8 — относительная |
щелоч |
||
|
ность |
котловой |
воды, |
%;
///°-*— относительная |
щелоч |
|||
ность |
обработанной во |
|||
ды, %; |
обработан |
|||
/До. в— щелочность |
||||
ной воды, мг-экв/л; |
||||
S 0.в — сухой |
остаток |
обрабо |
||
танной |
воды, |
мг/л; |
||
40 — эквивалент NaOH. |
|
|||
Щелочность обработанной |
|
водьр |
||
следует принимать: |
для |
схем |
нат- |
|
рий-катионирования — равной |
ще |
лочности исходной воды; для схем коагуляции — натрий-катионирова- нця — за вычетом из щелочности» исходной воды дозы вводимого ко агулянта; для схем с предваритель ным известкованием — примерно* 1 мг-экв/л; для схем водород-нат- рий-катионирования и аммоний-нат-
рий-катионирования |
(условно) — |
|||
0,5—0,7 мг-экв/л; |
для |
схем водо- |
||
род-катионирования |
с |
«голодной»- |
||
регенерацией |
фильтров — 0,7— |
|||
1,0 мг-экв/л. |
|
или термиче |
||
При |
механическом |
|||
ском |
перенапряжении |
котельного |
||
металла и при наличии |
неплотно |
стей в котельных швах или местах вальцовки труб, где котловая водаможет упариваться до концентра ции едкого натра 5—10%, высокая относительная щелочность может вызвать межкристаллитную корро зию или так называемую каусти ческую хрупкость котельного ме талла.
Согласно правилам Госгортехнад зора «относительная щелочность котловой воды для паровых котлов не должна превышать 20%. В па ровых котлах со сварными бараба нами может быть допущено повы шение относительной щелочности котловой воды сверх допустимой1 нормы при принятии мер по пре дупреждению межкристаллитной коррозии металла».
При величине относительной ще лочности обработанной воды более 20% необходимо предусматривать ее нитратирование.
Выбор схемы, снижающей ще лочность исходной воды (количест-
56
«о связанной” углекислоты), обус ловливается содержанием углекис
лоты в паре.
С о д е р ж а н и е у г л е к и с л о т ы
в п а р е в расчетах |
по выбору |
схем обработки воды |
принимается |
в зависимости от схемы потребле ния пара:
а) при централизованном потре блении пара до 100 мг/кг при обя зательном осуществлении вентиля ции парового объема и пароисполь зующей аппаратуры; надежное уда ление углекислоты при этом долж но защитить оборудование и конденсатопроводы от углекислотной коррозии;
б) при разветвленной сети по требителей пара не выше 20 мг/кг.
Для предотвращения углекислот
ной |
' коррозии |
пароиспользующей |
|||
аппаратуры |
и |
пароконденсатного |
|||
тракта |
рекомендуется |
проводить |
|||
следующие |
мероприятия: дегаза |
||||
цию |
конденсата |
в пароиспользую |
|||
щих |
аппаратах |
(при содержании |
|||
углекислоты |
в |
паре |
более 3— |
||
5 мг/кг); |
аминирование |
питатель |
ной воды, если потребители пара допускают наличие аммиака в из вестной концентрации (дозируется 0,4 мг аммиака на 1 мг/кг свобод ной углекислоты); применять схе мы обработки воды, снижающие ^одержание связанной углекислоты в исходной воде.
Концентрацию углекислоты в па ре определяют при отсутствии деаэрации питательной воды или при использовании деаэраторов типа ДСА (без барботажа) по формуле:
€О 2 = 22Щ0. ва0.„(1+ о), (4-3)
■где С02 — концентрация углекисло ты в паре, мг/кг; Щ0.в — щелоч ность обработанной воды, мг-экв/л; •о — доля разложения Na2COs в кот ле, принимается по графику (рис. 4-1); а 0.в — доля обработанной во ды в питательной.
. Концентрацию углекислоты в па ре при деаэрации питательной во-
Рис. 4-1. Зависимость разложения N a2C O , от давления в котле.
9 — разложение Na«COs в долях единицы; р — дав ление в котле.
ды с барботажем определяют |
по |
формуле: |
|
С02 ==22Щ ,. „tx0_в (oj -j- а), |
(4-4) |
где oi — доля разложения NaHCOs в котле, равная примерно 0,4 (60% разлагается в барботажном деаэра торе) .
Выбор схемы обработки воды для паровых котлов осуществляет ся в соответствии с рекомендация ми, изложенными в § 4-1 и учиты вающими вопросы стоков от водо подготовительной установки.
Для приготовления питательной воды для паровых котлов рекомен
дуются следующие |
схемы обработ |
ки воды: |
: ; |
а) натрий-катионирование — при водоснабжении котельной от хозяй ственно-питьевого водопровода и если эта схема допустима по вели
чине |
продувки котлов, концентра |
||||
ции |
углекислоты |
в |
паре, |
относи |
|
тельной щелочности; |
для |
экрани |
|||
рованных котлов, |
требующих |
глу |
|||
бокого умягчения, |
применяют, |
как |
|||
правило, двухступенчатое |
натр.ий- |
||||
катионирование; |
|
|
. |
|
|
б) |
натрий-катионирование с ^до |
||||
зировкой нитратов |
в обработанную |
воду или натрий-катионирование после схем, снижающих щелбчность исходной воды;
в) водород-натрий-катиоцирова- ние (параллельное или поеледовательное с «голодной» регенерацией
57
водород-катионитных фильтров) — для обработки воды из хозяйствен но-питьевого водопровода, когда требуется снижение щелочности, солесодержания и углекислоты в паре;
4-3. ГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД ВЫБОРА СХЕМ ОБРАБОТКИ ВОДЫ ДЛЯ ПАРОВЫХ к о т л о в ТИПА ДКВр
г) |
|
|
натрий-хлор-ионирование |
— |
Для |
сокращения |
затрат времен» |
||||||||||||||||||||||
|
|
при выполнении аналитических рас |
|||||||||||||||||||||||||||
для |
обработки воды |
хозяйственно |
|||||||||||||||||||||||||||
четов по выбору схем обработки во |
|||||||||||||||||||||||||||||
питьевого |
водопровода, |
когда |
|
тре |
|||||||||||||||||||||||||
|
ды |
ниже |
приводится |
|
графический |
||||||||||||||||||||||||
буется снижение щелочности и кон |
метод |
выбора |
схемы |
для |
паровых |
||||||||||||||||||||||||
центрации |
углекислоты |
в паре |
и |
||||||||||||||||||||||||||
котлов |
типа |
ДКВр. По |
|
графикам |
|||||||||||||||||||||||||
величина |
продувки |
котлов |
не |
|
пре |
|
|||||||||||||||||||||||
|
проверяется |
возможность |
примене |
||||||||||||||||||||||||||
вышает нормы; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ния |
наиболее |
простой |
схемы |
нат- |
||||||||||||||||
д) аммоний-натрий-катионирова- |
|||||||||||||||||||||||||||||
рий-катионирования по трем показа |
|||||||||||||||||||||||||||||
ние — для |
обработки |
воды |
из |
|
хо |
телям: продувке котлов по сухому |
|||||||||||||||||||||||
зяйственно-питьевого |
|
водопровода, |
остатку, |
относительной |
щелочности |
||||||||||||||||||||||||
когда |
|
требуется |
|
снижение |
щелоч |
котловой воды и концентрации уг |
|||||||||||||||||||||||
ности, |
|
солесодержания |
котловой |
лекислоты |
в |
паре. |
Окончательное |
||||||||||||||||||||||
воды и концентрации |
углекислоты |
решение по выбору схемы обработ |
|||||||||||||||||||||||||||
в паре и одновременно допускается |
ки воды принимается в соответствии |
||||||||||||||||||||||||||||
наличие в паре аммиака; |
|
в |
|
пп. |
с рекомендациями, |
изложенными в |
|||||||||||||||||||||||
е) |
схемы, |
перечисленные |
|
§ 4-1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
«а»—«г», с предварительным освет |
Приняты следующие обозначения: |
||||||||||||||||||||||||||||
лением |
и |
коагуляцией — для |
|
|
по |
S„.B— сухой |
остаток |
|
исходной |
||||||||||||||||||||
верхностных вод; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
воды, |
мг/л; |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
ж) |
|
известкование |
в осветлителях |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
S K.B- |
сухой |
остаток |
|
котловой |
||||||||||||||||||||||||
и фильтрование |
|
на |
|
механических |
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
воды, мг/л; |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
фильтрах — для |
поверхностных вод, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
S0.в --сухой |
остаток |
обработан |
|||||||||||||||||||||||||||
когда |
требуется |
|
осветление, |
коагу |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
ной воды, |
мг/л; |
|
|
|||||||||||||||||||||
ляция, |
снижение |
|
щелочности |
(уда |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
ление связанной углекислоты), обез- |
|
AS — увеличение сухого остатка |
|||||||||||||||||||||||||||
железивание |
известкование |
с дози |
|
|
|
исходной |
воды |
при |
обра |
||||||||||||||||||||
ровкой |
соды |
в |
осветлителях |
|
при |
|
|
|
ботке ее по схеме нат- |
||||||||||||||||||||
/=50-^70°С '(схема эксперимен |
|
|
|
рий-катионирования, |
мг/л; |
||||||||||||||||||||||||
тальная) — для максимального уда |
Ж и.г — общая |
жесткость |
исход |
||||||||||||||||||||||||||
ления солей жесткости в виде не |
|
|
|
ной воды, мг-экв/л; |
|
|
|||||||||||||||||||||||
растворимых осадков. |
|
артезиан |
Ж к— карбонатная жесткость ис |
||||||||||||||||||||||||||
Для |
|
обезжелезивания |
|
|
|
ходной воды, |
мг-экв/л; |
||||||||||||||||||||||
ских |
вод, |
обычно |
содержащих |
|
же |
Ж са— кальциевая жесткость ис |
|||||||||||||||||||||||
лезо в виде F2+, рекомендуется схе |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
ходной |
воды, |
|
% общей |
|||||||||||||||||||||||
ма: |
аэрация, |
обезжелезивание |
|
на |
|
|
|
жесткости; |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
фильтре, загруженном |
сульфоуглем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
Ж ке — магниевая |
жесткость |
ис |
|||||||||||||||||||||||||||
(с нанесенными |
|
на |
него окислами |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
ходной |
воды, |
|
% общей |
||||||||||||||||||||||
железа). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
жесткости; |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Для |
|
паровых |
котлов, |
допускаю |
Щот— относительная |
|
|
щелоч |
|||||||||||||||||||||
щих |
|
внутрикотловую |
|
обработку, |
|
|
|
ность, |
%; |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
осуществляется |
|
соответствующая |
Щ„.в—щелочность |
исходной |
во |
||||||||||||||||||||||||
составу |
исходной |
воды |
дозировка |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
ды, |
мг-экв/л; |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
щелочных реагентов |
в питательную |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
воду, |
|
магнитная |
|
обработка |
воды |
Щ0.в~ щелочность |
обработанной |
||||||||||||||||||||||
или |
докотловое |
|
термохимическое |
|
|
|
воды, мг-экв/л; |
|
|
|
во |
||||||||||||||||||
умягчение исходной воды при обя |
Ш к.в ~ щелочность |
котловой |
|||||||||||||||||||||||||||
зательном |
удалении |
шлама. |
|
|
|
|
|
|
|
ды, |
мг-экв/л; |
|
|
|
|
|
58
“о. в- доля обработанной |
воды |
в питательной или, |
что |
то же, потери пара и кон* |
|
денсата в долях от паро- |
|
производительности |
• ко |
тельной; |
|
-Р — продувка котлов, %.
Для графического выбора схем обработки воды, помимо качествен ных показателей исходной воды, необходимы следующие данные: тип котла, чтобы установить, каки ми сепарационными устройствами оборудован котел, т. е. каким гра фиком пользоваться для определе ния величины продувки котлов, деа эрация должна осуществляться с барботажем пара.
Пример. В котельной установле
ны котлы типа ДКВр-20-13 |
(сухой |
остаток) котловой воды |
о к.в== |
= 10000 мг/л. Доля химически об
работанной |
воды |
в |
питательной |
О о .в = 0 ,5 ; |
деаэрация |
питательной |
|
воды проводится |
в |
барботажном |
деаэраторе. Исходная вода из хо зяйственно-питьевого водопровода имеет качественные показатели:
5 и.в = Ю 0 0 мг/л; Ж и .в = Ю мг-экв/л;
Жк=Щц.в=7 мг-экв/л; Жса=51 %
от Жи.в; Ж ме=49% от Ж и.в.
По графику на рис. 4-2 определя ем величину AS, на которую увели чивается сухой остаток воды при ее обработке по схеме натрий-ка- тионирования. Для этого на оси ор динат находим точку А, отвечаю щую величине общей жесткости Ж и .в = Ю мг-экв/л, и проводим из нее параллельную оси абсцисс, до пересечения с лучом, соответствую щим кальциевой жесткости Жсл— =51% (точка 5). Из точки Б опус каем перпендикуляр на ось абсцисс, на которой дано увеличение сухого остатка при обработке воды по схе ме натрий-катионирования: точка В соответствует AS « 7 0 мг/л. Следо вательно, сухой остаток воды, об работанной по схеме натрий-катио нирования, будет S0.B =1000+70= = 1070 мг/л.
По графику на рис. 4-3 определя ем возможность применения схемы натрий-катионирования по концент рации углекислоты в паре. Для это го из точки Ж на оси абсцисс, со ответствующей а о .в = 0 ,5 , восстанав
ливаем перпендикуляр до точки И пересече ния с линией, парал лельной оси абсцисс, проведенной из точки Е, соответствующей щелочности обработан ной воды, равной ще лочности исходной во ды, т. е. Щ0.в— Щвл=
— 7 мг-экв/л. Точка И лежит в области при менения схем обработ ки воды, обеспечиваю щих снижение щелоч ности исходной воды, т. е. схема натрий-ка тионирования по содер жанию углекислоты в паре неприменима.
|
По графику на рис. |
|||
|
4-4 определяем возмож |
|||
Рис. 4-2. Увеличение сухого остатка воды (AS) при ее |
ность |
применения схе |
||
мы |
чистого |
натрий- |
||
обработке по схеме иатрий-катионирования в зависимости |
||||
от жесткости исходной воды (Жн. в)- |
катионирования |
по от- |
59
п
Рис. 4-3. Определение возможности приме нения схемы натрий-катионирования *ло концентрации углекислоты в паре £(при барботажной деаэрации).
в —-щелочность |
обработанной |
воды;” «ф *в — |
||
доля |
обработанной |
воды в питательной;" А — об |
||
ласть |
применения |
схемы1? натрий-катионирования; |
||
Б — область схем |
со |
снижением |
концентрации |
углекислоты; 1 — концентрация углекислоты в паре СО» = 20 мг/кг; 2 — концентрация углекислоты в паре СО* = 100 мг/кг.
Рис. 4-5. Определение величины продувки котлов, %, в зависимости от сухого остат ка обработанной воды S0. „ при SK. „ — » 3000 мг/л.
Рис. 4-4. Определение возможности приме нения схемы натрий-катионирования по ве личине относительной щелочности котло вой воды.
Щ0. в ** щелочность обработанной воды; SQ5В‘—
сухой ортаток обработанной воды; Л — область применения натрий-катионирования; 5 — область применения натрий-катионирования с нитратированием либо со снижением щелочности; 1 —>//Г ,. =
= 20%.
носителшой щелочности котловой воды, исходя из того, что отно сительная щелочность при обработ ке воды по схеме натрий-катиони рования соответствует равенству
IUoiB= Щт*. На оси ординат от
кладываем щелочность обрабо танной воды, исходя из равенства
при натрий-катионировании Щ0.в—
— Щял=Жк— 7 |
мг-экв/л (точка |
|
К), |
и на оси абсцисс— сухой оста |
|
ток |
обработанной воды, определен |
|
ный |
с помощью |
графика рис. 4-2, |
S K.B = 1 0 7 0 м г / л |
(точка Л). Из то |
чек /( и Л восстанавливаем перпен дикуляры, точка пересечения кото рых М, как видно, лежит в облас ти применения схемы натрий-катио нирования с нитратированием. Ве личина продувки котлов определяет ся по рис. 4-5 или 4-6.
Поскольку котел ДКВр-20-13 обо рудован устройствами для двухсту пенчатого испарения и выносными циклонами, сухой остаток котловой воды допускается до 10000 мг/л, поэтому величину продувки котла определяем по графику рис. 4-6.
На оси ординат откладываем 50.в== 1070 мг/л (точка Я); из точ ки Я проводим параллельную оси абсцисс до пересечения с лучом, со ответствующим оо.в=0,5 (точка О). Из точки О опускаем перпендику ляр на ось абсцисс (точка П). Как
60