Задание и исходные данные на расчет ВПУ
Рассчитать водоподготовительную установку для приготовления воды, идущей на питание двух паровых котлов типа ДЕ-25/14 - ГМ (паропроизводительность 25 т/ч, давление пара 1,4 МПа), если потери пара в котельной составляют К1 = 1,9 % от паропроизводительности котлов, а потери пара на производстве - К2 = 38 % от паропроизводительности.
Топливо котлов - газ. Деаэрация питательной воды осуществляется в термических деаэраторах барботажного типа.
Источник водоснабжения - р. Волга, содержание в исходной воде взвешенных веществ - 230 мг/кг, её окисляемость по перманганату 11 
.
Выбрать схему и рассчитать оборудование водоподготовительной установки
Анализ воды
I.Общие сведения
1. Пункт водоснабжения производственная котельная
. Род и название водоисточника река Волга
3. Место отбора пробы воды г.Казань
. Дата отбора пробы воды 01.11.2011г.
. Дата начала анализа 01.11.2011г.
II.Физические свойства воды
6. Цветность в градусах стандартной шкалы
. Прозрачность по стандартному шрифту
. Осадок (характер)
. Запах
. Вкус
. Температура воды при отборе пробы
. Взвешенные вещества 230 мг/кг
. Взвешенные вещества после прокаливания.
III. Химические свойства и состав воды
. Активная реакция воды рН_8
15. Сухой остаток 360 мг/кг
16. Минеральный остаток
17. Натрий (Na+) + калий (К+) 20,5 мг/кг
. Кальций (Са2+) 72,0 мг/кг
. Магний (Mg2+) 14,5 мг/кг
. Сульфаты (SO42-) 140 мг/кг
. Хлориды (Cl-) 15,0 мг/кг
. Нитраты (NO3-) 0 мг/кг
. Бикарбонаты (НСО3-) 140,3 мг/кг
. Кремниевая кислота (SiO32-) 3,0 мг/кг
24. Окисляемость по перманганату 11
. Щелочность мг-экв/кг
26. Жесткость а) общая 4,78 мг-экв/кг, б) некарбонатная 2,48 мг-экв/кг, в) карбонатная 2,3 мг-экв/кг
| Катионы | мг-экв/кг | Анионы | мг-экв/кг |
| К+ + Na+ | 0,89 | Cl- | 0,42 |
| Ca2+ | 3,59 | SO42- | 2,9 |
| Mg2+ | 1,19 | NO3- | |
| Fe2+ | HCO3- | 2,3 | |
| SiO32- | 0,078 | ||
| Сумма | 5,67 | Сумма | 5,7 |
Погрешность анализа 4,3 %, что является допустимым.
IV. Заключение о пригодности воды
Вода данного природного источника без обработки непригодна для использования на питание паровых котлов типа ДЕ-25/14 - ГМ.
Нормы качества питательной воды для котлов ДЕ-25/14 - ГМ
| Содержание взвешенных веществ, мг/кг | |
| Общая жесткость, мкг×экв/кг | |
| Содержание соединений железа, мкг/кг | не нормируется |
| Содержание соединений меди, мкг/кг | не нормируется |
| Содержание растворенного кислорода, мкг/кг | |
| Значение рН при 25°С | 8,5-9,5 |
| Содержание свободной углекислоты, мкг/кг | не допускается |
| Содержание масел, мкг/кг | |
| Содержание NO2, мкг/кг | не нормируется |
Выбор схемы водоподготовительной установки (ВПУ)
Выбор схемы предварительной очистки воды (схемы осветления)
Содержание в исходной воде взвешенных веществ - 230 мг/кг, её окисляемость по перманганату 11 . Для обеспечения требуемого качества добавочной вод необходимо устанавливать осветлители, в которых будет происходить осветление с последующим фильтрованием.
Выбор схемы ионной части ВПУ.
Проверим схему двухступенчатого Na - катионирования.
Сухой остаток обработанной воды при двухступенчатом Na-катионировании увеличивается за счет того, что каждый ион кальция или магния обменивается на ион натрия, тогда:
.
Кальциевая жесткость исходной воды
. 
Магниевая жесткость исходной воды
Щелочность обработанной воды при Na-катионировании равна исходной щелочности воды Щов = 0,7 мг-экв/кг
Суммарные потери пара и конденсата в котельной:
αпк = К1 + К2 = 1,9 + 38 = 39,9% от паропроизводительности котельной.
Сухой остаток котловой воды для котла ДЕ-25/14-ГМ с механической внутрибарабанной сепарацией пара Sкв = 3000 мг/кг.
Величина продувки котлов
Величина продувки при схеме двухступенчатого Na-катионирования удовлетворяет нормативной.
Относительная щелочность обработанной воды
. 
Относительная щелочность обработанной воды не превышается нормативной для котлов, в которых все соединения сварные.
Концентрация углекислоты в паре:
Эквивалент СО2:
ЭСО2 = 22 мг/мг-экв.
Доля разложения NaHCO3 в котле (остальное разлагается в барботажном деаэраторе) σ = 0,4. Доля разложения Na2CO3 в котле, работающем на давлении 13 атм. σ1 = 0,7.
Концентрация углекислоты в паре при деаэрации химически обработанной воды в термическом барботажном деаэраторе
мг/кг<20 мг/кг
Все три критерия (продувка котлов, относительная щелочность и концентрация углекислоты в паре) удовлетворяют нормативным условиям. Принимаем схему двухступенчатого Na-катионирования.
Коэффициент запаса kз = 1,2.
Производительность ВПУ нетто для промышленных котельных
. 
1.2*0.399*25*2=23.94