Задание для расчета
Рассчитать технологические параметры водоподготовительной установки (ВПУ) с параллельным включением фильтров, предназначенной для умягчения и частичного химического обессоливания воды заданного состава.
Таблица 1. Качество воды источника водоснабжения реки Кура.
Содержание ионов и оксидов, 
| ГДП,
| Окисляемость,
| Сухой остаток,
| Жесткость,
| |||||||||
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| |||
| - | 5,5 | 7,36 | 3,8 |
Показатели качества исходной воды
1. Проверка соблюдения правила электронейтральности:
где СKm, САн – эквивалентные концентрации катионов и анионов, соответственно.
При этом не учитывается концентрация иона 
и оксидов 
и 
, поскольку они находятся в воде в коллоидной форме. Сумму концентраций ионов Na+ и K+ относят к натрию, так как содержание калия невелико (менее 10% от суммы 
).
Переведем объемные концентрации в эквивалентные по формуле:
.
Учтем, что 
,
где Соб - объемная концентрация, мг/л;
n - валентность иона,
М - молярная масса иона, г/моль.
Эквивалентная концентрация кальция:
Эквивалентная концентрация магния:
Эквивалентная концентрация натрия и калия:
Эквивалентная концентрация гидрокарбоната:
Эквивалентная концентрация сульфата:
Эквивалентная концентрация хлора:
Эквивалентная концентрация нитрата:
Таблица 2
| Ион | Ca2+ | Mg2+ | Na+ + K+ | HCO3- | SO42- | Cl- | NO3- |
| Эквивалент | 12,15 | 35,45 | |||||
| Эквивалентная концентрация, мг-экв/л | 3,0 | 4,362 | 7,0 | 3,803 | 4,104 | 6,037 | 0,419 |
мг-экв/л.
14,363 мг-экв/л.
Определим ошибку по формуле:
Ошибка не превышает 1%, следовательно, химический состав воды определен верно.
2. Аналитическая общая жесткость воды 
, мг-экв/л:
мг-экв/л.
3. Аналитически определенная концентрация бикарбонат-иона в исходной воде:
мг-экв/л.
мг-экв/л.
мг-экв/л.
Солесодержание исходной воды с/с, мг/л:
60+52,9983+161+231,983+196,992+214,017+25,978=942,963 мг/л.
Содержание в исходной воде растворенного углекислого газа, мг/л:
мг/л.
Требования к качеству питательной воды
Приступая к выбору схемы ВПУ для паровых котлов или системы теплоснабжения, следует установить, каким требованиям должна отвечать питательная вода по основным показателям: жесткости, содержанию кислорода, углекислоты, pHи пр. Требования, предъявляемые к добавочной воде для паровых котлов зависят от рабочего давления котла, качества сжигаемого топлива, особенностей конструкции котла. Требования к качеству питательной котлы для заданного котла приведены в таблице 3.
Таблица 3. Нормы качества питательной воды водотрубного котла с естественной циркуляцией с рабочим давлением пара до 4 Мпа (40 кгс/см2).
| Нормируемый показатель | Вид топлива | |
| Жидкое топливо | ||
| Прозрачность по шрифту,см, не менее | ||
| Содержание соединений железа (в пересчете на Fe), мкг/л | ||
| Содержание соединений меди (в пересчете на Cu), мкг/л | ||
| Содержание растворенного кислорода, мкг/л | ||
| Величина pH при 25 oC | 8,5 – 10,5 | |
| Содержание нефтепродуктов, мг/л | 0,3 | |
| Общая жесткость, мкг-экв/л | ||
Выбор схемы обработки воды
Обработка питательной воды состоит из двух этапов:
-предварительная очистка воды проводится для удаления грубодисперсных и коллоидных примесей;
-умягчение обеспечивают снижение жесткости, солесодержания и щелочности воды.
При выборе схемы необходимо иметь в виду, что известкование применяется при обработке вод сЖк ≥ 2 мг-экв/л.
Все паровые котлы, сжигающие высококалорийное топливо и имеющие экранированные поверхности нагрева, независимо от производительности и давления требуют глубокого умягчения воды (Жo<0,01 мг-экв/л), поэтому все схемы умягчения исходной воды должны предусматривать вторую ступень Na-катионирования.
Выбираем схему №2 обработки добавочной воды, рекомендуемую для паровых котлов.
Таблица 4. Схема обработки добавочной воды для парового котла ГМ-50-1
| Номер схемы | Ступени очистки | Результат применения данной схемы |
| При использовании поверхностных вод | ||
| Известкование с коагуляциейосветлителях, Na- катионирование | Удаление взвешенных веществ, снижение окисляемости, снижение щелочности, удаление свободной углексилоты, частичное снижение солесодержания |
После выбора схемы обработки воды определяется качество воды на выходе из каждой ступени очистки и проверяется пригодность схемы ВПУ по 3-м важным показателям водно-химического режима: продувке котлов, содержанию углекислоты в паре и относительной щёлочности котловой воды.