Очищення води теплових мереж на магнітних установках
Результати очищення води теплових мереж від феро-, діа- та парамагнітних домішок на комбінованій установці з магнітним відстійником. Характеристика забруднень води в теплових мережах. Причини появи в мережах накипу, продуктів корозії і механічних домішок.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | статья |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 24.01.2020 |
| Размер файла | 104,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Очищення води теплових мереж на магнітних установках
Бернацький М.В., к.т.н., доцент
(Національний університет водного
господарства та природокористування)
Наведені результати очищення води теплових мереж від феро-, діа- та парамагнітних домішок на комбінованій установці з магнітним відстійником.
Cite results about clearing of waters in thermal nets from fero-, dea- and of paramagnetic additives on the compact mounting with magnetic sump.
Важливим напрямком енергозбереження, а також забезпечення необхідного рівня життєдіяльності населення являється підвищення ефективності роботи систем комунально-побутового водяного опалення, які є крупними споживачами паливно-енергетичних ресурсів. Цього вимагають ряд законів України і постанов Кабінету Міністрів.
Для тепло і гарячого водопостачання населення і промислових об'єктів в основному використовується вода господарсько-питного призначення відповідно санітарних вимог ГОСТ 2874-82 „Вода питьевая” і СаНПіН 2.11.4.559-96. Останнім часом на існуючих і нових теплових мережах впроваджуються вітчизняні і імпортні котли та обладнання, які потребують біль жорстких вимог до якості як підживлюючої, так і мережевої води, які регламентуються інструкціями по експлуатації.
Порушення цих вимог, а також використання водопровідної води для живлення котлів, теплових мереж та інших теплоенергетичних апаратів без попередньої її підготовки приводить до такого небажаного наслідку як утворення значної кількості твердих відкладень (продукти, корозії, накипоутворення, механічні домішки, тощо), що в свою чергу супроводжується такими недоліками:
- погіршенням процесів теплопередачі, що приводить до значних перевитрат палива;
- появою прогарів на металевих трубках;
- необхідністю періодичного очищення трубопроводів і теплообмінників;
- збільшенням витрат електроенергії на перекачку води внаслідок зменшення поперечного перерізу труб;
- підвищеним зносом котлів;
- зменшенням терміну міжремонтного періоду.
Відкладення, які утворюються на поверхні нагрівання і в теплообмінниках є досить різноманітними за своїм хімічним складом, структурою, густиною і теплопровідністю і в цілому їх можна поділити на п'ять основних груп (табл. 1).
Таблиця 1
Характеристика забруднень в теплових мережах
|
Група за хімічним складом |
Характеристика |
|
|
1 |
2 |
|
|
А. Парамагнітні домішки |
||
|
1 (лужноземельні) |
Кальцієвий і магнієвий накипи, в складі якого переважають CaCO3, CaSO4, Ca3(PO4)2, CaSiO3, Mg(OH)2; характерні високою щільністю. Найбільш інтенсивно утворюються на теплообмінних поверхнях внаслідок порушення вуглекислотної рівноваги. |
|
|
2 (силікатний накип) |
Характерний наявністю сполук кремнієвої кислоти, оксидів заліза, міді і алюмінію, натрію, які мають пористу або комковату структуру. |
|
|
4 (мідний накип) |
Утворюються на ділянках труб з високим тепловим навантаженням при підвищеному вмісті у воді сполук міді; за своєю структурою надто неоднорідний по товщині і міцно прилипає до металу. |
|
|
5 (мулові відкладення) |
Утворюються в результаті осідання на поверхні труб завислих речовин, колоїдних і диспергованих домішок. |
|
|
Б. Феромагнітні домішки |
||
|
3 (залізоокисний накип та продукти корозії) |
Головним чином складаються із магнетиту (Fe3O4) і магемиту (г-Fe2O3). Основні причини появи - неякісна деаерація води, наявність вуглекислоти, використання води із підвищеним вмістом заліза (>550 мкг/дм3), накопичення продуктів кисневої корозії, хімічна реакція безпосередньо між молекулами води і атомами металу: 3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2 |
Основними причинами появи в теплових мережах накипу, продуктів корозії і механічних домішок є: а) подача сирої твердої води з підвищеним вмістом кисню внаслідок пошкоджень нагрівачів, трубопроводів і теплообмінників; б) порушень правил експлуатації; в) накопичення в процесі стояночної корозії в міжексплуатаційний період при відсутності систематичних промивок мереж, причому стояночна корозія інтенсивніша за корозію в період експлуатації в 15 - 20 разів. Встановлено, що при циркуляції води в кількості 1000 м3/год. за перші дві неділі експлуатації теплових мереж після перерви в роботі на внутрішніх поверхнях труб виділяється біля 1,2т забруднень в перерахунку на Fe3O4, а практика показує, що утворення 0,1…0,2 мм шару накипу і продуктів корозії з малою теплопровідність на поверхні трубок котла може привести до їх розриву, причому кількість пошкоджень від внутрішньої корозії становить 35 - 40% від загальної їх кількості.
В табл. 2 приведені узагальнені дані спостережень і літературних джерел про концентрацію і склад шламових відкладень у воді, яка випускається із теплової мережі після закінчення теплового сезону:
Таблиця 2
|
Місце відбору проби води |
Fe3O4 (мг/дм3) |
CaCO3 (мг/дм3) |
|
|
Вода із водогрійного котла |
364,8 |
169,3 |
|
|
Вода із випускної лінії котлів |
466,0 |
133,9 |
|
|
Вода із батареї, що працювала два сезони без промивки |
402,2 |
31,3 |
В цілому захист котлів і теплових мереж від утворення і накопичення шламових відкладень досягається в основному двома способами:
- вилучення утворювачів накипу та інших забруднень до подачі води в мережу і в котел (попередня підготовка води);
- створення умов на внутрішніх поверхнях котла і мереж, при яких утворений шлам періодично або безперервно вилучається і таким чином негативні наслідки пов'язані із утворенням накипу зменшуються.
В переважній більшості попередня обробка води для теплових мереж полягає в її пом'якшенні, для чого використовують різні методи (реагентні, фільтрування через спеціальні сорбенти, іонного обміну, використання інгібіторів - реактивів на основі фосфонатів і полікарбоксилатів).
Для локалізації шламу в період експлуатації в основному використовують шламовловлювачі (“грязьовики”), які дозволяють затримувати частинки розміром більше 50 мкм.Як показує практика, їх ефективність в роботі дуже рідко досягає 60-70%, крім того, в ряді випадків вони взагалі не виконують своєї функції, а спроби використати для цієї мети механічні фільтри в багатьох випадках виявилися економічно невиправданими, особливо це стосується локальних невеликих мереж.
У північноєвропейських країнах для вилучення продуктів корозії із теплових мереж використовується фільтрація частини води (5 - 15% від загальних циркуляційних витрат) на механічних зернистих фільтрах, магнітних фільтрах та на механічно-магнітних фільтрах. На очистку поступає вода із нижньої частини зворотного трубопроводу (рис. 1.), де концентрується основна частина шламу. Таким чином за допомогою постійної фільтрації води із мережі майже повністю вилучаються малі та середні частинки забруднень.
Отже, для забезпечення ефективної роботи водогрійних котлів і теплових мереж, крім попередньої водопідготовки необхідно здійснювати безперервне очищення води в процесі їх експлуатації з метою запобігання накопичення на поверхнях труб і теплообмінних апаратів продуктів шламоутворення. Одним із шляхів вирішення цієї проблеми є впровадження магнітних відстійників, які, порівняно із магнітними фільтрами, дозволяють ефективно вести очищення води із високими концентраціями забруднень, а також одночасно вилучати феро- і парамагнітні домішки у магнітно-реагентному режимі.
магнітний відстійник вода очищення
Рис. 1. Схема монтажу магнітно-механічного фільтра на байпасі з автоматичним корегуванням величини рН і дозуванням реагентів
Результати досліджень ефективності процесу вилучення із води феромагнітних і механічних парамагнітних домішок в магнітному відстійнику показані на рис. 2 і 3, при цьому необхідно відмітити, що для забезпечення взаємодії магнітного поля із парамагнітними частинками в очищувачу воду необхідно дозувати коагулянт, наприклад, Al2(SO4)3. Зв'язок між феромагнітними частиками магнетиту і парамагнітними пластівцями продуктів коагуляції відбувається в першу чергу за рахунок сил адгезії.
Загальну площу магнітних відстійників можна визначити по формулі:
, м2 (1)
де: Qдоб. - добова продуктивність установки, м3/добу; vн - розрахункова швидкість очищення води, м/год.; Т - тривалість роботи установки на протязі доби, год.; t - тривалість промивки установки, год.; n - кількість промивок установки протягом доби (приймається 1 - 4 в залежності від тривалості між регенераційного періоду); W - інтенсивність промивки, (приймається рівною 10 - 15 дм3/с•м2).
Кількість установок магнітної очистки води становить:
N = F/f, шт. (2)
де f - площа однієї установки, м2.
|
Рис.2. Графіки зміни ефективності очищення води від магнетиту в залежності від зміни швидкості руху води v при HgradH = 16,0108 А2/м3: 1 - Сом = 285 мг/дм3; 2 - Сом = 620 мг/дм3; 3 - Сом = 700 мг/дм3; |
Рис.3. Графіки зміни ефективності очищення води від механічних домішок в залежності від зміни швидкості руху води v при HgradH = = 16,0108 А2/м3: 1 - Со = 80 мг/дм3; 2 - Сом = 300 мг/дм3; |
Враховуючи, що в багатьох випадках необхідна дещо більша глибина очищення по відношенню до приведених на рис. 2 і 3 результатів (очищення тільки у відстійнику), а також внаслідок можливої появи під час процесу коагуляції незначної кількості діа- і парамагнітних домішок, водоочисна установка може виконуватись у комбінованому вигляді (рис.4).
На першій ступені (система сотових магнітних модулів) проходить затримання основної маси забруднень (90% і більше), а подальше очищення води відбувається на другій ступені із фільтруючим зернистим полістирольним завантаженням. Дослідження роботи такої очисної установки підтвердили її працездатність високу ефективність. Як видно із наведених на рис. 5. графіків при такій схемі очистки ефективність досягає 97-99,5%. Залишкова концентрація забруднень в очищені воді становить 0,6 - 1,0 мг/дм3 при v1 = 5 м/год., а при v1=30 м/год. - не перевищує 1,5 мг/дм3. Наведені результати показують, що така конструкція очисного пристрою дає можливість значно знизити навантаження на зернистий фільтр, збільшити продуктивність самого пристрою, а також компонувати в одному корпусі сотовий магнітний модуль із зернистим фільтром. Використовуючи магнітний сотовий модуль в схемі із зернистим фільтром, отримуємо можливість забезпечити зниження концентрації неочищеної води з 300 мг/дм3 і більше до 1,3-1,5 мг/дм3 при швидкості руху води до 20 - 30 м/год.
|
Рис. 4. Комбінована установка магнітно-реагентної очистки води 1 - змішувач, 2 - трубопровід очи-щеної води, 3 - надфільтровий про-стір, 4 - корпус, 5 - фільтруючий шар, 6 - магнітний відстійник, 7 - магніти, 8 - зонт, 9 - камера утворення феромагнітних агрегатів, 10 - трубопровід промивної води |
Рис. 5. Графіки зміни ефективності очищення води від механічних домішок при зміні швидкості руху води Vi при 2-х ступінчастій схемі очистки: 1 - Сo = 80 мг/дм3; 2 - Сo = 300 мг/дм3 |
Впровадження комбінованої установки дає можливість досягнути таких результатів: вилучити дрібнодисперсні частинки із мережі; запобігти закупорки теплообмінників; продовжити термін використання елементів мережі; зменшити електрохімічну корозію; продовжити термін експлуатації насосів, термостатів, регулюючих клапанів та іншого обладнання з рухомими частинами.
Література
1.Акользин П.А. Коррозия и защита металлов теплоэнергетического оборудования.-М.: Энергоиздат, 1982.- 362 с.
2. Рубашов А.М. Зарубежный опыт противокоррозионной обработки воды теплосети. // Теплоэнергетика. - 2001. - № 8. - С. 72 - 77.
3. Сандуляк А.В. Магнитное обезжелезивание конденсата. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 88 с.
4. Установка для очищення рідин.: Декл. пат. України № 5483А, МКИ B03C1/00, B01D21/00./ Гіроль М.М., Бернацький М.В., Прокопчук Н.М. (Україна). - №2002043324; Заявлено 22.04.2002; Опубл. 17.03.2003, Бюл. №3.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Фізико-хімічні властивості, основні бальнеологічні групи, класифікація та ринок мінеральної води в Україні. Особливості лікувальної дії на організм. Зберігання, обробка, розливання та пакування води і контроль якості її основних хімічних показників.
дипломная работа [969,2 K], добавлен 16.09.2010Групи споживачів води: населення, тваринництво, виробничі процеси, гасіння пожежі. Розрахунок споживання води. Вибір діаметрів ділянок трубопроводів та втрати напору на них. Визначення характеристик водонапірної башти. Графік споживання та подачі води.
контрольная работа [197,2 K], добавлен 10.11.2012Визначення добових, годинних і розрахункових витрат води, режиму роботи насосних станцій, об’єму резервуарів чистої води і обсягу баку водонапірної башти. Трасування магістральної водогінної мережі. Гідравлічний розрахунок магістральної водогінної мережі.
курсовая работа [171,2 K], добавлен 27.01.2011Гіпотези походження води на Землі, їх головні відмінні ознаки та значення на сучасному етапі. Фізичні властивості підземних вод, їх характеристика та особливості. Методика розрахунку витрат нерівномірного потоку підземних вод у двошаровому пласті.
контрольная работа [15,1 K], добавлен 13.11.2010Різновиди води в гірських породах, оцінка її стану та основні властивості. Класифікації підземних вод за критерієм умов їх формування та розповсюдження. Методика та головні етапи розрахунку притоку підземних вод до досконалого артезіанського колодязя.
контрольная работа [15,4 K], добавлен 13.11.2010Внутрішні та зовнішні водні шляхи. Перевезення вантажів і пасажирів. Шлюзовані судноплавні річки. Визначення потреби води для шлюзування. Транспортування деревини водними шляхами. Відтворення різних порід риб. Витрата води для наповнення ставка.
реферат [26,7 K], добавлен 19.12.2010Охорона здоров’я і спорт та їх значення в житті людини. Проектування пляжів та водопостачання плавальних басейнів в закритих приміщеннях. Вимоги до води і до режимів рівня води у водоймах. Вплив рекреації на інших учасників водогосподарського комплексу.
реферат [21,5 K], добавлен 19.12.2010Загальна характеристика ТОВ "ОЗМВ", особливості розширення асортименту гідромінеральної продукції на базі якісної прісної води. Проблемі вибору водоносного горизонту для водозабезпечення. Загальна характеристика технології спорудження свердловини.
курсовая работа [301,8 K], добавлен 05.09.2015Гідрографічна характеристика річки, визначення норми стоку, коефіцієнтів варіації та асиметрії, забезпеченості. Побудова аналітичної кривих забезпеченості та повторюваності. Регулювання стоку, визначення місця розташування і притоку води до водосховища.
курсовая работа [68,1 K], добавлен 20.09.2010Походження Чорноморської западини. Геологічне минуле Чорного моря, його загальна характеристика, особливості будови дна. Кругообіг мас води у Чорному и Мармуровому морях. Чинники утворення сірководня у Чорному морі. Характеристика його флори і фауни.
реферат [38,9 K], добавлен 26.12.2011
