Кондиціювання води в енергетиці

- піковий котел

С_Fe. = j_к^стз_крF_тр/( 3,6m₁)= 0,383 •0,55•5300,32/(3,6•279,9)= 1,108 мг/л

Тут швидкість корозії у мг/(м²год), витрати води в кг/с.

Знаючи концентрацію та густину теплового потоку розраховують швидкість відкладень окислів заліза:

-для основного підігрівача

j_від = А С_іq²= 5,7·10^-10·0,631 ·(165776)²=9,88 мг/(м² год);

-для додаткового підігрівача

j_від = А С_іq²=5,7*10^-10*0,868 *()²=9,35 мг/(м² год);

-для пікового підігрівача

j_від = А С_іq²=5,7*10^-10*1,108 *(961,8)²=0,000584 мг/(м² год).

Відкладення продуктів корозії міді на поверхні нагріву підігрівачів

Відкладення продуктів корозії міді можливі, коли теплове навантаження поверхні нагріву (q) перевищує 200 кВт/м². Такі теплові навантаження у теплових мережах не зустрічаються, невелика вірогідність таких умов може появитись тільки у піковому котлі. Тому продукти корозії міді у воді тепломереж знаходяться у вигляді грубодиспергованих домішок (ГДД) , та у вигляді шламу.

Товщина відкладень

Відкладення накопичуються поступово в процесі роботи обладнання в опалювальний період. Для розрахунку середньої товщини відкладень потрібно знати продовжність опалювального періоду ц ф_от=4320 год, а також сумарну швидкість відкладень усіх домішок та густину відкладень.

д_от= ?j_і ф_от•10^-9/с_от , (8.29)

-для основного підігрівача

д_от= ?j_і ф_от•10^-9/с_от=(7335+9,88)•4320•10^-9/2,5=0,0127 мм

-для додаткового підігрівача

д_от= ?j_і ф_от•10^-9/с_от=(5046+9,35)•4320•10^-9/2,5=8,736*10^-3 мм

-для пікового підігрівача

д_от= ?j_і ф_от•10^-9/с_от=(0,247 +0,000584)•4320•10^-9/2,5=4,278•10^-7мм

де д_от- товщина відкладень , м; ?j_і - сума швидкостей відкладень солей жорсткості та окислів заліза, мг/(м²год); ф_от- довжина опалювального періоду , год; с_от - густина відкладень , г/см³( у першому наближені 2,5 г/см³.

д_от= ? д_от =0,0127+8,736*10^-3+4,278•10^-7= 0,0214 мм

Організація ВХР тепломереж

Проблеми організації ВХР тепломереж

Як і в інших випадках - організувати ВХР для тепломереж означає вести процеси таким чином, щоб звести до мінімуму відкладення та корозію та забезпечити довготривале функціонування обладнання тепломереж.

Головними проблемами є карбонатні та залізо-окисні відкладення та корозійні процеси. В пристроях тепломереж вірогідні лужноземельні відкладення (СаСО₃ ,СаSО₄ ) та їх суміші. Це визвано тим, що вода тепломереж повинна відповідати вимогам до «води для пиття» і таким чином вміщувати всі важливі для організму мінеральні солі, які присутні у природній воді. На другому місці стоять залізо-окисні відкладення, які утворюються внаслідок корозії труб тепломереж та корозії опалювальних приладів.

Попередження лужноземельних відкладень

Попередження лужноземельних відкладень забезпечується обробкою підживлювальної води тепломереж частіш за все її пом'якшенням, тобто виведенням з води іонів Са²⁺ та Мg²⁺ або їх заміною на іони Nа⁺.

Для цього використовуються наступні схеми:

- Вапнування з наступною корекцією рН.

- Н-катіонування з «голодною регенерацією».

- Nа-катіонування у іонообмінних фільтрах шляхом пропуску через шар іоніту в Nа формі.

- Комбіноване ( паралельне) Nа - та Н- катіонування.

- Підкислення з декарбонізацією та Nа-катіонуванням ( якщо немає небезпеки утворення СаSО₄ ).

- Освітлення та Nа - катіонування.

- Магнітна обробка води.

У процесі вапнування складаються умови для утворення твердої фази ( переважно СаСО₃ , частково Мg(ОН)₂), яка виводиться у вигляді шламу, а також що після вапнування значно підвищується рН ( до 10) , тому в випадку відкритої схеми теплопостачання обов'язково потрібно підкислювати оброблену воду.

Н-катіонування з «голодною регенерацією» передбачає використання Н-катіонітових фільтрів з особливим режимом регенерації. Докладно вивчений цей процесс Н.П.Субботіною та рекомендується для обробки вод гідрокарбонатного класу ( коли в складі аніонів переважають иони НСО₃^- ), слід зауважити, що переважна більшість прісних джерел України такого класу.

Буферний фільтр не допускає значного зниження кислотності фільтрату. Він не регенерується, заповнюється сульфовугіллям. Стан загрузки змінюється в залежності від стану фільтрату. При його високій кислотності в загрузці буферного фільтру можуть накопичуватись іони водню, які в інші періоди заміщують іони Са, що проскочили через перший фільтр.

Декарбонізатор видаляє СО₂, яке утворилося у воді внаслідок розкладу бікарбонат іону.

Nа - катіонування у іонообмінних фільтрах використовується на ТЕЦ де значні потреби у пом'якшеній воді. Процес відбувається шляхом пропуску води через шар іоніту в Nа формі, при цьому відбувається обмін іонів кальцію та магнію на іони натрію, шо знаходяться в матриці іоніту. Якщо використовується одна сходинка то жорсткість понижується до 0.1мг-екв/дм³.

При використанні двох сходинок можливо досягти жорсткості до 0,01 мг-екв/дм³. В якості іоніту можливо використовувати сульфовугілля чи слбокислотні іоніти. Регенерація ведеться розчином NаС?.

Комбіноване ( паралельне) Nа - та Н- катіонування забезпечує при змішуванні потоків зниження лужності Nа-катіонованої води та утворенню СО₂. Схема наводиться на рис. 7.

Магнітна обробка води зводиться до пропуску води через зазор між полюсами постійного магніту (електромагніту). В результаті такої обробки змінюються властивості води та домішок, що в подальшому зменшує вірогідність накипоутворення. Вважається, що у воді з'являються мікрочастинки, в тому числі і колоїди, які виступають центрами кристалізації і утворені кристали накипоутворювача зберігаються в об'ємі води. Є причини вважати, що суспензія в основному утворюється завдяки феромагнітним домішкам, що присутні у воді. Тому магнітна обробка особливо ефективна там де проявляються корозійні процеси та відкладення продуктів корозії.

Висновок:

Товщина відкладень найбільш залежить від суми швидкостей відкладень солей жорсткості та окислів залізі. Чим більша швидкість, тим більша товщина відкладень. Також можна зауважити, що найбільше відкладень буде окислів заліза, а міді майже не буде.

5. Содування в підготовці додаткової води теплових мереж

5.1 Коагуляція з вапнуванням і содірованіем вихідної води

Доза вапна вважається таким чином:

D_и = СО_2вих + ДНСО₃^- + D_k+И_и, мг-экв/дм³;

Відбуваються при вапняно-содовому умягчении основні хімічні процеси описуються наступними рівняннями:

Nа₂СО₃ > 2 Nа⁺ + СО₃^2-;

Са(ОН)₂ > Са²⁺ +2ОН^-;

СО₂ + 2ОН^- > СО₃^2- + Н₂О;

Н⁺ + ОН^- > Н₂О

НСО₃^- > Н⁺ + СО₃^2-

НСО₃^- + ОН^- = СО₃^2- + Н₂О;

Са²⁺ + СО₃^2- > СаСО3v;

Мg²⁺ + 2ОН^- > Мg(ОН)₂v.

Прийнявши значення ОН-визначаємо залишкову концентрацію іонів кальцію і магнію. Концентрація сульфатів збільшується на дозу коагулянту.

Залишкову концентрацію натрію визначаємо із закону електронейтральності.

Таблица 2г. Коагуляция с известкованием и содированием исходной воды

Література

1. В.А.Кишневский . Технології підготовки води в енергетиці: Навчальний посібник. - Одеса: ОНПУ,2008.

2. Е.Я.Соколов Теплофікація та теплові мережі. М.:Энергоиздат,1982.-360с

3. В.А. Григорьева и В.М.Зорина. Промислова теплоенергетика і теплотехніка. Довідник под.ред. М.: Энергоатомиздат,1983.-546 с

4. В.А. Григорьева и В.М.Зорина. Теплові та атомні електричні станції. Довідник под.ред. М.: Энергоатомиздат,1989.-601 с

5. Н.П.Лапотышкина, Р.П.Сазонов Водопідготовка і ВХР теплових мереж М.:Энергоиздат,1982.-201 с

6. А.А.Громогласов и др. Водопідготовка: процеси та апарати М.:Энергоатомиздат,1990.272 с

7. В.А.Кишневский Сучасні методи обробки води в енергетиці.:Одеса, ОГПУ. 1999. 195с.

8. О.О.Кардасевич Водні режими теплових і атомних електростанцій. Навчальний посібник. - Одеса: ОНПУ, Наука і техніка, 2005.-133с

9. Науково-технічна бібліотека Одеського Національного Політехнічного Університету http://www.library.opu.ua/.

Размещено на Allbest.ru