отлично. проект (вода). Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина

• Название: Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина
• Анкор: отлично
• Дата: 13.11.2021
• Размер: 157.19 Kb.
• Имя файла: проект (вода).docx
• Тип: Документы; #270935
• страница: 3 из 6

1.1.2 H-катионирование с «голодной» регенерацией.

Эта схема применяется для обработки воды с повышенной величиной Жк (Жк = 4,2мг/кг) при возмещении любых потерь пара и конденсата и позволяет снизить бикарбонатную щелочность обработанной воды до Щ_б^ост=0,7 мг-экв/кг. При этом снижается и карбонатная жесткость на величину удаляемой щелочности.

При проверке применимости этой схемы в первую очередь следует определить гипотетический состав воды после Н-катионитного фильтра с «голодной регенерацией»

Удаляемая щелочность:

Щ_б^уд = Щ_б^ив - Щ_б^ост = 2,33 – 0,7 = 1,63 мг-экв/кг.

Так как, Щ_б Ж_Cа, то удаляемая кальциевая жёсткость равна кальциевой жёсткости исходной воды Ж_Cа^уд = Щ_уд = 1,63 мг-экв/кг.

Удаляемая магниевая жёсткость:

Ж_Mg^уд = 0.

Остаточная магниевая жесткость:

Ж_Mg^ост = Ж_Mg = 2,5 мг-экв/кг.

Сухой остаток отработанной воды по Н-катионированию с «голодной регенерацией»:

S_ОВ = S_ИВ - Э_Ca Ж_Cа^уд - Э_Mg Ж_Mg^уд - Э_HCO3 Щ_Б^уд/2 + (Э_Na - Э_Cа) Ж_Cа^ост + (Э_Na - Э_Mg) Ж_Mg^ост

S_ОВ = 395 – 20 1,63 – 61 1,63/2 + (23-20) 2,92 + (23-12) 2,5 = 348,9 мг/кг.

При разрушении бикарбонатной щелочности образуется свободная углекислота:

С_CO2= Щ_уд Э_CO2 = 1,63٠44= 71,72 мг/кг.

Ее удаление производят в аппарате, называемом декарбонизатор. Для обеспечения норм. качества питательной воды по величине общей жесткости вода после декарбонизатора должна пройти две ступени Na-катионирования.

Пересчитываем величину продувки котла:

П = = 4,87 %

Котлы с давлением до 2,4 МПа производительностью 10 т/ч и выше должны изготавливаться в модификации, допускающей работу с размером продувки не более 10 % при сухом остатке или солесодержании питательной воды до 500 мг/кг.

Условие выполняется.

Пересчитываем содержание углекислоты в паре:

Концентрация СО₂ в паре:

,

где Э_СО2 – эквивалентная масса СО₂, мг/мг-экв; Щ_ОВ – щелочность обработанной воды, мг-экв/мг; σ₁ – доля разложения NaHCO₃ в котле (остальное разлагается еще в деаэраторе); σ – доля разложения Na₂CO₃ в котле.

По зависимости разложения Na₂CO₃ от давления в котле определяем, что

при давлении 1,4 МПа: σ = 0,72.

Для деаэраторов без барботажа пара σ₁=1:

= 10,6 мг/кг.

Для деаэраторов с барботажем пара σ₁ = 0,4

= 6,9 мг/кг.

При разветвленной сети потребителей концентрация СО₂ в паре не превышает 20 мг/кг. Условие выполняется.

Пересчитываем величину относительной щелочности котловой воды:

= = 8,02 %

Э_NaOH = = 40 мг/мг-экв

При наличии вальцовочных соединений величина относительной щелочности не должна превышать 50%.

Условие выполняется.

По трем условиям выбираем схему Н-катионирования с «голодной» регенерацией.

1. 
   Расчет тепловой мощности котельной
   

Тепловая мощность определяется по формуле, кВт:

, где

D - паропроизводительность котла, т/ч

G_пр – расход продувочной воде , кг/с
h_п – удельная энтальпия насыщенного пара, кДж/кг
h_пв – удельная энтальпия питательной воды, кДж/кг
h_пр – удельная энтальпия продувочной воды, кДж/кг
h_п и h_пр находим в таблице термодинамических свойств воды и водяного пара в состоянии насыщения (по давлению)
p = 1,4 МПа
t_s = 195,04 ℃

h_пр = h' = 830,1 кДж/кг

h_п = h'' = 2788,4 кДж/кг

h_пв = С_в * t_пв = 4,19 104 = 435,76 кДж/кг
D = 10 т/ч = = 2,77 кг/с
Q =

Установленная мощность с учетом количества котлов:
Q_ку = Q Z = 6570 4 = 26280 кВт

3. Расчёт геометрических характеристик дымовой трубы ( диаметр устья, высота)

1) Определение расхода топлива на станции

B =

Q = 338С^P + 1025H^P – 108,5(O^P – S ) – 25W^P
С^P – рабочая масса углерода в угле, % С^Р = 60,3 %
Н^Р – рабочая масса водорода в угле, % Н^Р = 2,5 %
О^Р – рабочая масса кислорода в угле, % О^Р = 4,0 %
S – рабочая масса серы в угле, % S = 0,4 %
W^P – рабочая масса влаги в угле, % W^P = 8,0 %
A^P – рабочая масса золы в угле, % А^Р= 23,9 %
N^P – рабочая масса азота в угле, % N^P = 0,9 %
Q = 338∙60,3+1025∙2,5 – 108,5( 4 – 0,4) – 25∙8 = 22353,3
B =

2) Объём воздуха необходимый для сгорания топлива

V^о = 0,089С^Р + 0,265Н^Р + 0,033(O^P – S ) = 0,089∙60,3 + 0,265∙2,5 + 0.033(4 – 0,4) = 6,15

3) Объём и состав продуктов сгорания

а) объём двухатомных газов (N₂,O₂)
= 0,79 V^o + 0,8 = 0,79∙6,15 + 0,8 4,87
б) объём трёхатомных газов
= 0,0187(C^P + 0,375 S )=0,0187(60,3 + 0,375∙0,4) = 1,13

в) объём сухих газов
V_с.г.= + = 4,87 + 1,13 = 6

г) объём водяного пара
V = 0,0124(9Н^Р + W^P) + 0,0161 V^о = 0,0124(9∙2,5 + 8) + 0,0161∙6,15 = 0,477

д) полный объём продуктов сгорания
+ + V = 4,87 + 1,13 + 0,477 = 6,477
ж) объём продуктов сгорания с учётом коэффициента избытка воздуха
V_Г = + 1,0161(α_в – 1)∙V^о = 6,477 + 1,0161(1,22 – 1)∙6,15 =7,85 , где
α_в – коэффициент избытка воздуха

4) Объём дымовых газов проходящих через дымовую трубу

, где
Т_Г – температура газов на выходе из дымовой трубы, К
Т_о = 273,15 К
р_о = 760 мм рт. ст.
р_в = 742 мм рт. ст.

5) Диаметр устья дымовой трубы

Принимаем = 10

D_тип = 1,0 м


6) Массы продуктов сгорании

а) масса золы
,где
К_У – коэффициент улавливания твёрдых частиц в золоуловителях, % К_У = 85% = 0,85

α_УН – доля уносимой золы с дымовыми газами α_УН = 0,85
11
б) масса серы
, где
- доля оксида серы, связываемая летучей золой =0,1(так как в качестве топлива уголь)

Определение удельной скорости оседания

> ,

где F - безмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе
F_З=2,5(так как К_У = 85%), F_SO2=1 (так как SO₂ – газ)
ПДК_З=0,5 ПДК_SO2 =0,5
>
Так как удельная скорость оседания серы больше, то дальнейший расчет высоты дымовой трубы веду по золе.

7) Расчет высоты дымовой трубы

Формулу для расчета высоты дымовой трубы получаем из формулы максимальной приземной концентрации загрязняющего вещества.

С_{м =}
, где
А – коэффициент температурной стратификации, определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания и зависящий от метеоусловий и региона
А = 160 (т.к.Североуральск – город Урала)
F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе
F = 2,5 (так как зола и К_У=85%)

∆Т – разность между Т_г на выходе из дымовой трубы и Т_в в самый жаркий месяц лета
∆Т = Т_г – Т_в , где Т_в = +16°С
∆Т=139 – 16 = 124
n – безразмерный коэффициент, учитывающий условия выхода из устья загрязняющего вещества, зависящий от U_м

m – безразмерный коэффициент, учитывающий условия выхода смеси из устья дымовой трубы
, где
f – параметр, зависящий от геометрических характеристик дымовой трубы

• 
  При Н = 20м:
  

f =

m =

u_M = 0,65 м/с

H =

• 
  При Н=30 м:
  

f =

m =

u_M = 0,65 м\с

H =

• 
  При Н=40м:
  

f =

m =

u_M = 0,65 м/с

H =

Hзаданная	20	30	40
f	0,62	0,28	0,156
m	0,83	0,93	0,999
Uм	1,95	1,7	1,55
n	1	1	1
Hрасчетная	29,9	31,68	32,84

Высоту дымовой трубы принимаем равной 40 м.

f =

m =

u_M = 0,65 м/с

n = =1,1

H =

Проверка:

С_{м =}