Котельные установки

РАСЧЕТ ПОТРЕБЛЕНИЯ ВОДЫ

В производственных и отопительных котельных поступающая из во­допровода, артезианских скважин или водоемов вода расходуется на восполнение потерь конденсата, пара, сетевой воды и на собственные нужды котельной установки, включая техническое водоснабжение.

Потери воды при производстве пара происходят в пределах соб­ственно котельной за счет расхода части пара на собственные нужды — на подогрев и распиливание мазута, привод насосов, на продувку кот - лоагрегатов, обдувку и очистку его внешних поверхностей, на деаэра­цию воды, на утечки через неплотности и другие расходы. Кроме потерь пара, теряется и его конденсат. При. снабжении потребителей паром часть конденсата теряется за счет загрязнения из-за несовершенства тёплообменных аппаратов, а иногда и просто из-за принятого техноло­гического процесса без возврата конденсата.

В водогрейных котельных вода теряется при обмывке поверхностей нагрева, разогреве мазута, деаэрации, утечках через неплотности, а так­же в системах теплоснабжения. Если эта система открытая, то к поте­рям добавляется расход воды из сетей на горячее водоснабжение по­требителей.

Возмещение расходов пара или воды на покрытие потерь и другие нужды котельной установки осуществляют через специальные устройст­ва, комплекс которых называют водоподготовкой.

Суммарный расход воды в течение года, т, который необходимо' обеспечить, укладывается из следующих величин.

Потери пара и конденсата технологическими потребителями

Айт= 1,22Х>Т (1 —ц).

В формуле:

2£>т —-годовой отпуск пара потребителям; (х — доля возврата конденсата;

1,2 —коэффициент запаса.

(Д(?с-—=Сподп(л1 ~1“ 0,5 (я—Л1))т. (9-2)

В формуле:

Сподп — часовой расход воды на подпитку тепловой сети зимой (1,5% от бсет), см. стр. 296, 302, 303;

П и щ — число суток работы котельной — годовое и в отопительном периоде;

Х — число часов работы котельной в сутки.

На горячее водоснабжение только при открытой системе теплоснаб­жения

'Д Сг. Б”” 15^^1г. в или А Ср. в:='^ 17,5ф"г. в, (9-3)»

Где <2'1Г. в —■ годовой расход теплоты на горячее водоснабжение, МВт, или <д"г. т» Гкал.

На непрерывную продувку паровых котлоагрегатов

TOC o "1-5" h z АОял=а>-^. (9 4)

Где рпр — процент непрерывной продувки.

Прочие перечисленные частично ранее расходы в 5% от количества приготовленной воды

Дб„р=г:-0,05 (Абт + ДОс + Дбг. в+ Дбн. п). (9-5)

Суммируя указанные величины расходов воды, получаем годовой расход воды, которую необходимо добавлять в тепловую схему данной - установки:

£0гх°вдо = £Д0 (9-6)

Количество исходной (сырой) воды получают увеличением 2Х? хво на* 10—15°/,, на собственные нужды водоподготовки и ее производительность устанавливают с учетом расширения источника теплоснабжения.

Если для предприятия также необходим расход подготовленной воды,, то расход последней добавляют к ДО^. Для производственно-отопи­тельных и отопительных котельных ориентировочно расход воды на от­

Пущенный 1 МВт (Гкал/ч) теплоты по данным Теплоэлектропроекта - для закрытой системы теплоснабжения может быть принят по табл. 9-1.

При открытой системе теплоснабжения к принятому по табл. 9-1 значению необходимо добавить величину, подсчитанную по формуле (9-3), а при мокром золоулавливании и гидрозолоудалении учесть и этот расход.

Существуют и более точные методы определения расхода воды. 24—53 36»

При круговом движении в природе вода на своем пути поглощает газы, растворяет различные соединения, и, наконец, в ней находятся микро - и макроорганизмы, т. е. вода источников никогда не свободна от солей, механических и других примесей, газов и организмов. В зависи­мости от времени года состав воды изменяется, имея максимум содер­жания сухого остатка перед паводком.

Качество воды характеризуется наличием и концентрацией содер­жащихся в ней примесей. Химическое качество воды определяется ее, сухим остатком, потерями при прокаливании остатка, жесткостью, ще­лочностью, окисляемостью, концентрацией водородных ионов pH, содер­жанием катионов, силикатов, кислорода и активного хлора. Химические свойства воды могут быть нейтральными, щелочными или кислыми.

Вода представляет собой слабый раствор электролитов, разделяемых на положительно заряженные ионы или катионы Са2+; Щ2+; Ре2“1“; А13+; Н+ и др. и отрицательно заряженные ионы или анионы С1 ; БО2-; СО2-; ЗЮ2-; РО®~; ОН~ и др.

Постоя, иная диссоциации воды при £=20—22°С равна 10-14, т. е. в 1 кг воды содержится одна десятимиллионная (10~7) грамма иона водорода (Н+) и столько же гидроксильных ионов (ОН-). При изме­нении концентрации ионов водорода меняется концентрация гидро­ксильных ионов, поскольку (Н+) • (ОН-)—сог^. Реакцию воды принято выражать отрицательным логарифмом активности ионов водорода без. знака «—» и обозначать pH.

Принято различать следующие реакции воды: кислая при рН= =1—3; слабокислая при рН=3—6; нейтральная при рН=7; слабо­щелочная при рН=7—10 и сильнощелочная при рН=10—14.

Сухим остатком называют количество примесей минераль­ного и органического происхождения, мг/кг, полученное при упарива­нии воды и высушенное при 110°С. Если этот остаток прокалить при 800°С, то потери остатка будут условно характеризовать содержание в воде органических веществ. Чем выше сухой остаток, тем хуже каче­ство воды.

О'бщая жесткость воды определяется суммарным содержа­нием в ней катионов кальция и магния и выражается миллиграмм - эквивалентом в 1 кг воды (мг-эко/кг); 1 мг-экв / кг соответствует со­держанию 20,04 мг/кг Са2* или 12,16 мг/кг Л^2*. Для малой жесткости воды иконденсата принята величина мкг-э кв/кг воды (1/1000 мг-эив/кг).

Карбонатная временная жесткость Жк определяется по содержанию в воде бикарбонатов кальция и магния, превращаю­щихся в котле в карбонаты, выпадающие в виде шлама и накипи и дающие газ С02.

Некарбонатная жесткость Жн. к характеризуется содер­жанием в воде хлористых СаС12; М§С12; сернокислых Са504; hAgSO/t;

Кремнекислых СаБЮз и других солей, которые при кипячении не вы­падают в осадок.

Общая жесткость является суммой Жк и Жн. к, мг-экв/кг:

Жо=Жк+Жн. к. (9-7)

Иногда пользуются понятиями жесткости кальциевой Жса и маг­ниевой Жм8, мг-экв/кг, тогда

Воду считают мягкой, если ее жесткость составляет до 2 мг-экв/кг, средней — от 2 до 5 мг-экв /кг, жесткой—* от 5 до 10 мг-экв/кг и очень жесткой >10 мг-экв/кг. Если жесткость воды дана в градусах, то ее пересчет в мг-экв/.кг выполняется делением числа градусов на 2,8, т. е. на эквивалентную массу СаО.

Окисляемость воды косвенно характеризуется содержанием в ней органических и некоторых легкоокисляемых неорганических примесей; ее выражают в мг 02, расходуемого на окисление примесей.

Пересчет результатов анализа воды в мг/кг на содержание. веще­ства, мг-экв /кг, ведется по соотношению

Ж=НСЭ. (9-9)

В соотношении:

С — концентрация данного вещества, мг/кг;

Э — эквивалентная масса, которая может быть получена делением молекулярной массы вещества на его валентность в данной реакции.

Для практических расчетов необходимо пользоваться данными справочников по водоподготовке, например [Л. 31].

Общей щелочностью Що5 называется суммарная концентрация гидроксильных (ОН-), карбонатных (СОд-), бикарбонатных (НСОд-), фос­фатных (РО^~) и других анионов слабых кислот в воде, выраженных в мг-экв/кг.

В соответствии с этим различают щелочи: гидратную, обусловлен­ную концентрацией в воде гидроксильных анионов (ОН-), — Щт кар­бонатную — из-за карбонатных анионов (СОд~) — Щк] бикарбонатную —

Из-за бикарбонатных анионов (НСО|~) — Щб. Общая щелочность,

Мг-экв/кг, будет зависеть от их суммы:

Щ0ъ=Щг+Щк+Щъ. . (9-10)

1 мг-экв/кг щелочности соответствует содержанию в воде 40 мг/кг NaOH; 53 мг/кг Na2C03; 84 мг/кг NaHCOs. Относительной щелоч­ностью воды называют общую щелочность, мг-экв/кг, отнесенную к су­хому остатку и выраженную в процентах:

Щб= . (9-11)

В формуле:

40 — эквивалент NaOH;

S—ч:ухой остаток, мг/кг.

Количество растворенных в воде газов (кислорода и свободной углекислоты), могущих вызывать коррозию сталей и другие поврежде­ния, оценивают в мг/кг.