ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Водный режим в соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов должен обеспечивать работу котла и питательного тракта без повреждения их элементов вследствие отложений накипи и шлама, превышения относительной щелочности котловой воды до опасных пределов или в результате коррозии металла, а также обеспечивать получение пара надлежащего качества.
Все котлы паропроизводительностью 0,7 т/ч и более должны быть оборудованы установками для докотловой обработки воды. Выбор способа обработки воды для питания котлов производится специализированной проектной или наладочной организацией.
Качество питательной воды для котлов с естественной циркуляцией паропроизводительностью 0,7 т/ч и более с рабочим давлением (абсолютным) до 4,0 МПа (40 кгс/см2) должно удовлетворять следующим нормам:
Обшая жесткость, мкГ-экв/кг, не более:
Для котлов газотрубных и жаротрубных, работающих на твердом
TOC o "1-3" h z топливе......................................................................................................... 500
Для котлов газотрубных и жаротрубных, работающих на газообразном и жидком топливе 30
Для водотрубных котлов с рабочим давлением (абсолютным)
1,4 МПа (14 кгс/см2)...................................................................................... 20
Для водотрубных котлов с рабочим давлением (абсолютным) выше
1,4 до 4,0 МПа (от 14 до 40 кгс/см2) ............................................................ 15
Содержание растворенного кислорода, мкг/кг, не более:
Для котлов с рабочим давлением до 4,0 МПа (40 кгс/см2), паро - производительностъю 2,0 т/ч и более, не имеющих экономайзеров,
И котлов с чугунными экономайзерами.................................................... 100
Для. котлов с рабочим давлением до 4,0 МПа (40 кгс/см2) паро - производительностъю 2,0 т/ч и более со стальными экономайзерами. 30 Содержание масла, мг/кг, не более:
Для котлов с рабочим давлением до 1,4 МПа (14 кгс/см2)........................ 5
Для котлов с рабочим давлением выше 1,4 МПа до 4,0 МПа (от 14
До 40 кгс/см2)............................................................................................. 3
Нормы солесодержания и щелочности котловой воды устанавливаются на основе соответствующих испытаний, при этом относительная щелочность котловой воды для паровых котлов с клепаными барабанами не должна превышать 20%. В паровых котлах со сварными барабанами допускается повышенное содержание относительной щелочности котловой воды при принятии мер по предупреждению межкристал - литной коррозии металла. Способы подготовки питательной воды определяются в зависимости от качества исходной воды, условий и режима работы котлов, а также требований к качеству пара.
В настоящее время освоен выпуск блочных водоподготовительных установок, удовлетворяющих потребностям производственно-отопитель- ных котельных.
Блочные водоподготовительные установки производительностью 1,0 м3/ч выпускаются трех модификаций: установки ВПУ-1,0 (без освет - лительного фильтра), установки ВПУ - 1,0-М (с осветлительным фильтром); установки ВПУ-1,0-К (с осветительным фильтром) (рис. 35-37). Техническая характеристика установок приведена в табл. 17.
В комплект поставки установки ВПУ-1,0 входят катионитовый фильтр, растворный бак, верхнее и нижнее распределительные устройства, трубопроводы и арматура, фундаментная рама, крепеж, манометры.
В установку ВПУ-1,0-М входят насос 1,5ВС-1,ЗМ, осветлительный фильтр, Na-катионитный фильтр, растворный бак, верхнее и нижнее распределительные устройства, трубопроводы и арматура, панель управления электродвигателем насоса, фундаментная рама, крепеж, манометры.
Установка ВПУ-1,0-К включает насос с электродвигателем,- осветлительный фильтр, Na-катионитный фильтр, растворный бак, многоходовой кран, трубопроводы и арматуру, манометры, панель управления двигателем насоса, фундаментную раму, крепеж (рис. 37).
Na-катионитные фильтры, входящие в блочные установки, представляют собой цилиндрические сосуды диаметром 480 мм с фильтрующей загрузкой катионита КУ-2 объемом 0,27 м3 (ВПУ-1,0-К) и 0,28 м3 (ВПУ-1,0; ВПУ-1,0-М).
Рис. 35. Блочная водоподгото - вительная установка ВПУ-1,0 (без осветлительного фильтра): А - подвод исходной воды, Dу 15 мм; Б - отвод обработанной воды, Dу 15 мм; В - подвод воды на взрыхление, Dу 15 мм; Г - сброс взрыхляющей воды, Dy 15 мм; Д - подвод концентрированного раствора реагента, Dy 15 мм; Е - сброс в дренаж, Dy 15 мм; Ж - гидрозагрузка фильтрующего материала, /)у 25 мм; И - гидрозагрузка фильтрующего материала, /)у 50 мм; 1 - іа-катионитньій фильтр; II - растворный бак; III - эжектор; IV - манометры; 1 - клапан на линии подвода исходной воды; 2 - клапан на линии исходной воды в фильтр и рабочей воды к эжектору; 3 - клапан на линии подвода исходной воды иа ионитный фильтр; 4 - клапан на линии отвода обработанной воды; 5 - клапан на линии подвода воды на взрыхление; 6 - клапан наI линии подвода концентрированного раствора реагента; 7 - клапан на линии сброса воздуха и взрыхляющей воды;
8 - клапан на линии сброса регенерационного раствора;
9 - клапан линии сброса в дренаж; 10 - штуцер для гидрозагрузки фильтрующего материала; 11 - штуцер для гидровыгрузки фильтрующего материала
Осветлительные фильтры диаметром 480 мм имеют площадь филь трования 0,18 м2 при высоте загрузки кварцевого песка (антрацита) 950 мм, размер зерен фильтрующего материала 0,5—1,0 мм.
Растворные цилиндрические баки диаметром 480 мм с плоским днищем и плоской крышкой предназначены для приготовления раствора (26%) поваренной соли. Объем бака 0,2 м3, высота 1200 мм.
Рис. 36. Блочная водоподготовительная установка ВПУ-1.0-М (с осветлительным фильтром): |
А - подвод исходной воды, Dy 25 мм; Б - отвод обработанной воды, Dy 15 мм. В - подвод воды на взрыхление, jDy 25 мм; Г - сброс взрыхляющей воды, Dy 25 мм; Д-подвод осветлительной воды к Na-катиоиитному фильтру, Dy 15 мм; Е - подвод регенерационного раствора, Dy 15 мм; Ж - воздушники, Dy 15 мм; И,, Иг - сброс в дренаж, Dy 25 мм, Dy 15 мм; К - гидровыгрузка фильтрующего материала, Dy 25 мм; Л - гидрозагрузка фильтрующего материала, Dy 50 мм; М - сброс взрыхляющей воды и воздуха, Dy 15 мм; 1 - насос исходной воды; II - освет-
Исходная вода (в установках ВПУ-1.0-М и ВГ1У-1,0-К осветленная) подается в верхнюю часть фильтра через верхнее распределительное устройство. Вода, пройдя слой катионига в направлении сверху вниз, умягчается. Умягченная вода отводится в питательный бак. При достижении, по мере истощения катионита, предельно допустимой жесткости умягченной воды 20 мкгокв/кг установку отключают на регенерг. цию.
Перед регенерацией слой катионита предварительно взрыхляют потоком воды снизу вверх. Вода из верхней части фильтра при взрыхлении сбрасывается в дренаж. Взрыхление сопровождается одновременной отмывкой и продолжается до полного осветления воды ~15 мии. При работе на осветленной воде взрыхление перед каждой регенерацией необязательно, периодичность его устанавливается при наладке оборудования установки. Расход воды при взрыхлении катионита регулируется таким образом, чтобы исключить вынос зерен катионита крупнее 0,3 мм.
Регенерацию катионитового фильтра производят 6-8%-ным раствором поваренной соли, который получают после эжектора, разбавляющего исходной водой 25%-ный раствор поваренной соли, забираемой из растворного бака. При подогреве раствора соли до 30—45 °С повышаются эффективность регенерации и обменная емкость катионита. Отработанный регенерационный раствор отводится из нижней чісти фильтра и сливается в дренаж. Продолжительность регенерации около 1 ч.
После регенерации производится отмывка катионита от продуктов регенерации и избытка раствора соли. Отмывка осуществляется пропуском воды сверху вниз через слой загрузки и сбросом ее п дренаж. Продолжительность отмывки около I ч.
Весь процесс восстановления обменной способности фильтра составляет 2,0—2,5 ч. Для обеспечения работы котла в этот период перед регенерацией запас умягченной воды в питательном баке не менее 3 и3.
Продолжительность рабочего цикла фильтра между регенерациями ігри работе котлов Е-1/9 с номинальной паропроизводительностью
Лительнмй фильтр; III - Na-кятионитный фильтр; IV - расгиорный бак; V - эжектор; VI - манометр; 1 - клапан байпаса насоса; 2 - клапан на линии подвода исходной воды к осветтіиіельноМ} фильтру; 3 - клапан на пинии подвода исходной воды на взрыхление; 4 - клапан на линии сброса в дренаж взрыхляющей воды из оеветлительного фильтра; 5 - клапан на линии подвода рабочей воды к эжектору и осветленной воды на Na-катионитный фильтр; 6 - клапан на линии подвода осветленной воды на Na-катионитный фильтр; 7 - клалі'н на линии отвода отработанной воды: 8 - клапан на линии подвода взрыхляющей воды на Кі-катио:/итньій фильтр; 9 — клапан на линии подвода концентрированного раствора соли к эжектору; 10, 11 - клапаны на линиях пробоотборников; 12 - клапан на дренажной линии из оеветлительного фильтра; 13 - клапан на дренажной линии из №-катионит - ного фильтра; 14 - клапчн на линии сброса воздуха; 15 - клапан на линии сброса взрыхляющей воды и воздуха
Рис. 37. Блочная водоподготовителъная установка ВПУ-1,0-К с осветлитслъным фильтром: |
А - подвод исходной воды, Dy 15 мм; Б - отвод обработанной воды, Dy 15 мм; В - подвод воды иа взрыхление осветлительного фильтра, Dy 15 мм; Г - сброс взрыхляющей воды и воздуха из осветлительного фильтра, Dy 15 мм; Д - подвод осветленной воды на Na-катионитный фильтр, Dy 15 мм; Е - подвод концентрированного раствора соли к эжектору, Dy 15 мм; Ж - отвод взрыхляющей воды и воздуха из Na-катионитного фильтра, Г>„ 15 мм; И — сброс в дренаж, Dy 15 мм; К - отбор умягченной воды, Dy 15 мм; Л - сброс в дренаж, Dy 15 мм; М - отбор проб осветленной воды, Dy 15 мм; 1 — насос исходной воды; II - осветлитель - ный фильтр; III - Na-катионитный фильтр; IV - трехходовой кран с встроенным эжектором; V - растворный бак; VI - пробоотборники и дренаж; 1 - клапан на линии подвода исходной воды к осветлительному фильтру; 2 - клапан на линии подвода исходной воды на взрыхление осветлительного фильтра; 3 - клапан на
Таблица 17. Техническая характеристикааодоподготовительныхустановок производительностью 1,0 м3/4 Марка установки Наименование----------------------- ——------- ——— ВПУ-1,0 ВПУ-1.0-М ВПУ-1.0-К
|
Зависит от качества исходной воды и доли возвращаемого конденсата; она может быть проиллюстрирована следующими значениями:
Жесткость исходной воды, мг-экв/кг....................................... 2 4 6
Продолжительность цикла, ч:
При работе котла без возврата конденсата ............... 120 60 40
В случае возврата 50% конденсата................................... 240 120 80
Блочные водо подготовительные установки ВПУ-2,5; ВПУ-5,0 (без осветлительного фильтра) предназначены для умягчения воды из артезианских скважин и водопровода и используются в комплекте с котлами Е-1,6/9 и Е-2,5/9. Цикл работы установки включает: умягчение
Линии сброса в дренаж воздуха и взрыхляющей воды из осветлительного фильтра; 4 - клапан на линии сброса в дренаж воздуха и взрыхляющей воды из Na-катионит- ного фильтра; J - клапан на линии отвода обработанной воды; 6 - клапан пробоотборника умягченной воды; 7 - клапан на линии подвода осветленной воды в Na- катионитный фильтр; 8 - клапан на линии подвода концентрированного раствора соли к эжектору; 9 - клапан на линии подвода осветленной воды в растворный бак; 10 — клапан пробоотборника осветленной воды; Н - клапан байпасной линии насоса
2 Е |
Рис. 38. Блочная водоподготовительная установка ВПУ-5,0 (без оеветлительного фильтра): |
Воды на Na-катионитном двухходовом противоточном фильтре, регенерацию ионитовой загрузки раствором поваренной соли и отмывки катионита от продуктов регенерации и избытка регенерационного раствора. Отмывку слоя ионита от накопленных загрязнений производят через 8—10 циклов фильтрации после окончания процесса умягчения.
Отличительной особенностью схемы этих установок является "насосное" управление запорной арматурой при осуществлении основных процессов (кроме взрыхления лобового слоя ионита и дренирования, при которых управление арматурой производится вручную). При фильтровании дистанционно управляемые клапаны 7 и 9 (рис. 38) находятся в нормально закрытом положении, а клапаны 8 и 10 — в нормально открытом положении. Управление процессом регенерации осуществляется подачей давления воды от нагнетательной линии насоса 5 в подмем - бранное пространство клапанов, у которых обеспечивается указанное взаимное положение. Отмывка катионита от продуктов регенерации осуществляется при том же положении исполнительных органов, что и при регенерации, но после полного опорожнения бака-мерника концентрированного раствора поваренной соли. При умягчении исходная вода предварительно подогревается для исключения "запотевания" оборудования.
Регулирование производительности установок от 3,0 до 1,0 м3/ч и от 5,5 до 2,5 м3/ч осуществляется в зависимости от расхода, при нагрузке ниже 1,0 и 2,5 м3/ч — клапаном 17.
Регенерационный раствор поваренной соли (8%) получается на выходе из эжектора при прокачивании через него умягченной воды из бака воз-
А — подвод воды на обработку, Dy 32 мм; Б - отвод обработанной воды, Dy 32 мм; В - дренаж, Dy 32 мм; Г - подвод концентрированного раствора хлористого натрия, Dу 20 мм; Д - подвод умягченной воды из бака возврата конденсата, Dy 32 мм; Е - подвод теплоносителя, Dy 32 мм; Ж - отвод теплоносителя, Dy 32 мм: 1 - Na-катионитный двухходовой противоточный фильтр; 2 - бак-мерник концентрированного регенерационного раствора: 4 - эжектор; 5,6- насосы; 7 - клапан на линии сброса регенерационного раствора в дренаж; 8 - клапан на линии отвода обработанной воды; 9 - клапан на линии подачи регенерационного раствора в фильтр; 10 - клапан на линии подвода концентрированного раствора соли; 11 - клапан на линии подвода отмывочной воды; 12 - клапан на линии подачи регенерационного раствора в фипьтр (в данном модернизированном варианте отсутствует); 13 - клапан на линии подачи умягченной воды в эжектор; 14 - клапан на байпасной линии насоса; 15 - клапан на линии подвода к насосу умягченной воды из бака возврата конденсата; 16 - клапан на линии подвода исходной воды к насосу; 17 - клапан на байпасной линии насоса; 18 - клапан на линии подачи исходной воды в теплообменник; 19 - клапан на линии подвода исходной воды к фипьтру; 20 — клапан на линии отмывочной воды в дренаж; 21 - клапан на линии фильтра; 22 - обратный клапан на линии подачи регенерационного раствора; 23 - обратный клапан на линии подачи исходной воды в фильтр; 24 - обратный клапан на линии подачи концентрированного раствора соли
Врата конденсата и подмешивании в нее концентрированного раствора соли из бака — склада мокрого хранения соли, не входящего в состав установки.
Готовый регенерационный раствор поступает в фильтр двумя потоками, соотношение между расходами которых регулируется вентилем 12. Отработанный раствор сбрасывается в дренаж через клапан 7. Как только опорожнится бак-мерник (при закрытом вентиле 10), срабатывает клапан отсекателя воздуха и через эжектор 4 насосом 5 прокачивается только умягченная вода для отмывки ионита от продуктов регенерации. После отмывки фильтр готов к работе.
Na-катионитный противоточный двухходовой фильтр представляет собой вертикальный сосуд диаметром 1000 мм, в который соосно помещен сосуд диаметром 700 мм.
Связь обеих камер между собой обеспечивается благодаря тому, что внутренний цилиндр не доходит до нижнего днища наружного корпуса на 125 и 175 мм. Подвод обрабатываемой воды и регенерацион - ного раствора осуществляется через верхнее распределительное устройство в камеру, образованную наружным корпусом фильтра и внутренним цилиндром. Через верхнее распределительное устройство отводится также вода со взвесью при взрыхлении лобового слоя катионита.
Среднее распределительное устройство в фильтрах, выполненное в виде кольцевой камеры, размещенной в водяной полости, к которой на муфтах присоединены трубки с колпачками ВТИ-К, предназначено для сбора регенерационного раствора и ввода воды при взрыхлении верхнего (лобового) ионитового слоя.
Сбор обработанной воды, а также подвод регенерационного раствора осуществляется через распределительное устройство внутренней камеры, которое представляет собой коробку с колпачками.
Внутренняя камера заполнена катеонитом (КУ-2-8) полностью, а наружная — несколько ниже фланцевого разъема. Обрабатываемая вода в наружную камеру движется через слой ионита сверху вниз. В нижней части фильтра вода меняет направление движения на противоположное и, поднимаясь по внутренней камере, собирается распределительным устройством.
Регенерационный раствор вводится в фильтр двумя потоками: первый — через верхнее распределительное устройство наружной камеры проходит через лобовой слой ионита и выводится через среднее распределительное устройство; второй — через распределительное устройство внутренней камеры проходит через ее загрузку (сверху вниз) и загрузку наружной камеры (снизу вверх) и выводится из фильтра через среднее распределительное устройство. Таким образом основной слой ионита регенерируется противотоком, а лобовой - прямотоком.
Установки ВПУ-2,5 и ВПУ-5,0 поставляются в собранном виде комплектно, включая: два насоса с электродвигателями, Na-катионитный противоточный двухходовой фильтр, теплообменник, бак-мерник, эжектор, арматуру, обратные клапаны, дистанционно управляемые клапаны, технологические и импульсные трубопроводы, панель управления электродвигателями насосов, манометры с трехходовыми кранами, фундаментную раму.
Техническая характеристика водо подготовительных установок ВПУ-2,5 и ВПУ-5,0 приведена в табл. 18.
Таблица 18. Техническая характеристика установок ВПУ-2,5 н ВПУ-5,0 Марка установки Наименование-------------------------------------------------------------- Впу-2,5 впу-5,0
|
В блочных водоподготовительных установках ВПУ-10,0-М (с осветленным фильтром) могут быть осуществлены четыре схемы обработки воды: Na-катионирование; совместное ЫНФИа-катионирование; осветление — Na-катионирование; осветление — совместное NH4-Ыа-катиони - рование. Установка рассчитана на работу при качестве исходной воды (не ниже):
Содержание взвешенных частиц..................................................... <50 мг/кг
Сухой остаток..................................................................................... < 500 мг/кг
Жесткость общая................................................................................. <5 мг-экв/кг
Жесткость карбонатная....................................................................... <5 мг-экв/кг
Исходная вода после теплообменника подается насосом в осветли - тельный фильтр, пройдя который, поступает в катионитный фильтр. В зависимости от температуры, напора и качества исходная вода может подаваться, минуя теплообменник или насос или осветлительный фильтр.
Водоподготовительная установка включает два катионитных фильтра, которые могут работать последовательно или параллельно (по одноступенчатой схеме) при увеличенной вдвое производительности. Последовательная работа катионитных фильтров позволяет достичь более
7-6122
глубокого умягчения катионированной воды и постоянства ее качества. Умягченная вода направляется в термический деаэратор для удаления растворенных в ней газов.
Комплект оборудования водоподготовительной установки обеспечивает возможность их работы по схемам Ыа-катионирования и NH4- Na-катионирования. Поваренную соль и сульфат аммония хранят в мокром виде в состоянии насыщенного раствора. При работе по схеме Na-катионирования бак-склад полностью заполняется поваренной солью, раствор которой во время регенерации может забираться из обоих мерников. В случае работы установки по схеме NH^Na-катионирование половину бака-склада и один мерник используют для хранения, получения насыщенного раствора сульфата аммония и отмеривания его.
Растворение насыщенных растворов поваренной соли и сульфата аммония до заданной концентрации производят в эжекторах.
В процессе умягчения исходная вода движется в катионитном фильтре сверху вниз со скоростью фильтрации до 25—30 м/ч и умягченная отводится из фильтров. Рабочий цикл фильтров заканчивается, и фильтры отключаются на регенерацию при достижении жесткости умягченной воды в фильтре первой ступени 0,05 мг-зкв/кг и в фильтре второй ступени 0,01 мг-экв/кг. Взрыхление катионита производится потоком осветленной воды в направлении снизу вверх. Во время регенерации раствор реагента пропускается через катионит сверху вниз со скоростью 4—5 м/ч при Na-катионировании и 10 м/ч при NH^Na-катионировании. Продолжительность пропуска регенерационного раствора — 30 мин. Крепость регенерационного раствора поваренной соли при Na-катионировании - 6%, раствора поваренной соли и сульфата аммония при NH4- - Ыа-катионировании — не более 3%. При отмывке катионита фильтров осветленной водой поддерживается скорость 4-5 м/ч для схемы Na- катионирования и 10 м/ч — NH4 - Na-катионирования. Отмывку производят в течение 40—60 мин.
10,0 0,6(6) < 40 Прозрачность по Шрифту 40 см |
В комплект поставки водоподготовительной установки входят: теплообменник; осветлительный фильтр; два катионитных фильтра; бак-склад (один комплект); регулировочный бачок; два эжектора; два центробежных насоса; два электродвигателя с панелью управления; трубопроводы с запорной арматурой, манометрами и трехходовыми кранами; фундаментная рама.
Техническая характеристика установки ВПУ-10,0-М
Производительность, м3/ч...........................................
Рабочее давление исходной воды, МПа (кгс/см2) . .
Температура обрабатываемой вода, °С.......................
« 20 |
Осветленная вода - содержание взвешенных частиц
Жесткость умягченной воды, мкг-экв/кг
I