Курсовая работа: Подготовка и конденсация воды

Коагуляция и известкование исходной воды (карбонатный режим)

В качестве коагулянта используется сернокислое железо, доза которого Dk = 0,5 мг-экв/л.

Доза извести считается следующим образом:

Dи = СО2исх + ΔНСО3- + Dk+Ии, мг-экв/л;

Приняв значение ОН, определяем остаточную концентрацию иона Mg2+.

Mg2+ост =  мг-экв/л.

Концентрацию магния не изменяется.

Остаточная концентрация кальция рассчитывается из закона электронейтральности (концентрация ионов магния и натрия не изменяется):

Карбонатный режим применяют: 1) когда вынужденно приходится использовать в качестве коагулянта сернокислый алюминий; 2) при необходимости исключить выделение магниевых соединений, чтобы в случае соблюдения определённых гидравлических условий получать при известковании крупнокристаллический осадок. При карбонатном режиме несколько уменьшается расход извести (по сравнению с гидратным режимом).

Таблица 5

Коагуляция с известкованием и содированием исходной воды

Доза извести считается следующим образом:

Dи = СО2исх + ΔНСО3- + Dk+Ии, мг-экв/л;

Происходящие при известково-содовом умягчении основные химические процессы описываются следующими уравнениями:

а2СО3 → 2 Nа+ + СО32-;

Са(ОН)2 → Са2+ +2ОН-;

СО2 + 2ОН- → СО32- + Н2О;

Н+ + ОН- → Н2О

НСО3- → Н+ + СО32-

НСО3- + ОН- = СО32- + Н2О;

Са2+ + СО32- → СаСО3↓;

Мg2+ + 2ОН- → Мg(ОН)2↓.

Приняв значение ОН- определяем остаточную концентрацию ионов кальция и магния. Концентрация сульфатов увеличивается на дозу коагулянта.

Т.о. остаточную концентрацию натрия определяем из закона электронейтральности.

Таблица 6

Вывод: Для данных вод с содержанием ГДП>2 мг/л, Ок>4 мгО2/л, Жк>2 мг-экв/л, Жнк<10 мг-экв/л, концентрацией Si<3 мг/л оптимальной схемой предочистки является К+Иг+Ф и К+Иб+Ф.

Коагуляция с известкованием и магнезиальным обескремниванием исходной воды

Основным из числа методов магнезиального обескремнивания воды является метод обескремнивания каустическим магнезитом. Одновременно с обескремниванием воды проводят её известкование и коагуляцию.

Известкование при магнезиальном обескремнивании производится для того, чтобы снизить щёлочность воды и создать должную величину рН. При рН<10удаление кремнекислых соединений будет затруднено из-за недостаточной диссоциации Н2SiО3. Кроме того, вследствие низкой концентрации в воде ионов ОН- обескремнивающий реагент будет взаимодействовать с бикарбонат-ионами исходной воды, свободной угольной кислотой, а также введённым в воду коагулянтом:

МgО + Н2О → Мg(ОН)2 → Мg2+ + 2ОН-;

ОН- + Н+ → Н2О;

НСО3- → СО32- + Н+;

СО2 + Н2О → Н2СО3 → Н+ + НСО3- → 2 Н+ + СО32-;

СО32- + Са2+ → СаСО3↓;

2 ОН- + Fе2+ → Fе(ОН)2.

Экспериментальные данные подтверждают, что обескремнивание наиболее эффективно происходит в узком интервале величин рН=10,1 – 10,3, достигая в отдельных случаях 10,4. Оптимум рН несколько различен для разных вод.

Доза извести считается следующим образом:

Dи = СО2исх + ΔНСО3- + Dk+Ии, мг-экв/л;

При расчёте данной таблицы использовали коагулянт FeSO4, доза которого Dk = 0,5 мг-экв/л, остаточную концентрацию кальция определяем из закона электронейтральности.

Таблица 7

Вывод: Количество воды, поступающей в осветлители на обработку известью и другими реагентами составляет Qдвб=446,9 т/ч.

Расчет производительности ВПУ

Производительность ВПУ по обессоленной воде:

,

где - потеря суммарной паропроизводительности парогенераторов, т/ч:

,

r – доля потери пара и конденсата в контуре блока;

n=6 - количество энергоблоков на станции;

 - паропроизводительность парогенератора, т/ч;

 - дополнительная производительность установки, зависящая от мощности блока, т/ч;

 - дополнительная производительность ВПУ, связанная с возможной потерей конденсата при разогреве мазута, т/ч. Для АЭС =0;

 - потери пара конденсата, которые возникают в теплосетях, т/ч:

,

z – доля потери конденсата в подогревателях воды тепловых сетей;

r1 – доля отбора пара на подогрев воды в тепловых сетях;

 - дополнительная производительность для компенсации отпуска воды на другие объекты, т/ч:

Количество исходной воды, поступающей в осветлитель, т/ч:

х - доля потери воды с продувкой воды (при обезвоживании шлама и возврате фугата в осветлитель х=0);

х1 - доля потери на собственные нужды.

Таблица 8

Вывод: оптимальным является режим с минимальной величиной продувки, в данном случае - бикарбонатный режим известкования и известкование с содированием.

Оборотные системы охлаждения (ОСО)

Расчет потерь воды в ОСО

В результате циркуляции по замкнутому циклу в системе охлаждения часть оборотной воды выводится из системы вследствие испарения , часть выносится из градирни в виде капельного уноса  и, наконец, еще одна ее часть выводится из системы в виде продувки или на технологические нужды .

Коэффициент концентрирования не выпадающих в осадок солей:

,

где к зависит от температуры воздуха,

∆t - охлаждение воды в градирне, принимается 5-10.

 выбирается в зависимости от вида градирни. Выбираем башенную градирню c каплеуловителем. Для неё:

=0,05.

 задаемся в каждом случае отдельно.

ОСО1

Т.к. концентрация НСО3- в исходной воде больше 3 мг-экв/л, расчет не производится, т.к. система является нецелесообразной

ОСО2

Для предупреждения выпадения гипса необходимо выдерживать такое неравенство:

Ca2+ < .        

Где, CaSO4 = 2,5  10-5 (моль/кг)2.

Доза серной кислоты:

Рассчитываем  для данной системы охлаждения:

.

ОСО3

Добавляем оксиэдилдифосфоновую (ОЭДФК) и серную кислоты. Проверяем выпадет ли в осадок :

<2,5·10-5

(табличное значение),значит не выпадет.

Рассчитываем  для данной системы охлаждения:

Доза серной кислоты:

ОСО4

Добавляем оксиэдилдифосфоновую (ОЭДФК) и серную кислоты. Проверяем выпадет ли в осадок :

<2,5·10-5

(табличное значение),значит не выпадет.

Добавляем известь и серную кислоту, проверяем, выпадет ли в осадок .

<2,5·10-5

(табличное значение),значит не выпадет.

Рассчитываем  для данной системы охлаждения:

Таблица 9

Вывод: т.к.,(|898.2- 250*4|/898.2)*100= 11.34 % выбранные осветлители 250-И подходят по производительности.

Поверочный расчет осветлителя

Выбор осветлителя: необходимо выбирать не менее двух одинаковых осветлителей (т.к. обязательно нужен резервный на случай выхода из строя одного из осветлителей) и не более трех, т.к. на их обслуживание идут большие экономические затраты.

Выбираем 4 осветлителя 250-И.

Производительность осветлителя, :

.

где  - площадь поперечного сечения зоны контактной среды, :

=11,

 - расчетная скорость восходящего движения воды на выходе из контактной зоны осветлителя, :

:

где  - условная скорость свободного осаждения шлама, мм/с (находим по ):

где  - доза коагулянта, мг-экв/л,

Э эквивалент коагулянта,

t температура воды в интервале С;

 - объемная концентрация шлама в зоне контактной среды осветлителя, мл/мл:

,

где П прозрачность воды по кресту, см:

П=300,

=1 (по диаметру осветлителя),

Приведенная высота зоны контактной среды осветлителя, м:

=1,8 м,

 - суммарное количество грубодисперсных примесей, поступающих в осветлитель и образующихся в нем, мг/л.

Выбранный осветлитель 250-И подходит нам по производительности.

Выводы: Для данной исходной воды с содержанием ГДП>2 мг/л, Ок>4 мгО2/л, Жк>2 мг-экв/л, Жнк<10 мг-экв/л, концентрацией Si<3 мг/л оптимальным является гидратный режим известкования (стр 31[1]), при котором величина продувки имеет минимальное значение и затраты на реагенты меньшие.

Список использованной литературы

1. Кишневский В.А. Современные методы обработки воды в энергетике: Учебное пособие. - Одесса: ОГПУ,1999-196 с.

2. Громогласов А.А., Копылов А.С., Пильщиков А.П. Водоподготовка: Процессы и аппараты: Учеб. пособие для вузов.-М.: Энергоатомиздат,1990-272с.

3. Кульский Л.А., Строкач П.П. Технология очистки природных вод.-Киев: Вища школа. Головное изд-во,1981.-328 с.

4. Стерман Л.С. и др.Тепловые и атомные электростанции: Учебник для вузов.- М.: Энергоиздат,1982.-456 с., ил.