книги / Справочник по водоподготовке котельных установок

где Sn. в — сухой остаток питатель­ ной воды, мг/л; SK— сухой остаток конденсата, мг/л; при отсутствии данных о качестве конденсата при­ нимается SK= 5 мг/л.

Показатели качества питатель­ ной воды газожаротрубных кот­ лов, работающих с докотловой об­ работкой воды, в соответствии с ГОСТ 20995-75 не должны превы­ шать нижеследующих:

Качество насыщенного и пере­ гретого пара в соответствии с ГОСТ 20995-75 должно отвечать нормам, приведенным в табл. 3-2.

Определение солесодержания па­ ра производится электрометриче­ ским методом с предварительной дегазацией, методом пламяфотометрии или концентрирования ионов (достаточно катионов) на ионитных фильтрах.

Качество воды, применяемой для впрыска при регулировании темпе­ ратуры перегретого пара, должно соответствовать следующим требо­ ваниям:

Общая жесткость, мкг-экв/л . Не более 3

3-2. НОРМЫ КАЧЕСТВА КОТЛОВОЙ ВОДЫ

При выборе схем обработки воды и при эксплуатации паровых кот­ лов качество котловой (продувоч­ ной) воды нормируют по общему солесодержанию (сухому остатку); величина его обусловливается кон­ струкцией сепарационных уст-

Т а б л и ц а

Солесодержание (сухой остаток) котловой воды котлов типа ДКВр (по данным Бийского котельного завода)

дельных значений солесодержания котловой воды второй ступени испарения*

2 Рекомендуемая величина сухого остатка учи­ тывает возможное повышение производительности котлов при сжигании газа и мазута при соблюдении Инструкции БиКЗ „Паровые котлы ДКВр*, 1969 г.

ройств, которыми оборудован ко­ тел, и устанавливается заводом-из- готовителем.

Солесодержание котловой воды для паровых котлов типа ДКВр по данным Бийского котельного заво­ да приведено в табл. 3-3.

Величина сухого остатка котло­ вой воды в первой ступени испаре­ ния (чистый отсек) определяется из уравнения:

Таблица 3-4

Солесодержание (сухой остаток) котловой воды

обходимо улучшать качество хими­ чески очищенной воды, так как в противном случае не обеспечибается гарантируемая заводом паропроизводительность котла на дан­ ном виде топлива.

Солесодержание котловой воды различных типов котлов, работаю­ щих с избыточным давлением 14— 40 кгс/см2, приведено в табл. 3-4.

Абсолютная величина щелочно­ сти котловой (продувочной) воды не нормируется. Минимальная ще­ лочность котловой воды в чистом отсеке, а также в котле без ступен­ чатого испарения при питании кот­ лов умягченной водой принимается не менее 1 мг-экв/л. Относительная щелочность котловой воды в про­ центах для защиты котельного ме­ талла от межкристаллитной корро­ зии принимается в соответствии с правилами Госгортехнадзора.

Расчетные нормы качества кот­ ловой воды при внутрикотловой об­ работке приведены в табл. 3-5.

3-3. НОРМЫ КАЧЕСТВА ВОДЫ ДЛЯ ПОДПИТКИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

Нормы качества подпиточной во­ ды для тепловых сетей с закрытой или открытой системой теплоснаб­ жения принимаются по данным СНиП 11-36-73 «Тепловые сети. Нормы проектирования», приведен­ ным в табл. 3-6.

Вода для подпитки открытой си­ стемы водяных тепловых сетей дол­ жна отвечать также требованиям ГОСТ-2874-73 «Вода питьевая». От­ ступление от ГОСТ 2874-73 по со­ держанию железа до 0,7—0,8 мг/л и по прозрачности до 20 см по шрифту допускается по согласова­ нию с местными органами санитар­ ного надзора в следующих случаях: в период неполного освоения уста­ новок горячего водоснабжения — до 1—2 мес.; в период включения

ности исходной водопроводной во-

плоснабжения и при тепловых сетях горячего водо­ снабжения вода для подпитки» кроме того» должна

удовлетворять требованиям ГОСТ 2874-73 «Вода питьевая».

Продолжение табл. З-о

2. Для закрытых систем теплоснабжения допу­ скается принимать значения pH более 8,5»

3. Норма растворенного кислорода в воде для подпитки 0»1 мг/л при максимальной температуре подогрева сетевой воды до 75°С должна учитывать­ ся только при агрессивной исходной воде (см. табл. 3-7). При слабоагрессивных и неагрессивных водах» а также при методах обработки воды инги­ биторами содержание кислорода в воде длй под­ питки тепловых сетей не нормируется.

ды для подпитки тепловых сетей горячего водоснабжения приведены в табл. 3-7.

Предельная величина условной сульфатно-кальциевой жесткости оп­ ределяется из уравнения

[Са2+] [SO4-J fii=\T7Pcaso„ (3-5)

где [Са2+ ] и [SO2 ]— концентрации иона кальция и сульфат-иона, г-ион/л;

/н — коэффициент активности двух­ валентных ионов,

1+ /Й " ’

где р, — ионная сила раствора, ‘ рабная полусумме произведений кон­ центраций всех ионов, выраженных в г-ион/л, на квадрат их валентно­ сти; /TP^so, — произведение раст­ воримости, принимается в зависи­ мости от температуры воды:

Качество сетевой воды должно удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к качеству подпиточной воды. Должна быть обеспе­ чена невозможность загрязнения обратной сетевой воды растворен­ ным кислородом и солями жестко­ сти.

При подогреве воды ниже 95°С применение магнитной обработки воды допускается при соблюдении условий, изложенных в § 2-3, в во­ догрейных котельных с чугунными секционными котлами при закры­ тых системах водоснабжения.

3-4. ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ

СТОЧНЫХ ВОД

Закон об охране окружающей среды выдвинул на первое место во­ прос об охране водоемов от загряз­ ненных стоков. Сброс сточных вод от водоподготовительных установок, котельных, бойлерных и т. п. дол­ жен отвечать правилам охраны по­ верхностных вод от загрязнения сточными водами. Качественный со­ став сбрасываемых стоков должен соответствовать табл. 3-8.

Т аб л и ца 3-8

4-1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

До 1972 г., когда был принят за­ кон об охране окружающей среды, выбор схем обработки воды произ­ водился в зависимости от качества исходной воды, требований потре-

бителей к обрабатываемой воде, санитарных требований и технико­ экономических соображений.

После принятия закона о защите водоемов от загрязнений, сбрасы­ ваемыми стоками, и запрещении ис­ пользования подземных вод на не­

лоты в паре и относительная ще­ лочность котловой воды.

Р а з м е р п р о д у в к и к о т л о в определяют по сухому остатку; в предварительных расчетах при вы­ боре схемы обработки воды из фор­ мулы

му остатку, % паропроизводитель-

ды для принятого в проекте типа котла, мг/л; принимается по пас­ портным и эксплуатационным дан­ ным.

Расчетная величина продувки для котлов, давлением, меньшим или равным 14 кгс/см2, не должна пре­ вышать 10%, для котлов давлением

ведется для режима максимальных потерь пара и конденсата, выра­ женных в процентах от паропроизводительности котельной. Для сни­ жения величины продувки рекомен­ дуется: а) улучшение сепарационных устройств котла — внутрибарабанные циклоны, ступенчатое испа­ рение, ступенчатое испарение с вы­

сатом и концентрирование солей в котле величину относительной ще­

%;

лочности исходной воды; для схем коагуляции — натрий-катионирова- нця — за вычетом из щелочности» исходной воды дозы вводимого ко­ агулянта; для схем с предваритель­ ным известкованием — примерно* 1 мг-экв/л; для схем водород-нат- рий-катионирования и аммоний-нат-

стей в котельных швах или местах вальцовки труб, где котловая водаможет упариваться до концентра­ ции едкого натра 5—10%, высокая относительная щелочность может вызвать межкристаллитную корро­ зию или так называемую каусти­ ческую хрупкость котельного ме­ талла.

Согласно правилам Госгортехнад­ зора «относительная щелочность котловой воды для паровых котлов не должна превышать 20%. В па­ ровых котлах со сварными бараба­ нами может быть допущено повы­ шение относительной щелочности котловой воды сверх допустимой1 нормы при принятии мер по пре­ дупреждению межкристаллитной коррозии металла».

При величине относительной ще­ лочности обработанной воды более 20% необходимо предусматривать ее нитратирование.

Выбор схемы, снижающей ще­ лочность исходной воды (количест-

«о связанной” углекислоты), обус­ ловливается содержанием углекис­

лоты в паре.

С о д е р ж а н и е у г л е к и с л о т ы

в зависимости от схемы потребле­ ния пара:

а) при централизованном потре­ блении пара до 100 мг/кг при обя­ зательном осуществлении вентиля­ ции парового объема и пароисполь­ зующей аппаратуры; надежное уда­ ление углекислоты при этом долж­ но защитить оборудование и конденсатопроводы от углекислотной коррозии;

б) при разветвленной сети по­ требителей пара не выше 20 мг/кг.

Для предотвращения углекислот­

ной воды, если потребители пара допускают наличие аммиака в из­ вестной концентрации (дозируется 0,4 мг аммиака на 1 мг/кг свобод­ ной углекислоты); применять схе­ мы обработки воды, снижающие ^одержание связанной углекислоты в исходной воде.

Концентрацию углекислоты в па­ ре определяют при отсутствии деаэрации питательной воды или при использовании деаэраторов типа ДСА (без барботажа) по формуле:

€О 2 = 22Щ0. ва0.„(1+ о), (4-3)

■где С02 — концентрация углекисло­ ты в паре, мг/кг; Щ0.в — щелоч­ ность обработанной воды, мг-экв/л; •о — доля разложения Na2COs в кот­ ле, принимается по графику (рис. 4-1); а 0.в — доля обработанной во­ ды в питательной.

. Концентрацию углекислоты в па­ ре при деаэрации питательной во-

Рис. 4-1. Зависимость разложения N a2C O , от давления в котле.

9 — разложение Na«COs в долях единицы; р — дав­ ление в котле.

где oi — доля разложения NaHCOs в котле, равная примерно 0,4 (60% разлагается в барботажном деаэра­ торе) .

Выбор схемы обработки воды для паровых котлов осуществляет­ ся в соответствии с рекомендация­ ми, изложенными в § 4-1 и учиты­ вающими вопросы стоков от водо­ подготовительной установки.

Для приготовления питательной воды для паровых котлов рекомен­

а) натрий-катионирование — при водоснабжении котельной от хозяй­ ственно-питьевого водопровода и если эта схема допустима по вели­

воду или натрий-катионирование после схем, снижающих щелбчность исходной воды;

в) водород-натрий-катиоцирова- ние (параллельное или поеледовательное с «голодной» регенерацией

водород-катионитных фильтров) — для обработки воды из хозяйствен­ но-питьевого водопровода, когда требуется снижение щелочности, солесодержания и углекислоты в паре;

4-3. ГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД ВЫБОРА СХЕМ ОБРАБОТКИ ВОДЫ ДЛЯ ПАРОВЫХ к о т л о в ТИПА ДКВр

-Р — продувка котлов, %.

Для графического выбора схем обработки воды, помимо качествен­ ных показателей исходной воды, необходимы следующие данные: тип котла, чтобы установить, каки­ ми сепарационными устройствами оборудован котел, т. е. каким гра­ фиком пользоваться для определе­ ния величины продувки котлов, деа­ эрация должна осуществляться с барботажем пара.

Пример. В котельной установле­

= 10000 мг/л. Доля химически об­

деаэраторе. Исходная вода из хо­ зяйственно-питьевого водопровода имеет качественные показатели:

5 и.в = Ю 0 0 мг/л; Ж и .в = Ю мг-экв/л;

Жк=Щц.в=7 мг-экв/л; Жса=51 %

от Жи.в; Ж ме=49% от Ж и.в.

По графику на рис. 4-2 определя­ ем величину AS, на которую увели­ чивается сухой остаток воды при ее обработке по схеме натрий-ка- тионирования. Для этого на оси ор­ динат находим точку А, отвечаю­ щую величине общей жесткости Ж и .в = Ю мг-экв/л, и проводим из нее параллельную оси абсцисс, до пересечения с лучом, соответствую­ щим кальциевой жесткости Жсл— =51% (точка 5). Из точки Б опус­ каем перпендикуляр на ось абсцисс, на которой дано увеличение сухого остатка при обработке воды по схе­ ме натрий-катионирования: точка В соответствует AS « 7 0 мг/л. Следо­ вательно, сухой остаток воды, об­ работанной по схеме натрий-катио­ нирования, будет S0.B =1000+70= = 1070 мг/л.

По графику на рис. 4-3 определя­ ем возможность применения схемы натрий-катионирования по концент­ рации углекислоты в паре. Для это­ го из точки Ж на оси абсцисс, со­ ответствующей а о .в = 0 ,5 , восстанав­

ливаем перпендикуляр до точки И пересече­ ния с линией, парал­ лельной оси абсцисс, проведенной из точки Е, соответствующей щелочности обработан­ ной воды, равной ще­ лочности исходной во­ ды, т. е. Щ0.в— Щвл=

— 7 мг-экв/л. Точка И лежит в области при­ менения схем обработ­ ки воды, обеспечиваю­ щих снижение щелоч­ ности исходной воды, т. е. схема натрий-ка­ тионирования по содер­ жанию углекислоты в паре неприменима.

Рис. 4-4. Определение возможности приме­ нения схемы натрий-катионирования по ве­ личине относительной щелочности котло­ вой воды.

Щ0. в ** щелочность обработанной воды; SQ5В‘—

сухой ортаток обработанной воды; Л — область применения натрий-катионирования; 5 — область применения натрий-катионирования с нитратированием либо со снижением щелочности; 1 —>//Г ,. =

= 20%.

носителшой щелочности котловой воды, исходя из того, что отно­ сительная щелочность при обработ­ ке воды по схеме натрий-катиони­ рования соответствует равенству

IUoiB= Щт*. На оси ординат от­

кладываем щелочность обрабо­ танной воды, исходя из равенства

при натрий-катионировании Щ0.в—

чек /( и Л восстанавливаем перпен­ дикуляры, точка пересечения кото­ рых М, как видно, лежит в облас­ ти применения схемы натрий-катио­ нирования с нитратированием. Ве­ личина продувки котлов определяет­ ся по рис. 4-5 или 4-6.

Поскольку котел ДКВр-20-13 обо­ рудован устройствами для двухсту­ пенчатого испарения и выносными циклонами, сухой остаток котловой воды допускается до 10000 мг/л, поэтому величину продувки котла определяем по графику рис. 4-6.

На оси ординат откладываем 50.в== 1070 мг/л (точка Я); из точ­ ки Я проводим параллельную оси абсцисс до пересечения с лучом, со­ ответствующим оо.в=0,5 (точка О). Из точки О опускаем перпендику­ ляр на ось абсцисс (точка П). Как