Реферати українською » Физика » Хімічна обробка води для підживлення тепломережі


Реферат Хімічна обробка води для підживлення тепломережі

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Хімічна обробка води для підживлення тепломережі


Зміст

Запровадження

1. Завданняхимводоподготовки котельної

2. Домішки природних вод

3. Показники якості води

4. Вимоги до якості обробленою води

5. Процес обробки води

5.1 Попередня очищення

5.2 Обробка води методом іонного обміну

5.3Дегазация води

5.4 Мембранні методи очищення води

6. Загальна схемаводоподготовительной установки

7.Водоподготовка наЭПКУРФУ

Укладання

вода котельня реагент фільтрація


Запровадження

У теплоенергетиці основним теплоносієм є вода і утворений з її пар.

Вміщені у питній воді домішки, які у паровий казан з живильним водою, а водогрійний – з мережевий, утворюють лежить на поверхні теплообмінунизкотеплопроводние відкладення і накип, якітеплоизолируют поверхню зсередини, а як і викликають корозію. Процеси корозії своєю чергою є додатковим джерелом надходження домішок в воду.

Відтак зростає термічне опір стінки, знижуєтьсятеплопередача, отже, підвищується температура що йдуть газів, що веде до зменшення ККД казана і перевитрати палива. При надмірних підвищеннях температури металу труб зменшується їх міцність, до створення аварійної ситуації.

При низьких і середніх тисках в барабанних казанах домішки потрапляють у пар лише внаслідок віднесення крапельоккотловой води, т. е. якщо недостатньо ефективнаосушка апарату. При високих тисках домішки починають розчинятися у парі і тих інтенсивніше, що стоїть тиск, й у першу чергу, кремнієва кислота.

Тому зі зростанням тиску значно підвищуються вимоги до якості живильним і додаткової води. Вимоги до надійності водного режиму сформульовані як норм водного режиму на правилах технічної експлуатації електричних станцій та мереж (>ПТЭ) й у правилах пристрої і безпечної експлуатації парових і водогрійних котлів.

Наявність відкладень зумовлює необхідність очищення устаткування, але це трудомістка і дорога операція. Отже, обробка води є необхідною атрибутом будь-який котельної. Чистота води та пара окремими агрегатах і частинах трактів котельної,объединяемая загальним поняттям водного режиму котельної, істотно впливає на економічність і надійність її.


1. Завданняхимводоподготовки котельної

>Экономичная і бездоганна робота устаткування котельної забезпечується впровадженням раціональноговодно-химического режиму (>ВХР), який полягає:

1) у запобіганні освіти відкладень домішок води на внутрішніх поверхнях нагріву

2) в зведенні до мінімуму корозії метала енергетичного устаткування

3) отриманні чистого пара

Аби вирішити з завдань необхідно:

1) забезпечити норми якості живильним води парових котлів шляхом підготовки додаткової води та очищення конденсату

2) забезпечити норми якості мережевий води водогрійних котлів шляхом підготовки живильним води та очищення мережевий

3) виробляти коригуванняВХР

4) оснастити казан пристроями задля забезпечення необхідного якостікотловой води та пара та її режиму.

Вимоги доВХР сформульовані в Правилах технічної експлуатації (>ПТЭ).


2. Домішки природних вод

Вміщені у питній воді домішки розрізняють:

А) за рівнемдисперсности:

·Истинорастворимие – як окремих іонів, молекул та його невеликихагломератов розміромd<1нм.

·Колоиднодисперсние – агломерати молекул від 1 до 100 нм. Не виділяються із води під впливом сил тяжкості.

·Грубодисперсние – агломерати розміром як 100 нм. З часом ГДП спливають на поверхню чи випадають в осад.

Б) за хімічним складом:

1) мінеральні, які діляться своєю чергою на:

· Розчинні у питній воді гази (Про2, N2,CO2), утворювані внаслідок розпаду органічних речовин.

· Солі, кислоти, підстави, перебувають удисоциированном стані, тобто. як окремих іонів.

2) органічні – потрапляють у воду з грунтів та з побутовими стоками. Такі домішки об'єднують під загальним назвою –гумусовие, які кислоти і солі називають відповідногуминовими ігуматами. З'являються головна причина погіршення органічних властивостей води (з'являються запахи, присмаки).

Природні води переважно містять катиониCa2+,Mg2+,Na2+ і аніониSO42-,Cl-,HCO3-, меншою мірою Fe2+ іHSiO3-, NO2-, NO32-.

Для видалення домішок є безліч різних технологічних процесів. Багато в чому вибір тій чи іншій схеми водопідготовки залежить від:

1. якості вихідну воду,

2. вимог до якості обробленою води,

3. наявності і доступності устаткування й реагентів.


3. Показники якості води

Показники якості вихідну воду діляться на фізико-хімічні і технічні. До фізико-хімічними показниками ставляться:

1) Концентрація ГДП (ЗГДП)

Визначають фільтруванням проби через паперовий фільтр з наступним йоговисушиванием до постійної маси.Виражают в мг/кг.

Насправді, визначення концентрації ГДП зазвичай визначають прозорість з допомогою циліндраСнеллена. При ЗГДП<>3мг/кг визначають мутність води, порівнюючи пробу із відповідною пробою каламутності (>мутнометр).

2) Концентраціяистинорастворимих домішок.

>Ионний склад води визначають, вимірюючи концентрацію окремих видів іонів, методамихиманализа чи з допомогою спеціальних приладів.Виражают вмг-екв/кг чи мг/кг.

Сумарна концентрація всіх іонів води показує загальнесолесодержание (>минерализацию) води.

3)Удельнаяелектропроводимость розчинів.

Вказує на сумарну концентрацію у якихионно-генних домішок, залежить від типу електроліту і рівня його дисоціації.Измеряюткондуктометром.Удельнаяелектропроводимость незамінна, коли необхідно виміряти малесолесодержание, яку важко визначити звичайними способами.

4) Показник концентрації водневих іонів pH

Визначається в природної воді характером і концентрацією домішок у питній воді.


Нейтральна середовище приt=22проЗpH=7

>Щелочная середовищеpH>7

Кисле середовищеpH<7.

5) Концентраціякоррозионно-активних газів.

Залежить від природи газу, йогопарциального тиску, температури води, солевмісту води, рівня pH.

До технічними показниками своєю чергою ставляться:

1) Сухий залишок (P.S)

>Измеряется в мг/кг. Визначаютьупариванием проби профільтрованої води з наступнимвисушиванием залишку за нормальної температури 105 110 проЗ до постійної маси. По сухого залишку оцінюютьсолесодержание води.

2) Лужність води (Щпро)

Загальною лужністю води називається сумарна концентраціягидроксид іонів (>OH-) і аніонів слабких кислот (>HCO3-, ЗІ32-,HSiO3-) та деяких меншихгуматов, якігидролизуясь дають лужну середу. Залежно віданиона розрізняють гідратну,бикарбонатную ікарбонатную лужність. У природних водах переважаєбикарбонатная лужність.

3) Жорсткість води (Жпро)

Це сумарна концентрація які у воді катионів кальцію і магнію. Жорсткість залежно відкатиона ділиться накальциевую імагниевую. Також жорсткість ділиться накарбонатную інекарбонатную.Карбонатная жорсткість обумовлена наявністю у питній водібикарбонатов кальцію і магнію,т.к. вонитруднорастворими у питній воді. Інші розчинні у питній воді солі кальцію і магнію зумовлюютьнекарбонатную жорсткість.

Жорсткість води найважливіший показник її якості,т.к. причина відкладень натеплопроводящих поверхнях. Видалення із води іонів жорсткості називаєтьсяумягчением води.

4)Окисляемость води.

Непрямим шляхом характеризує концентрацію органічних речовин, у воді.Измеряется в мг Про2/кг.

5)Кремнесодержание води ()

Умовно висловлює усе різноманіття кремнієвих кислот у питній воді.


4. Вимоги до якості обробленою води

Відповідно до главі 10 ">Водоподготовка іводно-химический режим"СНиПII-35-76 ">Котельние установки"водно-химический режим роботи котельної має забезпечити роботу котлів,пароводяного тракту,теплоиспользующего устаткування й теплових мереж безкоррозионних ушкоджень кісткової та відкладень накипу і шламу на внутрішніх поверхнях, отримання пара та води необхідного якості.

Технологію обробки води слід вибирати залежно від вимог до якості пара, живильним ікотловой води, води для систем теплопостачання і гарячого водопостачання, кількості і забезпечення якості що скидалися стоків, і навіть від якості вихідну воду.

Показники якості вихідну воду для харчування парових котлів, виробничих споживачів і підживлення теплових мереж закритих систем теплопостачання необхідно вибирати виходячи з аналізів, виконаних відповідність до ГОСТ 2761—57* "Джерела централізованого господарсько-питного водопостачання. Правила вибору з оцінкою якості".

Вода для підживлення теплових мереж відкритих систем теплопостачання і систем гарячого водопостачання має відповідати ГОСТ 2874—73 "Вода питна".

>Санитарную обробку вихідну воду для систем гарячого водопостачання в проектах котельних передбачати заборонена.

Показники якості пара і живильним води парових котлів повинні відповідати ГОСТ 20995—75 ">Котли парові стаціонарні тиском до запланованих 4МПа.Показателя якості живильним води та пара".

Норми якості води заповнення і підживлення теплових мереж, систем опалення й контурів циркуляції водогрійних котлів повинні задовольняти вимогам і правил з проектування теплових мереж, і навіть вимогам інструкцій заводів виготовлювачів по експлуатації водогрійних котлів.

Вимоги до якостікотловой (>продувочной) води парових котлів за загальним солевмістом (сухого залишку) слід сприймати за даними заводів — виготовлювачів котлів.

>Допускаемую величину відносної лужностікотловой води парових котлів слід встановлювати відповідно до Правилами пристрої і безпечної експлуатації парових і водогрійних котлів, затвердженимиГосгортехнадзором СРСР.

Значимість лужностікотловой води пофенолфталеину в чистому відсіку котлів зі східчастим випаром й у казанах безступенчатого випаровування слід сприймати50мкг-екв/л приконденсатно-дистиллятном харчування й500мкг-екв/л—при харчуванні котлів із добавкоюумягченной води.

Найбільше значення лужностікотловой води не нормується.

Отже, якість води для підживлення теплових мереж має задовольняти наступним нормам:

Зміст вільної вугільної кислоти 0

Значення pH для систем теплопостачання:

- відкритих 8.3 – 9.0*

- закритих 8.3 – 9.5*

Зміст розчиненої кисню,мкг/дм3, трохи більше 50

Кількість зважених речовин,мг/дм3, трохи більше 5

Зміст нафтопродуктів,мг/дм3, трохи більше 1

Загальна жорсткість трохи більше 0.05 мг –екв / дм3

* Верхня межа значення pH можлива тільки при глибокомуумягчении води, нижній – із дозволу АТ – енерго може коригуватися залежно від інтенсивностікоррозионних явищ в обладнанні й трубопроводах систем теплопостачання. Для закритих систем теплопостачання із дозволу АТ – енерго верхня межа значення pH допускається трохи більше 10.5 за одночасного зменшенні значеннякарбонатного індексу до 0.1 (мг-екв / дм3)2, нижню межу може коригуватися залежно відкоррозионних явищ в обладнанні й трубопроводах систем теплопостачання.

Нормування змісту вільної вуглекислоти і розчиненої кисню вподписочной воді необхідне запобігання корозії устаткування теплових мереж, і освіти відкладення продуктів корозії внутрішній поверхні нагрівуподогревателей, водогрійних котлів, в трубопроводах і опалювальних приладах.

Уподпиточной воді нормується також зміст нафтопродуктів, оскільки присутність у воді цих речовин призводить до інтенсифікаціїнакипеобразования, особливо у мережевихподогревателях і водогрійних казанах, утрудняє боротьбу зшламообразованием.

Показники якості газотрубних котлів нічого не винні перевищувати:

Показник >Котли на рідкому паливі >Котли іншою паливі
Прозорість за шрифтом, див Так само 40 Так само 20

Загальна жорсткість,мкмоль/дм3(>мкг-екв/ дм3)

30(30) 100(100)

Зміст розчиненоїкислорода,мкг/ дм3

50 100

Показники якостіводотрубних котлів нічого не винні перевищувати:


5. Процес обробки води

Розмаїття домішок в природної воді призводить до того, що реальна підготовка води ввозяться кілька етапів.

У першому етапі (>предочистка) із води видаляють ГДП і колоїдні домішки. За необхідності знижуєтьсябикарбонатная лужність,карбонатная жорсткість ікремнесодержание.

На останніх етапах виробляють очищення води відистинорастворимих домішок.

5.1 Попередня очищення

Як мовилося раніше раніше ГДП, через великихагломератов молекул, спливають на поверхню чи випадають в осад.Удаляются із води відстоюванням.

>Коллоидние домішки, на відміну ГДП, не відстоюються, для їх видалення застосовується коагуляція.

>Коагуляция – це фізико-хімічний процес злипання колоїдних частинок, тобто. освітугрубодисперснихмакро-фаз з наступним видаленням із води.

У розчині, навколо колоїдної частки утворюється подвійний електричний шар, що зпотенциалообразующих іонів іпротиво іонів. Такий комплекселектронейтрален, але за русі частка захоплює у себе тільки п'яту частинупротиво іонів, що зумовлює появіелектрокинетического потенціалу між часткою і розчином. Отже, часткою купується заряд.

Для коагуляції в теплоенергетиці до колоїдному розчину додається розчин з протилежно зарядженими частинками. Зазвичай, колоїдні розчини природних вод характеризуються негативним зарядом. Тож коагуляції використовуються колоїдні розчини, мають позитивного заряду. Як коагулянтів можна використовувати розчини, освіченітруднорастворимимигидроксидами металів, але для здешевлення процесу застосовують технічні продукти –коагулятори (глинозем, купорос), у тому числікоагулянти утворюються у процесі гідролізу.

Для інтенсифікації процесу може вводитисяфлакулянт, який укрупнює які утворюються при коагуляції пластівці, і навіть підігрів води до 25-30 проЗ.

>Предварительную очищення наводоподготовительной установці ведуть при поєднанні щодо одного апараті, званомуосветлителем, процесів коагуляції і відстоювання води, а за необхідності додають вапнування імагнезиальноеобескремниевание.

Процессодоизвесткования залежить від додаванні до води гашеної винищити, у результаті знижуєтьсябикарбонатная лужність ікарбонатная жорсткість. Цей процес відбувається пояснюють такі реакції:

При надлишку вапна глушаться іони магнію:

У цьому магнієва жорсткість переходити вкальциевую.

Для вод із підвищеноюнекарбонатной жорсткістю проводятьумягчение води содою.

Ефект аналогічнийсодоизвесткованию можна досягнути додаваннямгидроксида натрію, але ці економічно дорожче.

>Магнезиальноеобескремниевание води здійснюється шляхом додаваннямагнезита в порошкоподібному стані, які виникли внаслідок часткової дисоціації утворює комплексний іон, що занионами кремнієвої кислоти дає менш розчинне з'єднання, ніж вихідні силікати і дозволяє виводити їх.

Водатангенциально вступає уосветлитель, потік закручується. Запроваджуютьсякоагулятори й за необхідності вапняне молоко. У процесі перемішування всмесителе реагенти взаємодіють із домішками води та утворюютьсягрубодисперсниемакро-фази. Продукти коагуляції, котрі виділяються як пластівців, підтримуються висхідним потоком води в підвішеному стані, створюючи так звану зону зваженого шару.

Основною перевагою зваженого шару і те, що він дбає про подобі фільтруючій завантаження, отримуючи із води, протікаючим крізь нього дрібнодисперсні домішки внаслідокадгезионних (діюмежмолекулярних сил тяжіння) і адсорбційних (поглинання речовини рідкої середовища поверхнею частки) процесів. У верхньої межі цієї зониосветленная вода виводиться з апарату. Надлишок частинок в підвішеному шарі з певним кількістю води безупинно виводиться з шару пошламоотводящим трубах вшламоуплотнитель.Уплотненний шлам виводиться з частинішламоуплотнителя шляхом безупинної продувки. Великі частки коагуляції, які потрапляють із вихідною водою, глушаться у нижній частині змішувача і в міру накопичення виводяться шляхом періодичної продувки.

Важливо, що навіть за добре налагодженою роботі освітлювача концентрація ГДП після нього може становити до 10 мг/кг. Тому застосовуютьдоосветление води, шляхом її фільтрування через шар пористої середовища. Таке фільтрування то, можливо поверховим (плівковим) або об'ємним (>адгезионним). У першому випадку діаметр пір шару менше діаметра частинок, й частки затримуються лежить на поверхні шару, створюючи плівку. У другий випадок навпаки, діаметр пір більше діаметра частинок, тому останні втягуються потоком води всередину шару і утримуються усередині нього.

І тому процесу використовуютьосветлительние (механічні) фільтри.

5.2 Обробка води методом іонного обміну

Вода, пройшлапредочистку мало містить ГДП (менш 1 мг/кг) й у значною мірою вільна від колоїдних домішок. Для видалення із водиистинорастворимих домішок застосовують іонний обмін, дегазацію, і навіть термічний і мембранний методи разом із іонним обміном.

Обробка води методом іонного обміну полягає в здібності деяких практично нерозчинних у питній воді речовин, званихионообменними матеріалами чиионитами, змінювати у потрібному напрямку іонний склад води.

Здатністьионитов доионному обміну пояснюється їхньою будовою. Будь-якийионит складається з твердої основи матриці, яку можна побачити спеціальні функціональні групи. При приміщенніионита в розчин функціональні групи абоадсорбируют з розчину, або віддають на розчин внаслідок дисоціації іони одного знака заряду і тим самим, набувають заряд. У результаті навколо частки утворюється дифузний шар ізпротивоионов, які можуть опинитися виходити обмінюватися іонами з розчином, у еквівалентному кількості. Якщо такимпротивоионом є катіон, такийионит називаєтьсякатионитом. Якщо ж аніон – тоанионитом.

У енергетиці частіше використовуєтьсякатионитКУ-2 (>сильнокислотний) і поліфункціональнийсульфауголь дрібний

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація