Определение размера фильтра первой ступени и расходов соли на регенерацию

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ	4
1.Задание	5
2. Определение расходов воды	6
3. Определение размера фильтра первой ступени и расходов соли на регенерацию	7
4. Расход воды на регенерацию Na – катионитовых фильтров	17
5. Определение размера фильтра второй ступени и расходов соли на регенерацию	19
6. Расход воды на регенерацию Na – катионитовых фильтров	24
7.Экономическое обоснование	25
8. Усовершенствование системы ХВО котельной.	27
ВЫВОД	35

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Водоснабжение является одной из важнейших отраслей тех­ники, направ­ленной на повышение уровня жизни людей, благоуст­ройство населенных мест и развитие промышленности. Снабжение населения чистой, доброкачественной во­дой в достаточном количе­стве имеет важное санитарно-гигиеническое значение, предохраня­ет людей от всевозможных эпидемических заболеваний, распрост­ра­няемых через воду.

Комплекс инженерных сооружений, предназначенных для полу­чения воды из природных источников, улучшения ее качества и пе­редачи к местам потребле­ния, называют системой водоснабжения или водопроводом.

Для нужд современных городов и промышленных предприя­тий требуется огром­ное количество воды, строго отвечающей по своим качествам требованиям потре­бителей. Выполнение перечис­ленных задач требует тщательного выбора источни­ков водоснаб­жения, организации охраны их от загрязнений и очистки воды на во­допроводных сооружениях. Важной водохозяйственной пробле­мой является пла­новое проведение широких комплексных меро­приятий по защите от загрязнения почвы, воздуха и воды, оздоровления рек и речных бассейнов.

В настоящее время особое внимание уделяется благоустройству городов и рабочих поселков, включая сооружение водопроводов и канализации.

 

Задание:

Населённый пункт – Воронеж

Отопительная нагрузка –12, 5 Гкал/час;

Вентиляционная нагрузка – 5, 5 Гкал/час;

Нагрузка горячего водоснабжения – 6, 9 Гкал/час;

Всего – 27, 9 Гкал/час;

Система теплоснабжения закрытая;

Схема водоподготовки двухступенчатая;

Жесткость (общая) исходной воды – 8 мг · экв/л;

Жесткость на выходе– 0, 2 мг · экв/л.

Отопительный период:

Продолжительность n = 196 суток;

 

Расчёт расходов воды

 

Проверка соотношений нагрузок:

 

                                                                        (1)

 

 

Т.к 0, 38> 0, 2 то схема будет двухступенчатая.

Расход воды в режиме заполнения теплосети на отопление и вентиляцию:

 

                                   ,                                              (2)

 

где Q – установленная тепловая нагрузка;

  t₁ – температура подающего трубопровода;

  t₁ – температура в обратном трубопроводе.

 

 ( /ч)

Расход воды:

-зима:

( /ч)

 

( /ч)

 

( /ч)

Объем теплосети:

                                                                                         (3)

 

( )

 

Расход воды в зимней период подпитки:

 

                                                                                      (4)

 

( /ч)

 

Расход воды за весь отопительный  период:

 

                                                                                               (5)

 

( )

 

Заполнение теплосети (возьмем 5 суток):

 

                             ( /сут) или 3, 31 ( /ч)                         (6)

 

Расход воды на ГВС в летний период:

 

 

Расход воды в летний период подпитки:

 

 

Разница между расходами зимой и летом:

 

                                                                             (7)

 

 

Заполнение теплосети для летнего периода:

 

                                            (8)

 

Расход воды на ХВО:

 

      (9)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения курсовой работы был произведен расчет расхода воды на химическую водоподготовку воды для оптимальной работы котельной населенного пункта г.Саранск. Так же был произведен расчет для определения размеров фильтров первой и второй ступени, расходов соли на регенерацию и расходов воды на регенерацию Na-катионитовых фильтров. Сконструирована и рассчитана схема обвязки и режимов работы фильтров водоподготовки. Был произведен расчет технико-экономического обоснования данных фильтров. Расчет стоимости 1м3 воды.

Так же было предложено, заменить первую ступень фильтра на электродиализную установку с целью уменьшения стоимости конечного продукта – то есть очищенной воды. На этом основании был произведен чертеж и расчет технико-экономического обоснования, по результатам расчетов было выявлено что стоимость очищенной воды снизилась.

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ	4
1.Задание	5
2. Определение расходов воды	6
3. Определение размера фильтра первой ступени и расходов соли на регенерацию	7
4. Расход воды на регенерацию Na – катионитовых фильтров	17
5. Определение размера фильтра второй ступени и расходов соли на регенерацию	19
6. Расход воды на регенерацию Na – катионитовых фильтров	24
7.Экономическое обоснование	25
8. Усовершенствование системы ХВО котельной.	27
ВЫВОД	35

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Водоснабжение является одной из важнейших отраслей тех­ники, направ­ленной на повышение уровня жизни людей, благоуст­ройство населенных мест и развитие промышленности. Снабжение населения чистой, доброкачественной во­дой в достаточном количе­стве имеет важное санитарно-гигиеническое значение, предохраня­ет людей от всевозможных эпидемических заболеваний, распрост­ра­няемых через воду.

Комплекс инженерных сооружений, предназначенных для полу­чения воды из природных источников, улучшения ее качества и пе­редачи к местам потребле­ния, называют системой водоснабжения или водопроводом.

Для нужд современных городов и промышленных предприя­тий требуется огром­ное количество воды, строго отвечающей по своим качествам требованиям потре­бителей. Выполнение перечис­ленных задач требует тщательного выбора источни­ков водоснаб­жения, организации охраны их от загрязнений и очистки воды на во­допроводных сооружениях. Важной водохозяйственной пробле­мой является пла­новое проведение широких комплексных меро­приятий по защите от загрязнения почвы, воздуха и воды, оздоровления рек и речных бассейнов.

В настоящее время особое внимание уделяется благоустройству городов и рабочих поселков, включая сооружение водопроводов и канализации.

 

Задание:

Населённый пункт – Воронеж

Отопительная нагрузка –12, 5 Гкал/час;

Вентиляционная нагрузка – 5, 5 Гкал/час;

Нагрузка горячего водоснабжения – 6, 9 Гкал/час;

Всего – 27, 9 Гкал/час;

Система теплоснабжения закрытая;

Схема водоподготовки двухступенчатая;

Жесткость (общая) исходной воды – 8 мг · экв/л;

Жесткость на выходе– 0, 2 мг · экв/л.

Отопительный период:

Продолжительность n = 196 суток;

 

Расчёт расходов воды

 

Проверка соотношений нагрузок:

 

                                                                        (1)

 

 

Т.к 0, 38> 0, 2 то схема будет двухступенчатая.

Расход воды в режиме заполнения теплосети на отопление и вентиляцию:

 

                                   ,                                              (2)

 

где Q – установленная тепловая нагрузка;

  t₁ – температура подающего трубопровода;

  t₁ – температура в обратном трубопроводе.

 

 ( /ч)

Расход воды:

-зима:

( /ч)

 

( /ч)

 

( /ч)

Объем теплосети:

                                                                                         (3)

 

( )

 

Расход воды в зимней период подпитки:

 

                                                                                      (4)

 

( /ч)

 

Расход воды за весь отопительный  период:

 

                                                                                               (5)

 

( )

 

Заполнение теплосети (возьмем 5 суток):

 

                             ( /сут) или 3, 31 ( /ч)                         (6)

 

Расход воды на ГВС в летний период:

 

 

Расход воды в летний период подпитки:

 

 

Разница между расходами зимой и летом:

 

                                                                             (7)

 

 

Заполнение теплосети для летнего периода:

 

                                            (8)

 

Расход воды на ХВО:

 

      (9)

Определение размера фильтра первой ступени и расходов соли на регенерацию

 

 Выбираем обменную рабочую ёмкость катионита:

 

                         ,                          (9)

 

где   – коэффициент эффективности регенерации Na – катионита, учитывает неполноту регенерации катионита(0, 6-0, 86);

  – коэффициент учитывающий снижение обменной емкости катионита по Ca и Mg в следствии частичного задержания катионов Na в катионите(0, 5-0, 83);

 – полная объемная емкость катионита (для сульфоугля 500 гэкв/ );

 – удельный расход воды на отмывку катионита (для сульфоугля= 4 м³);

0, 5 – доля умягчения отмывочной воды.

 

                 (г∙ экв/м³)                     (10)

 

 Расчет объема катионита в фильтрах:

 

                                ,                                      (11)

 

где – расход умягченной воды через фильтр;

 – общая жесткость исходной воды;

 – число регенераций каждого фильтра в сутки (предварительно принимаем 1÷ 3).

 (м³)

 

Фильтром первой ступени будет ФИПа I-1, 0-0, 6 Nа

Таблица 1 – фильтры первой ступени

Обозначение типоразмера	Рабочее давление, МПа	Условный диаметр фильтра, мм	Высота фильтрующего слоя, мм, не более	Производительность, м3/ч	Масса комплекта, кг
ФИПа I-0, 5-0, 6 Na	0, 4	500	1000	10	307
ФИПа I-0, 7-0, 6 Na	0, 6	700	2000	10	620
ФИПа I-1, 0-0, 6 Na	0, 6	1000	2000	20	1090
ФИПа I-1, 4-0, 6 Nа	0, 6	1400	2000	46	1240
ФИПа I-1, 5-0, 6 Nа	0, 6	1500	2000	50	1570
ФИПа I-2, 0-0, 6 Na	0, 6	2000	2500	80	3100
ФИПа I-2, 6-0, 6 Na	0, 6	2600	2500	130	4600
ФИПа I-3, 0-0, 6 Na	0, 6	3000	2500	180	5270
ФИПа I-3, 4-0, 6 Na	0, 6	3400	2500	220	6480

 

Расчет площади катионитовых фильтров:

 

                                         ,                                               (12)

 

где  – высота слоя катионита в фильтре, м.

 

                                                  (13)

 

(м²)

 

Принцип работы ФИПа I:

Исходная вода поступает в фильтр под напором и проходит через слой катионита в направлении сверху вниз. При этом происходит умягчение воды путем обмена ионов кальция и магния на эквивалентное количество ионов натрия-катионитовой загрузки.

Цикл работы фильтра состоит из следующих операций: умягчение, взрыхление, регенерация, отмывка.

Рабочий цикл фильтра заканчивается, когда жесткость фильтра начнет превышать 0, 1 мг-экв/л. Продолжительность взрыхления 15-30 минут при интенсивности 3-4 л/м².Взрыхление предназначено для устранения уплотнения катионита. Регенерация катионита проводится с целью обогащения его ионами натрия и производится 5-8%-ным раствором NaCl. После регенерации в направлении сверху вниз ионообменный материал отмывается от регенерационного раствора и продуктов регенерации.

Рисунок 1 –  Схема натрий – катионового фильтра

Рисунок 2 –Схема натрий – катионового фильтра

 

Определение количества солей жесткости подлежащих удалению:

 

                              ,                                    (14)

 

где  – жесткость воды на входе в фильтр;

 – жесткость воды на выходе из фильтра – остаточная жесткость воды после фильтра (2 мл∙ экв/л);

 – производительность Na – катионитового фильтра через час.

 

 (г∙ экв/м³)

 (г∙ экв/м³)

 

(г∙ экв/м³)

 

 Расчет числа регенераций в сутки:

 

                                ,                                      (15)

 

где  – площадь фильтрования (конструктивные данные фильтра);

 – высота слоя катионита;

 – число одновременно работающих фильтров.

 

 

 

.

 

Межрегенерационный период работы фильтра (рабочее время фильтра):

 

,                                   (16)

 

где  – время, затраченное на регенерацию фильтра (2÷ 2, 5 часа);

 – количество регенераций в сутки.

 (ч)

 

 (ч)

 

 (ч).

 

Построим циклограммы:

а) для отопительного периода:

б) для межотопительного периода:

в) для периода заполнения:

Расчет скорости фильтрования воды через катионит:

 

                                        ;                                              (17)

 

 (м/ч)

 

 (м/ч)

 

 (м/ч)

 

Расчет расхода 100% поваренной соли на одну регенерацию:

 

                              ,                                    (18)

 

где  – удельный расход соли обменной способности катионита.

 

 (кг/рег)

 

Расчет объема 8% насыщенного раствора соли на одну регенерацию:

 

                              ,                                     (19)

 

где 1, 2 – удельный вес насыщенного раствора соли;

8 – 8% содержание соли в растворе;

 

 (м³)

 

Определение расхода технической соли в сутки:

 

                                 ,                                       (20)

 

где 93 – процентное содержание NaCl.

 

 (кг/сут)

 

 (кг/сут)

 

 (кг/сут)

 

Расход технической соли в год:

 

              (кг)            (21)

 

 (кг)

 

 (кг)

 

(кг/год) (22)

123Следующая ⇒

Поделиться: