Оборудование водоподготовки
Основы водоподготовки. Источниками водоснабжения производственных и отопительных котельных служат хозяйственно-питьевой водопровод, артезианские скважины и открытые водоемы.
В природной воде всегда содержатся различные примеси, которые разделяются на взвешенные и растворенные.
Взвешенные вещества состоят из песка, глины, частиц органического и минерального происхождения. Эти примеси удаляют из воды путем ее осветления в механических фильтрах, пропуская через слой кварцевого песка, дробленого гравия или мраморной крошки.
Из растворенных солей в воде содержатся хлористые магний MgCl2, натрий NaCl, кальций СаСЬ, сульфаты кальция CaS04 и магния MgS04, карбонатные и бикарбонатные соли кальция или магния СаСОз, MgC03, Са(НС03)2, Mg(HC03)2, а также соединения железа, алюминия, кремния.
Наличие перечисленных примесей не позволяет применять природную воду для питания котлов и тепловых сетей без предварительной обработки, так как при нагревании и испарении такой воды на внутренних стенках труб и барабанов котлов осаждаются соли, образуя так называемую накипь. Наибольшей накипеобразующей способностью обладают соли кальция и магния. Теплопроводность накипных отложений примерно в 40 раз ниже теплопроводности металла труб, поэтому даже небольшой слой накипи приводит к повышению температуры металла и в некоторых случаях даже к его пережогу.
Процесс удаления из воды растворенных солей называют умягчением воды. Для умягчения исходную воду пропускают через натрий-катионитовые и водород-катионитовые фильтры, заполненные фильтрующим материалом — сульфоуглем или синтетическими смолами и имеющие аналогичную конструкцию.
Натрий-катионитовый и водород-катионитовый методы умягчения воды основаны на способности ионитов фильтрующего материала обменивать расположенные в них подвижные ионы на ионы кальция и магния. При натрий-катионировании обменным ионом служит катион натрия Na+, а при водород-катионирова-нии — катион водорода Н .
Растворенные в воде агрессивные газы — кислород и углекислый газ С02 вызывают коррозию стенок труб котлов и теплосетей. Для удаления из воды растворенных газов применяют деаэраторы и декарбонизаторы.
Устройство фильтров. Корпус катионитового фильтра, изготовленный из углеродистой стали, представляет собой сварной цилиндрический сосуд со сферическими, днищами, рассчитанный на рабочее давление обрабатываемой воды до 0,6 МПа. К корпусу фильтра, в котором расположены два лаза, приварены патрубки с фланцами для присоединения трубопроводов раствора соли, сырой промывочной и обработанной воды.
Внутри корпуса установлены верхнее и нижнее распределительные устройства, которые равномерно распределяют потоки воды и реагентов по площади фильтрования, а также предотвращают вынос из фильтра зернистого фильтрующего материала.
Нижние распределительные устройства, закрепляемые в бетонной подушке, бывают кол-пачкового и трубчатого типов.
Распределительное устройство колпачкового типа выполнено в виде центрального коллектора с муфтами, в которые ввинчены трубы с приваренными штуцерами. На штуцера навертывают пластмассовые или фарфоровые щелевые колпачки. Центральный коллектор с системой труб изготовляют из углеродистой стали; в водород-катионитовых фильтрах для этой цели используют нержавеющую сталь.
Распределительное устройство трубчатого типа представляет собой центральный коллектор с системой труб, имеющих щелевые отверстия. Щелевые трубы изготовляют из нержавеющей стали или неметаллических материалов.
В качестве верхних распределительных устройств применяют воронку, отбойный диск и перфорированное кольцо. Верхнее распределительное устройство закрепляют к корпусу фильтра на кронштейнах. На корпусе фильтров размещают трубопроводы, арматуру, пробоотборники и два манометра. У водород-катионитовых фильтров внутреннюю металлическую поверхность защищают кислотоупорным покрытием.
В процессе умягчения воды обменная способность ионитов сульфоугля или синтетических смол падает, поэтому фильтры периодически переключают на режим обработки (регенерации) ионита раствором поваренной соли NaCI при натрий-катионировании и раствором серной H2S04 или соляной НС1 кислоты при водородкатионировании.
Скорость фильтрования зависит от качества исходной воды: при увеличении жесткости воды она снижается. Число устанавливаемых фильтров, обеспечивающих регенерацию, должно быть не менее двух.
Устройство декарбонизаторов. Декарбонизаторы — аппараты, служащие для удаления из воды свободной углекислоты Н2СО3, которая выделяется в процессах водород-катионирования.
Декарбонизатор выполнен в виде цилиндрической металлической колонки, заполненной насадкой из кислотоупорных керамических колец Рашига 6 размером 25X25X3 мм. Вода подается в верхнюю распределительную камеру и стекает вниз через насадку, создающую условия для хорошего смешения воды и контакта ее с воздухом. Навстречу воде вентилятором продувается воздух. Углекислый газ подхватывается потоком воздуха и удаляется из декарбонизатора, а вода через нижнюю распределительную камеру стекает в бак декарбонизированной воды.
Устройство осветлителей. Осветлители применяют для удаления из воды больших количеств взвешенных веществ, коагуляции — удаления тонкой взвеси и коллоидных веществ путем ввода специальных реагентов — и известкования — удаления свободной и связанной углекислоты, снижения щелочности и сухого остатка исходной воды с одновременным ее умягчением.
Принцип работы осветлителей основан на вводе обрабатываемой воды под слой взвешенного шлама, куда подводятся необходимые реагенты. Шлам одновременно играет роль контактной среды, где происходят реакции осаждения, и взвешенного шламового фильтра, в котором мелкие частички укрупняются и отводятся через шламоотделители.
Осветлитель для известкования и коагуляции работает следующим образом. Исходная вода в воздухоотделителе освобождается от пузырьков воздуха и через тангенциально направленный ввод поступает в смеситель воды и реагентов, где происходит перемешивание и химическое взаимодействие реагентов с растворенными в воде веществами. При выходе воды из
смесителя начинается выделение продуктов взаимодействия в виде хлопьев. Приданное воде тангенциальным вводом вращательное движение гасится нижней дроссельной решеткой с отверстиями диаметром 100…150 мм. Укрупнение и задержание хлопьев происходят на протяжении всего пути восходящего движения воды через толщу контактной среды, которую образует выделившийся шлам, поддерживаемый восходящим потоком воды во взвешенном состоянии.
Избыток шлама должен непрерывно удаляться, для чего часть воды (20 % общего расхода) отводится через шламопри-емную трубу и шламоотделитель по трубопроводам.
Через шламоприемные окна по направляющим коробам 15 вода попадает в шламоотделитель. Основной поток воды проходит верхнюю дроссельную решетку и сливается через отверстия и щели в камеру, где смешивается с потоком осветленной воды из шламоотделителя, прошедшей решетку и камеру отсечной воды. Задвижка, открытая при работе осветлителя, закрывается на время промывки коллектора шламоотделителя.
Песок и крупный шлам собирается в нижней части осветлителя — грязевика, из которого по трубопроводу периодически производится продувка.
Устройство солерастворителей. Солерастворители предназначены для приготовления раствора поваренной соли, идущего на регенерацию (восстановление) натрий-катионитовых фильтров.
Солерастворитель состоит из сварного цилиндрического корпуса со сферическими днищами, разъемной крышкой, приварными опорными лапами для установки на фундамент. В крышке предусмотрен штуцер с маховиком для загрузки соли. Дренажное устройство, служащее для равномерного распределения по всему поперечному сечению солераст-ворителя проходящей через него воды, представляет собой цилиндрическую коробку со щелями у основания, которая закреплена в днище.
Для очистки раствора соли корпус 8 солерастворителя заполняют на половину высоты фильтрующим материалом, как правило, кварцевым песком. Песок загружают непосредственно на дренажное устройство в три слоя: нижний с размером зерен 5…10 мм, средний — 2,5…5 мм и верхний — 1…2,5 мм. Два нижних слоя служат подстилкой, а верхний — фильтром для раствора соли.
Люк предназначен для периодических осмотров, загрузки фильтрующего материала и удаления задержанных посторонних примесей. По трубопроводу 6 подводится и отводится промывочная вода.
Устройство магнитной обработки воды. При воздействии на воду магнитного поля определенной напряженности она не дает накипных отложений на поверхностях нагрева.
Для систем теплоснабжения и горячего водоснабжения магнитную обработку предусматривают при подогреве воды не выше 95 °С.
Для магнитной обработки воды используют аппараты различной конструкции: ПМУ аппараты с постоянными магнитами — для небольших расходов воды; АМО электромагнитный аппарат — для расходов более 15 м3/ч.
На рис. 7 изображен блок магнитных аппаратов, включающий в себя два электромагнитных аппарата АМО-25 производительностью 25 т/ч каждый, установленных параллельно на вертикальных участках трубопроводов.
Устройство баков. В системе водоподготовки применяют баки прямоугольной и цилиндрической форм. Изготовляют их из листовой углеродистой стали толщиной 4… 10 мм, сваривая двусторонним швом. Прямоугольные баки усиливают ребрами жесткости. Овальность цилиндрических баков должна быть не более 2% от их диаметра. На корпусе баков предусматривают скобы для их строповки при монтаже. Если высота бака более 1,5 м, снаружи и внутри бака устанавливают лестницы. Баки оборудуют лазами для осмотра и их очистки. Крышку лаза уплотняют резиновой прокладкой и закрепляют болтами к фланцу лаза. Концы труб, отводящих из бака воду или раствор, устанавливают на 75… 100 мм выше днища, а дренажные трубы вваривают заподлицо с днищем.
Баки для сбора и хранения раствора кислоты защищают от коррозии, нанося их на внутреннюю сторону кислотозащитные покрытия.
Бак для хранения крепкой серной кислоты (рис. 8), изготовленный из углеродистой стали, представляет собой цилиндрическую горизонтальную сварную емкость наружным диаметром 2024 мм, со стенкой толщиной 12 мм с двумя сферическими днищами. К верхней части корпуса приварены патрубки для присоединения трубопроводов подвода и отвода кислоты, подвода и отвода сжатого воздуха. К патрубку отвода кислоты приварена труба, которая опущена в нижнюю часть бака и прикреплена к корпусу. Концентрированная серная кислота в аппараты водоподготовки вытесняется сжатым воздухом. При монтаже бак стропят за скобы, приваренные к днищам, и устанавливают обычно в подвальном помещении вне здания котельной на железобетонный фундамент.
Оборудование водоподготовки, как и любое технологическое, перед поступлением на монтажную площадку укрупняют в блоки.
Монтаж котлов - Оборудование водоподготовки
Остались вопросы по теме - "Оборудование водоподготовки", задайте их на