Водоподготовительное оборудование

Водоподготовительное оборудование

Водный режим в соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов должен обеспечивать работу котла и питательного тракта без повреждения их элементов вследствие отложений накипи и шлама, превышения относительной щелочности котловой воды до опасных пределов или в результате коррозии металла, а также обеспечивать получение пара надлежащего качества.

Все котлы паропроизводительностью 0,7 т/ч и более должны быть оборудованы установками для докотловой обработки воды. Выбор способа обработки воды для питания котлов производится специализированной проектной или наладочной организацией.

Качество питательной воды для котлов с естественной циркуляцией паропроизводительностью 0,7 т/ч и более с рабочим давлением (абсолютным) до 4,0 МПа (40 кгс/см²) должно удовлетворять следующим нормам.

Нормы солесодержания и щелочности котловой воды устанавливаются на основе соответствующих испытаний, при этом относительная щелочность котловой воды для паровых котлов с клепаными барабанами не должна превышать 20%. В паровых котлах со сварными барабанами допускается повышенное содержание относительной щелочности котловой воды при принятии мер по предупреждению межкристаллитной коррозии металла. Способы подготовки питательной воды определяются в зависимости от качества исходной воды, условий и режима работы котлов, а также требований к качеству пара.

В настоящее время освоен выпуск блочных водоподготовительных установок, удовлетворяющих потребностям производственно-отопительных котельных. Блочные водоподготовительное оборудование производительностью 1,0 м³/ч выпускаются трех модификаций: установки ВПУ-1,0 (без осветлительного фильтра), установки ВПУ-1,0-М (с осветлительным фильтром); установки ВПУ-1,0-К (с осветительным фильтром) (рис. 35-37). Техническая характеристика установок приведена в табл. 17.

В комплект поставки установки ВПУ-1,0 входят катионитовый фильтр, растворный бак, верхнее и нижнее распределительные устройства, трубопроводы и арматура, фундаментная рама, крепеж, манометры. В установку ВПУ-1,0-М входят насос 1,5ВС-1,ЗМ, осветительный фильтр, Na-катионитный фильтр, растворный бак, верхнее и нижнее распределительные устройства, трубопроводы и арматура, панель управления электродвигателем насоса, фундаментная рама, крепеж, манометры.

Установка ВПУ-1,0-К включает насос с электродвигателем - осветительный фильтр, Na-катионитный фильтр, растворный бак, многоходовой кран, трубопроводы и арматуру, манометры, панель управления двигателем насоса, фундаментную раму, крепеж (рис. 37).

Na-катионитные фильтры, входящие в блочные установки, представляют собой цилиндрические сосуды диаметром 480 мм с фильтрующей загрузкой катионита КУ-2 объемом 0,27 м³ (ВПУ-1.0-К) и 0,28 м³ (ВПУ-1,0; ВПУ-1,0-М).

Осветлительные фильтры диаметром 480 мм имеют площадь фильтрования 0,18 м2 при высоте загрузки кварцевого песка (антрацита) 950 мм, размер зерен фильтрующего материала 0,5-1,0 мм. Растворные цилиндрические баки диаметром 480 мм с плоским днищем и плоской крышкой предназначены для приготовления раствора (26%) поваренной соли. Объем бака 0,2 м³, высота 1200 мм.

Исходная вода (в установках ВПУ-1.0-М и ВГ1У-1,0-К осветленная) подается в верхнюю часть фильтра через верхнее распределительное устройство. Вода, пройдя слой катионита в направлении сверху вниз, умягчается. Умягченная вода отводится в питательный бак. При достижении, по мере истошения катионита, предельно допустимой жесткости умягченной воды 20 мкгокв/кг установку отключают на регенерацию.

Перед регенерацией слой катионита предварительно взрыхляют потоком воды снизу вверх. Вода из верхней части фильтра при взрыхлении сбрасывается в дренаж. Взрыхление сопровождается одновременной отмывкой и продолжается до полного осветления воды ~15 мин. При работе на осветленной воде взрыхление перед каждой регенерацией необязательно, периодичность его устанавливается при наладке оборудования установки. Расход воды при взрыхлении катионита регулируется таким образом, чтобы исключить вынос зерен катионита крупнее 0,3 мм.

Регенерацию катионитового фильтра производят 6-8%-ным раствором поваренной соли, который получают после эжектора, разбавляющего исходной водой 25%-ный раствор поваренной соли, забираемой из растворного бака. При подогреве раствора соли до 30-45 °С повышаются эффективность регенерации и обменная емкость катионита. Отработанный регенерационный раствор отводится из нижней части фильтра и сливается в дренаж. Продолжительность регенерации около 1 ч. После регенерации производится отмывка катионита от продуктов регенерации и избытка раствора соли. Отмывка осуществляется пропуском воды сверху вниз через слой загрузки и сбросом ее. в дренаж. Продолжительность отмывки около 1 ч. Весь процесс восстановления обменной способности фильтра составляет 2,0-2,5 ч. Для обеспечения работы котла в этот период перед регенерацией запас умягченной воды в питательном баке не менее 3 м³.

Продолжительность рабочего цикла фильтра между регенерациями при работе котлов Е-1/9 с номинальной паропроизводительностью зависит от качества исходной воды и доли возвращаемого конденсата; она может быть проиллюстрирована следующими значениями.

Блочное водоподготовительное оборудование ВПУ-2,5; ВПУ-5,0 (без осветлительного фильтра) предназначены для умягчения воды из артезианских скважин и водопровода и используются в комплекте с котлами Е-1,6/9 и Е-2,5/9. Цикл работы установки включает: умягчениеводы на Na-катионитном двухходовом противоточном фильтре, регенерацию ионитовой загрузки раствором поваренной соли и отмывки катионита от продуктов регенерации и избытка регенерационного раствора. Отмывку слоя ионита от накопленных загрязнений производят через 8-10 циклов фильтрации после окончания процесса умягчения.

Отличительной особенностью схемы этих установок является ’’насосное” управление запорной арматурой при осуществлении основных процессов (кроме взрыхления лобового слоя ионита и дренирования, при которых управление арматурой производится вручную). При фильтровании дистанционно управляемые клапаны 7 и 9 (рис. 38) находятся в нормально закрытом положении, а клапаны 8 и 10 - в нормально открытом положении. Управление процессом регенерации осуществляется подачей давления воды от нагнетательной линии насоса 5 в подмембранное пространство клапанов, у которых обеспечивается указанное взаимное положение. Отмывка катионита от продуктов регенерации осуществляется при том же положении исполнительных органов, что и при регенерации, но после полного опорожнения бака-мерника концентрированного раствора поваренной соли. При умягчении исходная вода предварительно подогревается для исключения ’’запотевания” оборудования.

Регулирование производительности установок от 3,0 до 1,0 м³/ч и от 5,5 до 2,5 м³/ч осуществляется в зависимости от расхода, при нагрузке ниже 1,0 и 2,5 м³/ч - клапаном 17.
Регенерационный раствор поваренной соли (8%) получается на выходе из эжектора при прокачивании через него умягченной воды из бака возврата конденсата и подмешивании в нее концентрированного раствора соли из бака - склада мокрого хранения соли, не входящего в состав установки.

Готовый регенерационный раствор поступает в фильтр двумя потоками, соотношение между расходами которых регулируется вентилем 12. Отработанный раствор сбрасывается в дренаж через клапан 7. Как только опорожнится бак-мерник (при закрытом вентиле 10), срабатывает клапан отсекателя воздуха и через эжектор 4 насосом 5 прокачивается только умягченная вода для отмывки ионита от продуктов регенерации. После отмывки фильтр готов к работе.

Na-катионитный противоточный двухходовой фильтр представляет собой вертикальный сосуд диаметром 1000 мм, в который соосно помещен сосуд диаметром 700 мм. Связь обеих камер между собой обеспечивается благодаря тому, что внутренний цилиндр не доходит до нижнего днища наружного корпуса на 125 и 175 мм. Подвод обрабатываемой воды и регенерационного раствора осуществляется через верхнее распределительное устройство в камеру, образованную наружным корпусом фильтра и внутренним цилиндром. Через верхнее распределительное устройство отводится также вода со взвесью при взрыхлении лобового слоя катионита.

Среднее распределительное устройство в фильтрах, выполненное в виде кольцевой камеры, размещенной в водяной полости, к которой на муфтах присоединены трубки с колпачками ВТИ-К, предназначено для сбора регенерационного раствора и ввода воды при взрыхлении верхнего (лобового) ионитового слоя. Сбор обработанной воды, а также подвод регенерационного раствора осуществляется через распределительное устройство внутренней камеры, которое представляет собой коробку с колпачками.

Внутренняя камера заполнена катионитом (КУ-2-8) полностью, а наружная - несколько ниже фланцевого разъема. Обрабатываемая вода в наружную камеру движется через слой ионита сверху вниз. В нижней части фильтра вода меняет направление движения на противоположное и, поднимаясь по внутренней камере, собирается распределительным устройством. Регенерационный раствор вводится в фильтр двумя потоками: первый - через верхнее распределительное устройство наружной камеры проходит через лобовой слой ионита и выводится через среднее распределительное устройство; второй - через распределительное устройство внутренней камеры проходит через ее загрузку (сверху вниз) и загрузку наружной камеры (снизу вверх) и выводится из фильтра через среднее распределительное устройство. Таким образом основной слой ионита регенерируется противотоком, а лобовой - прямотоком.

Установки ВПУ-2,5 и ВПУ-5,0 поставляются в собранном виде комплектно, включая: два насоса с электродвигателями, Na-катионитный противоточный двухходовой фильтр, теплообменник, бак-мерник, эжектор, арматуру, обратные клапаны, дистанционно управляемые клапаны, технологические и импульсные трубопроводы, панель управления электродвигателями насосов, манометры с трехходовыми кранами, фундаментную раму. Техническая характеристика водоподготовительных установок ВПУ-2,5 и ВПУ-5,0 приведена в табл. 18.

Блочное водоподготовительное оборудование ВПУ-10,0-М (с осветленным фильтром) могут быть осуществлены четыре схемы обработки воды: Na-катионирование; совместное Nа-катионирование; осветление - Na-катионирование; осветление - совместное NH₄ -Na-катионирование. Установка рассчитана на работу при качестве исходной воды (не нижеисходная вода после теплообменника подается насосом в осветлительный фильтр, пройдя который, поступает в катионитный фильтр. В зависимости от температуры, напора и качества исходная вода может подаваться, минуя теплообменник или насос или осветлительный фильтр.

Водоподготовительная установка включает два катионитных фильтра, которые могут работать последовательно или параллельно (по одноступенчатой схеме) при увеличенной вдвое производительности. Последовательная работа катионитных фильтров позволяет достичь более глубокого умягчения катионированной воды и постоянства ее качества. Умягченная вода направляется в термический деаэратор для удаления растворенных в ней газов.

Водоподготовительное оборудование обеспечивает возможность их работы по схемам Na-катионирования и NH₄- Na-катионирования. Поваренную соль и сульфат аммония хранят в мокром виде в состоянии насыщенного раствора. При работе по схеме Na-катионирования бак-склад полностью заполняется поваренной солью, раствор которой во время регенерации может забираться из обоих мерников. В случае работы установки по схеме NH₄ -Na-катионирование половину бака-склада и один мерник используют для хранения, получения насыщенного раствора сульфата аммония и отмеривания его.

Растворение насыщенных растворов поваренной соли и сульфата аммония до заданной концентрации производят в эжекторах. В процессе умягчения исходная вода движется в катионитном фильтре сверху вниз со скоростью фильтрации до 25-30 м/ч и умягченная отводится из фильтров. Рабочий цикл фильтров заканчивается, и фильтры отключаются на регенерацию при достижении жесткости умягченной воды в фильтре первой ступени 0,05 мг-зкв/кг и в фильтре второй ступени 0,01 мг-экв/кг. Взрыхление катионита производится потоком осветленной воды в направлении снизу вверх. Во время регенерации раствор реагента пропускается через катионит сверху вниз со скоростью 4-5 м/ч при Na-катионировании и 10 м/ч при NH₄Na-катионировании. Продолжительность пропуска регенерационного раствора - 30 мин. Крепость регенерационного раствора поваренной соли при Na-катионировании - 6%, раствора поваренной соли и сульфата аммония при NH₄-Na-катионировании - не более 3%. При отмывке катионита фильтров осветленной водой поддерживается скорость 4-5 м/ч для схемы Na- катионирования и 10 м/ч - NH₄ -Na-катионирования. Отмывку производят в течение 40-60 мин.

В комплект поставки водоподготовительной установки входят: теплообменник; осветительный фильтр; два катионитных фильтра; бак-склад (один комплект); регулировочный бачок; два эжектора; два центробежных насоса; два электродвигателя с панелью управления; трубопроводы с запорной арматурой, манометрами и трехходовыми кранами; фундаментная рама.

Котельный завод Энергия-СПБ производит и реализует широкий модельный ряд водоподготовительного оборудования:

• Водоподготовка для котлов ВПУ;
• Водоподготовка для котлов АНУ;
• Система Комплексон.

Транспортирование водоподготовки и другого котельно-вспомогательного оборудования осуществляется автотранспортом, ж/д полувагонами и речным транспортом. Котельный завод поставляет продукцию во все регионы России и Казахстана.

Перейти к другой главе: