РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

2.3. РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Расчет оборудования необходимо начинать с хвостовой части т.е. с натрий-катионитных фильтров второй ступени, т.к. оборудование должно обеспечить дополнительное количество воды, идущей на собственные нужды водоподготовки.

2.3.1. Натрий-катионитные фильтры второй ступени.

Для сокращения количества устанавливаемого оборудования и его унификации принимают однотипные конструкции фильтров для первой и второй ступени. Для второй ступени устанавливаем дла фильтра: второй фильтр используется для второй ступени в период регенерации и одновременно является резервным для фильтров первой ступени катионирования.

Принимаем к установке фильтр ФИПА 1-1, 0-6

Ду = 1000мм, Н=2м.

Количество солей жесткости полдлежащих удалению определяется по формуле:

А_п=24*0,1*G^ц_р=24*0,1*11,66=27,98 г.экв/сутки,

где 0,1 - жесткость фильтрата после фильтров первой ступени катионирования, мг.экв/л

G^ц_р - производительность натрий-катионитового фильтра, м³/ч

Число регенерации фильтра в сутки:

n=A/*h*E*n_ф=27,98/0,76*2*424*1=0,04 рег/сут.

Где h - высота слоя катионита, м

 - площадь фильтрования натрий-катионитного фильтра,

=0,76м², табл.5 [3]

n - число работающий фильтров

E - рабочая обменная способность катионита,г.экв/м^

E=**E_п-0,5*g*0,1=0,94*0,82*550-0,5*7*0,1=424 г.экв/м³

где  - коэффициент эффективности регенерации принимается по табл. 5-5 [5] =0,94

 - коэффициент, учитывающий снижении обменной способности катионита по Са⁺ и Mg⁺ за счет частичного задержания катионов, принимается по табл. 5-6 [5] =0,82

E_п - полная обменная способность катионкта, г.экв/м³, принимается по заводским данным

g - удельный расход воды на отмывку катионита м³/м³, принимается по табл. 5-4 [5] g=7

0,5 - доля умягчения отмывочной воды

Межрегенерационный период работы фильтра

t =1*24/0,04-2 = 598ч

2 - время регенерации фильтра, принимаем по табл. 5-4 [5]

Скорость фильтрования

_ф=11,66/(0,76*1)=15,34м/ч

Расход 100%-ной соли на одну регенерацию натрий-катионитного фильтра П ступени:

Q_NaCl=424*0,76*2*350/1000=225,57 кг/рег

где g - удельный расход соли на регенерацию фильтров, 350г.экв/м³ по табл. 5-4 [5]

Объем 26%-ного насыщенного раствора соли на одну регенерацию составит:

Q_н.р=Q_NaCl*100/(1000*1,2*26)=225*57*100/(1000*1,2*26)=0,72м³

где 1,2 - удельный вес насыщенного раствора соли при t =20°С

26 - 26%-ное содержание соли NaCl в насыщенном растворе при t =20°С

Расход технической соли в сутки

Q_техн= Q_NaCl*100/93=225*57*0,04*100*1/93=9,7 кг/сут

где 93 - содержание NaCl в технической соли, %

Расход технической соли на регенерацию фильтров в месяц

Q^м=Q_т*30=9,7*30=291 кг

Расход воды на регенерацию натрий-катионитного фильтра слагается из:

а) расхода воды на взрыхляющую промывку фильтра

В_в=b*z/100=30*76*60*15/1000=2,05м³

где b - интенсивность взрыхляющей промывки фильтров л/м²

принимается по табл. 5-4 [5], b=30 л/м²

z - продолжительность взрыхляющей промывки, мин.

принимается по табл. 5-4 [5], z=15

б) расхода воды на приготовление регенерационного раствора соли

В_рег=Q_NaCl*100/(1000*g*)=225,57*100/(1000*7*1,04)=3,1м³

где 100 - концентрация регенерационного раствора, принимается по табл. 5-4 [5]

 - плотность регенерационного раствора, принимается по табл. 15.6 [5], =1,04 кг/м³

в) расхода воды на отмывку катионита от продуктов регенерации:

В_отм=q**t_рег=7*0,76*2=10,64 м³

где q - удельный расход воды на отмывку катионита, принимается 7 м³/м³ по табл. 5-4 [5]

Расход воды на одну регенерацию натрий-катионитного фильтра П-ой ступени с учетом использования отмывочных вод для взрыхления:

В_рег=2,05+3,1+(10,64-2,05)=13,74м³/рег

Расход воды в сутки в среднем составит:

В_сут=13,74*0,04 = 0,55м³/сут

Натрий-катионитные фильтры 1 ступени

Принимаются к установки как и для второй ступени два фильтра  = 1000мм, Н=2м.

Количество солей жесткости подлежащих удалению определяется по формуле:

A₁=24*(К₀-0,l)=24х(8,6-0,1)х11,66=2378,64 г.экв/л

где Ж- общая весткость воды, поступающая в натрий-катионитные фильтры

0,1 - остаточная жесткость после первой ступени катионирования.

Рабочая обменная способность сульфоугля при натрий-катионировани.

Е=0,74*0,82*550-0,5*7*8,6=304 г.экв/м³

Число регенерации натрий-катионитных фильтров первой ступени:

n=2378,64/(0,76*2*304*2)=2,57 рег/сут

Межрегенерационный период работы каждого фильтра

Т₁=24*2/2,57-2=16,67

Нормальная скорость фильтрации при работе всех фильтров:

_ф=11,66/(0,76*2)=7,67

Максимальная скорость фильтрации (при регенерации одного из фильтров)

_ф=11,66/(0,76*(2-1))=15,34 м/ч

Расход 100%-ной соли на одну регенерацию натрий-катионитного фильтра первой ступени

Q_NaCl=304*0,76*2*150/1000=69,31 кг/рег

Объем 26%-ного насыщенного раствора соли на одну регенерацию

Q=69,31*100/(1000*1,2*26)=0,22 м³

Расход технической соли в сутки

Q_с=69,31*257*100*2/93=383,07 кг/сут

Расход технической соли на регенерацию натрий-катионитных фильтров первой ступени в месяц

Q_м=30*383,07=11492 кг/мес.

Расход воды на взрыхляющую промывку фильтра

В_пр=3*0,76*60*12/1000=2,05 м³

Расход воды на приготовление регенерационного раствора соли

В_рег=69,21*100/(1000*7*1,04)=0,95 м³

Расход воды на отмывку катионита

В_отм=7*0,76*2=10,64 м³

Расход воды на одну регенерацию натрий-катионитного фильтра 1 ступени с учетом использования отмывочных вод для взрыхления

В=2,05+0,95+(10,64-2,05)=11,59 м³/рег

Расход воды на регенерацию натрий-катионитных фильтров 1 ступени в сутки

В_сут=11,59*2,57*2=59,57 м³/сут

Среднечасовой расход воды на собственные нужды натрий-катионитных фильтров первой и второй ступени:

в=59,57*0,55/24=2,51 м³/ч

2.4. РАСЧЕТ СЕТЕВОЙ УСТАНОВКИ

2.4.1. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ВОДОВОДЯНОГО ПОДОГРЕВАТЕЛЯ

Исходные данные:

1. Температура греющей воды (конденсата) на входе

в подогреватель (табл. 1.4. п.34) Т₁=165^оС

2. Температура греющей воды (конденсата) на выходе

из подогревателя (табл. 1.4 п.3З) Т₂=80^оС

3. Температура нагреваемой воды на входе

в подогреватель (табл. 1.4 п.5) t₂=70^оС

4. Температура нагреваемой вода на выходе из подо-

гревателя (табли.5 п.59) t₁=82,34^оС

5. Расчетный расход сетевой воды( табл. 1.5п .6) G=51,37кг/с

РАСЧЕТ

Принимаем к установке два водоводяных подогревателя.

Так как в работе будут находиться две установки, то расход нагреваемой воды через одну установку составит:

G₁=G/2=51,37/2=25,68 кг/с

Расход греющей воды определяем из уравнения теплового баланса подогревателя:

G₁*(t₁-t₂)*C=G₂*(T₁-T₂)*C*

где  - коэффициент,учитывающий снижение тепловой мощности за счет потерь в окружающую среду, принимаем =0,96

G₂=(25,68*(82,34-70))/((165-80)*0,96)=3,88 кг/с

Средняя температура греющей воды

Т_ср=(165+80)/2=122,5^оС

7. Эквивалентный диаметр межтрубного пространства

d_э=(D²-z*d²_н)/(D-z*d_н)=(0,259²-109*0,016²)/(0,259-109*0,016)=0,019559м

6. Скорость воды в трубках

_тр=G₁/(_тр*)=25,68/(0,01679*1000)=1,53 м/с

9. Скорость воды в межтрубном пространстве

_мтр=G₂/(_мтр*1000)=3,88/(0,03077*1000)=0,126 м/с

10. Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенкам трубок

₁=1,163*А₁*^0,8_мтр/d^0,2_э=1,163*2567,99*1,53^0,8/0,019559^0,2=1495,7 Вт/м²к

где А₁ - Температурный множитель, определяемыйп по формуле

A₁=1400+18*Т_ср-0,035*Т²_ср=1400+10*122,5-0,035*122,5²=3079,8

11. Коэффициент теплоотдачи от стенок трубок к нагреваемой воде

₂=1,163*А₂*^0,8_тр/d^0,2_э=1,163*2567,99*1,53^0,8/0,014^0,2=9815,03 Вт/м²к

где A₂=1400+18*t_ср-0,035t²_ср=1400+l8*76,17-0,035*76,17²=2567,99

12. Коэффициент теплопередачи

К₀=1/(1/₁+б/+1/₂)=1/(1/1495,7+0,001/105+1/9815,03)=1283 Вт/м²к

где б - толщина стенок латунных трубок

 - коэффициент теплопроводности латуни

=105 Вт/мк при t =122^оС

Коэффициент теплопередачи с учетом коэффициента загрязнения поверхности нагрева:

К=К₀*m=1283*0,75=962,25 Вт/м²к

где m - поправочный коэффициент на загрязнение и неполное омывание поверхности нагрева =0,75

13. Поверхность нагрева подогревателя

Н=G₁*C*(t₁-t₂)/(K*t)=25,68*4190*(82,34-70)*0,85/(962,25*34,44)=34,06 м²

14. Количество секций подогревателя

Z=H/F_i=34,06/20,3=1,7

где F_i - поверхность нагрева одной секции водоподогревателя

Принимаем 2 секции

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДОВОДЯНОГО

ПОДОГРЕВАТЕЛЯ

Потери напора воды в трубах

1. Внутренний диаметр трубок d_вн=0,014м

2. Длина одного хода подогревателя: L=4м

3. Коэффициент трения / при средних значениях чисел Рейнольдса и коэффициенте шероховатости а=0,0002м принимаем равным 0,04

4. Коэффициенты местных сопротивлений для одной секции:

вход в трубки - 1

выход из трубок - 1

поворот в колене - 1,7

Сумма коэффициентов местных сопротивлений

=3,7

5. Потери напора воды в трубках для двух секций водоводяного подогревателя при длине хода 4м

h=(*Z/d_вн+)*²_тр*/2=(0,04*4/0,014+3,7)*1,53²*1000/2*2=354 МПа

где  - плотность воды, принимаем равной 1000м/м³

- количество секций подогревателя, соединенных последовательно

 - коэффициент трения

Потери напора в межтрубном пространстве

1. Эквивалентный диаметр живого сечения межтрубного пространства

d^мтр_э=0,019559м

2. Коэффициент трения при средних значениях чисел Рейнольдса и коэффициенте шероховатости а=0,0002м и принимаем равным 0,04

3. Коэффициент местного сопротивления подогревателя по межтрубному

пространству определяем по формуле:

=13,5*_мтр/_п=0,03077/0,03765*13,5=11,03

где _п - площадь сечения подходящего патрубка

Средняя температура нагреваемой воды

t_ср=(t₁*t₂)/2=(70+82,34)/2=76,17^оС

Среднелогарифмическая разность температур между греющей и нагре ваемой водой

t=(t_б-t_м)/ln(t_б-t_м)=(82,66-10)/ln(82,66/10)=34,44^оС

Где t_б - большая разность температур = 165-82,34 = 82,66 °С

t_м - меньшая разность температур = 80-70=10 °С

Для сетевой установки типа БПСВ-14 к дальнейшему расчету выписываем конструктивные данные водоводяного подогревателя 140СТ 34-588-68 3

а) внутренний диаметр корпуса Двн = 259 мм

б) наружный и внутренний диаметр трубок

d_н=16мм, d_вн=14мм

в) число трубок в живом сечении подогревателя

Z=109

г) площадь живого сечения трубок

_тр=0,01679м²

д) площадь сечения межтрубного пространства

_мтр=0,03077м²

е) поверхность нагрева одной секции

F_i=20,3м²

_п=0,03765м²

_мтр - площадь живого сечения межтрубного пространства принимаем

_м =0,03077м² 3

4. Потери напора воды в межтрубном пространстве двух секций водоводяного подогревателя

h_мтр=(0,04*4/0,019559+11,03)*(0,126²*1000)/2*2=305 Па

где L - длина одного хода подогревателя, L=4м

_мтр - скорость воды в межтрубном пространстве, _мтр=0,126м/с

(из теплового расчета водоводяного подогревателя)

=1000 - плотность воды в кг/м³

2.4.3. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ПАРОВОДЯНОГО

ПОДОГРЕВАТЕЛЯ

Исходные данные:

- Температура греющего пара при давлении 0,7 МПа

(табл. 1.4 р.15) Т₁=165°С

- Температура нагреваемой воды на входе в подогреватель

t₂=82,34°С (табл. 1.5 п.59)

- Температуру нагреваемой воды на выходе из подогревателя

t₁=150°С (табл. 1.4 п.3)

1. Количество теплоты расходуемое в подогревателе

Q=25,68*4190*(150-82,34)*10^-6=7,28 МВт

где G₁=25,68 кг/с - расход нагреваемой воды (из теплового расчета водоводяного подогревателя)

2. В сетевой установке БЛСВ-14 в качестве пароводяного подогревателя принят подогреватель 050СT 34-577-69. Из табл. 3 выписываем его техническую характеристику:

а) поверхность нагрева Н =53,9м²

б) наружный диаметр Дн = 630мм

в) длина трубок L =3м

г) внутренний диаметр корпуса D =616мм

д) число трубок Z=392 шт.

е) диаметр латунных трубок 16мм

ж) приведенное количество трубок в вертикальном ряду Z_пр=17,8 шт.

з) площадь живого сечения межтрубеого пространства _мтр=0,219м²

и) площадь живого сечения одного хода трубок _тр=0,0151м²

Скорость воды в трубках:

_тр=25,68/(0,0151*1000)=1,7 м/с

4. Средняя температура нагреваемой воды

t_ср=(150+82,34)/2=116,2 ^оС

5. Среднелогарифмическая разность температур между паром и водой:

t=(82,66-15)/(82,66/15)=39,64 ^оС

где t_б - большая разность температур

t_б=165-82,34=82,66 ^оС

t_м - меньшая разность температур

t_м=165-150=15 ^оС

6. Средняя температура стенок трубок

t^ст_ср=(T_ср+ t_ср)/2=(165+116,2)/2=140,6 ^оС

7. Коэффициент теплоотдачи от пара к стенкам трубок

₁=А₂*1,163/(Z_пр*d_н*(T-t^ст_ср))=4*8352,6*1,163/(17,8*0,016*(165-140,6))=5983 Вт/м²к

где А₂ - температурный множитель, определяемый по формуле

А₂=4320+47,54*Т-0,14*Т²=4320+47,54*165-0,14*165²=8352,6

8. Коэффициент теплоотдачи от стенок трубок кводе:

₂=А₁*1,163*^0,8_тр/d^0,2_вн=3019*1,163*1,7^0,8/0,014^0,2=12602 Вт/м²к

где A₁ - температурный множитель ,определяемый по формуле

A₁ = 1400+18*t_ср-0,035*t²_ср=1400+18*116,2-0,035*116,2²=3019

9. Коэффициент теплопередачи

К₀=1/(1/₁+0,001/+1/₂)=1/(1/5983+0,001/105+1/12602)=3914 Вт/м²к

Коэффициент теплопередачи с учетом коэффициента загрязнения поверхности нагрева:

К=3914*0,75 = 2935,5 Вт/м²к

где 0,75- поправочный коэффициент на загрязнение и неполное

смывание поверхности нагрева, m = 0,75

10. Поверхность нагрева пароводяного подогревателя

H=7,28*10⁶/(2935,5*39,64)=62,56 м²

11. Количество подогревателей

Z=60,4/53,9=1,16

Принимаем 2 рабочих

2.4.4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПАРОВОДЯНОГО

ПОДОГРЕВАТЕЛЯ

Потери напора в трубках пароводяного подогревателя определяются по формуле:

h=h_тр+h_мс=(*L/d_э*Z+)*_тр*/2=(0,04*3/0,014*4+13,5)*1,7²*1000/2=69050 Па

где h_тр - потери напора на трение

h_мс - потери напора на местные сопротивления

 - коэффициент трения, принимаемый при средних значениях чисел Рейнольдса и коэффициенте шероховатости = 0,0002м равным 0,04

-плотность воды, 1000 кг/м³

L - длина одного хода пароводяного подогревателя, принимаем 3м

Z - количество ходов подогревателя, в данном дипломном проекте расчитывается четырехходовой пароводяной подогреватель

 - сумма коэффициентов местных сопротивлений.

Коэффициент местных сопротивлений для четырехходового пароводяного подогревателя

вход в камеру - 1,5

вход из камеры в трубки 1х4 - 4

выход из трубок в камеру 1х4 - 4

поворот на 180^o в камере - 2,5

выход из камеры - 1,5

Сумма коэффициентов местных сопротивлений для четырехходового пароводяного подогревателя марки 050СТ 34-577-68 будет составлять  =13,5

3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

В технико-экономическом разделе дипломного проекта производится сравнение использованных двух видов топлива на реконструируемой котельной: Основного - угля ГР и перспективного - газа от дегазации газовых выбросов шахт, а также определяется сметная стоимость строительных и монтажных работ. Технико-экономические расчеты производятся в гривнах с использованием переводных индексов стоимости строительно-монтажных работ в цены 1993г., коэффициентов рыночных отношений, а также индекса удорожения цен 1997г. к ценам 1995г.

Тогда общий переводный индекс для строительно-монтажных работ: 80,6*1013*1,8562*10^-5=1,516 и для оборудования 48,2*3452*1,8562*10^-5=3,03

Похожие работы

Диплом из СГМТ по pасчету паpового котла

Скачать

107715

14

0

... Параметр ед.изм. min норма max. Производительность т/ч 9,5 10,0 10,5 Температура перегретого пара С 535 540 545 Давление в барабане котла МПа 1,33 1,40 1,47 Температура питательной воды после экономайзера С 190 200 210 Расход природного газа м/ч 237,5 ...

Прошлое, настоящее и будущее Государственной холдинговой компании "Лугансктепловоз"

Скачать

75985

0

0

... тепловозов ТЭ136 мощностью 6000 л.с. в секции и тепловоза ТЭ127 для экспорта. Проводилась реконструкция завода, техническое и технологическое переоснащение [3].  К 1989 году объединение «Лугансктепловоз» второй год работало в условиях полного хозяйственного расчета и самофинансирования. В сравнении с 1987 годом в объединении наметились некоторые положительные тенденции в темпах роста объемов ...

Стратегия развития предприятия ОАО "Сукно"

Скачать

83042

16

2

... и ценовым параметрам.  Основные показатели финансово-хозяйственной деятельности общества за предыдущие годы (2006-2008гг.) год представлены в таблице 1. 2.4 Стратегия развития предприятия Целью развития ОАО «Сукно» является дальнейшее наращивание производственного потенциала, создании условий для привлечения инвестиций, направленных на техническое перевооружение производства, расширение ...

Совершенствование маркетинговой деятельности на примере ОАО "Березовский сыродельный комбинат"

Скачать

159568

47

12

... - на 10%; при упаковке в полистироловые коробки, поддоны, антисептические пакеты типа «Тетра-Брик», «Тетра-Рекс», «Тетра-Пак» - на 25%.   4 Совершенствование маркетинговой деятельности ОАО «Березовский сыродельный комбинат» 4.1 Совершенствование товарной политики предприятия. Бизнес- план по внедрению в производство нового вида продукции – мороженого «Яначка» С целью совершенствования ...