АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра промышленной теплоэнергетики

ТЕХНОЛОГИЯ ВОДЫ НА ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЯХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

Методические указания к выполнению лабораторных работ (для студентов, обучающихся по специальности 220200 – Технология воды и топлива)

Алматы 2003

СОСТАВИТЕЛИ: Р.Н. Календарев, Л.Р. Джунусова. Технология воды на тепловых электрических станциях и промышленных предприятиях. Методические указания к выполнению лабораторных работ (для студентов специальности Технология воды и топлива). – Алматы: АИЭС,2003. - 27 стр.

Описания лабораторных работ содержат общие требования к выполнению лабораторного практикума и состоят из четырех работ: первая – Технологическая схема водоподготовительной установки, вторая – Предварительная обработка воды в осветлителе методами осаждения, третья – Оптимизация работы водород – катионитного фильтра, четвертая – Работа обессоливающей установки с блочным включением фильтров.

Выполнение этих работ способствует лучшему усвоению студентами навыков в составление технологических схем водоподготовительных установок (ВПУ) и овладение некоторыми элементами САПР. Ознакомление с технологией оборудования химводоотчистки и приобретение практических навыков управления работой аппаратов.

Методические указания предназначены для студентов специальности 2202 всех форм обучения.

Ил. 3, табл. 6, библиогр. 3.

Рецензент: гл. конструктор тепломеханического отдела ЗАО КазНИПИ ЭнергоПром Р.Н. Тулендинова

Печатается по плану издания Алматинского Института Энергетики и связи на 2003 г.

Общие методические указания

1. Работа выполняется фронтально, по бригадам. Состав бригады 2 человека.

2. При домашней подготовке студенты должны ознакомиться с описанием предстоящей лабораторной работы, рекомендованной литературой, подготовить бланк отчета с учетом рекомендаций по его составлению, ответить письменно на контрольные вопросы, включив ответы в бланк отчета.

3. Перед выполнением лабораторной работы бригада получает у преподавателя дополнительные указания, включая номер варианта задания.

4. По окончании выполнения задания бригада показывает преподавателю полученные результаты в табличном варианте с обработкой их рекомендованными методами.

5. Отчет по работе должен содержать данные, указанные в описании лабораторной работы. Отчет оформляется каждым студентом.

1. Питание компьютера и периферийных устройств осуществляется однофазным переменным напряжением 220 В, частотой 50 Гц. Питание кинескопа дисплея осуществляется выпрямленным высоким напряжением 12 кВ.

2. Перед началом занятий студенты должны пройти инструктаж по технике безопасности при работе на ПК IBM AT—286.

3. Категорически запрещается работать на компьютере при снятом кожухе любого из устройств.

4. После окончания лабораторной работы перед оставлением рабочего места необходимо сообщить об уходе преподавателю и лаборанту.

Лабораторная работа №1

Технологическая Схема Водоподготовительной Установки

Введение

Процессы подготовки добавочной воды на электростанциях реализуются в фильтрах различного назначения, в осветлителях и декарбонизаторах, соединенных в принципиальную технологическую схему с помощью трубопроводов, арматуры, баков, перекачивающих насосов. Каждый элемент технологической схемы, включая вспомогательные системы, имеет свое функциональное назначение и графическое отображение, что позволяет в конечном итоге осуществлять разработку таких схем с использованием элементов САПР.

1.1 Цель работы

Целью работы является приобретение студентами практических навыков в составлении технологических схем водоподготовительных установок (ВПУ) и овладение некоторыми элементами САПР.

1.2 Домашняя подготовка

1.2.1 Изучить графическое изображение элементов схем ВПУ, применяемых на электростанциях и реагентное хозяйство ВПУ, пользуясь рекомендованной литературой.

1.2.2 Составить вариант схемы ВПУ и объяснить принцип работы и область применения этой схемы.

1.2.3 Ознакомиться с порядком проведения лабораторной работы.

1.3 Лабораторное задание

Студенту предлагается, пользуясь каталогом типовых элементов технологической схемы ВПУ (см. Приложение 1), воспроизвести схему ВПУ, используя условные изображения отдельных элементов, и расставить на схеме коды этих элементов. При этом следует помнить, что элементы на экране проецируются только в том положении, в котором они приведены в каталоге.

1.4 Выполнение работы

1.4.1 После включения ПЭВМ на экране дисплея изображено: "Лабораторная работа №1".

1.4.2 Студент нажимает клавишу "ENTER" и переходит непосредственно к составлению заданной технологической схемы ВПУ. На экране дисплея отображается вопрос: "Номер элемента?".

1.4.3 Пользуясь каталогом типовых элементов технологической схемы ВПУ, приведенным в приложении 1 к лабораторной работе №1, студент выбирает нужный элемент схемы и набирает его код на клавиатуре. При этом набранные цифры кода отображаются на экране за знаком " ? ". Если код выбран неправильно, его можно отредактировать с помощью клавиши ("Bacspace"). При нажатии на эту клавишу введенные цифры кода исчезают с экрана и на их место можно ввести новый код.

1.4.4 После того, как введен необходимый код элемента, студент нажимает клавишу "ENTER", и в левом углу экрана возникает изображение выбранного элемента, а в верхней строке надпись "Входит ли этот элемент в схему ВПУ?". Если элемент выбран неправильно, студент нажимает клавишу "N" и изображение элемента исчезает, а студент переходит к выбору другого элемента.

1.4.5 Если элемент выбран правильно, студент нажимает клавишу "Y" и начинает перемещать изображение элемента в нужное место экрана. При этом следует знать, что поле, на котором может располагаться схема (графический экран), не занимает всей площади экрана, а ограничено с отступлением на 3_см от краев экрана. Кроме того, при построении схемы следует принимать во внимание то обстоятельство, что передвигаемый элемент при наложении на уже существующий на экране стирает последний. Поэтому при построении схемы следует заранее представить себе порядок ее построения таким образом, чтобы она могла разместиться в границах графического экрана и было удобно производить построение.

1.4.6 Перемещение изображения по экрану осуществляется с помощью клавиш-стрелок, перемещать изображение по экрану можно с различным шагом: большим и малым. При перемещении с большим нагом, каждое нажатие соответствующей клавиши вызывает смещение изображения на 12 экранных дискретов, примерно на 5 мм. Его следует применять для быстрой доставки элемента на примерное место расположения элемента на схеме. Перемещение элемента с малым шагом (смещение элемента на 1 дискрет, т.е. примерно на 0,4 мм) следует производить для точного соединения элементов в схему. Первоначально,после появления на экране изооражения элемента машина автоматически устанавливает режим перемещения с маленьким шагом, т.е. если сразу нажать одну из клавиш управления перемещением, то произойдет смещение элемента на 0.4 мм. Для перехода к смещению изображения с большим шагом студент должен нажать клавишу (серый "+"). Обратный переход можно осуществить, нажав клавишу (серый "-").

1.4.7 После того, как изображение элемента размещено в нужном месте экрана, необходимо зафиксировать его на этом месте, для чего следует нажать клавишу ("о" - букву). После этого следует нажать ("ENTER").

1.4.8 После того, как заданная принципиальная схема составлена, преподаватель проверяет правильность выполнения задания студентом.

1.5 Составление отчета

В отчет должны входить: выбранная схема ВПУ, ее описание и технологическое назначение, цель установки выбранных аппаратов, рабочая схема ВПУ с использованием условных изображений элементов и соответствующих кодов, порядок набора схемы на экране дисплея.

1.6 Выводы по полученным результатам

Контрольные вопросы

1. Какие основные требования следует выполнить при выборе схемы ВПУ?

2. Каковы Функции и возможности отдельных аппаратов, входящих в схему ВПУ?

3. Как влияют параметры, на которых работает основное оборудование ТЭС на схему ВПУ?

Таблица 1.1 - Каталог типовых элементов технологических схем ВПУ

Наименование элемента	Условное обозначение	Код
1	2	3
Осветлитель		10
Механический фильтр		12
Н – катионитный фильтр		13
Na – катионитный фильтр		1
ОН – анионитный фильтр		11
Бак осветленной воды		24
Бак декарбонизованной воды		20
Бак		25
Декарбонизатор		14
Эжекторы		18 19

Продолжение таблицы 1.1

Трубопроводы		35 41 3 32 2 33 34 36 37 38 39 40
Вентилятор		15
Стрелки		28 29 30 31
Перекачивающие насосы		6 5 7 8
Задвижки		16 17
Реагенты	CaO NaCL FeSO₄	23 26 27
Ячейка хранения реагентов		9
Мерник		21
Механическая мешалка		22

Лабораторная работа №2

Предварительная обработка воды в осветлителе методами осаждения

Введение

Многоооразие примесей в природной воде служит причиной того, что очистка добавочной воды для подпитки котлов организуется на водоподготовительной установке (ВПУ) в несколько этапов. На первом этапе (перед очисткой) из воды выделяются грубо дисперсные и коллоидные вещества, а также снижается гидрокарбонатная щелочность этой воды. При реализации процессов коагуляции и известкования первичная обработка проводится в аппарате, называемом осветлителем. На дальнейших этапах производится очистка воды с использованием фильтровального оборудования.

2.1 Цель работы

Целью работы является ознакомление с технологией предварительной очистки воды в схемах ВПУ и приобретение практических навыков управления работой осветлителя.

2.2 Домашняя подготовка

2.2.1 Используя рекомендованную литературу, изучить теоретические основы процессов известкования и коагуляции, а также особенности этих процессов, осуществляемые восветлителях.

2.2.2 Изучить схему работы осветлителя, его гидравлический режим, образование взвешенного слоя. Режим устойчивого существования взвешенного слоя в районе шламовых окон. Влияние расхода воды через "отсечку" и вывода шлама из шламоуплотнителя на работу осветлителя.

2.2.3 Нарисовать схему осветлителя и определить порядок его запуска в работу, манипулируя соответствующими задвижками.

2.2.4 Рассчитать концентрацию примесей исходной воды (см. табл. 1) в мг-экв/кг в соответствии с номером варианта.

2.2.5 Рассчитать дозу извести по заданной дозе коагулянта (см. табл. 1) и составу примесей исходной воды (1 и 2).

2.2.6 Ознакомиться с порядком проведения лабораторной работы.

2.3 Лабораторное задание

Студенту предлагается осуществить гидравлический запуск осветлителя; пользуясь заданным составом примесей исходной воды, определить лозу извести и, вводя растворы коагулянта и извести с рассчитанной дозой в осветлитель, наладить процесс предочистки воды.

Таблица 2.1

Номер Варианта

Производительность осветлителя.

Роев. м³/ч

160

170

180

190

200

21.0

220

230

240

Концентрация ионов, мг/л

Са²⁺

Mg²⁺

Na⁺

НСОз

SO₄²

Cl ^-

СО₂

118

190

202

126

119

140

193

280

158

2.1

167

400

282

100

275

102

264

Концентрация коагулянта, мг-экв/л

0,5

0.6

1.0

0,8

0,65

0,9

0,5

0,75

1,0

2.4 Выполнение задания

2.4.1 Согласно схеме осветлителя (см. рис.1) его запуск осуществляется следующим образом. Исходная вода, подогретая до температуры 30-40 °С. при открытии задвижки < 1 > на 20 - 50% от заданной производительности (см. табл.1) подается в воздухоотделитель, где освобождается от пузырьков воздуха. Из воздухоотделителя по опускной трубе через тангенциально направленный ввод исходная вода поступает в нижнюю часть аппарата - грязевик, смеситель воды и реагентов. Такая схема впуска воды осуществляется для создания в этой части осветлителя вращательного движения потока воды и лучшего смешения его с реагентами, которые также подаются в эту зону после осуществления гидравлического запуска. При подъеме воды в осветлителе вращательное движение ее гасится при помощи вертикальных и горизонтальных успокаивающих перегородок.

Для предотвращения выталкивания пустотелого шламоуплотнителя его также следует заполнять водой, начиная с того времени, когда уровень воды в основной части осветителя достигнет нижней части шламоуплотнителя. Для этого открывается задвижка <9>. Наиболее оптимальный является вариант, при котором уровни воды в основной части осветлителя и в шламоуплотнителе сравняются, а скорость их подъема будет одинаковой.

После того, как уровень воды в основной части осветлителя достигнет сборного кольцевого желоба и вода будет свободно отводиться через водоотводный трубопровод, а шламоуплотнитель будет также полностью заполнен водой, основную часть гидравлического запуска осветлителя можно считать законченной. Далее, манипулируя степенью открытия задвижек, следует вывести осветлитель на заданную производительность.

После установления гидравлического режима осветлителя (производительность осветлителя соответствует заданной) осуществляется ввод реагентов при помощи открытия задвижек <8> (коагулянт) и <7> (известковая суспензия). Доза извести рассчитывается по следующей формуле

Д_и = С + С + С + Д_к + i.

где Д_к - доза коагулянта, мг-экв/л;

i - избыток извести, принимаемый равным 0,2 мг-экв/л.

При впуске реагентов на схеме осветлителя появляется взвешенный слой шлама, происходит накопление шлама в нижней части грязевика и шламоуплотнителя. Манипулируя степенью открытия задвижек <2> "отсечка" (15 - 20% от Роев.), <5> и <6> (отвод шлама из шламоуплотнителя, 2 -8% от Роев.) и <4> (отвод шлама из грязевика 2 —10% от Роев.) следует добиться нормальной работы осветлителя. При этом взвешенный слой должен располагаться так, чтобы его верхняя граница была несколько выше шлаковых окон (но не достигала кольцевого желоба), а нижняя граница - ниже этих окон. Уровень шлама в шламоуплотнителе и грязевике должен быть минимальным.

2.4.2 Ознакомиться с порядком проведения лабораторной работы на IBM PC. При выполнении работы студент в ответ на запрос программы вводит свою Фамилию и нажимает ("ENTER").

Затем в соответствии с номером варианта вводятся концентрации примесей исходной воды в мг/кг. При правильном вводе на экране появляется схема осветлителя в соответствии с рис. 1 .

Управление работой осветлителя осуществляется изменением величины открытия задвижек с помощью следующих клавиш: <1> - <9>- номера задвижек;

<1>- ввод исходной воды;

<2> - "отсечка" осветленной воды;

<4> - продувка грязевика;

<5> - периодическая продувка шламоуплотаителя;

<6>- непрерывная продувка шламоуплотнителя;

<7> - ввод извести;

<8>- ввод коагулянта;

<9>- заполнение шламоуплотнителя водой;

"ENTER"- нажатием подтверждается выбор задвижки; ® - переход от режима <выкл> к <вкл>; ¬ - переход от режима <вкл> к <выкл>;

<Enter> - нажатие в позиции <вкл> увеличивает открытие выбранной задвижки: в позиции <выкл> уменьшает открытие выбранной задвижки;

¯ - завершение работы с выбранной задвижкой:

<Esc> - выход из тренажера, завершение работы.

Пример: при нажатии клавиши <1> на экране в левой верхней рамке появляется следующее сообщение:

1 Выкл. Вкл.

1=0%

выделив позицию "вкл" с помощью стрелки ® и нажимая клавишу "ЕМТЕК"можно увеличить открытие задвижки <1>. Во второй строке отображается процент открытия задвижки. При выделении позиции "выкл" можно уменьшить процент открытия задвижки.

2.4.3 На экране дисплея отображаются также следующие данные по работе осветлителя:

- качество сырой воды (на входе в осветлитель), мг-экв/л;

- качество осветленной воды (на выходе осветлителя), мг-экв/л; расход воды через задвижки и на выходе осветлителя, м³/ч;

- расход известкового молока и коагулянта (в зависимости от производительности осветлителя), мг-экв/кг.

2.4.4 После впуска реагентов регулируется поддержание взвешенного слоя в области шламовых окон через "отсечку" и продувки шламоуплотнителя и грязевика и v. устанавливается оптимальный режим работы осветлителя. При правильной работе на экране дисплея осветленная вода отображается светло-голубым цветом. Значение щелочности общей снижается при этом до 0,5 - 0,7 мг-экв/л. концентрация Mg снижается до 0,01 - 0,2 мг-экв/л.

2.4.5 После установления оптимального режима работы осветлителя студент демонстрирует преподавателю полученную на экране картину и использует полученные данные для отчета.

Составление отчета

Основные результаты лабораторной работы заносятся в табл. 2.2

Таблица 2.2

Название

Примеси

Кол-во примеси в

исходной воде

Кол-во

примеси в

осветленной воде

Расход

воды через

зедвижки

мг/кг

мг-экв/л

мг-экв/кг

м³/ч

Са²⁺

Mg²⁺

Na⁺

НСО

Cl^-

СО₂

Взвеш. Вещ-ва

Д извести = Д коагуляции =

Кроме того, отчет должен содержать: описание физико-химических процессов, протекающих в осветлителе, схему осветлителя, описание -запуска его в работу и режим работы, возможности управления, состав примесей в исходной и обработанной воде, необходимые расчеты.

2.5 Выводы по полученным результатам

Контрольные вопросы

1. Почему удобно совмещение процессов известкования и коагуляции в одном аппарате?

2. Почему при известковании применяется такой коагулянт, как сульфат железа, а не сульфат алюминия?

3. Почему регулирование расположения взвешенного слоя и концентрации частиц в ней выгоднее производить при помощи "отсечки", а не сбросом воды из нижней части осветлителя?

Рисунок 2.1 - Схема работы осветлителя.

Лабораторная работа №3

Оптимизация работы водород-катионитного фильтра

Введение

Изменение катионного состава исходной воды на практике осуществляется с использованием катионитных Фильтров, загруженных катионообменной смолой (катионитом) и регенерируемых либо растворами сильных кислот для перевода катионита из солевых в водородную форму, либо раствором хлористого натрия в технологии натрий-катионирования. На технологию катионирования влияет ряд факторов, связанных главным образом с режимом регенерации.

3.1 Цель работы

Целью работы является ознакомление с режимом регенерации и работы Н-катионитного параллельноточного фильтра, влиянием режима регенерации на себестоимость очистки воды, оптимизация работы фильтра по минимуму затрат на обработку воды.

3.2 Домашняя подготовка

3.2.1 Используя рекомендованную литературу, изучить теоретические процессы катионирования воды, регенерации катеонита и влияния на нее различных факторов.

3.2.2 Изучить процессы эксплуатации катионитных фильтров, их регенерации и влияние режима регенерации на качество фильтрата.

3.2.3 Составить схему работы и регенерации катионитного Фильтра и обозначить на ней операции для осуществления необходимых процессов при регенерации катионитного Фильтра. Например, при взрыхлении открывают задвижки №3 и 4. Остальные закрыты.

3.2.4 Ознакомиться с порядком проведения лабораторной работы.

3.3 Лабораторное задание

3.3.1 Пользуясь схемой регенерации и работы (см. рис.1) Н-катионитного параллельноточного фильтра, провести регенерацию катионита при различных объемах регенерационного раствора и определить минимальную реагентную составляющую себестоимости фильтрата.

3.3.2 Реагентная составляющая себестоимости Фильтрата зависит от концентрации регенерационного раствора серной кислоты, скорости пропускания этого раствора и его объема. Концентрация регенерационного раствора неизменна и составляет 0,5 г-экв/л. скорость пропуска раствора 25 м/ч. Объем регенерационного раствора кислоты может быть различным (в пределах от 20 до 4000 м³). При выполнении задания регенерация проводится пятью различными нарастающими объемами серной кислоты, приведенными для различных вариантов в табл. 1.

Исходные данные

Таблица 3.1

№№ вариантов (бригад)

Объем регенерационного раствора (м³) в циклах

100

150

200

250

110

160

210

260

120

170

220

270

130

180

250

280

140

190

240

290

140

190

240

105

155

205

255

115

165

215

265

125

175

225

275

3.4 Выполнение работы

3.4.1 Для осуществления начальной операции цикла регенерации "взрыхления" следует открыть задвижку №3, для чего набирается соответствующая номеру задвижки клавиша на цифровой клавиатуре. Затеи нажать клавишу "ENTER". При этом изображение задвижки начинает мигать. С помощью клавиши (О) (не путать с нулем!) задвижка открывается, такой же порядок операций соблюдается и при открытии задвижки №4. Бели номер задвижки набран неправильно и студент это заметил, то следует нажатием клавиши (Э) (не путать с цифрой 3) закрыть задвижку, снова набрать правильный номер задвижки и открыть ее. Бели обе задвижки (или одна из них) открыты неправильно и нажатием клавиши "ENTER" запущена операция взрыхления, то выдается сообщение об ошибке. В этом случае следует найти ошибку, устранить ее и повторить операцию. Если номера задвижек и очередность операций верны - на экране дисплея светлый цвет катеонита заменяется на темный, слой катионита расширяется, а к концу операции слой оседает, и на экране появляется информация о том, что взрыхление проведено.

3.4.2 Для осуществления операции пропуска регенерационного раствора открываются задвижки №5и №6 по вышеприведенной схеме их открытия. Процесс регенерации на экране показывается движением Фронта концентраций регенерационного раствора. Запуск, как и в предыдущем случае, клавишей "ENTER". При этом на экране указываются параметры регенерации: объем пропускаемого раствора. Изменение объема происходит постепенно.

При появлении на экране необходимой величины пропущенного объема кислоты процесс регенерации останавливают нажатием на клавишу "ENTER". Объем следует зафиксировать в отчете (см. табл. 2).

3.4.3 За регенерацией следует операция отмывки катионита, для чего открываются задвижки Н 1 и К5 и запускается операция "отмывка". При этом цвет катионита на экране становится равномерно светлым и Фильтр после этого готов для запуска его в работу -i

3.4.4 Запуск в работу от регенерированного фильтра производится путем открытия задвижек №1 и №2. При работе фильтра на экране можно наблюдать движение Фронта примесей и Фон катионита светлеет. По окончании фильтрования (операция останавливается автоматически) на экране появляются параметры фильтрования: объем пропущенной воды, себестоимость обработанной воды и время работы фильтра.

3.4.5 Каждый цикл работы (их количество определяет в задании преподаватель) необходимо заносить в табл. результатов 2. Для получения зависимости влияния того или иного параметра регенерации на работу фильтра необходимо провести не менее пяти циклов с выводом результатов работы каждого цикла в табл. 2.

Концентрация кислоты H₂SO₄=0,5г-экв/кг, скорость регенерации – 25 м/ч

Таблица 3.2 – Результаты работы катионитного фильтра

№

Номер

Цикла

Объем

кислоты V_р-ра, м³

Время работы фильтра Т, ч

Объем фильтрата V_ф, м³

Себестоимость фильтра S,

тен /м³

3.5 Составление отчета

В отчет должно входить; описание процесса регенерации катионитного фильтра (текст и обменные реакции), схема фильтра с обозначением номеров задвижек, запись проведения процессов (последовательности открытия задвижек при каждой операции), таблицы полученных результатов и выводы по проделанной работе.

3.6 Выводы по полученным результатам

Контрольные вопросы

1. Какие катиониты применяются при катионировании воды и каковы их характеристики?

2. Какие виды емкости материала различают при катионировании воды, в каких единицах измеряются эти виды емкостей?

3. Как распределяются зоны поглощения ионов кальция, магния и натрия при катионировании воды?

4. Какая реакция среды будет в Фильтрате Н-катионитного фильтра до проскока ионов жесткости?

5. Какие Функциональные группы имеются у различных типов катионитов?

6. Из каких последовательных операций состоит цикл регенерации?

Рисунок 3.1 – Схема регенерации и работы Н – катионитного

паралельноточного фильтра

Лабораторная работа №4

Работа обессоливающей установки с блочным включением фильтров

Введение

Для получения химически обессоленной воды применяется последовательное осуществление в ионитных фильтрах процессов Н-катионирования и ОН-анионирования. Существуют две схемы соединения фильтров; секционная и блочная (цепочки). При блочном включении технологическая схема ВПУ разбивается на отдельные цепочки, каждая из которых содержит набор всех необходимых фильтров и устрой соединенных последовательно. Таких цепочек в схеме ВПУ должно несколько с учетом того, что часть их находится в работе, одна на регенерации и еще одна- в резерве. Преимущество блочной схемы соединения в упрощении контроля за качеством воды и проведении регенераций подборе соответствующих технологических параметров можно добиться одновременного окончания рабочего цикла у всех фильтров блока, позволяет контролировать качество фильтрата лишь одного из фильтре также вести процесс регенерации блока фильтров в автоматическом режиме.

4.1 Цель работы

Целью работы является управление впу с блочным включением ионообменных фильтров ("цепочка") и оптимизация работы установки.

4.2 Домашняя подготовка

4.2.1 Используя рекомендованную литературу, изучить работу схемы в том числе с блочным включением Фильтров и режимы эксплуатации установок.

4.2.2 Составить схему цепочки фильтров с двухступенчатым водород- катионированием и гидроксид-анионированием и изучить реализацию цикла работы (порядок открытия задвижек) такой схемы, включая операции регенерации фильтров.

4.2.3 Ознакомиться с порядком проведения лабораторной работы.

4.3 Лабораторное задание

4.3.1 Используя полученные от преподавателя данные по составу прим в исходной воде, каждый студент (бригада) проводит необходимые манипуляции, целью которых является оптимизация работы схемы ВПУ.

4.3.2 Концентрации регенерационных растворов постоянны и приняты кислоты равными 1.5% и для щелочи - 4%. Скорость фильтрования принята во всех фильтрах одинаковой и равной 25 м/ч. Полнота регенерации фильтров первой ступени задается изменением объема регенерационного раствора в интервале от 20 до 4000 м~. Концентрации примесей вводятся в машину в мг/кг и автоматически пересчитываются в мг-экв/кг.

4.4 Выполнение задания

4.4.1 При работе схемы ВПУ с блочным включением фильтров необходимо, чтобы все фильтры срабатывались одновременно, так как "цепочка" вся одновременно выходит на регенерацию. Поэтому при оптимизации работы цепочки необходимо добиться одновременного окончания рабочего цикла у всех фильтров, входящих в цепочку.

Схема работы и регенерации предлагаемой ВПУ (см. рис. 1) составлена таким образом, что в начале работы асе Фильтры требуют регенерации. Поэтому студенту необходимо провести все операции регенерации на каждом из Фильтров. В первой цикле осуществление этих операций проводится студентом в "ручном" режиме. Последующие циклы можно

12осуществлять в автоматическом режиме. Оптимизация работы ВПУ может осуществляться двумя способами:

а) изменением загрузки фильтров второй ступени ионитом. В начале работы ионитные фильтры второй ступени загружены ионитами до высоты 0,3м. Эту высоту можно изменять от 0.3 до 1,5 м. Фильтры первой ступени загружены ионитом до высоты равной 2м ив процессе их работы высота загрузки ионита в них не изменятся.

б) изменением полноты регенерации фильтров первой ступени, пропуском различных объемов регенерационных растворов. Полнота регенерации Фильтров первой ступени оценивается по рабочей емкости ионита. Этот параметр выводится на экран дисплея. Регенерация Фильтров второй ступени производится в каждой случае полностью.

4.4.2 Операция взрыхления осуществляется с использованием исходной воды поочередно, начиная с анионитного Фильтра второй ступени. Регенерация проводится отдельно для групп Фильтров HI -Н2 и А1-А2. При ручном режиме открытия задвижек следует помнить, что группа Фильтров HI - Н2 при регенерации включается параллельно, а группа фильтров А2- Д1 -последовательно. Отмывка Фильтров производится из трубопровода отмывочной воды раздельно для каждого фильтра, начиная с фильтра HI. для отмывки которого используется исходная вода. При всех операциях регенерации сброс использованной воды производится в дренажную линию.

4.4.3 Получив номер варианта задания на выполнение лабораторной работы, студент вводит в машину численные значения компонентов заданного состава примесей воды и нажимает каждый раз клавишу "Enter".

Таблица 4.1 – Повариантный химический состав примесей воды

№ варианта

Река

Содержание ионов после предочистки (мг/кг)

Са²⁺

Mg²⁺

Na⁺

HCO

Cl^-

Аму-Дарья

90,2

15,2

118,6

190,4

126,9

202,7

Волга

72,0

14,5

20,3

140,3

15,0

140,0

Воронеж

72,2

17,4

12,5

280,6

10,0

33,5

Северная Двина

102,0

16,8

6,9

264,0

7,1

93,2

Дон

53,9

29,4

19,6

293,5

5,0

48,2

Иртыш

28,0

17,0

36,1

165,0

34,0

31,7

Лена

47,2

13,4

81,3

147,5

116,6

61,9

Москва

60,0

15,8

1,0

201,0

25,5

13,5

Обь

49,2

9,4

0,7

74,0

5,2

91,2

Ока

91,8

16,8

7,8

244,0

22,0

81,0

Урал

108,2

9,7

107,3

234,2

170,0

107,0

Шексна

61,6

15,8

2,3

128,1

2,4

97,7

При переходе к следующей операции на экране дисплея появляется схема ВПУ и “меню”;

1. работа

2. взрыхление

3. пропуск регенерационного раствора

4. отмывка

5. анализ

6. коррекция

7. выход

4.4.4 Нажатие клавиши, соответствующей порядковому номеру блока "меню", вызывает переход к заданному режиму работы программы, следует учесть, что в исходном к началу лабораторной работы состоянии все Фильтры истощены и поэтому требуется провести их регенерацию.

4.4.5 Так как регенерация начинается с взрыхления, следует выбрать эту операцию, нажимая клавиши (2) и "Enter-". На экране появляется запрос о том. какой фильтр надо включить на взрыхление.

Нажимая последовательно клавиши (4) и "Enter", включаем блок взрыхления Фильтра А2 и появляется информация, извещающая о том, какие задвижки следует открыть. Пользуясь схемой ВПУ с номерами задвижек, следует ввести их номера. Так, нажимая клавишу с цифрой (23), вводят в машину эту цифру. А затем, последовательно нажимая клавиши "Enter" (при этом изображение задвижки начинают мигать) и (О) на буквенной клавиатуре открывают эту задвижку (изображение задвижки становится светлым). Таким же образом открывают задвижку №20. Когда все нужные задвижки открыты, для перехода к выполнению технологической операции взрыхления следует на запрос о номере задвижки набрать число 99 и затем нажатием клавиши "Enter" запустить операцию взрыхления на Фильтре А2.

По окончании взрыхления на этом фильтре следует перейти к такой же операций на фильтре Н2 и далее на фильтрах А! и HI, используя те же манипуляции задвижками.

4.4.6 Если ошибочно набран номер не той задвижки, которую необходимо открыть и ошибка замечена сразу, то следует последовательно нажимая клавиши (номер задвижки – "Enter" - (№)), закрыть эту задвижку и, исправляя ошибку вновь внести номер необходимой задвижки. Если ошибка незамечена и операция взрыхления запущена, то схема возвращается – в первоначальное состояние на данном фильтре и следует снова открыть нужные задвижки.

4.4.7 После окончания операции взрыхления на всех фильтрах, необходимо нажать клавишу "5" - выход для перехода к следующей операции, причем на экране снова появляется "меню". При этом лучше начать с пропуска регенерационного раствора через анионитные фильтры, следует помнить, что регенерационный раствор пропускается последовательно сначала череп фильтр А2, а затем через фильтр А1. Открыв соответствующие задвижки, следует запустить операцию регенерации, не забывая, что для ; этого надо нажать поочередно клавиши (99) и "Enter". При осуществлении операции регенерации перед пропуском раствора задается его объем. Причем это количество раствора относится к первой ступени, а на вторую автоматически подается то количество, которое необходимо для полной регенерации анионита.

4.4.8 Переход к регенерации Н-катионитных фильтров (При параллельном их подключении) осуществляется при открытии соответствующих задвижек. Причем также, как и для анионитных фильтров, следует задать объем раствора, пропускаемого через фильтр первой ступени. Количество раствора, пропускаемого через вторую ступень, устанавливается автоматически - до полной регенерации фильтра. При регенерации фильтров первых ступеней следует обращать внимание на расположение фронтов концентрации примесей в них чтобы в следующем цикле постараться изменив объемы регенерационных растворов полнее использовать обменную емкость ионитов.

4.4.9 После окончания пропуска регенерациоиного раствора машина запрашивает о следующем шаге:

1) HI - Н2;

2) А1 - А2;

3) Выход.

Так как регенерация проведена, следует нажать клавиши (Э) и "Enter". На экране снова появляется "меню" и нужно провести операцию отмывки, а после этого нажав клавиши (1) и "Enter", вызвать операцию "работа". Для запуска ВПУ в работу следует открыть соответствующие задвижки на схеме. Если номер задвижки набран неправильно и студент заметил это сразу, то можно либо стереть этот номер, нажимая клавишу (Bacspace), либо закрыть неправильную задвижку (клавиша ("N")).

4.4.10 Операция "Работа" характеризуется тем, что на экране дисплея видно перемещение Фронта концентрации в процессе Фильтрования в каждом Фильтре. Так как время фильтрования всей цепочки задается проскоком примеси на одном из Фильтров (в нашем случае за Фильтром А2), то по расположению Фронтов концентраций примесей в других фильтрах можно ориентировочно определить степень их недоработки или более ранний проскок примесей в них по сравнению с базовым фильтром.

4.4.11 По окончании режима "Работа" машина информирует о времени работы базового фильтра и о разнице во времени работы остальных Фильтров по сравнению с базовым. Оценивая полученные данные, следует принять решение о дальнейших действиях. Это может быть либо увеличение высоты слоя в Фильтрах второй ступени, либо изменение объемов регенерационных растворов. В первом случае следует из "меню" выбрать режим "Коррекция". Нажатием клавиш (6) и "Enler" изменить высоту слоя в одном или обоих фильтрах, следуя указаниям на экране дисплея. Во втором случае из "меню" следует выбрать режим "Управление" и скорректировать объемы регенерационных растворов. В обоих случаях проведение операций регенерации для ускорения работы следует проводить в автоматическом режиме управления.

4.4.12 Режим "Работа" следует также проводить в автоматическом режиме управления, записывая результаты каждого цикла в отчет и, корректируя данные, обеспечить режим работы ВПУ, когда время выхода всех Фильтров из работы будет одинаковым - (задание преподавателя).

4.4.13 После окончания работы студент предъявляет преподавателю результаты, отраженные в таблицах.

Составление отчета

В отчет должно входить описание схемы, блочной ВПУ, описание процессов, протекающих при работе и регенерации ионитных фильтров и в декарбонизаторе задание преподавателя, описание действий при оптимизации работы ВПУ и результаты выполнения работы в виде табл. 2..

Химический состав исходной воды

Са²⁺ = _______ мг/л; Mg²⁺ = _______ мг/л; Na⁺ = _______ мг/л;

HCO = _______ мг/л; Cl^- = _______ мг/л; SO = _______ мг/л.

Концентрация кислоты H₂SO₄ = 1,5%.

Концентрация щелочи NaОН = 4 %.

Таблица 4.2 – Скорость фильтрования = 25 м/ч

Номер цикла

Тип фильтра

Высота загрузки ионита,

Объем реагента Vp-pa,

м³

Рабочая емкость ионита

Время

работы

фильтра

А1

Н2

А2

А1

Н2

А2

4.5 Выводы по полученным результатам

Контрольные вопросы

1. Для какого типа котлов пригодна двухступенчатая схема приготовления добавочной воды?

2. В чем заключаются преимущества использования “цепочки” перед гребенчатым соединением фильтров в схеме ВПУ?

3. В чем состоит назначение декарбонизатора?

4. Сколько "цепочек" следует иметь в полной схеме ВПУ для обеспечения ее надежной работы и как они используются в работе ВПУ?

5. В чем заключается оптимизация работы цепочки?

Рисунок 4.1 – Схема ВПУ с блочным включением фильтров

Список литературы

1. Стерман Л.С. Покровский В.Н. Физические и химические методы обработки воды на ТЭС. М: Энергоатомиздат, 1991. 326 с.

2. Водоподготовка: Процессы и аппараты. Учеб. пособие для вузов/Громогласов А. А., Копылов А.С. Пильщиков А.п.: Под ред. О. И. Мартыновой. М.: Энергоатомиздат. 1990. 27 с.

Содержание

Общие методические указания…………………………………………………...3

Лабораторная работа №1…………………………………………………………...4

Лабораторная работа №2…………………………………………………………...8

Лабораторная работа №3………………………………………………………….14

Лабораторная работа №4………………………………………………………….19

Список литературы…………………………………………………………………27

Сводный план 2003г., поз_______

Рахимжан Нихатович Календарев

Ляззат Рысхановна Джунусова

ТЕХНОЛОГИЯ ВОДЫ НА ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЯХ

И ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

Методические указания к лабораторным работам (для студентов, обучающихся по специальностям 220240 – Технология воды и топлива)

Редактор В.В Шилина

Подписано в печать _________ Формат 60х84 1/16

Тираж__________________экз. Бумага типографская №1

Объем_____________уч.-изд.л Заказ_____. Цена____ тг.

Копировально-множительное бюро

Алматинского института энергетики и связи

480013 г. Алматы, Байтурсынова, 126

Рецензия

на методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу "Технология воды на ТЭС и ПП" для специальности 2202 – "Технология воды и топлива", разработанная к.т.н. доцентом каф. ПТЭ Календаревым Р.Н., старшим преподавателем каф. ПТЭ Джунусовой Л.Р.

Методические указания к выполнению лабораторных работ состоят из 4-х работ. Все работы выполняются на компьютере. Каждая работа содержит: введение, цель работы, задание для домашней подготовки, лабораторное задание, порядок выполнения работ, составление отчета, контрольные вопросы, наглядные схемы установок, таблицы куда заносятся основные результаты лабораторной работы.

Методические указания к лабораторным работам разработаны в соответствии с программой курса, методически правильно построены, требуют от студентов серьезного изучения материала.

Методические указания соответствуют всем требованиям, предъявленным к оценке знаний, умений и навыков по дисциплине "Технология воды на ТЭС и ПП" и могут быть рекомендованы для использования студентами в качестве методических указаний к лабораторным работам.

Рецензент: нач. хим. цеха Алматинской ТЭЦ-2 Лапшина Л.И.