Система подготовки воды для котельных и водогрейных установок
Полезная модель относится к энергетике, конкретно, к водоподготовительным установкам и может быть использована для приготовления воды для котельных установок, а также подпиточной воды теплофикационных сетей и сетей горячего водоснабжения. Технический результат -сокращение затрат на подготовку воды, улучшение качества получаемой воды и уменьшение количества сточных вод. Предлагаемая установка содержит узел приема и узел очистки конденсата, который включает фильтр тонкой очистки и катионообменный фильтр, узел углубленной очистки воды, включающий предвключенный катионообменный фильтр и катионообменные и анионообменные фильтры первой и второй ступеней обессоливания, при этом перед катионообменным фильтром второй ступени обессоливания воды установлен декарбонизатор.
Полезная модель относится к энергетике, конкретно, к водоподготовительным установкам и может быть использована для приготовления воды для котельных установок, а также подпиточной воды теплофикационных сетей и сетей горячего водоснабжения.
Для приготовления химически обработанной воды, используемой в качестве питания котлов, а также в сетях горячего водоснабжения и теплофикационных сетях в зависимости от качества исходной воды и условий эксплуатации применяют химическую обработку воды.
Современные котельные и водогрейные установки работают на смеси парового конденсата и химически очищенной воды (Л.Н.Сидельковский, В.Н.Юренев «Котельные установки промышленных предприятий», М., 1988, стр.272).
Известна установка подготовки воды для котельных и водогрейных установок, содержащая осветлительный фильтр, первую ступень Н-катионирования, декарбонизатор, первую ступень анионирования слабоосновным анионитом и барьерный Na-катионитный фильтр (М.С.Шкроб, В.Ф.Вихрев «Водоподготовка», М., 1966, стр.288, схема 1).
Известна установка водоподготовки, содержащая осветлительный фильтр, первую и вторую ступени Н-катионирования, декарбонизатор и первую ступень анионирования (М.С.Шкроб, В.Ф.Вихрев «Водоподготовка», М., 1966, стр.288, схема 2).
Недостатком описанных установок является высокое солесодержание и значительное остаточное содержание кремниевой кислоты в воде.
Для приготовления химически очищенной воды могут применяться также схемы двухступенчатого химического обессоливания и обескремнивания.
Известна водоподготовительная установка, содержащая осветлительный фильтр, фильтры первой ступени Н-катионирования и анионирования слабоосновным анионитом и ионитные фильтры второй ступени смешанного действия (М.С.Шкроб, В.Ф.Вихрев «Водоподготовка», М., 1966, стр.288, схема 6).
Наиболее близкой к предлагаемой является установка подготовки воды для котельных и водогрейных установок, содержащая осветлительный фильтр и узел углубленной очистки воды, включающий фильтры первой ступени Н-катионирования и анионирования и фильтры второй ступени Н-катионирования и анионирования (М.С.Шкроб, В.Ф.Вихрев «Водоподготовка», М., 1966, стр.288, схема 4).
Недостатком описанных установок является наличие свободной углекислоты в фильтрате Н-катионитного фильтра второй ступени, что не позволяет достичь полного поглощения кремниевой кислоты сильноосновным анионитом второй ступени.
Задачей полезной модели является создание установки подготовки воды для котельных и водогрейных установок, позволяющей сократить затраты на подготовку воды, повысить качество получаемой воды и уменьшить количество сточных вод.
Поставленная задача решается созданием установки подготовки воды для котельных и водогрейных установок, содержащей узел приема конденсата и узел углубленной очистки воды, состоящий из первой ступени обессоливания, включающей катионообменный и анионообменный фильтры, и второй ступени, включающей катионообменный и анионообменный фильтры, при этом установка дополнительно содержит узел очистки конденсата, включающий фильтр тонкой очистки и катионообменный фильтр, причем узел углубленной очистки воды дополнительно
содержит предвключенный катионообменный фильтр, установленный перед катионообменным фильтром первой ступени, а перед катионообменным фильтром второй ступени обессоливания воды установлен декарбонизатор.
Узел приема конденсата содержит теплообменник и регулирующую арматуру, а также систему автоматического контроля температуры и качества конденсата, включающую анализаторы электропроводности, солесодержания, содержания нефтепродуктов и рН-метр.
Отличием предлагаемой полезной модели от наиболее близкой является то, что установка подготовки воды для котельных и водогрейных установок дополнительно содержит узел очистки конденсата, который включает фильтр тонкой очистки и катионообменный фильтр, а узел приема конденсата содержит теплообменник и регулирующую арматуру и оснащен системой автоматического контроля температуры и качества конденсата, включающей анализаторы электропроводности, солесодержания, содержания нефтепродуктов и рН-метр. Кроме того, узел углубленной очистки воды дополнительно содержит предвключенный катионообменный фильтр, установленный перед катионообменным фильтром первой ступени, а перед катионообменным фильтром второй ступени обессоливания воды установлен декарбонизатор.
Предлагаемая установка содержит (Фиг.):
Узел приема конденсата, содержащий теплообменник 1, регулирующую арматуру 2, систему автоматического контроля температуры 3 и систему автоматического контроля качества конденсата, включающую анализаторы электропроводности 4, солесодержания (жесткости) 5, содержания нефтепродуктов 6, а также рН-метр 7.
Система автоматического контроля температуры 3 включает термопару, датчик определения давления, расходомер и регулирующий клапан (на схеме не показано).
В качестве анализаторов электропроводности могут быть использованы, например, кондуктометры марок АК-310, АНК-04-И, КК-1, КЭС-1 и др. В качестве анализатора солесодержания может быть использован, например, автоматический анализатор жесткости воды АКМС-1. Для определения содержания нефтепродуктов в конденсате может быть установлен сигнализатор нефтепродуктов типа «Флюорат-411». Для определения рН конденсата могут быть использованы, например, портативные цифровые микропроцессорные рН-метры типа 202710/10 или 202710/11.
Узел очистки конденсата, включающий фильтр тонкой очистки 8 и катионообменный фильтр 9.
В качестве фильтра тонкой очистки 8 может быть использован, например, патронный фильтр, содержащий цилиндрический корпус с каналами входа и выхода жидкости и фильтроэлементы, например, бумажные. Катионообменный фильтр 9 представляют собой цилиндрический корпус со сферическим днищем, в среднюю часть которого загружен макропористый сорбент, например, активированный уголь марки АГ-3, Грано-сорб-Ф, Макрософт, Амберсеп, а в нижнюю часть - антрацит.
Узел углубленной очистки воды, содержащий предвключенный катионообменный фильтр 10, первую ступень обессоливания, состоящую из катионообменного фильтра 11 и анионообменного фильтра 12, декарбонизатор 13 и вторую ступень обессоливания, состоящую из катионообменного фильтра 14 и анионообменного фильтра 15.
Фильтры 10, 11, и 14 представляют собой цилиндрический корпус со сферическим днищем, в который загружен катионит в Н-форме, например, КУ-2-8 (ГОСТ 20298-74) или его зарубежные аналоги, такие, как амберлит IR-120, зеролит 225, дуолайт С-20 и др..
Фильтры 12 и 15 также представляют собой цилиндрический корпус со сферическим днищем, в который загружен анионит в ОН-форме, например, АВ-17 или АН-31 (ГОСТ 20301-74), или их зарубежные аналоги, такие, как амберлит IRA-400, дуолит А 101 D, кастель А-500 и др..
Установка подготовки воды для котельных и водогрейных установок работает следующим образом.
Речная фильтрованная вода с температурой 5-20°С поступает в теплообменник 1, теплоносителем в котором является подаваемый на установку конденсат с температурой 75-85°С. Из теплообменника 1 вода с температурой 30-40°С по трубопроводу поступает в предвключенный катионообменный фильтр 10 и далее на первую ступень обессоливания в катионообменный 11 и анионообменный 12 фильтры. В фильтрах 10 и 11 происходит обмен катионов, содержащихся в фильтрованной воде, на катион водорода, содержащийся в Н-катионите. Присутствующие в воде сульфаты, хлориды, нитраты преобразуются в свободные минеральные кислоты, вследствие чего катионированная вода становится кислой (рН=4-5). Поток этой воды поступает в анионообменный фильтр 12, где происходит обмен анионов сильных кислот (хлоридов, сульфатов, нитратов), образовавшихся при Н-катионировании, на гидрокислотные ионы, содержащиеся в анионите, и таким образом, получается частично обессоленная вода. Эта вода содержит в своем составе остаточные катионы жесткости (главным образом натрия), проскочившие через катионообменные фильтры 10 и 11 и анионы кремниевой кислоты. Далее частично обессоленная вода подается в декарбонизатор 13, где происходит удаление свободной углекислоты для создания благоприятных условий для последующего поглощения кремниевой кислоты анионитом. Из декарбонизатора часть частично обессоленной воды подается в катионообменный фильтр 11, часть - потребителю, часть потока поступает для дальнейшего более глубокого обессоливания на вторую ступень очистки в катионообменный фильтр 14, где освобождается от катионов жесткости, проскочивших через катионообменные фильтры 10 и 11. Далее поток умягченной воды подается в анионообменный фильтр 15, где происходит обмен аниона кремниевой кислоты на гидроксильный ион, содержащийся в анионите. Таким образом получается обессоленная вода, которая используется
в качестве добавочной или питательной воды для котельных и водогрейных установок.
Конденсат с температурой 75-85°С поступает в узел приема конденсата. Пройдя трубное пространство теплообменника, конденсат охлаждается до температуры 40-50°С. В зависимости от температуры конденсата, контроль которой осуществляется автоматической системой 3, регулируется расход конденсата с помощью арматуры 2, установленной после теплообменника 1. В зависимости от качества конденсата, контроль которого осуществляется автоматической системой, включающей анализаторы электропроводности 4, солесодержания 5, содержания нефтепродуктов 6, а также рН-метр 7, он подается либо в дренажную систему (на схеме не показана), либо на смешение с частично обессоленной водой, выводимой из декарбонизатора 13, либо на смешение с обессоленной водой, выводимой из анионообменного фильтра 15 второй ступени обессоливания, либо на узел очистки конденсата. Подача и расход конденсата регулируются арматурой 2.
При подаче на узел очистки конденсат поступает в фильтр тонкой очистки, где происходит удаление железа (Fe3+). Далее конденсат подается в катионообменный фильтр, где происходит очистка от органических веществ. Очищенный конденсат направляют либо на смешение с частично обессоленной водой, выводимой из декарбонизатора 13, либо на смешение с обессоленной водой, выводимой из анионообменного фильтра 15 второй ступени обессоливания.
Предлагаемая установка подготовки воды для котельных и водогрейных установок позволяет сократить затраты на подготовку воды и уменьшить количество сточных вод за счет включения в схему дополнительного узла очистки конденсата. Кроме того, предвключенный катионообменный фильтр, установленный перед первой ступенью обессоливания, и декарбонизатор, установленный после первой ступени обессоливания,
приводят к улучшению качества получаемой воды по солесодержанию и остаточному содержанию кремниевой кислоты.
1. Установка подготовки воды для котельных и водогрейных установок, содержащая узел приема конденсата и узел углубленной очистки воды, состоящий из первой ступени обессоливания, включающей катионообменный и анионообменный фильтры, и второй ступени, включающей катионообменный и анионообменный фильтры, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит узел очистки конденсата, включающий фильтр тонкой очистки и катионообменный фильтр, при этом узел углубленной очистки воды дополнительно содержит предвключенный катионообменный фильтр, установленный перед катионообменным фильтром первой ступени, а перед катионообменным фильтром второй ступени обессоливания воды установлен декарбонизатор.
2. Установка подготовки воды для котельных и водогрейных установок по п.1, отличающаяся тем, что узел приема конденсата содержит теплообменник, регулирующую арматуру, теплообменник, а также систему автоматического контроля температуры и качества конденсата, включающую анализаторы электропроводности, солесодержания, содержания нефтепродуктов и рН-метр.
