Повышение эффективности реагентной предочистки воды на ТЭС моделированием термодинамических процессов и операций управления

• Автор: Сергеев, Сергей Леонидович
• Шифр специальности: 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 185 с. : ил.

1.1 Понятие предварительной обработки воды, общие положения .

1.2 Физикохимические основы коагуляции . . . . .

1.3 Известкование воды . . . . . . . .

1.4 Теоретические основы процесса осветления воды в слое взвешенного осадка. . . . . . . . . . .

1.5 Программы моделирования химических и физикохимических рав

новесии в растворах электролитов .

1.6 Выводы по обзору литературы и постановка задачи . . .

Глава 2. Разработка математической модели процессов и аппаратов блока предварительной очистки воды на примере реальной ТЭС . .

2.1 Описание блока предварительной очистки воды ВПУ НЧ ТЭЦ .

2.1.1. Назначение и описание стадии предварительной очистки воды .

2.1.2. Контроль за работой осветлителя

2.1.3. Влияние работы осветлителя на обессоливающую установку .
2.2. Системный анализ блока предварительной очистки воды НЧ ТЭЦ .
Глава 3. Термодинамика и кинетика химических равновесий и физикохимических процессов в разбавленных водных растворах. Методы составления и решения системы уравнений . . . . .
3.1. Формулировка задачи расчета состава воды и результатов предочистки как термодинамического равновесия . . . .
3.2. Химическая переменная
3.3. Уравнение изотермоизобары реакции. Константа химического
равновесия. п
3.4. К способу решения системы уравнений по соответствию
концентраций константам равновесий
3.5 Учет неидеальности газов и растворов электролитов
3.6 Выбор значимых химических реакций и физикохимических
3.6.1 Формализация состава и строения водных теплоносителей для
3.6.2 Значение примеси компоненты вещества и значение реакции. Критерии для включения компоненты в базис программы расчета .
3.7 Формулировка прямой задачи термодинамического расчета равновесного состава многофазной многокомпонентной природной водной системы. Принципы составления матрицы стехиометрических коэффициентов
3.8 Формулировка задачи расчета равновесного состава как обратной задачи термодинамического моделирования . . . . .
3.9 Методы решения системы нелинейных уравнений и неравенств. .
Глава 4. Результаты и обсуждение .
4.1 Качество исходной воды .
4.2 Расчеты по реагентной обработке исходной камской воды . .
4.3 Анализ работы блока предварительной очистки воды на НЧТЭЦ .
4.4 Разработка экономичного режима предварительной очистки воды
4.5 Рекомендации по поддержанию оптимальных режимов предварительной очистки воды . . . . . . . .
Глава 5. Расчетные компьютерные программы Предварительная очистка воды на Набережночелнинской ТЭЦ с возможностями расчета результатов обработки и функциями тренажера
5.1. Прикладная программа и методика работы. . . . .
5.2. Возможности программы . . . . . . .
5.3. Помощник программы . . . . . . . .
Выводы .
Список литературы


Разрыв между вводом извести и ПАА должен составлять мин. Оборудование для коагуляции должно быть предусмотрено во всех случаях известкования воды в осветлителях, работающих с контактной средой из ранее образовавшегося взвешенного шлама. Основное назначение это снижение щелочности исходной воды. При этом происходит некоторое снижение жесткости воды и уменьшение количества сухого остатка , 3. Природную щелочность воды обуславливает присутствие бикарбонат ионов нсоз, находящихся в состоянии химического равновесия с недиссоциированной угольной кислотой и карбонатионами. Рисунок 1. Схема процесса известкования воды 1 исходная вода 2 поверхностный подогреватель 3 осветлитель 4 ввод извести 5 ввод коагулянта 6 промежуточный бак 7 перекачивающий насос 8 механический фильтр 9 на ионитные фильтры и на потребление сброс осадка в канализацию греющий пар конденсат греющего пара. Декарбонизация воды, то есть снижение е щелочности, достигается путем повышения воды выше 9 с одновременным выводом из сферы реакции осаждением образующихся карбонатионов в составе трудно растворимого соединения СаСОъ. Для этого в обрабатываемую воду вводят известь в виде раствора или суспензии известкового молока. СаОН СсОН2 1. Саи и он
СаОН2 Са2 ЮН 1. НОН Н 1. Приведенные уравнения лишь примерно отражают процессы, происходящие при известковании, так как они предполагают, что все ионы Са2 выделяются в виде СаСОъ и все ионы в составе МОН. Доза извести определяется в зависимости от состава исходной воды. Сам. НСи. С0СИ то магний входит в некарбонатную жесткость, и в этом случае его осаждать не требуется, тогда доза извести определяется из уравнения. Ои Сил НСи. С0тст к где Си. ИСив в концентрации соответственно углекислоты и бикарбонатов в исходной воде, мгэквл. Остаточная карбонатная щелочность СОъив при Жив Щия определяется приближенно на основании опыта промышленных установок. Щ Щ жив а. Саи. НСи,. Ои Сив. НСив 2Сост Саив Ии где Ии избыток извести, принимаемый равным 0, 0,3 мгэквл. Как видно из уравнения, известь на осаждение коагулянта в этом случае не учитывается. На тепловых электростанциях России известкование применяют главным образом перед натрийкатионированием добавочной воды барабанных котлов среднего давления и питательной воды испарителей на станциях, оборудованных котлами любого типа и давления. В последнее время известкование находит широкое применение перед химическим обессоливанием воды. I. Результаты обработки воды ряда водоисточников оказываются более устойчивыми в отношении удаления органических соединений, С и железа. II. Уменьшается количество Нкатионитных фильтров, что при большой производительности установки существенно упрощает е сооружение и эксплуатацию. III. Наличие продувочных вод осветлителей, содержащих щелочные компоненты карбонат кальция и гидроксид магния, упрощает задачу нейтрализации кислых регенерационных стоков водородкатионитных фильтров. Для известкования применяются осветлители нормального ряда, разработанные СКБ ВТИ 9. МдОН2 к содержанию соединений кальция в пересчете на СаС определяются из уравнения
ия. Сйи. Мдил и Саив соответственно содержание магния и кальция в исходной воде, мг эквл Мдоет и Саост соответственно остаточное содержание магния и кальция в известкованной воде, мгэквл Ои доза извести. З2Ка и ЖМд соответственно кальциевая и магниевая жесткость, удаляемая при известковании и определяемая экспериментально, мгэквл Ои доза извести при известковании, определяемая по уравнениям, мгэквл Ок доза коагулянта сернокислого железа при известковании, мгэквл. Вост остаточное содержание шлама, гмЗ. Конструкцией осветлителя предусматривается указанная выше последовательность ввода реагентов, однако, при наладке необходимо уточнять места вводов всех реагентов. Качество коагулированной воды зависит от состава исходной воды и соблюдения оптимальных условий коагуляции в осветлителе. Рис. Схема осветлителя типа ВТИ для коагуляции производительностью 0 мч 9 1 трубопровод исходной воды 2 воздухоотделитель 3 распределительные воронки 4 шт.