ВОДОСНАБЖЕНИЕ.   НАРУЖНЫЕ СЕТИ И СООРУЖЕНИЯ

СНиП 2.04.02-84*

Приложение 12

Рекомендуемое

РАСЧЕТ РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ВОДЫ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ КАРБОНАТНЫХ И СУЛЬФАТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

1. При подкислении воды дозу кислоты Д_кис, мг/л, в расчете на добавочную воду следует определять по формуле

Д_кис=100е_кис(Щ_доб-Щ_об / К_у)/С_кис,              (1)

где    е_кис — эквивалентный вес кислоты, мг/мг-экв, для серной кислоты — 49, для соляной — 36,5;

Щ_доб — щелочность добавочной воды, мг-экв/л;

Щ_об — щелочность оборотной воды, устанавливающаяся при обработке воды кислотой, мг-экв/л;

С_кис— содержание Н₂SO₄ или НСl в технической кислоте, %;

К_у — коэффициент концентрирования (упаривания) солей, не выпадающих в осадок, определяемый К_у=(Р₁+Р₂+Р₃)/Р₂+Р₃=Р/Р₂+Р₃

где Р_1, Р_2, Р₃ — потери воды из системы на испарение, унос ветром и сброс (продувку), %, расхода оборотной воды.

Щелочность оборотной воды Щ_об надлежит определять по формуле

             (2)

             (3)

где    y — величина, зависящая от общего солесодержания оборотной воды, S_об и температуры охлажденной воды t₂ принимаемая по табл. 1;

(Са)_доб — концентрация кальция в добавочной воде, мг/л;

(СО₂)_охл — концентрация двуокиси углерода в охлажденной воде, мг/л, определяемая по табл. 2 в зависимости от щелочности добавочной воды и коэффициента упаривания воды в системе К_у,

(СО₂)_доб — концентрация двуокиси углерода в добавочной воде, мг/л.

Таблица 1

Продолжение таблицы 1

Таблица 2

Величина солесодержания оборотной воды S_об, мг/л, определяется по формуле

S_об=S_доб К_у              (4)

где S_доб - солесодержание добавочной воды, мг/л.

При обработке воды кислотой продувку системы оборотного водоснабжения допускается не предусматривать, если при уносе воды ветром на охладителе и отборе воды на технологические нужды коэффициент упаривания не достигает величины, при которой происходит увеличение концентрации сульфатов, вызывающее выпадение сульфата кальция.

Сульфат кальция не выпадает в системе оборотного водоснабжения, если произведение активных концентраций ионов Са²⁺ и в оборотной воде не превышает произведение растворимости сульфата кальция

             (5)

где f_и — коэффициент активности двухвалентных ионов, принимаемый по табл. 3 в зависимости от величины m-ионной

силы раствора (охлажденной воды), г-ион/л, определяемой по формуле

             (6)

где    С_HCO3 , С_Na, С_Mg, C_Ca — концентрация ионов бикарбонатных, натрия, магния и кальция в добавочной воде, г-ион/л;

C_Cl, C_SO4— концентрация ионов хлоридного и сульфатного в подкисленной добавочной воде, г-ион/л, принимаемая:

при подкислении серной кислотой

             (7)

при подкислении соляной кислотой

             (8)

где     С_Cl и С_SO4 — концентрация ионов хлоридных и сульфатных в добавочной воде до подкисления, г-ион/л;

Д_кис — доза кислоты, мг/л, определяемая по формуле (1);

ПР_CaSO4 —произведение растворимости сульфата кальция (константа), при температуре воды 25—60 °С следует принимать равным 2,4 Ч10^-5

Если без продувки оборотной системы условие по формуле (5) не выдерживается, то необходимо предусматривать продувку, величина которой обеспечит выполнение этого условия.

Таблица 3

2. При рекарбонизации дозу двуокиси углерода Д_CO2; мг/л, в расчете на расход оборотной воды следует определять по формуле

             (9)

Введение дымовых газов, очищенных от золы, или газообразной двуокиси углерода в оборотную воду следует предусматривать с помощью газодувок через барботажные трубы или водоструйных эжекторов. Расход дымовых газов q_дг, м³/ч, при нормальном атмосферном давлении 0,1 МПа (1 кгс/см²) и температуре 0°С следует определять по формуле

q_дг=10⁴Д_СО2q_охл / С_СО2b_испg              (10)

где    q_охл — расход оборотной воды, м³/ч;

С_СО2 — содержание СО₂ в дымовых газах, % по объему, определяется по данным анализа дымовых газов.

При отсутствии этих данных допускается принимать содержание СО₂ в дымовых газах от сжигания: угля — 5—8%, нефти и мазута — 8—12%; доменного газа — 15—22%; при введении в воду чистой газообразной двуокиси углерода С_СО2 принимается равным 100%;

b

_исп — степень использования двуокиси углерода, %, принимаемая при введении ее в воду с помощью водоструйных эжекторов, равной 40—50%, с помощью газодувок и барботажных труб — 20—30%,

g

— объемный вес дымовых газов при нормальном атмосферном давлении и температуре 0°С, гс/м³ (при отсутствии фактических данных допускается принимать 2000 гс/м³).

При введении дымовых газов или газообразной двуокиси углерода в оборотную воду с помощью газодувок барботажные трубы следует погружать под слой воды не менее 2 м. При использовании водоструйных эжекторов следует насыщать дымовыми газами или двуокисью углерода часть оборотной воды, которая затем смешивается со всем объемом воды.

Количество воды z_об, %, общего расхода оборотной воды, которое должно быть пропущено через водоструйные эжекторы, следует определять по формуле

             (11)

где М_СО2 — растворимость двуокиси углерода в воде, мг/л, при данной температуре и парциальном давлении 0,1 МПа (1 кгс/см²), принимаемая по табл. 4.

Таблица 4

Устройства для растворения в воде двуокиси углерода и транспортирования воды, насыщенной двуокисью углерода, должны приниматься из коррозионно-стойких материалов.

При расчете дозы двуокиси углерода по формуле (9) необходимо задаться величиной продувки Р₃ и определить добавку воды Р.

Если при заданной продувке величина z получится нецелесообразной по технико-экономическим расчетам, то следует увеличить продувку Р₃ или применить другой метод стабилизационной обработки воды — подкисление или фосфатирование.

3. Концентрация фосфатного реагента (триполифосфата или гексаметафосфата натрия в расчете на Р₂О₅) в оборотной воде должна поддерживаться равной 1,5—2 мг/л. При этом в расчете на расход добавочной воды необходимая доза реагента должна составлять 1,5—2,5 мг/л по Р₂О₅ или 3—5 мг/л по товарному продукту.

При обработке воды фосфатами для предупреждения накипеобразования надлежит предусматривать продувку Р₃, %, определяемую по формуле

P₃ = P₁ / (К_у.доп - 1) - Р₂              (12)

где    К_у.доп — допустимый коэффициент упари-вания воды, определяемый по формуле

К_{у.до п}= (2 - 0,125Щ_доб)(1,4 - 0,01t₁)(1,1 - 0,001Ж_доб),              (13)

где    t₁, — температура оборотной воды до охладителя, °С,

Ж_доб— жесткость общая добавочной воды, мг-экв/л.

Значения Р₁ и Р₂, принимаются согласно п. 11.9. Метод фосфатирования следует применять при К_у.доп>1и величинах продувки, целесообразных по технико-экономическим расчетам. При величинах К_у.доп<1 надлежит применять подкисление или комбинированную фосфатно-кислотную обработку воды.

4. При комбинированной фосфатно-кислотной обработке воды дозу кислоты Д_кис, мг/л, в расчете на расход добавочной воды следует определять по формуле

Д_кис=100е_кис(Щ_доб-Щ_доб.пр) / С_кис,              (14)

где    Щ_доб.пр — предельная величина щелочности добавочной воды, мг-экв/л, при которой предотвращение карбонатных отложений при заданных условиях (t₁, К_у и Ж_доб) достигается фосфатированием, определяется по формуле

Щ_доб.пр = 16-К_у / 0,125(1,4-0,01t₁)(1,1-0,01Ж_доб).              (15)

Метод комбинированной фосфатно-кислотной обработки воды следует применять при

0<Щ_доб.пр<Щ_доб              (16)

При Щ_доб.пр>Щ_доб надлежит предусматривать только фосфатирование, при Щ_доб.пр <0— подкисление.

Дозу фосфатного реагента (триполифосфата или гексаметафосфата натрия) следует принимать равной 3—5 мг/л по товарному продукту в расчете на расход добавочной воды и уточнять в процессе эксплуатации.