Водоподготовка для подпитки теплосети

В производстве спирта необходимы подогрев и охлаждение оборудования, например, при ректификации. Теплосъем производится оборотной водой с ее охлаждением в градирнях. Использование необработанной воды приводило к зарастанию труб теплообменников через 2 недели. Карбонатные осадки с железом и биоорганическими загрязнениями приходилось высверливать.

Для стабилизации работы оборудования была предложена схема (рис. 4.9), включающая умягчение воды, смешение ее с исходной, чтобы жесткость составила около 1 мг-экв/л, и пропорциональное дозирование в эту воду полифосфатов. Для обеспечения постоянной подачи воды в систему применена установка умягчения воды «непрерывного» действия. В такой установке постоянно эксплуатируется 1 фильтр, а второй, регенерированный, находится в резерве. После исчерпания емкости первого фильтра на очистку воды включается второй, а первый регенерируется.

Ввод раствора полифосфата производится системой пропорционального дозирования. Она включает счетчик воды с импульсным выходом, который дает сигнал после прохождения каждого литра воды, насос-дозатор с регулируемым объемом подачи на 1 импульс и емкость для хранения и приготовления реагента. Расход реагентов был рассчитан для выбранной жесткости, исходя из обеспечения стабильности воды.

Установка водоподготовки (рис. 4.9) обеспечила нормальное функционирование системы оборотного водоснабжения. Аналогичные системы водоподготовки установлены для подпитки тепловых сетей.

а

б

Рис. 4.9. Установка подготовки подпиточной воды для оборотного водоснабжения ( а ) и ее вид ( б ):

1 – редуктор; 2, 3, 12, 13 – краны; 4, 5 – ротаметры; 6 – узел умягчения; 7 – солерастворитель; 8 – импульсный водосчетчик; 9 – насос-дозатор; 10 – расходная емкость; 11 – емкость приготовления раствора полифосфата; 14 – градирня; Z 11 – промывной фильтр

Более высокие требования к воде для подпитки теплосетей требу ют и более глубокой очистки воды. Так для подпитки теплосетей в г. Москве очищенная вода после деаэрации и коррекции рН должна соответствовать следующим требованиям:

Общая жесткость – не более 50 мкг-экв/л

Содержание растворенного кислорода – не более 30 мкг/л

Содержание свободной угольной кислоты – 0

Значение рН 9–9,5

Содержание нефтепродуктов – не более 1 мг/л

Количество взвешенных веществ – не более 5 мг/л

На ряде районных и квартальных тепловых станций г. Москвы введены в эксплуатацию установки очистки воды производительностью 35–100 м³/ч. Очистка воды в этих установках проводится обратным осмосом.

Исходной является вода Московского водопровода с общим солесодержанием около 400 мг/л, общей жесткостью около 4 мг-экв/л и с повышенным содержанием остаточного хлора.

Учитывая данный состав воды, отсутствие в ней растворенного железа и наличие свободного хлора, в установках водоподготовки принята аппаратурно-технологическая схема, которая включает в себя системы предподготовки исходной воды, узел обессоливания воды на обратноосмотических мембранах и узел кондиционирования пермеата (рис. 4.10).

Рис. 4.10. Схема установки водоподготовки «ЭНЕРГО» очистки воды методом обратного осмоса:

1 – фильтр 5 мкм; 2 – датчик окислительно-восстановительного потенциала; 3 – датчик давления; 4 – кондуктометр; 5 – рН-метр; 6 – насос высокого давления;
7 – насос промывки; 8 – расходомер; 9 – мембранный блок; 10 – бак промывки;
11 – электромагнитный клапан; ЗР 1-6 – задвижка ручная; КШ 1 – кран шаровой

Для снижения концентрации в воде взвешенных частиц размером более 20 мкм предназначен узел грубой предварительной фильтрации на фильтрах с автоматической промывкой. Удаление основной массы взвешенных и коллоидных частиц из воды производится на насыпном фильтре (на схеме не показан). Окончательное удаление взвесей производится на картриджных многопатронных фильтрах с рейтингом 5 микрон, которые расположены в блоке обратного осмоса.

Для защиты мембран обратного осмоса предусмотрены 2 блока дозирования реагентов в исходную воду. Для нейтрализации пагубного действия активного хлора на полиамидные композитные мембраны обратного осмоса предусмотрено дозирование бисульфита натрия, который восстанавливает элементарный хлор до аниона Cl^–. При этом происходит также снижение концентрации растворенного кислорода. Количество вводимого реагента регулируется по величине окислительно-восстановительного потенциала.

С целью препятствования осадкообразованию на мембранах блока обратного осмоса в поток методом пропорционального дозирования вводятся микроколичества ингибитора отложений, которые некоторые называют антискалантом.

Блок обратного осмоса установки водоподготовки «ЭНЕРГО-100» производительностью 100 м³/ч состоит из 4 многопатронных картриджных фильтров, в каждом из которых 7 фильтрующих элементов глубинной фильтрации длиной 1 м с рейтингом 5 мкм, и 18 мембранных модулей по 6 рулонных элементов в каждом. Мембранные модули расположены в 3 секции, причем в первой секции 9 модулей, во второй – 6, а в третьей – 3. В секциях модули соединены параллельно по фильтрату и концентрату, а секции соединены последовательно по концентрату. Как указывалось выше, этим обеспечивается номинальный гидродинамический режим каждой мембраны обратного осмоса и экономия исходной воды.

Как фильтры, так и корпуса мембранных модулей выполнены из нержавеющей стали, что обеспечивает долговечность работы этого оборудования водоподготовки и устойчивость к кислотным и щелочным моющим средствам. В установке водоподготовки применяются мембранные элементы типа 8040 диаметром 200 мм и длиной 1 м .

При обессоливании воды методом обратного осмоса водородный показатель воды снижается с 7 до 5–5,5. Для повышения рН пермеата до заданных по нормам значений производится дозирование в него щелочи.

Установки водоподготовки оснащены блоком промывки мембран обратного осмоса, который представляет собой бак и насос, а также необходимые стационарные коммуникации и арматуру.

Установки водоподготовки оснащены всеми необходимыми датчиками температуры, проводимости, рН, окислительно-восстановительного по тенциала, давления и расхода, управляются контроллером Allen - Bradley / Sie ­ mens с сенсорной жидкокристаллической панелью управления и легко интегрируются в АСУТП верхнего уровня предприятий, на которых они установлены.

На рис. 4.11 представлен внешний вид блоков обратного осмоса производительностью 35 м³ /ч.

Рис. 4.11. Блок обратного осмоса установки водоподготовки «ЭНЕРГО-35», установленной на теплостанции.