【正文】 離子交換劑是強酸性陽離子交換樹脂（型號0017）和磺化煤，樹脂交換容量大，交換速度快，但價格比較比較高；而磺化煤的交換容量小，速度慢，但價格低，綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)性考慮，采用0017型樹脂。鈉離子交換軟化系統(tǒng)一般為單級和雙級。當(dāng)原水硬度＜8mmol/l時，經(jīng)單級鈉離子交換后，可以作為鍋爐給水。本設(shè)計中水的總硬度為5mmol/l＜8mmol/l，所以采用單級系統(tǒng)。綜上所述，本設(shè)計水處理方案采取固定床逆流再生單級鈉離子交換器。 給水處理系統(tǒng)的選擇表6固定床鈉離子交換器計算指標(biāo)序號指標(biāo)名稱單級或雙級第一級雙級第二級固定床順流再生固定床逆流再生①固定床逆流再生樹脂樹脂樹脂1運行軟化速度m/h20～3020～30≯602小反洗流速m/h——5～10——時間min——3～5——3反洗②流速m/h151515時間min1515154再生再生劑耗量g/mol100～12080～100400質(zhì)量分?jǐn)?shù)%5～85～85～8流速m/h4～62～54～65置換流速m/h同再生流速時間min計算確定6小正洗流速m/h——10～15——時間min——5～10——7正洗流速m/h15～2015～2015～20每1m179。交換劑耗水量m179。/m179。3～63～62～68每1m179。交換劑耗水量mol/m179。(800～1000)(800～1000)(800～1000)①固定床逆流再生再生的反洗系指大反洗。當(dāng)再生劑耗量逐漸上升或出水質(zhì)量逐漸下降時，要考慮進(jìn)行一次大反洗。一般運行運行10～20個周期要進(jìn)行一次大反洗。②置換時間按置換水量（～1倍計算）除以置換水流量（交換器面積置換流速），即t，min。上表摘自《燃油燃?xì)忮仩t及鍋爐房設(shè)計[3]，表512》（無頂壓）各項指標(biāo)計算數(shù)據(jù)匯總表7 常用逆流再生鈉離子交換器（無頂壓）各項指標(biāo)計算數(shù)據(jù)匯總序號指標(biāo)名稱離子交換器直徑216。500216。500216。500216。500216。500216。500樹脂樹脂樹脂樹脂樹脂樹脂1鈉離子交換 劑交換層高度m2222交換層裝載量Kg2355281256282750247856壓層高度m壓層裝載量Kg3170126283502786交換劑總裝載量Kg26659813823110552686422交換劑工作交換容量mol /臺26559614133181565288383小反洗流速m/h101010101010時間min555555耗水量m179。4再生NaCl100%再生劑單耗KgNaCl/mol再生劑總耗Kg318再生液質(zhì)量分?jǐn)?shù)%777777再生流量m179。/次再生流速m/h2時間min5555747474745置換流速m/h2時間min4548耗水量m179。6小正洗流速m/h10時間min5耗水量m179。7正洗流速m/h15～20每1m179。交換劑耗水量m179。/m179。4耗水量m179。8再生軟化水耗量m179。9再生清水總耗量m179。上表摘自《燃油燃?xì)忮仩t及鍋爐房設(shè)計[3]，表513》本工藝的蝸殼式燃?xì)鉂癖呈饺爻体仩t對給水和爐水的水質(zhì)要求如下：給水總硬度≤ mmol/L；給水懸浮物≤5 mg/L；給水含氧量≤ mg/L；爐水總堿度≤20；給水PH值≥7；爐水溶解固形物3500 mg/L。表8　燃用固體燃料的水管鍋爐、水火管組合鍋爐、燃粙及燃?xì)獾乃|(zhì)標(biāo)準(zhǔn)燃用固體燃料的水管鍋爐、水火管組合鍋爐、燃粙及燃?xì)獾乃|(zhì)標(biāo)準(zhǔn)項目單位給水爐水工作壓力MPa≤＞≤＞≤≤①＞≤＞≤懸浮物mg/L≤5≤5≤5總硬度mmol/L≤≤≤總堿度無過熱器mmol/L≤22≤20≤14有過熱器mmol/L≤14≤12PH（25℃）≥7≥7≥710～1210～1210～12含油量mg/L≤2≤2≤2溶解氧②mg/L≤≤≤溶解固形物③mg/L＜4000＜3500＜3000mg/L＜3000＜2500mg/L10～4010～4010～40mg/L10～30④10～30相對堿度（）＜＜＜上表摘自《燃油燃?xì)忮仩t及鍋爐房設(shè)計[3]，表52》①當(dāng)鍋爐額定蒸發(fā)量≤2t/h時，采用爐內(nèi)加藥處理時，其給水、爐水應(yīng)符合上表規(guī)定，但鍋爐爐水的溶解固形物應(yīng)≤4000 mg/L。②當(dāng)鍋爐額定蒸發(fā)量＞2t/h時，均要除氧；額定蒸發(fā)量≤2t/h的鍋爐應(yīng)盡量除氧和注意防腐蝕。對于供汽輪機用汽的鍋爐給水含量均應(yīng)≤ mg/L。若采用化學(xué)除氧，則監(jiān)測鍋爐水的亞硫酸根含量。③如果測定溶解固形物有困難時，可采用采用測定氯化物（Cl1）的方法來間接控制。④僅用于供汽輪用汽的鍋爐。表9　軟化水處理計算序號名稱符號單位計算公式數(shù)值備注1需要軟化水量①m179。/h已知2原水（進(jìn)水）總硬度mmol/L已知3軟化水（出水）硬度mmol/L已知水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)≤4離子交換劑選定0017強酸陽離子樹脂5軟化速度m/h查上表計算指標(biāo)256交換器計算面積m178。F＝Q/v＝7交換器同時工作臺數(shù)臺選定18交換器選用臺數(shù)②臺2或n+1＝1+12其中一臺備用9交換器直徑m選定10交換器實際面積m178。F1＝178。11實際軟化速度③m/h12樹脂工作交換容量mol/m179。查上表計算指標(biāo)100013交換層高度m查上表214壓層高度m查上表15交換層樹脂體積m179。16交換層樹脂總裝載量Kg/臺1468～17每臺交換器工作交換容量mol/臺157018軟化水產(chǎn)量m179。/臺29819再生轉(zhuǎn)換軟化自耗量m179。/(臺次)查上表20軟化供水量m179。/臺21交換器運行延續(xù)時間h/Q22再生一次耗鹽量Kg/臺15723配制再生一次耗鹽量t/(臺次)為再生液質(zhì)量分?jǐn)?shù)，取24再生用清水總耗量④m179。/(臺次)查上表25每臺交換器周期總耗水量m179。/臺26交換器進(jìn)水小時平均流量⑤m179。/h27交換器正洗流速m/h查上表指標(biāo)計算2028交換器進(jìn)水小時最大流量m179。/h①軟化水的需要量應(yīng)包括鍋爐補給水量、鍋爐排污量、采暖熱網(wǎng)補給水量及其他用途的軟化水量。②鈉離子交換器至少有一臺再生備用。若不設(shè)備用時，軟化水箱的容積應(yīng)能貯存離子交換再生時間（約3h）加1h（即4h）的軟化水需要量：此時交換器實際運行延續(xù)時間（即周期）為（T4）h。③當(dāng)n2，尚應(yīng)核算（n1）臺時的實際軟化速度，m/h，核算應(yīng)在允許軟化速度范圍內(nèi)。④再生用清水總耗量包括小反洗、配制再生液的耗水量和小正洗、正洗耗水量。若再生液用軟化水制備時，應(yīng)將Qb扣除，而再生轉(zhuǎn)換軟化水自耗量（qc）應(yīng)計入Qb。各項耗量可查上表。⑤固定床逆流再生一般不設(shè)置反洗水箱，但進(jìn)水最大流量應(yīng)滿足正反洗流量的需要。（鹽液）的配制和貯藏表10　再生液（鹽液）的配制和貯藏序號名稱符號單位計算公式或依據(jù)數(shù)值1每次還原理論耗鹽量Kg計算值1572還原鹽液濃度%取值73配制鹽液用水量m179。4還原一次衡鹽液池容積m179。5飽和鹽液濃度室溫下取值266還原一次濃鹽液池容積m179。7稀鹽液池容積m179。按二次還原計算8濃鹽液池容積m179。按四次計算9鹽溶液泵容量m179。/h10還原時間min取值4511鹽溶液泵揚程mmH2O由鹽液系統(tǒng)取值15～2012鹽溶液泵選擇102型泵2臺 鍋爐除氧設(shè)備的選擇 除氧設(shè)備選擇計算水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，額定蒸發(fā)量大于2t/h的蒸氣鍋爐的給水和供水溫度大于95℃的熱水鍋爐的循環(huán)水要進(jìn)行除氧處理。除氧的方法常用熱力除氧、真空除氧、和化學(xué)藥劑除氧，其它除氧方法使用的不多。熱力除氧是使用最廣泛的一種除氧方法，其工作可靠、效果穩(wěn)定。本設(shè)計就采用熱力除氧的方法。熱力噴霧式除氧器是使用最為廣泛的一種除氧方法，其工作可行、效果穩(wěn)定，出水含氧量≦ mg/L。熱力除氧當(dāng)前產(chǎn)品出力有7 t/h等種，配套水箱體積約為半小時除氧水量。，工作溫度為104～105℃，～，進(jìn)水溫度對于噴霧式除氧器不低于40℃。鍋爐房待除氧的最大水量采用QR3型噴霧器一臺，額定出力為20，水箱容積為10 m179。， MPa。工作溫度104℃，出水含氧量≦ mg/L。安裝尺寸為646645941612。 除氧設(shè)備耗氣量計算當(dāng)除氧器設(shè)有排氣冷卻時，除氧器氣中的蒸氣損失量約為除氧器總耗氣量的1%。因此，除氧器的實際耗氣量為：連續(xù)排污擴(kuò)容器產(chǎn)生的二次蒸氣除氧器的新蒸氣耗量＝ 鍋爐排污設(shè)備的選擇計算 鍋爐的排污系統(tǒng)本設(shè)計所選用的鍋爐有排污裝置，為了節(jié)能設(shè)計中選用了連續(xù)排污過容器一臺，以回收部分排污水的熱量。擴(kuò)容器產(chǎn)生的二次蒸氣直接給排污降溫池，鍋爐的定期排污引入排污降溫池，冷卻至40℃以下再排入下水道。 排污擴(kuò)容器選擇計算在排污過容器中，由于壓力降低而汽化所形成的二次蒸氣量可按下式計算： ＝ kg /h式中：——進(jìn)入過容器的排污水量，近似取用鍋爐排污量，≈＝ 1000＝； ——鍋爐工作下壓力飽和水的焓，P＝ ，＝ ； ——擴(kuò)容器工作壓力下飽和水的焓，＝ kJ/kg； ——擴(kuò)容器壓力下飽和水蒸氣的焓，＝ kJ/kg； ——二次蒸氣的干度，； ——排污管損失系數(shù)，；所以： ＝＝＝ kg /h；擴(kuò)容器所需容積： V＝ m3式中： K——容積富裕系數(shù)，； v——二次蒸氣比容，為 m3/kg； ——擴(kuò)容器中，單位容積的蒸氣分離強度，設(shè)計取400 m3/ m3h；所以： V＝＝ ＝ m3根據(jù)計算所需擴(kuò)容器容積， 其技術(shù)參數(shù)如下：容積： m3；工作壓力： MPa介質(zhì)：蒸氣。 降溫池的選擇根據(jù)所選擇的排污擴(kuò)容器的大小來選擇， m3；所以選擇一個容積為1 m3的玻璃鋼水箱即可。 水處理設(shè)備的布置（1）為使廠房結(jié)構(gòu)簡化，將笨重設(shè)備如陽離子交換器布置在廠房下層的地面上；（2）避免把離子交換器、凝結(jié)水箱等臨窗布置 ，以便充分利用自然照明；（3）除氧器水箱最低水面與給水泵進(jìn)口高差不小于7～8米；（4）離子交換器布置：①如交換器體積太大，不能從門窗運入時，在墻上預(yù)留安裝孔。②交換哭間距不小于D+700mm，D為交換器外徑；（5）生水加壓泵和鹽液泵：本設(shè)計利用自來水加壓，～，不設(shè)深水加壓泵。 汽水系統(tǒng)主要管道管徑的確定1 . 市政給水管徑的確定市政給水的總流量，即為鍋爐房最大用水水量。根據(jù)管內(nèi)推薦水速為2 m/s，由下式可進(jìn)行計算： ＝ 2000 mm式中：——供水管徑，mm； G0——供水管中的水流量，t/h； w——管內(nèi)推薦流速， m/s；＝ 2000＝ mm因此，本設(shè)計選用管徑 DN50可完全滿足使用要求。2. 蒸氣管道的管徑蒸氣管道的管徑可按下式計算： ＝ mm 式中：——蒸氣管徑，mm； G——管內(nèi)蒸氣的質(zhì)量流量，t/h； w——管內(nèi)蒸氣的流速，m/s； v——管內(nèi)蒸氣的比容，m3/kg。表11　管道內(nèi)流速選定及管徑計算結(jié)果表管道名稱飽和蒸氣二次蒸氣Dg2