IV. Описание конструкции и принципа

РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ.

ОСВЕТЛИТЕЛЬ.

 

Обработка воды при коагуляции производится в осветлителях. Осветлителем называется аппарат, предназначенный для очистки воды методом осаждения или коагуляции и приспособлений для работы с взвешенным фильтром.

Взвешенный фильтр образуется в результате взаимодействия ионов солей, растворенных в воде, с ионами реагентов, специально вводимых в обрабатываемую воду.

Установленные на Витебской ТЭЦ осветлители ЦНИИ-3 производительностью 230 м³\ час состоят из следующих частей (см. рис.3).

- собственно осветлителя, в состав которых входят нижняя (входная) зона, центральная цилиндрическая зона, переходная зона и выходная зона;

- встроенного воздухоотделителя с восьмью разводящими трубами;

- встроенного шламоотделителя с восьмью шламоотводными трубами и трубной отсечки, отводящей осветленную воду из шламоотделителя в приемный карман;

- успокоительных вертикальных решеток;

- распределительной верхней решетки;

- сборного желоба.

Исходная вода, подогретая до необходимой температуры, по трубе ввода воды в осветлитель поступает в воздухоотделитель, где происходит удаление воздуха из нее за счет уменьшения скорости воды и резкого изменения направления движения.

Встроенный воздухоотделитель представляет собой цилиндрический сосуд с коническим днищем.

Вода подводится в верхнюю часть воздухоотделителя и, изменив направление движения на 180^о, попадает в нижнюю часть осветлителя, откуда через предохранительную решетку освобождающаяся от воздуха вода по центробежной трубе поступает в восемь распределительных труб. На каждой водораспределительной трубе в нижней горизонтальной части имеется по два насадка, оканчивающихся соплами, через которые вода поступает в нижнюю часть осветлителя, во входную его зону.

Реагенты дозируются: едкий натр и коагулянт в трубопровод сырой воды перед осветлителем, полиакриламид в воздухоотделитель.

Сопла, расположенные горизонтально, придают воде вращательное движение в нижней зоне рабочей камеры осветлителя. Это движение усиливает контакт воды с вводимыми реагентами, способствует равномерному распределению скоростей движения воды по сечению осветлителя, улучшая условия протекания процессов коагуляции.

Смесительные щелевые переборки, расположенные в верхней расширяющейся части входной зоны, способствуют перемещению воды. При проходе через их щели изменяется скорость движения воды, усиливается циркуляция шлама и контакт его с водой.

В нижней части осветлителя (включая часть центральной зоны) протекают основные химические реакции, происходит выделение продуктов, образующихся в результате реакции, в виде хлопьев. Реакции заканчиваются при дальнейшем продвижении воды по высоте осветлителя.

Образовавшийся шлам при движении в центральной цилиндрической зоне осветлителя образует взвешенный шламовый фильтр, на котором происходит задержание механических и частично коллоидных частиц.

Часть обрабатываемой воды вместе с увлекаемым осадком поступает из собственного осветлителя в шламоотделитель через отверстия шламоотводящих трубах.

Шлам уплотняется в нижней части шламоотделителя и удаляется в дренаж по трубопроводу непрерывной продувки.

Из шламоотделителя осветленная вода отводится по трубе с основным потоком коагулированной воды.

Большая часть воды (около 90%) проходит мимо шламоотделителя в верхней распределительной решетке, предназначенной для более равномерного распределения воды по всему сечению осветлителя. Пройдя через решетку, вода поступает через вырезы в сборный желоб, откуда сливается в приемный карман и далее в баки.

Поступление в приемное устройство части воды, прошедшей через шламоотделитель, называется «отсечкой».

При достижении уровня шлама пробоотборной точки 4 (верхний ряд окон) открыть задвижку на трубе отсечки до выхода прозрачной воды и открыть задвижку на линии непрерывной продувки.

Высота шламового фильтра регулируется величиной непрерывной продувки, а отсечка для каждой производительности должна регулироваться до выхода прозрачной воды и поддержания определенной высоты шламового фильтра.

Для контроля процесса коагуляции в осветлителе имеются точки отбора проб из разных зон осветлителя.

 

Ф И Л Ь Т Р Ы.

 

 

Фильтры, установленные на химводоочистке № 2 представляют собой цилиндрические сосуды со сферическими днищами, рассчитанные на рабочее давление 6 ати (см. рис. 4,5,6). В корпусе каждого фильтра имеются люки для осмотра и ремонта фильтра, а также лючок для гидроперегрузки фильтрующего материала.

Фильтры оборудованы системой трубопроводов и арматуры для подвода и отвода обрабатываемой и промывочной воды, регенерационного раствора, а также воздушником для удаления воздуха из фильтра.

На фильтрах имеются пробоотборные точки и манометры на входе воздуха. Внутренняя поверхность фильтров гуммирована.

Сферические днища фильтров конденсатоочистки бетонируются, поверхность бетона «железнится» и покрывается эпоксидной шпаклевкой; в механических фильтрах и Na-катионитовых фильтрах установлены безбетонные дренажные системы.

Фильтры оборудованы нижней дренажной системой, предназначенной для равномерного отвода воды из фильтра, и верхним распределительным устройством для распределения воды по всему сечению фильтра.

В фильтрах химводоочистки № 2 установлены нижние дренажные системы двух типов.

В фильтрах конденсатоочистки нижние дренажные системы состоят из коллектора, к которому крепятся трубы Ду 50 с отверстиями по всей длине. Поверх отверстий к трубам контактной сваркой приварены штампованные накладки со щелями 0,3-0,5 см.

Нижняя дренажная часть системы механических, Н- и Na-катионитовых фильтров установки подпитки теплосети и котлов состоит из стакана, к которому крепятся 4 коллектора Ду 100, уложенные по днищу фильтра. К каждому коллектору крепятся трубки Ду 50 с отверстиями и штампованными накладками в количестве 6 штук.

Верхнее распределительное устройство механических фильтров состоит из стакана, к которому радиально крепятся 16 труб Ду 50 с равномерно расположенными по всей длине отверстиями.

Верхнее распределительное устройство Н- и Na-катионитовых фильтров состоит из металлического стакана, к которому радиально крепятся трубы Ду 50 (8шт.) с равномерно расположенными по всей длине отверстиями. Верхнее распределительное устройство фильтров конденсатоочистки тарельчатое и состоит из отбойного листа и зонта, собранного из отдельных секторов из нержавеющей стали.

Механические фильтры загружаются дробленым антрацитом с диаметром зерен 0,8-1,5 мм. Высота загрузки антрацита 1,0 м. Н и Na-катионитовые фильтры конденсатоочистки и установки подпитки теплосети и котлов среднего давления загружаются сульфоуглем марки Ск-1 с диаметром дерен 0,5-1,1 мм.

Обвязка двух Na-катионитовых фильтров установки подпитки котлов среднего давления позволяет использовать их в схеме в качестве первой либо второй ступеней, а двух фильтров конденсатоочистки – в качестве Н-катионитовых фильтров, либо Na-катионитовых фильтров.

 

ДЕКАРБОНИЗАТОР.

 

Декарбонизатор – аппарат, служащий для удаления из воды углекислоты, образовавшейся в процессе Н-катионирования (рис.7).

Декарбонизатор представляет собой цилиндрический сосуд с внутренним диаметром 2,0 м и производительностью 200 т/час.

Внутренняя поверхность декарбонизатора имеет антикоррозионное покрытие.

В верхней части декарбонизатора расположена трубная доска с низкими и высокими патрубками. Низкие патрубки служат для равномерного распределения воды по всему сечению декарбонизатора, высокие – для сбора продуваемого воздуха и углекислоты.

Для увеличения поверхности соприкосновения воды с воздухом декарбонизатор загружается кольцами Рашига.

Для приготовления утечек воздуха сливной штуцер внизу декарбонизатора снабжен гидравлическим???

Расход воздуха при работе декарбонизатора, загруженного кольцами Рашига, должен составлять не менее 15 м³/м³ воды.

Освобожденная от углекислоты воды через гидрозатвор в нижней части декарбонизатора отводится в баки декарбонизированной воды.

Углекислота вместе с воздухом, поступившим от вентилятора в нижнюю часть декарбонизатора, удаляется в атмосферу. Для улавливания уносимых с воздухом брызг воды установлен брызгоуловитель.

 

Б А К И.

 

Для создания запасов воды с целью маневренности в работе, возможности выполнения регенерации на химводоочистке установлены баки коагулированной воды, декарбонизированной воды и т.д. Поверхность этих баков покрыта антикоррозийонным покрытием. Баки оборудованы дренажами, указателями и сигнализацией уровня.

 

Н А С О С Ы.

 

Насосами называются машины, предназначенные для транспортировки жидкостей и суспензий по трубопроводам.

По принципу действия насосы делятся на центробежные и поршневые.

Принцип действия центробежных насосов состоит в следующем: корпусе, имеющем форму улитки, вращается полое рабочее колесо лопатками, отбрасывающими перекачиваемую жидкость от центра к периферии, в кольцевой канал-улитку. Полость улитки заканчивается напорным патрубком для вывода жидкости из насоса в трубопровод (рис.8).

Вследствие непрерывного отвода жидкости к периферии, в центральной (полой) части рабочего колеса образуется разрежение, в результате чего жидкость из резервуара по трубопроводу, питающему насос, заполняет рабочее колесо. При вращении рабочего колеса процесс заполнения насоса и отвод из него жидкости происходит непрерывно до тех пор, пока вся система (резервуар, всасывающий трубопровод и насос) заполнены жидкостью.

Попадание воздуха в систему прерывает работу насоса, поскольку он конструктивно не приспособлен для перекачивания газообразной среды. Восстановление работы насоса возможно только после удаления воздуха и заполнения водой системы: резервуар-всасывающий трубопровод-насос.

На насосах, перекачивающих воду или неагрессивные жидкости, для выпуска воздуха в корпусе имеется специальный воздушник.

На насосах, перекачивающих агрессивные жидкости (кислоты, щелочи) воздушников не делают. В этом случае воздух вытесняют давлением столба жидкости из резервуара, в котором она находится.

Принцип действия плунжерных насосов состоит в перекачивании жидкости при возвратно-поступательном движении поршня в цилиндре (рис.9).

При движении поршня влево в цилиндре образуется разрежение, что приводит к открытию всасывающего клапана и закрытию напорного клапана. Под действием разрежения жидкость из резервуара заполняет цилиндр. Перемещаясь вправо, поршень создает в цилиндре давление на оба клапана, причем всасывающий клапан закрывается, а клапан на напорном трубопроводе открывается, пропуская жидкость в трубопровод.

За один рабочий ход насос подает определенное и всегда одинаковое количество жидкости. Поэтому такие насосы используются для подачи постоянной дозы жидкости. Изменение производительности насоса-дозатора производится следующим образом: ослабив гайку (рис.10) при помощи стержня необходимо повернуть регулировочное кольцо (1) относительно жала (4), удерживая вал от вращения за хвостовик напротив соответствующей риски шкалы, необходимо затянуть гайку (3).

От положения регулировочного кольца зависит длина хода плунжера и, следовательно, производительность насоса. Между положением регулировочного кольца относительно риски шкалы и производительностью насоса-дозатора существует прямая зависимость, изображенная на графике:

 

 

При ручном регулировании необходимая производительность устанавливается совмещением рисок шкалы и регулировочного кольца согласно графику, который приводится в паспорте насоса.

При автоматическом регулировании производительность насосов-дозаторов устанавливается определенная, а количество подаваемого раствора регулируется периодически включением и выключением насоса.

Основными величинами, характеризующими насосы, являются:

- напор, развиваемый при заданном числе оборотов и измеряемый в метрах водяного столба или в кг/см²;

- производительность, характеризующая способность насосов перекачивать расчетное количество жидкости с сохранением заданного напора;

Производительность обычно измеряется в м³/час.

Все насосы на химводоочистке приводятся в движение электродвигателями переменного тока напряжением 380 вольт.

Соединение электродвигателя с насосами осуществляется следующим образом:

- для всех центробежных насосов непосредственно с помощью муфт;

- для поршневых насосов – через редуктор и специальное кинематическое устройство для преобразования вращательного движения выходного вала редуктора в возвратно-поступательное движение плунжера.

Вращающиеся части насосов, электродвигателей и редукторов опираются на подшипники, для которых применяются жидкие или консистентные смазки.

Для каждого типа насоса применяется смазка, указанная в его паспорте.

Каждый насос оборудован:

- задвижкой на трубопроводе, соединяющем всасывающий патрубок насоса с резервуаром;

- задвижкой на напорном трубопроводе;

- обратным клапаном на напорном трубопроводе (для центробежных насосов);

- манометром на напорном патрубке или на трубопроводе между насосом и задвижкой;

- системой дренажей, отводящих жидкость, протекающую через сальниковые уплотнения.

Электродвигатели насосов, мощность которых превышает 40 квт, снабжен амперметрами, на которых красной чертой должен быть отмечен максимально допустимый ток.

Электродвигатели оборудуются магнитными пускателями с кнопками пуска и останова двигателя.

На электродвигателе и насоса должны быть четкие стрелки-указатели направления вращения ротора двигателя и вала насоса.

 

Э Ж Е К Т О Р Ы.

 

Эжекторами называют аппараты, в которых происходит смешение двух потоков разных давлений с образованием смешанного потока со средним давлением.

Поток среды, находящейся перед аппаратом при более высоком давлении называется рабочим потоком. Рабочий поток выходит из сопла в приемную камеру с большой скоростью и увлекает за собой среду, имеющую перед эжектором более низкое давление.

Увлеченный поток называется инжектируемым.

При протекании по аппарату происходит выравнивание скоростей смешиваемых потоков.

Принципиальная схема эжектора показана на рис.11. Основные элементы аппарата: рабочее сопло (1), приемная камера (2), камера смешения (3), диффузор (4).

Потоки рабочей и инжектируемой сред поступает в камеру смешения, где происходит выравнивание скоростей, сопровождающееся, как правило, повышением давления.

Давление смешанного потока на выходе из диффузора выше давления инжектируемого потока, поступающего в приемную камеру.

 

МЕРНИКИ РЕАГЕНТОВ.

 

На химводоочистке подача рабочих растворов реагентов осуществляется из мерников и расходных мешалок. Мерники и мешалки могут иметь приспособления для перемешивания, указатели уровня и звуковую сигнализацию верхнего и нижнего уровня.

Перемешивание растворов, приготовленных из более концентрированных, осуществляется сжатым воздухом.

Обслуживание всех мерников и мешалок состоит в своевременном приготовлении рабочих растворов, контроле их расхода и периодической промывке.

 

А Р М А Т У Р А.

 

В качестве запорной и регулирующей арматуры на основных трубопроводах химводоочистки применяются:

- задвижки;

- вентили кислотостойкие.

По конструкции затвора задвижки подразделяются на клиновые и параллельные. На рис.12 изображена параллельная задвижка.

Основные части задвижки следующие:

- корпус (1);

- затвор (2);

- шпиндель (3);

- маховик (4);

- сальник (5);

- клин распорный (6).

В клиновых задвижках затвор изготовляется в виде сплошного клина или в виде двух дисков. Уплотнительные поверхности расположены под углом к вертикали.

Параллельные задвижки имеют затвор в виде параллельных дисков прилегающих к соответствующим параллельным уплотнительным поверхностям корпуса задвижки; между дисками расположен двухсторонний распорный клин.

При открывании и закрывании задвижек шпиндель совершает поступательное движение, передвигая при этом затвор. По сравнению с вентилями задвижки имеют следующие преимущества:

- небольшое гидравлическое сопротивление;

- требуют меньшего усилия при открывании и закрывании;

- габариты корпуса по длине меньше, чем у вентилей;

- уплотнительные поверхности в полностью открытой задвижке в меньшей степени подвергаются влиянию рабочей среды, чем уплотнительные поверхности вентилей, которые омываются потоком среды;

- конфигурация корпуса задвижек в части технологии литья проще, чем у вентилей.

Основные части вентиля (рис.13) следующие:

- корпус (1);

- клапан (2);

- шпиндель (3);

- сальник (4);

- маховик (5).

Затвором у вентилей является клапан, плотно прилегающий к уплотняющим поверхностям корпуса.

На водоочистке могут использоваться чугунные вентили, чугунные со специальным покрытием или вентили из нержавеющей стали.

Для механизации работ по обслуживанию химводоочистки задвижки оборудуются специальными гидроприводами.

Гидропривод (рис.14) представляет собой полый цилиндр, в котором движется поршень, соединенный со штоком задвижки. Движение поршня происходит под давлением силовой воды, подаваемой на поршень