Применение докотловой подготовки воды связано с необходи­мостью установки специального оборудования. В паровых отопи­тельно-производственных котельных установках, работающих с давлением пара до 12 ати, в целях удешевления и упрощения установки обычно применяют внутрикотловую обработку воды.

Сущность такой обработки воды заключается в том, что в котловую воду вводят так называемые осадители, представляю­щие собой антинакипины или коррекционные вещества, которые переводят накипеобразующие соли в шлам, легко удаляемый из котла при продувке.

Антинакипинами называются дисперсные, мелко раз­дробленные вещества как органического, так и минерального ’Происхождения, образующие при их введении в котловую воду центры кристаллизации солей, вследствие чего уменьшается сте­пень кристаллизации этих солей на стенках котлов и осаждение их в виде накипи.

Коррекционными веществами называются реактивы, которые вводятся в котловую воду для ее умягчения и осажде­ния солей жесткости в виде шлама, а не накипи. В качестве та­ких реактивов используется едкий натр (каустическая сода), кальцинированная сода и тринатрийфосфат. В качестве замени­теля каустической и кальцинированной соды иногда применяется вытяжка из древесной золы. Коррекционные вещества предназна­чаются в основном для осаждения солей некарбонатной жестко­сти (Са504; Л^504; СаС12; Л^С12), причем реакции протекают по химическим формулам, которые приведены ниже при описании способов докотловой обработки воды.

Соли карбонатной жесткости (Са(НСОз)г; Д^(НС03)2] выпа­дают в виде шлама под влиянием температуры воды без приме­нения коррекционных веществ.

Шлам, образующийся в котловой воде под воздействием кор­рекционных веществ, необходимо непрерывно удалять из паро­вого котла, так как в противном случае будет происходить на­копление его в котле и связанное с этим загрязнение поверхностей нагрева со всеми вытекающими отсюда последствиями. Поэтому внутрикотловая обработка воды должна со­провождаться организованным непрерывным шламоудалением из котла, которое должно отли­чаться простотой устройства, надежностью действия, при незначи­тельных потерях тепла и реагентов. Удаление шлама перио­дической продувкой недостаточно эффективно и влечет за собой большие потери тепла и реагентов с котловой водой.

Организованное экономичное шламоудаление лучше и проще всего достигается в результате применения термосифон — ного контура, схема которого представлена на рис. 79. В этот контур АВСОЕРО котловая вода поступает из места А с наибольшим скоплением шлама, поднимается по трубе АВС и поступает затем в сепаратор (шламоотделитель) £7 из кото­рого шлам удаляется продувкой, а осветленная вода возвра­щается по трубе РО в котел. Таким образом, в этом контуре про­исходит циркуляция котловой воды, которая вызывается и уста­навливается вследствие разности весов столбов среды в опускном участке Сй и подъемном участке АС. Гидравлические сопротив­ления, возникающие при движении воды и пара в контуре, пре­одолеваются имеющимся в нем циркуляционным напором, обус­ловленным указанной разностью весов среды в опускном и подъемном участках контура. Этот циркуляционный напор под­считывается по формуле:

Р=ь^о—кг/м* (или мм вод, ст.), (84)

Где: А — высота контура в м;

70—средний удельный вес среды в опускном участке в кг/мъ

— то же, в подъемном участке в кг/м3.

Формула показывает, что чем выше контур, чем больше удельный вес среды в опускном участке и меньше в подъемном участке, тем значительнее величина циркуляционного напора, а следовательно, тем больше скорость течения воды и пара в контуре и тем энергичнее идет процесс удаления шлама. С целью

Уменьшения удельного веса среды в подъемном участке контура вертикальную трубу ВС покрывают тепловой изоляцией или даже обогревают паром, устраивая паровую рубашку (рис. 79). Опускной участок контура не изолируется с целью охлаждения его для увеличения удельного веса кроме того, горизонталь­ный или наклонный участок Сй выполняется длиной до 3—4 м. На этом горизонтальном участке происходит конденсация пара, образующегося в подъемном участке, вследствие некоторого падения давления, происходящего при подъеме воды в вертикаль­ном участке ВС.

Таким образом, пар не попадает в вертикальный опускной участок контура йЕ, что неизбежно привело бы к уменьшению "Со и циркуляционного напора Р.

Коррекционные вещества вводятся в котел через дозатор 7, устанавливаемый на питательной линии вблизи котла; иногда он ставится на обратном участке циркуляционного контура (рис. 80).

Устройства для внутрикотловой обработки воды с термоси — фонньш ШЛамоудалением Можно применять в том случае, когда соблюдено соотношение:

ОНоб

А — -—- <3 тонноградусов жесткости на 1 м3/час, (85)

Где: О — паропроизводительность котла в т! час;

№ — водяной объем котла в м3;

Ноб—общая жесткость питательной воды в градусах.

Если Иоб выражена в мг-экв/л, то общее солесодержание вы­ражается в грамм-эквивалентах на 1 м3 (г-экв/м3), причем 1 г-экв/м3 соответствует 2,804 т-град. В этом случае формула (85) представится в следующем виде о < 1,1 г-экв/час.

Величина з называется удельным напряжением водяного объема котла по шламу и. представляет собой количество солей жесткости, поступающих в котел с питательной водой в течение часа и приходящееся на 1 м3 водяного объема котла.

Пусть, например, в котельной установлен двухжаротрубный котел с паропроизводительностью 0 = 2 т/час водяной объем котла № = 2 м3. Тогда предельная общая жесткость питатель­ной воды, при которой еще допустимо применение внутрикотло — вой обработки, найдется из формулы (85):

И^ед = а — = 1,1— мг-экв/л

Об ю О

И Нп£д = 1,1 • — у = 11,5 мг-экв/л.

Для котлов других систем эта величина предельно допусти­мой общей жесткости питательной воды подсчитана в табл. 27.

Установках вполне целесообразно применять внутрйкотЛовую об­работку с термосифонным шламоудалением.

На рис. 80 приведена еще одна схема устройства внутрикот — ловой обработки воды. Подъемный участок 2 контура покрыт тепловой изоляцией; к верхней точке его присоединяется трубка с вентилем для выпуска воздуха. От этой наивысшей точки про­ложена опускная труба с уклоном от 5 до 10%, который должен быть соблюден для того, чтобы шлам не смог отлагаться в трубе и непрерывно смывался движущейся в ней водой. На опуск­ном участке контура установлен шламоотделитель 4, в котором происходит почти полное выделение

Фонный контур следует изготовлять из цельнотянутых труб с внутренним диаметром 10^-25 мм. Осадительные (коррекци­онные) вещества подаются в котел через питательную линию и дозатор 5, установленный в данном случае на опускном участке циркуляционного контура. Для контроля работы контура и шламоотделителя на опускном участке до и после шламоотдели — теля имеются пробоотборные трубки.

Важным элементом термосифонного контура является шламо­отделитель, наиболее распространенная конструкция которого изображена на рис. 81. Эта конструкция ВТИ отличается про­стотой и высоким коэффициентом шламоотделения, достигающим 90—95%. Котловая вода поступает в шламоотделитель через штуцер 1. Огибая козырек 2, она освобождается от укруп —

Неннух частиц шлама, попадающих в отсек, образуемый в корпусе шламоотделителя перегородкой 3. При дальнейшем дви­жении воды, в результате поворота потока, создаваемого перего­родкой 4, и зигзагообразному пути между козырьками 5 и 6 происходит отделение и осаждение мелких частиц шлама, ко­торый собирается в воронке 8, а затем периодически выпускается из шламоотделителя через штуцер 9. Осветленная вода через штуцер 7 выходит из шламоотделителя и возвращается в котел. Стрелкой 10 на рисунке по­казан путь крупных частиц шлама, стрелкой 11—мел­ких частиц шлама.

Схема внутрикотловой обработки воды с термоси­фонным шламоудалением в применении ее к вертикаль­ному котлу системы Шухова представлена на рис. 82. За­бор котловой воды в контур и подвод осветленной воды из контура расположены в диаметрально противополож­ных точках котла. Поэтому во время работы контура создается ток котловой воды к заборному отверстию подъ­емной трубы. Контур 6 вы­полнен с двумя наклонными участками А и В для того, чтобы приблизить к котлу место установки шламоотде­лителя.

Обслуживание термоси­фонного контура во время работы заключается в периодическом, через каждые 4—8 час., выпуске шлама из шламоотделителя и контроле за циркуляцией воды в контуре. В случае засорения трубок контура циркуляция воды в нем прекратится и трубки охладятся до температуры окру­жающего воздуха. Это служит верным признаком прекращения работы контура и необходимости его продувки.

Суточный расход осадителя может быть подсчитан по фор­муле:

0осаа= КИяМ^—Л кг/сутки, (86)

Где: Нпост —постоянная жесткость сырой воды в мг-экв/л или °Н;

Овоб—расход (добавка) сырой воды в т/час;

К — Количество (в г) химически «шстого Коррекциой — ного вещества, необходимого на 1 г-экв/м3 или 1 т-град жесткости, равной для:

№аС03 — углекислого натрия (кальцинированной соды) 53 г! г-экв/м3-,

N8014—едкого натра (каустической соды) 27;

№3Р04— тринатрийфосфата 55;

Е — степень чистоты технического продукта, прини­маемая е= 0,98;

1,1 —коэффициент, учитывающий унос щелочей с паром и продувкой котла, и избыток коррекционных ве­ществ в котловой воде.

Пример. Подсчитать суточный расход кальцинированной соды, применяемой для внутрикотловой обработки воды, если за­дано:

Добавка сырой воды—Одоб = 3,0 т/час; постоянная жесткость сырой воды — //пост = 3,45 мг-экв/л. Решение. Суточный расход осадителя по формуле (87) равен:

КЛ/яоав Ра,,-24.1,1 _ осад 6-1000 53-3,45.3,0.24.1,1

= 14,8 кг/сутки.

0,98-1000