CC BY
28_
Из определения телесного угла следует, что ^ _ _
V р2 ■
угол сервиса з
Отсюда определяем коэффициент сервиса
е_ У _ $ _ (1-«»Ушах) _1-со8^шах
4п £ 1-Лтг 2 ' (9)
или
\2
e = ±((l±(lHR-(l) (ie)
Ш,
References
1. Elyansh N.N., Gurev E.S. Theory of mechanisms and machines and machine parts:
Textbook / Sverdl.engineering and Pedagogical Institute. Sverdlovsk, 1991 .Part 2. 80 p.
2. Frolov K.V., Popov S.A., Musatov A.K. and others; Edited by K. V. Frolov. Theory of mechanisms and machines: - M.: Higher School, 2000. - 496 p.
3. Encyclopedia of Mechanical Engineering XXL (mash-xxl.info)
4. http://tm.spbstu.ru/Manipulator_model
REVERSE OSMOSIS IN DEEP DESALINATION SCHEMES ADDITIONAL WATER FOR TPP
Aliyeva O.O.
PhD, Senior Researcher of the Research Laboratory "Problems of Energy"
of Azerbaijan State Oil and Industry University, Baku, AZ1010, pr. Azadliq, 20
ОБРАТНЫЙ ОСМОС В СХЕМАХ ГЛУБОКОГО ОБЕССОЛИВАНИЯ ДОБАВОЧНОЙ ВОДЫ НА
ТЭС
Алиева О.О.
Кандидат технических наук, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Проблемы энергетики» Азербайджанского Государственного Университета
Нефти и Промышленности, г.Баку., AZ1010, проспект Азадлыг, 20
Abstract
For normal operation of reverse osmosis plants it is necessary to provide along with water purification from mechanical impurities measures to prevent biological destruction of membranes and the formation on their surfaces of hard-to-solve calcium carbonate and sulfate salts. The combination of membrane and ion-exchange water treatment technologies is undoubtedly promising for water treatment units of TPP steam generators. However, in each case it is necessary to perform appropriate technical and economic calculations.
Аннотация
Для нормальной работы обратноосмотических установок необходимо предусмотреть наряду с очисткой воды от механических примесей мероприятия по предотвращению биологического разрушения мембран и образованию на их поверхностях труднорастворимых солей карбоната и сульфата кальция. Для водоподготовительных установок парогенераторов ТЭС несомненна перспективность комбинирования мембранных и ионообменных технологий водообработки. Однако, в каждом конкретном случае необходимо выполнение соответствующих технико-экономических расчетов.
Keywords: reverse osmosis desalination, boilers, cationization, water treatment plant.
Ключевые слова: обратноосмотическое опреснение, котлы, катионирование, водоподготовительная установка.
Основными источниками электроснабжения в Азербайджане являются две тепловые электрические станции конденсационного типа: Азербайджанская ГРЭС и Ширванская ГРЭС (бывшая Али-Байрамлинская). Схема водоподготовительной
установки (ВПУ) для парогенераторов вышеозначенных станций - трех- и двухступенчатое хи-мобессоливание Н-ОН- ионированием с ФСД. Использование устаревшей технологии прямоточной
регенерации ионитных фильтров приводит к значительным перерасходам реагентов (кислоты и щелочи) и низким обменным емкостям используемых ионитов. В процессе эксплуатации ВПУ избыток кислоты и щелочи безвозвратно теряется при взаимной нейтрализации стоков Н- и ОН- ионитных фильтров, что существенно сказывается на технико-экономических показателях ВПУ в целом. При этом, как правило, кислый сток преобладает над щелочным и для полной нейтрализации сбросных вод требуется дополнительное количество щелочного реагента, что в свою очередь накладывает отпечаток на экономику и экологию. Высокие расходы воды на собственные нужды в значительной степени связаны с плохим состоянием ионитов (и прежде всего анионитов) из-за процессов их "старения" и "отравления".
С учетом конкретных условий каждой ТЭС необходима разработка новых технических решений и рекомендаций по модернизации ВПУ и освоению прогрессивных ресурсосберегающих и экологически совершенных технологий третьего поколения: АПКОР, Швебебед, Пьюропак, Амберпак и др., обладающих более высокими технико-экономическими показателями. Однако, по мнению [1] следует указать на некоторые особенности этих технологий. Прежде всего они ориентированы на использование дорогостоящих монодисперсных смол определенного класса. Поэтому предприятия, получающие лицензии на применение указанных технологий, обязуются приобретать на досыпку фильтров смолы только данного класса.
Серьезные проблемы возникают и при реконструкции под указанные технологии отечественных фильтров большого диаметра (3,0 и 3,4 м), так как для этого следует изменить конструкцию дре-нажно-распределительных систем. Над верхним сборно-распределительным устройством создается "мертвый" объем, который вынужденно заполняется инертным материалом (6,0...6,5 м3 на фильтр диаметром 3,4 м), стоимость которого сопоставима со стоимостью анионообменной смолы.
Необходимо отметить важность соблюдения высокой культуры эксплуатации при использовании рассматриваемых ионообменных технологий. Так, при переводе ионита во взвешенное состояние как при регенерации (АПКОР), так и при ионирова-нии (Амберпак) требуется эффективное зажатие слоя. Малейшее отклонение от этого условия приводит к перемешиванию слоев ионита и ухудшению качества обработанной воды. Поэтому необходима автоматизация этих процессов. Таким образом, имеющийся к настоящему времени опыт эксплуатации указанных технологий на электростанциях России недостаточен для их широкого распространения в энергетике.
Как известно, метод химического обессолива-ния из экономических соображений применяют при обработке пресных вод, солесодержание которых не превышает 1 г/л, а сумма анионов сильных кислот не более 7 мг-экв/л. При большей минерализации исходной воды применение метода ионитного
обессоливания оправдано лишь в сочетании с другими методами обработки воды, например, мембранными.
Одно из преимуществ мембранных технологий - небольшой объем потребления химических реагентов и невысокое содержание солей в стоках по сравнению с традиционными ионообменными технологиями. Соответствие новым экологическим требованиям во многих случаях делает мембранные технологии предпочтительными при выборе схемы (метода) обессоливания. Следует отметить и тот факт, что обслуживание обратноосмотических установок (ООУ) не является сложным, особенно для персонала, уже владеющего опытом работы с ионообменными технологиями.
Конкурентоспособность обратного осмоса неуклонно растет в связи с ужесточением норм на сброс концентрированных солевых стоков, повышением цен на воду, реагенты и ионообменные материалы. Мембранные модули занимают относительно небольшие площади, легко автоматизируются, требуют незначительного количества реагентов для периодической промывки мембран. Сами мембраны постоянно совершенствуются и их цены на мировом рынке имеют тенденцию к снижению ввиду расширения номенклатуры и возрастания объема производств. Рядом авторов [2-4] подробно обосновывается экономичность обратного осмоса по сравнению с ионообменным обессолива-нием в широком диапазоне солесодержаний исходной воды.
В Азербайджане уже имеется определенный опыт применения обратного осмоса при обессоли-вании подземных слабоминерализованных вод со-лесодержанием 1,6 - 1,7 г/л. Так, в 2002г. на ГРЭС «Шимал» г. Баку введен в эксплуатацию новый энергоблок парогазовой установки мощностью 400 МВт. На сегодняшний день это самая совершенная ТЭС системы, она характеризуется низкими удельными расходами топлива и выбросов как в атмосферу, так и в водную акваторию. Производительность ВПУ ГРЭС «Шимал» по обессоленной воде ~ 18 м3/ч при выходе пермеата 70%. Основное снижение солесодержания (до ~ 4,0 мг/л) происходит на ООУ. Окончательное дообессоливание пермеата (до ~ 0,1 мг/л) осуществляется его ионообменной обработкой на ФСД. Таким образом, схема считается комбинированной.
В данной статье рассматриваются вопросы применения мембранной технологии для получения глубокообессоленной воды применительно к двум основным пресноводным источникам Азербайджана (река Кура и Джейранбатанское водохранилище). Солесодержание этих вод отличается - в 2 раза при существенной разнице в них концентраций соответствующих катионов и анионов.
Известно, что надежность работы ВПУ во многом зависит от эффективности узла предочистки. Как показывает опыт эксплуатации, большинство методов экологического и технологического совершенствования водоподготовки на ТЭС связано с повышением эффективности работы предочистки и с переводом значительной части солей из раствора
(природной воды) в твердое состояние (шлам). Предочистка осуществляется в основном реагент-ными методами (коагуляция, известкование, соди-рование, магнезиальное обескремнивание). Согласно [1] для поверхностных вод обязательна реа-гентная обработка исходной воды в осветлителях. На основании располагаемого опыта работы установок обратного осмоса на осветленной воде предпочтение следует отдать коагуляции сернокислым
железом и известкованием. Ионные составы джей-ранбатанской и куринской вод без реагентной обработки и после известкования с коагуляцией приведены в табл. 1.
Очевидно, что для нормальной работы ООУ необходимо предусмотреть наряду с очисткой воды от механических примесей мероприятия по предотвращению биологического разрушения мембран и образованию на их поверхностях труднорастворимых солей карбоната и сульфата кальция.
Таблица 1.
Ионные составы джейранбатанской и куринской вод.
Стадия Ионный состав, мг-экв/л С, мг/л Na + Ca + Mg
обработки Ca Mg Na HCO3 SO4 Cl Ca + Mg
Механическая 3,0 1,1 2,1 2,2 2,4 1,6 427,7 1,51
очистка 3,0 4,4 6,8 3,8 4,2 6,2 922,7 1,92
Известкование 2,9 0,4 2,1 1,0 2,8 1,6 363,3 1,64
с коагуляцией 4,6 0,4 6,8 1,0 4,6 6,2 755,1 2,36
Примечание: числитель - Джейранбатан; знаменатель - Кура; С-солесодержание.
Предотвращение образования карбонатных осадков достигается подкислением, а сульфата кальция - введением антинакипинов. Эффективным способом предотвращения образования кальциевых отложений на мембранах может служить (как это часто практикуется) умягчение воды № -катионированием перед подачей ее на ООУ. Исходя из данных табл. 1 показатель Na+Ca+Mg/Ca+Mg > 1,3 и в этом случае в концентрате ООУ будет содержаться достаточный избыток натрия по отношению к поглощенным № -фильтром катионам жесткости. При этом содержание натриевых солей в концентрате ООУ должно составлять 1,5^3% для обеспечения достаточно эффективной регенерации катионита. Из таблицы следует, что известкованием достигается снижение со-лесодержания воды на 17,7 и 22,2% для джейранбатанской и куринской вод, соответственно. Снижение солесодержания воды перед ООУ обеспечивает лучшее качество получаемого пермеата. В последующих вычислительных экспериментах ООУ в качестве объекта исследования принималась известково-коагулированная вода, подаваемая на
трехступенчатую (по концентрату) ООУ с отводом пермеатов каждой ступени в общий коллектор. Производительность установки по пермеату принималась 50 м3/ч. Во всех ступенях были приняты к установке мембраны типа BW 30-400, фирмы «Film Tec Corporation». Селективность мембран R= 99,5%, t = 250 С, величина конверсии (Р) составляла 80, 90, 95%.
Расчеты процесса обратноосмотического обес-соливания были выполнены с использованием компьютерной программы «ROSA», разработанной американской фирмой «DOW». В процессе расчетов определяли необходимую дозу серной кислоты для подкисления обрабатываемой воды (получение индекса Ланжелье < 0), а также степень насыщения концентрата последней ступени по сульфату кальция (%). Солесодержание получаемого пермеата оценивали с учетом общего количества мембран и их перераспределения между модулями ступеней. При изменении дизайна ООУ изменялись и удельные затраты электроэнергии на выработку обессоленной воды. Результаты расчетов представлены на рисунках 1 и 2.
Рис.1. Зависимость солесодержания пермеата (а) и удельных затрат электроэнегии (б) от количества мембран ООУ: 1,2,3 - Джейранбатан и 4,5,6 - Кура, соответственно для конверсии 80, 90, 95%.
Рис.2. Зависимость дозы H2SO4 при подкислении (1,2) и насыщение концентрата по CaSO4 (1',2) от величины конверсии для: 1, 1'- Джейранбатан; 2, 2'- Кура.
Из рис. 1 следует, что большему солесодержа-нию обрабатываемой воды соответствуют повышенное солесодержание пермеата. Причем, уменьшение общего количества мембран сопровождается улучшением качества пермеата. В то же время уменьшение числа мембран в ступенях приводит к возрастанию давления потока и как следствие - повышению затрат электроэнергии на насосы.
Из рис. 2 следует, что с увеличением конверсии (степени концентрирования концентрата) доза
кислоты возрастает по прямолинейной зависимости. Для куринской воды доза кислоты превосходит джейранбатанскую, т.к. несмотря на равные бикарбонаты (1,0 мг-экв/л), в куринской воде больше кальция. Опасность выпадения осадка сульфата кальция наблюдается выше конверсии 90% и 87%, соответственно, для джейранбатанской и куринской воды. При работе ООУ с конверсиями большими вышеозначенных программа рекомендует применение антинакипина.
В таблице 2 представлены результаты расчета качественных показателей концентратов третьей ступени и общего потока пермеата применительно к режимам использования максимального и минимального количества мембран ООУ (см. рис. 1 а).
Согласно полученным данным сумма катионов в пермеате составит 0,04 - 0,092 мг-экв/л (Джейранбатан) и 0,123 - 0,275 мг-экв/л (Кура), а сумма анионов сильных кислот составит 0,034 -0,089 мг-экв/л (Джейранбатан) и 0,116 - 0,271 мг-экв/л (Кура). Кремневка может быть снижена до -0,12 мг/л. В этих условиях ионная нагрузка сопоставима со схемой двухступенчатого химического обессоливания и таким образом можно рекомендовать комбинирование обратного осмоса (первая и основная по ионной нагрузке ступень обессолива-ния) и ионообменного дообессоливания пермеата (вторая ступень) на Н-ОН - фильтрах и ФСД.
Максимальное солесодержание концентратов составило -0,7% (Джейранбатан) и - 1,5% (Кура). Если рассматривать вариант № - катионирования воды перед ООУ, то это позволит резко сократить (или полностью исключить) подкисление воды перед ООУ и получать концентрат ООУ практически полностью в виде натриевых солей, что положительно отразится на регенерации № - фильтров концентратом ООУ (Кура) и позволит снизить расходы поваренной соли в случае использования концентрата джейранбатанской воды.
Для ВПУ парогенераторов ТЭС несомненна перспективность комбинирования мембранных и ионообменных технологий водообработки. Однако, в каждом конкретном случае необходимо выполнение соответствующих технико-экономических расчетов.
References
1. Technological aspects of a choice of the optimal schemes of desalting of feed water of the TPP steam generators and the industrial enterprises / I.A. Malakhov, A.A. Askernia, I.I. Borovkova et al. // Thermal power engineering. 2004. №7. p. 19-24. [Published in Russian]
2. Economic comparison of high pressure power boiler water desalination technologies /V.V. Noev, T.F. Bystrova, Yu.A. Sitnyakovsky et al. (in Russian) // Energy saving and water treatment. 1998. №1. p. 47-51. [Published in Russian]
3. Mamet A.P., Sitnyakovsky Y.A. Comparison of economics of ion exchange and reverse osmosis water desalination // Electric power stations. 2002. №6. p. 6366. [Published in Russian]
4. Yurchevsky E.B., Pervov A.G. Application of ultrafiltration in combination with reverse osmosis technology for desalting of TPP make-up water // Thermal Power Engineering. 2004. №7. p. 25-31. [Published in Russian]
RESEARCH OF SPINNING LINE PARAMETERS OF RING SPINNING MACHINES
Dadakhanov N.K.
Ph.D., Associate Professor, Namangan Institute of Engineering and Technology,
Namangan, Republic of Uzbekistan
ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЛИНИИ ПРЯДЕНИЯ КОЛЬЦЕПРЯДИЛЬНЫХ МАШИН
Дадаханов Н.К.
К.т.н., доцент, Наманганский инженерно-технологический институт,
г. Наманган, Республика Узбекистан
Abstract
The article studies the angle of discharge of exhaust devices and obtaining of analytical dependencies for calculating the angle of flow around the sliver of the exhaust cylinder on the spinning line of ring spinning machines.
Аннотация
В статье изучено угла оптекания вытяжных приборов и получены аналитические зависимости для расчета угла обтекания мычкой выпускного цилиндра на линии прядения кольцепрядильных машин.
Keywords: exhaust device, wrap angle, pressure roller, double roller device.
Ключевые слова: вытяжной прибор, угол обтекания, нажимной валик, двух роликовые прибор.
В существующих конструкциях вытяжных приборов и устройств улучшение контроль над движением волокон достигается различными путями, например, установкой дополнительных ремешков, роликов, муфточек, направляющих, лотков и т.д. Общим недостатком данной конструкции является то, что исправляя один недостаток, способствуют
появлению других, например, усложняется конструкция узла или затруднено обслуживание и т.д.
Одним из основных факторов, влияющих на качество пряжи, получаемой на кольцепрядильных машинах, является обрывность нити. Высокая обрывность приводит к снижению производительности оборудования, ухудшает качество выпускаемой пряжи.
