АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Расчет скорых безнапорных фильтров с кварцевой загрузкой

Читайте также:
  1. Cводный расчет сметной стоимости работ по бурению разведочной скважины 300-С
  2. II. Тематический расчет часов
  3. Анализ результатов расчета ВПУ
  4. Анализ состояния расчетов по кредиторской задолженности, возникшей в бюджетной и во внебюджетной деятельности, причины её образования, роста или снижения.
  5. Аналитические поправки к расчету прибыли в связи с инфляцией
  6. Аналитический и синтетический учет расчетов с персоналом по оплате труда
  7. Аналитический учет операций по расчетному счету.
  8. Беларусь в расчете на 10 000 человек населения
  9. Бух.учет расчетов с поставщиками и подрядчиками.
  10. Бухгалтерский учет внутрихозяйственных расчетов.
  11. В производственном процессе выделяются тяжелые металлы, они не берутся в расчет при выдаче разрешения на выбросы.
  12. В) она используется для расчета индекса потребительских цен.

Определение размеров фильтра. Заданная полезная производительность станции, оборудованной скорыми безнапорными фильтрами с кварцевой загрузкой, составляет Qсут = 31439,3м3/сут, или Qчас = 1310,0м3/час, или qсек = 0,364м3/с.

Суммарная площадь скорых фильтров:

Здесь Т – продолжительность работы станции в течение суток, ч;

Vр.н – расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме эксплуатации, равная 6 м/ч;

n – количество промывок каждого фильтра за сутки, равное 2;

w – интенсивность промывки, равная 12,5 дм3

t1 – продолжительность промывки, равная 0,1 ч;

t2 – время простоя фильтра в связи с промывкой, равное 0,33 ч.

Количество фильтров должно быть

N=0,5

Площадь 1-го фильтра будет 240/8=30м2 с размером в плане 5,4*5,55 м.

Скорость фильтрования воды при форсированном режиме составит

Тогда

 

где N1 – количество фильтров, находящихся в ремонте (N1 =1).

Следовательно, скорость фильтрования при форсированном режиме от­вечает требованиям СНиП.

Подбор состава загрузки фильтра. Загрузка фильтра: высота фильтрующего слоя hф=700 мм с минимальным диаметром зерен 0,5 мм и максимальным 1,2 мм. Эквивалентный диаметр зерен dэ=0,7 мм, а коэффициент неоднородности Кн=1,8.

Поддерживающие слои имеют общую высоту 500 мм и крупность зерен 2-32 мм.

Расчет распределительной системы фильтра. В проектируемом фильтре распределительная система служит как для равномерного распределения про­мывной воды по площади фильтра, так и для сбора профильтрованной воды.

Интенсивность промывки принята w=12,5 дм3 м2. Тогда количество промывной воды, необходимой для одного фильтра, составит

Диаметр коллектора распределительной системы определяют по скорости входа промывной воды dкол =600 мм, что при расходе 375 дм3/с соответствует скорости Vкол= 1,25 м/с (в начале коллектора рекомендуется Vкол =1 1,2 м/с).

Площадь дна фильтра, приходящаяся на каждое ответвление распредели­тельной системы при расстояниях между ними m=0,27м (рекомендуется m=0,25÷0,35 м) и наружном диаметре коллектора Dкол = 630 мм, составит:

а расход промывной воды, поступающей через одно ответвление:

Диаметр труб ответвлений принимаем dотв =80 мм (ГОСТ 3262-62), тогда скорость входа воды в ответвления будет v=1,7 м/с (что не превышает реко­мендуемой скорости 1,8 - 2 м/с).

В нижней части ответвлений под углом 60° к вертикали предусматрива­ются отверстия диаметром 10-12 мм.

Отношение площади всех отверстий в ответвлениях распределительной системы к площади фильтра F принимается равным 0,25-0,3 %.

При площади одного фильтра F = 30 м2 суммарная площадь отверстий составит

2

При диаметре отверстий δ0 = 14 мм площадь отверстия f0 = 1,54 см2.

Сле­довательно, общее количество отверстий в распределительной системе каждого фильтра n0 = 750/1,54=487 шт.

Общее количество ответвлений на каждом фильтре при расстояниях ме­жду осями ответвлений 0,27 м составит (5,4:0,27) 2 = 40. Количество отвер­стий, приходящихся на каждое ответвление, 487:40=12 шт.

При длине каждого ответвления Loтв=(5,55 -0,63)/ 2=2,46 м шаг оси от­верстий на ответвлении будет равен е0= Loтв:12=2,46:12 =0,205 м, или 205 мм (рекомендуется ео=200÷250 мм). Отверстия располагают в два ряда в шахмат­ном порядке под углом 60° к вертикальной оси трубы.

Для удаления воздуха из трубопровода, подающего воду на промывку фильтра, в повышенных местах распределительной системы предусматривают установку стояков-воздушников диаметром 75—150 мм с автоматическим уст­ройством для выпуска воздуха. На коллекторе фильтра также устанавливают стояки-воздушники.

Расчет устройств для сбора и отвода воды при промывке фильтра. Сбор и отвод загрязненной воды при промывке скорых фильтров осуществля­ется при помощи желобов, размещаемых над поверхностью фильтрующей за­грузки. Конструкция желобов должна а) предотвращать помехи нормальному расширению загрузки-фильтра, вызванному поступлением промывной воды; б) препятствовать возможности выноса зерен загрузки вместе с промывной водой.

Эти условия определяют выбор формы и размеров желоба, высоту его расположения над поверхностью фильтра и допустимые расстояния между со­седними желобами.

В практике применяются желоба, у которых верхняя часть поперечного сечения является прямоугольной, а нижняя часть сечения имеет либо треуголь­ную, либо полукруглую форму.

Желоба таких форм просты в исполнении, обладают хорошей обтекаемостью, не создают помех расширению загрузки фильтра и не вызывают образования застоя.

Площадь поперечного сечения желоба в месте примыкания его к сборно­му каналу:

где q - расчетный расход, м3/с;

В - ширина желоба, м;

g - ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/с2.

Площадь поперечного сечения желоба f состоящего из верхней прямоугольной части (площадью w1) и треугольного основания (площадью (w2),

или в иной форме

Здесь ;
h1 - высота верхней прямоугольной части сечения желоба;

b1=(1+2a).

Площадь поперечного сечения желоба с полукруглым основанием:

Приравнивая значение f, найдем

откуда ширину желоба определяем

Здесь а - отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его ши­рины; принимается в пределах от 1 до 1,5;

К - коэффициент, принимаемый равным для желобов с полукруглым основанием - 2.

Принимаем три же­лоба с треугольным основанием. Тогда расстояния между осями желобов со­ставят 5,55: 3 = 1,85 м

Расход промывной воды, приходящейся на один желоб:

qж = 375: 3 = 125 дм3/с = 0,125 м3/с.

Принимая а = 1,5, найдем

Высота прямоугольной части желоба hпр = 0,75В = 0,75 0,44 = 0,33 м. По­лезная высота желоба h=1,25В =1,25 0,44 = 0,55 м. Конструктивная высота желоба (с учетом толщины стенки) hк =h+0,08= 0,55 + 0,08 = 0,63 м. Скорость движения воды в желобе V=0,61 м/с.

Высота кромки желоба над поверхностью фильтрующей загрузки при Н= 0,7 м и е = 45 %:

Так как конструктивная высота желоба hк = 0,63 м, т. е. более 0,62 м, нужно принять Δhж = 0,7 м с тем, чтобы расстояние от низа желоба до верха за­грузки фильтра было 0,05-0,06 м.

Расход воды на промывку фильтра

где Тр - продолжительность работы фильтра между двумя промывками, равная:

Тр= То – (t1+t2+t3)

T0 - продолжительность рабочего фильтроцикла, обычно принимаемая- равной 8 - 12 ч при нормальном режиме и не менее 6 ч при форсированном ре­жиме работы фильтра;

t3 -продолжительность сброса первого фильтрата в сток.

Следовательно

Tр= 12 - (0,1 +0,33 + 0,17)= 11,4 ч.

При QЧ = 1310 м3/ч, w = 12,5 дм3 м2, N= 8 шт. и f = 30 м2 расход воды, на промывку фильтра:

Скорость фильтрования на фильтрах, при промывке одного из них можно принимать постоянной или с увеличением на 20 %.

Расчет сборного канала. Загрязненная промывная вода из желобов ско­рого фильтра свободно изливается в сборный канал, откуда отводится в сток.

Поскольку фильтр имеет площадь f = 30 м2 < 40 м2, он устроен с боковым сбор­ным каналом, непосредственно примыкающим к стенке фильтра.

При отводе промывной воды с фильтра сборный канал должен предот­вращать создание подпора на выходе воды из желобов. Поэтому расстояние от дна желоба до дна бокового сборного канала должно быть не менее

где qкан - расход воды в канале, м3/с, принимаемый равным 0,375 м3/с;

bкан - минимально допустимая ширина канала (по условиям эксплуатации), принимаемая равной 0,7 м;

g=9,81 м/с2,

Скорость движения воды в конце сборного канала при размерах поперечного сечения f кан=0,7 0,7 = 0,49 м2 составит

Vкан= qкaн/ f кан =0,375: 0,49= 0,77 м/с,

что отвечает рекомендуемой минимальной скорости, равной 0,8 м/с.

Определение потерь напора при промывке фильтра. Потери напора слагаются из следующих величин:

а) потери напора в отверстиях труб распределительной системы фильтра:

где Vкол – скорость движения воды в коллекторе, м/с;

Vp.c. – то же, в распределительных трубах, м/с;

α – отношение суммы площадей всех отверстий распределительной системы к площади сечения коллектора, α=0,075:0,298=0,25.

 

б) потери напора в фильтрующем слое высотой Нф по формуле А. И. Егорова:

Здесь α = 0,76 и b = 0,017 - параметры для песка с крупностью зерен 0,5-1 мм.

При w = 12,5 л/с м2 и Hф =0,7 м

в) потери напора в гравийных поддерживающих слоях высотой Нп.с. по формуле проф. В. Т. Турчиновича:

Для данного примера при Нп с = 0,5 м

h п.с= 0,022 0,5 12,5=0,14 м;

г) потери напора в трубопроводе, подводящем промывную воду к общему коллектору распределительной системы.

При q = 375 л/с, d = 500 м и V = 1,8 м/с гидравлический уклон I = 0,00818. Тогда при общей длине трубопровода L = 100 м:

h п.т . = I L = 0,00818 100 =0,82 м;

д) потери напора на образование скорости во всасывающем и напорном трубопроводах насоса для подачи промывной воды:

е) потери напора на местные сопротивления в фасонных частях и арматуре:

Коэффициенты местных сопротивлений равны: ξ1 = 0,984 для колена; ξ2- 0,26 для задвижки; ξ3, - 0,5 для входа во всасывающую трубу и ξ4= 0,92 для тройника.

Таким образом,

Следовательно, полная величина потерь напора при промывке скорого фильтра составит

Геометрическая высота подъема воды hг от дна резервуара чистой воды до верхней кромки желобов над фильтром будет

h = 0,7 + 1,2 + 4,5 = 6,4 м,

где 0,7 - высота кромки желоба над поверхностью фильтра, м;

1,2 - высота загрузки фильтра, м;

4,5 - глубина воды в резервуаре, м.

Напор, который должен развивать насос при промывке фильтра, равен Н= hг +∑h + hз.н. = 6,4 + 7 + 1,5≈ 15 м,

где hз.н =1,5 м - запас напора (на первоначальное загрязнение фильтра и т.п).

Подбор насосов для промывки фильтра. Для подачи промывной воды в количестве 375 дм3/с принято два одновременно действующих центробежных насоса марки 12НДС производительностью 720 м3/ч (200 дм3/с), каждый с на­пором 21 м, при скорости вращения n=960 об/мин. Мощность на валу насоса 48 квт, мощность электродвигателя 55 квт; к.п.д. насоса 0,87.

Кроме двух рабочих насосов устанавливается один резервный агрегат. Промывку фильтра можно производить и от возвышенного резервуара. При выборе способа промывки следует учитывать допустимость пиковой нагрузки электросетей и результаты технико-экономического сравнения вариантов.

Определение диаметров трубопроводов на фильтровальной станции для подачи и отвода воды. Диаметры трубопроводов определяют по таблицам для гидравлического расчета стальных труб по заданному расходу и рекомендуемой скорости движения воды. Результаты расчета для данного примера пред­ставлены в табл. 5.

Размеры трубопроводов или каналов, обслуживающих каждый фильтр, следует принимать из условия форсированного режима работы (при выключе­нии одного фильтра на промывку). Таким образом, расчетный расход воды, приходящейся на один фильтр, составит 364/(8-1)=52 дм3/с.

Таблица 5


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.012 сек.)