Tkc q3 chuong 14 he thong xu ly nuoc khu khoang (rev3)

Chương 14 HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC KHỬ KHOÁNG Tháng 10/2017 Thực hiện: Cao Minh Thiện Kiểm tra: Nguyễn Quỳnh Như Ngày Ký tên MỤC LỤC 1.1 1.2 2.1 2.2 3.1 3.2 3.3 3.4 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ .1 Tổng quan công nghệ Mô tả hệ thống TIÊU CHÍ THIẾT KẾ Công suất thiết kế hệ thống Tiêu chuẩn áp dụng PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KỸ THUẬT Phân tích thơng số đầu vào Phân tích cơng nghệ .6 Lựa chọn công nghệ cho hệ thống xử lý nước khử khống Tính tốn PHỤ LỤC VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO 20 Tổng Công Ty Phát Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Cơng ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ 1.1 Tổng quan cơng nghệ Trong nhà máy điện ngưng hơi, chu trình nước chu trình kín nên lý thuyết việc tổn thất nước khử khống cung cấp cho lị khơng có Tuy nhiên, thực tế vận hành nhà máy thường xuyên phải bổ sung lượng nước khử khoáng để cân với lượng nước tổn thất như: lượng xả đáy lò thường xuyên, lượng nước xả đáy lò định kỳ, lượng nước bổ sung cho hệ thống nước làm mát mạch kín, lượng nước dùng bổ sung cho hệ thống phụ trợ, lượng rò rỉ ngồi 1.2 Mơ tả hệ thống Nước bổ sung lị (nước khử khống) để bù lại phần chu trình nhiệt cần phải kiểm sốt chặt chẽ dịng nước u cầu phải có chất lượng cao Do đó, nước cần phải lấy từ bể chứa nước khử khoáng Một phần nhỏ dòng nước sử dụng cho hệ thống làm nước ngưng Hệ thống xử lý nước khử khoáng: nước lọc từ thiết bị lọc MF/UF (hoặc SWRO trường hợp nước biển) tiếp tục xử lý hệ thống RO (BWRO) Nước sau hệ thống RO qua thiết bị xử lý bao gồm thiết bị khử khí trao đổi ion hỗn hợp để khử khoáng nước 1.2.1 Phạm vi thiết kế Hệ thống khử khoáng cho Nhà máy nhiệt điện bao gồm, khơng giới hạn hạng mục sau:  Các bơm cấp nước vào lọc micron trước RO  Các lọc trước RO  Các bơm áp lực cao cấp nước vào RO  Các RO  Hệ thống rửa RO chỗ  Thiết bị khử khí  Các bơm chuyển tiếp từ thiết bị khử khí  Thiết bị trao đổi ion hỗn hợp  Các bơm tái sinh  Các bồn chứa nước khử khống  Hệ thống châm hóa chất  Các điểm đấu nối đến hệ thống phân phối nước khử khống  Các bơm, máy thổi khí, đường ống van, v.v 1.2.2 Cấu hình Để đảm bảo hoạt động ổn định đáng tin cậy hệ thống xử lý nước thơ tồn nhà máy điện, hệ thống khử khống cần thiết kế có đủ cơng suất cấu hình hợp lý (đủ cho dự phòng) Quyển 3, Chương 14 – Hệ thống xử lý nước khử khoáng Ấn 3, tháng 10/2017 Trang / 20 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Theo hệ thống xử lý nước khử khoáng thiết kế với cấu hình 3×50%,các thiết bị khử khí 1×100% trao đổi ion hỗn hợp 2×100% TIÊU CHÍ THIẾT KẾ 2.1 Công suất thiết kế hệ thống  Hệ thống xử lý nước khử khoáng thiết kế phù hợp với công suất công nghệ nhà máy  Công suất chứa hệ thống xử lý nước khử khoáng thiết kế đảm bảo nhu cầu dầu cho nhà máy khởi động đốt bổ sung thời gian 48h  Nhu cầu nước khử khoáng tính tốn dựa chế độ vận hành nhà máy (BMCR) đặc tính lị 2.2 Tiêu chuẩn áp dụng 2.2.1 Tiêu chuẩn Việt Nam  QCVN 02: 2009/BYT – Tiêu chuẩn chất lượng nước sinh họat  TCVN 5499 1995 Chất lượng nước Phương pháp Uyncle (Winkler)xác định oxy hòa tan  TCVN 2981-79: Ống phụ tùng thép Ống thép hàn Kích thước  TCVN 5634 1997 Bơm cấp nước ly tâm - Yêu cầu kỹ thuật  TCVN 7704: 2007 Nồi - yêu cầu kỹ thuật thiết kế, kết cấu chế tạo, lắp đặt, sử dụng sửa chữa  Các tiêu chuẩn khác 2.2.2 Tiêu chuẩn quốc tế  API-610: Centrifugal Pumps for Petroleum, Heavy Duty Chemical and Gas Industry Services  BS 1387: Specification for screwed and socketed steel tubes and tubulars and for plain end steel tubes suitable for welding or for screwing to BS 21 pipe threads  API-650: Welded Steel Tanks for Oil Storage  JIS-B-8223: Quality of Boiler feed water  DLT-5000-2000: Technical Code for Designing Fossil Fuel Thermal Power plant  Các tiêu chuẩn khác PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KỸ THUẬT Quyển 3, Chương 14 – Hệ thống xử lý nước khử khoáng Ấn 3, tháng 10/2017 Trang /20 Rev.3 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 3.1 3.1.1 Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Phân tích thơng số đầu vào Chất lượng nước đầu vào Nguồn nước đầu vào cung cấp cho hệ thống xử lý nước khử khoáng phải đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn chất lượng nước sinh hoạt QCVN 02: 2009/BYT: Tiêu chuẩn chất lượng nước sinh hoạt QCVN 02: 2009/BYT TT Đơn vị tính Tên tiêu tối đa cho phép I Phương pháp thử Giới hạn 15 Mức độ giám sát II Màu sắc(*) TCU 15 TCVN 6185 - 1996 A Mùi vị(*) - Khơng có Khơng Cảm quan, A mùi vị lạ có mùi SMEWW 2150 B vị lạ 2160 B Độ đục(*) NTU (ISO 7887 - 1985) SMEWW 2120 TCVN 6184 - 1996 A (ISO 7027 - 1990) SMEWW 2130 B Clo dư mg/l Trong khoảng 0,3-0,5 - SMEWW 4500Cl A US EPA 300.1 pH(*) - Trong khoảng 6,0 - 8,5 Trong khoảng 6,0 - 8,5 TCVN 6492:1999 A SMEWW 4500 - H+ Hàm lượng Amoni(*) mg/l 3 SMEWW 4500 - NH3 C A SMEWW 4500 - NH3 D Hàm mg/l lượng Sắt tổng số (Fe2+ + Fe3+)(*) 0,5 0,5 TCVN 6177 - 1996 (ISO B 6332 - 1988) SMEWW 3500 - Fe Chỉ số mg/l Pecmanga nat 4 TCVN 6186:1996 A ISO 8467:1993 (E) Quyển 3, Chương 14 – Hệ thống xử lý nước khử khoáng Ấn 3, tháng 10/2017 Trang /20 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện TT Tên tiêu Đơn vị tính Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Phương pháp thử Giới hạn tối đa cho phép I Mức độ giám sát II Độ cứng mg/l tính theo CaCO3(*) 350 - TCVN 6224 - 1996 B SMEWW 2340 C 10 Hàm lượng Clorua(*) mg/l 300 - TCVN6194 - 1996 Hàm lượng Florua mg/l 11 (ISO 9297 - 1989) SMEWW 4500 - Cl- D 1.5 - TCVN 6195 - 1996 B (ISO10359 - - 1992) SMEWW 4500 F- 12 Hàm mg/l lượng Asen tổng số 13 Coliform tổng số 14 A 0,01 Vi khuẩn/ 50 100ml 0,05 TCVN 6626:2000 B SMEWW 3500 - As B 150 TCVN 6187 - 1,2:1996 A (ISO 9308 - 1,2 - 1990) SMEWW 9222 E coli Vi khuẩn/ 100ml Coliform chịu nhiệt 20 TCVN6187 - 1,2:1996 A (ISO 9308 - 1,2 - 1990) SMEWW 9222 Yêu cầu chất lượng nước khử khống đầu 3.1.2 Trong q trình thiết kế, chất lượng nước lò thiết kế tuân theo tiêu chuẩn JIS-B-8223 tiêu chuẩn khác tương đương tiêu chuẩn nhà sản xuất lò Tiêu chuẩn chất lượng nước cấp lò (dưới tới hạn) Số Thông số pH (25°C) Độ dẫn điện Đơn vị Tiêu chuẩn Ghi 8.5-9.6 S/cm Quyển 3, Chương 14 – Hệ thống xử lý nước khử khoáng Ấn 3, tháng 10/2017 0.5 Trang /20 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Số Thông số Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Đơn vị Tiêu chuẩn Hàm lượng Oxy hòa tan g/L ≤7 Hydrazin (N2H2) g/L 10~50 Silica g/L ≤ 0.02 Fe g/L ≤ 20 Cu g/L ≤5 Photphat g/L 0.1~0.3 g/L Cl- ≤2 Ghi Giá trị mong đợi ≤ Kiểm tra không theo danh mục tuỳ theo điều kiện vận hành thực tế Tiêu chuẩn chất lượng nước cấp lị (trên tới hạn) Số Thơng số Đơn vị Tiêu chuẩn pH (25°C) Độ dẫn điện S/cm Độ cứng mg/L ≤ 0.005 TDS mg/L 0.05 Silica g/L ≤ 0.01 Độ cứng g/L ≤ 20 Na+ g/L ≤ 0.015 Ghi 6.8-7.1 Quyển 3, Chương 14 – Hệ thống xử lý nước khử khoáng Ấn 3, tháng 10/2017 0.1 Trang /20 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 3.2 3.2.1 Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Phân tích cơng nghệ Cơng nghệ xử lý nước khử khoáng phương pháp trao đổi ion Phương pháp trao đổi ion trình trao đổi ion dựa tương tác hoá học ion pha lỏng ion pha rắn Trao đổi ion q trình gồm phản ứng hố học đổi chỗ (phản ứng ) ion pha lỏng ion pha rắn (là nhựa trao đổi) Sự ưu tiên hấp thu nhựa trao đổi dành cho ion pha lỏng nhờ ion pha lỏng dễ dàng chổ ion có khung mạng nhựa trao đổi Quá trình phụ thuộc vào loại nhựa trao đổi loại ion khác Có hai phương pháp sử dụng trao đổi ion trao đổi ion với lớp nhựa chuyển động, vận hành tái sinh liên tục; trao đổi ion với lớp nhựa trao đổi đứng yên (tĩnh), vận hành tái sinh gián đoạn Trong trao đổi ion với lớp nhựa tĩnh phổ biến Có cơng đoạn q trình vận hành trao đổi ion: trao đổi, rửa ngược để xới lớp nhựa, hoàn nguyên lớp nhựa, rửa dung dịch  Trao đổi ion: nước nguồn theo dàn ống phân phối từ xuống với tốc độ tính tốn, nước lọc có độ cứng tăng mức cho phép định ngừng lọc để hồn ngun  Rửa ngược: Sau chất trao đổi ion bình trao đổi hiệu lực, trước tái sinh thường dùng nước từ hướng lên rửa ngược mãnh liệt thời gian ngắn để rửa cặn bẩn, dùng nước bể lọc sau hoàn nguyên để xới, nước rửa có chất hồn ngun đồng thời với việc xới, bể lọc hoàn nguyên phần  Tái sinh: bước quan trọng thao tác vận hành bình trao đổi ion, dung dịch hồn ngun từ xuống hay từ lên Do tính chất yêu cầu chất lượng nhà máy điện thông thường sử dụng bể lọc H-cationnit bể lọc anion nên phạm đề tài trình bày đến hai loại bể nói  Hồn ngun bể lọc H-cationit dung dịch HCl H2SO4 Tuy nhiên, thường hay dùng axít H2SO4 (vì HCl đắt hơn, nhiên HCl hoàn nguyên triệt để hơn, chất lượng nước đầu cao hơn) Khi dùng axít H2SO4 nồng độ H2SO4 dung dịch hồn ngun khơng vượt q 1.5% Nếu nồng độ H2SO4 dung dịch hoàn nguyên lớn lắng đọng thạch cao bề mặt hạt cationit Tuy nhiên, dùng dung dịch H2SO4 nồng độ thấp (0.5÷2%) tái sinh, phương pháp tương đối giản đơn, cần dùng lượng lớn H2SO4 loãng, thời gian tái sinh kéo dài, lượng nước tự dùng cho thiết bị lớn, hiệu tái sinh tương đối Do đó, áp dụng hồn ngun theo hai bậc Đầu tiên hoàn nguyên bể lọc Hcationit dung dịch H2SO4 1% để đuổi phần lớn ion Ca2+ Mg2+ vòng 10 phút với lưu tốc m/giờ, sau hồn ngun dung dịch H2SO4 5÷10% Quyển 3, Chương 14 – Hệ thống xử lý nước khử khoáng Ấn 3, tháng 10/2017 Trang /20 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện  Hồn ngun bể lọc anion tính kiềm mạnh, nồng độ dung dịch NaOH thường từ 2-4% Tái sinh số loại nhựa anionit tính kiềm mạnh dùng phương pháp tái sinh hai bước: trước tiên dùng 50-60% tổng NaOH pha thành nồng độ 2-3% giữ với lưu tốc 5-6m/giờ thông qua chất trao đổi, sau đem NaOH cịn lại pha thành nồng độ 0.2-0.3% giữ lưu tốc 12m/giờ Phuơng thức hồn ngun có hai loại: hồn ngun thuận dịng hồn ngun ngược dịng Phương thức tái sinh thuận dịng: có ưu điểm lắp đặt đơn giản, thao tác thuận tiện, hiệu Còn phương thức tái sinh ngược dòng: hai hướng chảy dung dịch tái sinh nước vận hành ngược Vì vậy, trình dung dịch tái sinh vào, toàn chất trao đổi phần đáy bình trao đổi, tiếp xúc với dung dịch tái sinh mới, nên đạt trình độ tái sinh tương đối cao, có lợi cho việc phản ứng trao đổi Rửa nước sau hoàn nguyên hay gọi thời gian xả lọc đầu Cho nước nguồn vào bể lọc với tốc độ chậm 5-8 m/h để rửa dung dịch hồn ngun cịn đọng lại lớp vật liệu, xả nước lọc đầu đến nồng độ ion clo nước rửa nồng độ ion clo nước nguồn ngừng lại cho bể lọc vận hành bình thường Nên có bể giữ lại ½ nước rửa để tới bể lọc 3.2.2 Cơng nghệ xử lý nước khử khống phương pháp RO Thẩm thấu ngược, tiếng anh Reverse Osmosis (RO), phát triển từ năm 1960 bắt nguồn từ ngành hàng không vũ trụ Hoa Kỳ áp dụng rộng rãi dân dụng, nghiên cứu, dược phẩm, thực phẩm, đồ uống, xử lý nước biển Thẩm thấu ngược trình phân ly áp suất, dung dịch xuyên qua lớp màng, chất tan bị giữ lại lớp màng tạo điều kiện cho dung mơi ngun chất qua Nói cách cụ thể hơn, di chuyển dung dịch từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp việc lợi dụng sức nén chênh lệch áp suất thẩm thấu Đây nghịch đảo trình thẩm thấu bình thường - chuyển dịch dung mơi từ nơi có nồng độ thấp xuyên qua lớp màng đến nơi có nồng độ cao khơng có sức ép bên ngồi Với ưu điểm chất lượng nước đầu tốt, hệ thống vận hành ổn định, công tác thiết kế, lắp đặt bảo trì đơn giản, chi phí vận hành thấp hệ thống xử lý nước khử khống cho lị cơng nghệ RO dần thay cho công nghệ cũ trước Cấu tạo thiết bị lọc RO bao gồm phần chính: phần xử lý thơ, phần (màng lọc), phần xử lý sau, phần sục rửa hệ thống  Phần xử lý thơ thường thiết bị lọc than hoạt tính, cát thạch anh, thiết bị lọc tinh, thiết bị lọc MF (Microfiltration), thiết bị lọc UF (Ultrafiltration)… Mục đích loại bỏ bùn cát, rỉ sắt, chất keo dính, mùi vị lạ, chất hữu cơ…giảm lượng clo thừa ô nhiễm thuốc thực vật Nếu hàm lượng Ca, Mg tương đối nhiều cần thêm thiết bị làm mềm Quyển 3, Chương 14 – Hệ thống xử lý nước khử khoáng Ấn 3, tháng 10/2017 Trang /20 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện nước, mục đích bảo vệ màng RO phía sau khơng bị cát vật dạng hạt làm hỏng, từ kéo dài tuổi thọ màng thẩm thấu  Phần chính: tổ hợp bơm tăng áp, vỏ màng lọc, màng thẩm thấu, tủ điện điều khiển, trung tâm thiết bị xử lý nước Chất lượng nước có tốt hay khơng phụ thuộc vào phần  Phần xử lý sau: phần thiết bị xử lý lần nước mà thiết bị phần màng RO xử lý Phần sục rửa hệ thống: có tác dụng rửa ngược để loại bỏ cáu cặn bám màng lọc q trình vận hành 3.3 Lựa chọn cơng nghệ cho hệ thống xử lý nước khử khoáng Hệ thống xử lý nước khử khống theo cơng nghệ trao đổi ion phát triển đạt thành tựu định công nghệ xử lý nước Tuy nhiên, ứng dụng công nghệ vào xử lý dây chuyền xử lý nước lị cịn có hạn chế định như: hệ thống khơng kiểm sốt đạt chất lượng nước đầu theo yêu cầu hàm lượng chất rắn lơ lửng nước nguồn nước đầu vào tăng đột ngột, tương tự số khác SDI, độ đục… Cơng nghệ xử lý nước cấp lị phụ thuộc vào điều kiện cụ thể dự án khác nhau, tùy vào tính hiệu kinh tế, tùy thuộc vào chất lượng nguồn nước thô đầu vào mà ta ứng dụng công nghệ xử lý phù hợp Trong điều kiện thực tế Việt Nam nay, công nghệ xử lý RO áp dụng rộng rãi dây chuyền xử lý nước khử khoáng nhà máy điện Các động lực để định thay công nghệ xử lý nước truyền thống công nghệ RO là:  Chi phí hóa chất cho loại hóa chất, hạt nhựa tái sinh hệ thống trao đổi ion cao, thời gian tái sinh lớn, việc tái sinh thực lần/ngày nhiều lần ngày tùy thuộc vào tuổi thọ hệ thống  Lượng hóa chất sử dụng hệ thống trao đổi ion lớn so với hệ thống RO  Thiết kế lắp đặt, vận hành, bảo trì thay thiết bị hệ thống xử lý nước RO đơn giản nhiều so với hệ thống trao đổi ion  Chất lượng nước đầu ổn định đạt chất lượng cao Nước khử khống địi hỏi hầu hết chất rắn hòa tan (TDS) phải loại bỏ để thu nước có chất lượng cao Hai lựa chọn cho xử lý nước để thu nước khử khoáng thích hợp cho cung cấp nước lị thẩm thấu ngược (RO) nhựa trao đổi ion (IX) So với cơng nghệ IX, RO có số điểm mạnh sau:  Độ tinh khiết RO liên tục IX giảm nhựa cần tái sinh  Hóa chất dùng cho IX đắt tiền chi phí hoạt động cao so với RO với lít nước tinh khiết Quyển 3, Chương 14 – Hệ thống xử lý nước khử khoáng Ấn 3, tháng 10/2017 Trang /20 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện  IX sử dụng thêm hai hóa chất độc hại, axit clohydric (HCl) xút (NaOH) để phục hồi nhựa; hóa chất cần có nơi lưu trữ xử lý với yêu cầu đặc biệt  Hóa chất làm RO khơng độc hại, không yêu cầu đặc biệt xử lý, lưu trữ chơn lấp  Hệ thống RO nói chung tốn để vận hành yêu cầu lao động để bảo trì so với hệ thống IX Do lợi nêu trên, công nghệ RO đề xuất để áp dụng Với mục đích khử khoáng, hệ RO nối tiếp thiết bị khử khí thiết bị trao đổi ion hỗn hợp CO2 tự nước thô tạo việc bổ sung axit qua màng RO đóng góp vào độ dẫn điện nước sản phẩm Biện pháp phổ biến để loại bỏ CO2 tự nước dùng thiết bị khử khí Quá trình giúp làm giảm lượng chất ăn mịn, cần thiết để tái tạo nhựa trao đổi ion sử dụng để xử lý ion hòa tan nước khử khoáng để đáp ứng yêu cầu nghiêm ngặt nước cấp lò nhà máy điện cơng nghệ siêu tới hạn 3.4 Tính tốn Khi thiết kế hệ thống xử lý nước khử khống cơng nghệ RO thiết bị hệ thống nhà cung cấp tính tốn thiết kế chế tạo theo modul Tuy nhiên, thiết kế ban đầu, thơng số cần phải lưu ý để tính tốn cân nhu cầu nước 3.4.1 Lưu lượng nước qua lọc RO: Vw  K w P   S T Với  Vw: Lưu lượng nước qua lọc RO  Kw: hệ số thẩm thấu qua lọc  ∆P: Áp suất nước qua lọc  ∆Π: Độ chênh lệch áp suất thẩm thấu  S: Diện tích lọc  T: bề dày lọc Hệ số thu hồi nước Trong hệ thống lọc RO tỉ lệ thu hồi nước thông số quan trọng cần phải xem xét thiết kế CF=1/(1-F) F: phần trăm lượng nước thu hồi qua lọc RO Quyển 3, Chương 14 – Hệ thống xử lý nước khử khoáng Ấn 3, tháng 10/2017 Trang /20 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Các loại cấu hình tham khảo hệ thống RO: 3.4.2 Hệ thống trao đổi ion hỗn hợp (Mixed-Bed) Khi tính thiết kế hệ thống trao đổi ion hỗn hợp, cấu hình thiết kế thông thường 2x100% 3x50% Qua kinh nghiệm thực tế, cấu hình hệ thống Mixed bed thường kèm với cấu hình thiết bị cho hệ thống RO trao đổi ion Do đó, cấu hình 2x100% kiến nghị xem xét thiết kế Quyển 3, Chương 14 – Hệ thống xử lý nước khử khoáng Ấn 3, tháng 10/2017 Trang 10 /20 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Ngồi ra, tính tốn hệ thống Mixed-Bed, hệ thống tổn thất nước khử khoáng qua từ 1-2% Lưu lượng nước cần thiết qua trao đổi ion hỗn hợp là: QMB =QDM/(1-2%) Kích thước trao đổi ion hỗn hợp: D   QMB   vMB Với QMB: lưu lượng nước qua trao đổi ion hỗn hợp VMB : vận tốc nước qua trao đổi ino hỗn hợp (40-60m3/h) Thể tích trao đổi ion hỗn hợp: Cation: VCR  S MB xH cationresin 1000 Ation: V AR  S MB xH anionresin 1000 Với VCR thể tích phần cation trao đổi ion hỗn hợp VAR thể tích phần anion trao đổi ion hỗn hợp SMB: diện tích mặt cắt ngang MB 3.4.3 Thiết bị khử khí: Kích thước bình khử khí: DDC   QDC   vDC Với QDC lưu lượng nước qua bình khử khí VDC vận tốc nước qua bình khử khí (≥60m/h) 3.4.4 Tính tốn lưu lượng bơm cho thiết bị RO Khi tính tốn lưu lượng bơm cao áp cho hệ thống xử RO, bơm zem xét tính tốn bao gồm: 2x100% bơm nước cấp cho RO, 2x100% bơm lọc Cartridge Filters (nếu có thiết kế) 2x100% bơm cao áp cho RO (RO high pressure pump) Hệ số thu hồi nước hệ thống RO xử lý nước khử khoáng khoang 85% Lưu lượng bơm: QFP = QCF = QHP = QRO/85% Với QFP lưu lượng bơm nước cấp cho RO, QCF lưu lượng bơm nước cấp cho lọc Cartridge Filters QHP lưu lượng bơm cao áp RO 3.4.5 Nhu cầu acid cho trình rửa ngược hệ thống MB:  Acid HCl nồng độ 100% GHCl = gHCl x VCR Với GHCl lượng acid HCl nồng độ 100% cho lần rửa (kg) Quyển 3, Chương 14 – Hệ thống xử lý nước khử khoáng Ấn 3, tháng 10/2017 Trang 11 /20 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn công trình Nhà máy Nhiệt điện gHCl : lượng acid cần thiết bổ sung cho hạt nhựa cation (kg/m3) VCR : tổng thể tích hạt nhựa cation cho MB (m3)  Acid HCl nồng độ 31% ' GHCL  GHCL 31% Với GHCl lượng acid HCl nồng độ 100% cho lần rửa (kg) G’HCl lượng acid HCl nồng độ 31% cho lần rửa (kg) Vì lượng muối lọc RO hệ thống xử lý nước khử khoáng nhỏ, dự kiến q trình rửa ngược cho MB dự định tiến hành tuần/lần 3.4.6 Nhu cầu kiềm cho trình rửa ngược hệ thống MB:  NaOH nồng độ 100% GNaOH = gNaOH x VAR Với GNaOH lượng NaOH nồng độ 100% cho lần rửa (kg) GNaOH : lượng acid cần thiết bổ sung cho hạt nhựa ation (kg/m3) VAR : tổng thể tích hạt nhựa ation cho MB (m3)  NaOH nồng độ 30% ' G NaOH  G NaOH 30% Với GNaOH lượng NaOH nồng độ 100% cho lần rửa (kg) G’NaOH lượng NaOH nồng độ 30% cho lần rửa (kg) Vì lượng muối lọc RO hệ thống xử lý nước khử khống nhỏ, dự kiến q trình rửa ngược cho MB dự định tiến hành tuần/lần 3.4.7 Kích thước đường ống Hệ thống đường ống cung cấp nước khử khoáng với thiết bị phụ trợ thiết kế lắp đặt tuân theo tiêu chuẩn Việt Nam Quốc tế Đường kính ống xác định theo cơng thức sau: D V [m]   Trong đó:  D: Đường kính ống, m  V: Lưu lượng nước, m3/s   : Vận tốc nước ống, m/s Quyển 3, Chương 14 – Hệ thống xử lý nước khử khoáng Ấn 3, tháng 10/2017 Trang 12 /20 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 3.4.8 Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Tính tốn, lựa chọn bơm Các thơng số để lựa chọn loại bơm, công suất bơm lưu lượng làm việc, cột áp bơm môi trường làm việc Lưu lượng cột áp bơm xác định thơng qua q trình thiết kế dựa nhu cầu sử dụng, vị trí lắp đặt bố trí thiết bị Có loại bơm thường sử dụng hệ thống cung cấp nước khử khoáng bơm ly tâm bơm hướng trục Tùy vào mục đích sử dụng mà ta chọn loại bơm cho phù hợp Đối với hệ thống bơm chuyển cung cấp nước khử khống loại bơm ly tâm lựa chọn thiết kế lắp đặt 3.4.9 Tổn thất áp suất đường ống Tổng tổn thất áp suất (  P ) bao gồm tổng tổn thất ma sát (  Pms ) tổng tổn thất cục (  Pcb ) toàn đường ống  P   P ms   Pcb [Pa] Tổn thất ma sát Tổn thất ma sát đoạn ống thẳng, tiết diện không đổi phụ thuộc vào vận tốc chuyển động lưu chất, loại lưu chất, độ nhám thành ống, đường kính ống chiều dài ống dẫn Tổn thất ma sát tính theo công thức: l 2  [Pa] d Pms   Trong đó:  λ : Hệ số ma sát  l : Chiều dài ống dẫn, m  d : Đường kính ống dẫn, m   : Vận tốc lưu chất ống, m/s  ρ : Khối lượng riêng lưu chất, kg/m3 Trong công thức trên, xác định hệ số ma sát dựa độ nhám vật liệu làm ống đồ thị Moody Để tra hệ số ma sát đồ thị Moody, cần biết hệ số Reynolds độ nhám tương đối r’ Tiêu chuẩn Reynolds tính theo cơng thức sau: Quyển 3, Chương 14 – Hệ thống xử lý nước khử khoáng Ấn 3, tháng 10/2017 Trang 13 /20 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Re  D  Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Độ nhám số vật liệu thường gặp Trong đó:  D: Đường kính ống, m  ψ: Độ nhớt động học lưu chất, m2/s Vật liệu Độ nhám tương đối: r'  r D Độ nhám tuyệt đối, r (mm) Thép Rivet Trong đó:  r: Độ nhám tuyệt đối vật liệu làm ống Độ nhám tuyệt đối phụ thuộc vào vật liệu làm ống, hệ thống dầu, vật liệu thơng dụng tra độ nhám tuyệt đối bảng 3.9 Tổn thất cục Bê tông 0.9 0.3 Gang đúc 0.26 Thép mạ kẽm 0.045 0.15 Tổn thất cục xảy dòng chảy thay đối hướng tiết diện dịng chảy thay đổi Tổn thất cục tính theo cơng thức sau: Pcb   2  [Pa]  Trong đó: ξ hệ số tổn thất cục Việc xác định hệ số tổn thất cục phức tạp, phụ thuộc vào hình dạng, thay đổi hướng dòng chảy, cấu tạo co, van mà có hệ số trở lực cục khác Qua kiểm nghiệm dự án thực tế, ta tham khảo bảng 3.10 để tra hệ số tổn thất cục Quyển 3, Chương 14 – Hệ thống xử lý nước khử khoáng Ấn 3, tháng 10/2017 Trang 14 /20 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Hệ số tổn thất cục Các thông số Đoạn cong (co) R/D R/D 3.0 90 độ 0.15 3.0 45 độ 0.10 3.0 30 độ 0.06 1.5 90 độ 0.23 1.5 45 độ 0.14 1.5 30 độ 0.07 Co giảm D2/D1 0.9 0.50 Co tăng D1/D2 0.9 0.30 m/ma Da/d 1 rẽ nhánh 1.70 1 thẳng 0.20 0.5 0.7 rẽ nhánh 0.00 0.5 0.7 thẳng 0.10 0.5 0.7 m/ma Da/d 1 rẽ nhánh 1.10 1 thẳng 0.00 0.5 0.7 rẽ nhánh 0.80 0.5 0.7 thẳng 1.20 0.5 0.7 0.10 Van Cổng Ds/D=1.0 0.15 Van Cổng Ds/D=0.9 1.10 Bộ chia dòng (T) Chữ Y Bộ hội tụ dòng (T) Chữ Y Một số van Thiết bị khác 1.40 Van chặn 0.50 Van cầu 5.00 Van chiều 5.50 Van cửa 1.80 Bộ lọc 2.00 Quyển 3, Chương 14 – Hệ thống xử lý nước khử khoáng Ấn 3, tháng 10/2017 Trang 15 /20 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Các thông số Đoạn cong (co) Hiệu ứng venturi 0.60 Bù giãn nở 0.11 Lưu lượng kế 0.80 R/D R/D 3.0 90 độ 0.15 3.0 45 độ 0.10 3.0 30 độ 0.06 1.5 90 độ 0.23 1.5 45 độ 0.14 1.5 30 độ 0.07 Co giảm D2/D1 0.9 0.50 Co tăng D1/D2 0.9 0.30 m/ma Da/d 1 1 thẳng 0.20 0.5 0.7 rẽ nhánh 0.00 0.5 0.7 thẳng 0.10 0.5 0.7 m/ma Da/d 1 rẽ nhánh 1.10 1 thẳng 0.00 0.5 0.7 rẽ nhánh 0.80 0.5 0.7 thẳng 1.20 0.5 0.7 0.10 Van Cổng Ds/D=1.0 0.15 Van Cổng Ds/D=0.9 1.10 Bộ chia dòng (T) Chữ Y Bộ hội tụ dòng (T) Chữ Y Một số van rẽ nhánh 1.70 1.40 Van chặn 0.50 Van cầu 5.00 Van chiều 5.50 Quyển 3, Chương 14 – Hệ thống xử lý nước khử khoáng Ấn 3, tháng 10/2017 Trang 16 /20 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Các thông số Thiết bị khác Van cửa 1.80 Bộ lọc 2.00 Hiệu ứng venturi 0.60 Bù giãn nở 0.11 Lưu lượng kế 0.80 Từ hệ số tổn thất cục tra bảng trên, ta hồn tồn tính tổn thất áp suất toàn đường ống, từ làm sở để tính tốn cột áp tổng 3.4.10 Tính tốn cơng suất bơm lựa chọn cơng suất động điện Cơng suất hữu ích bơm: N hi    V  H Total Với:  Nhi: Cơng suất hữu ích bơm  γ: Trọng lượng riêng lưu chất, γ = ρ×g  Htotal: Cột áp tổng bơm  V: lưu lượng thể tích bơm V  S     D2    : vận tốc lưu chất ống, m/s  D: đường kính ống Công suất động cơ: N dc    V  H total  dc   dc: Hiệu suất động Quyển 3, Chương 14 – Hệ thống xử lý nước khử khoáng Ấn 3, tháng 10/2017 Trang 17 /20 Tổng Công Ty Phát Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Cơng ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Quyển 3, Chương 14 – Hệ thống xử lý nước khử khoáng Ấn 3, tháng 10/2017 Trang 18 / 20 Tổng Công Ty Phát Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 3.4.11 Công suất chứa bồn Bồn chứa nước khử khoáng cho nhà máy điện thiết kế đảm bảo cung cấp đủ nước khử khoáng cho nhà máy vận hành 100% công suất thời gian từ 36h-48h trường hợp hệ thống xử lý nước khử khoáng gặp cố giai đoạn bảo trì Mỗi bồn chứa nước khử khống trang bị thiết bị sau:  Lỗ xả đáy  Ống xả tràn  Lỗ thông  Thiết bị lấy mẫu  Phao đo mực nước  Thiết bị hiển thị mực nước  Man hole  Dầu chờ mở rộng (nếu có)  Cầu thang Các thiết bị đo lường, điều khiển, thiết bị phụ trợ khác Tính tốn chiều dày thép bồn: Chiều dày theo điều kiện chứa bồn: td  4.9 D  ( H i  0.3) x [ ]d x Chiều dày theo điều kiện kiểm tra thủy lực: tt  4.9 D  ( H  0.3) x [ ]t x Chiều dày thiết kế bồn: tdi = td +C Chiều dày thiết kế lựa chọn: t ≥ tdi Với: Hi chiều cao thép tính tốn D đường kính bồn ρ tỷ trọng chất lỏng bồn [σ]d ứng suất thép cho phép nhiệt độ thiết kế [σ]t ứng suất thép cho phép nhiệt độ bình thường C: chiều dày cho phép ăn mòn sai lệch Quyển 3, Chương 14 – Hệ thống xử lý nước khử khoáng Ấn 3, tháng 10/2017 Trang 19 / 20 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện PHỤ LỤC VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Xuân Lai Xử lý nước cấp cho sinh hoạt Công Nghiệp – Nhà Xuất Bản Xây Dựng [2] Lê Văn Cát Hấp Phụ Trao đổi ion kỹ thuật xử lý nước thải – Nhà Xuất Bản Xây Dựng 2002 [3] Trung tâm đào tạo ngành nước môi trường Sổ tay Xử lý nước – Nhà Xuất Bản Xây Dựng [4] Tài liệu Dự Án NMĐ Cà Mau 1, Hệ thống xử lý nước khử khoáng [5] Tài liệu Dự Án NMĐ Nhơn Trạch 1, Hệ thống xử lý nước khử khống [6] Tài liệu Dự Án NMĐ Ơ Mơn III Hệ thống xử lý nước khử khoáng [7] Kurita Handbook of Water Treatment System- Second Edition [8] Black And Veatch Power Plant Engineering [9] Everett, Hetbert.B.Lammer, Thomas.F.Lammer Steam Plant Operation [10] Tài liệu Dự Án NMĐ Duyên Hải Hệ thống xử lý nước khử khoáng [11] Tài liệu Dự Án NMĐ Vĩnh Tân Hệ thống xử lý nước khử khống [12] Tài liệu Dự Án NMĐ Sơng Hậu Hệ thống xử lý nước khử khoáng Quyển 3, Chương 14 – Hệ thống xử lý nước khử khoáng Ấn 3, tháng 10/2017 Trang 20 /20