Физико -химические методы подготовки воды
内容描述: Дисциплина направлена на изучение теоретических основ и практических аспектов применения физико-химических методов в подготовке воды для различных отраслей — энергетики, промышленности и коммунального хозяйства. Рассматриваются процессы коагуляции, флокуляции, ионного обмена, мембранной фильтрации, сорбции и другие методы очистки и кондиционирования воды. Особое внимание уделяется выбору методов обработки воды в зависимости от её состава, требований к качеству и условий эксплуатации. В результате студенты смогут обоснованно выбирать и применять методы водообработки в зависимости от химического состава воды и параметров конкретной прикладной задачи
贷款数: 5
Пререквизиты:
- Основы технической термодинамики
*СomplexityDiscipline(zh-CN)*:
| *TypesOfClasses(zh-CN)* | *hours(zh-CN)* |
|---|---|
| *Lectures(zh-CN)* | 15 |
| *PracticalWork(zh-CN)* | 30 |
| *LaboratoryWork(zh-CN)* | |
| *srop(zh-CN)* | 30 |
| *sro(zh-CN)* | 75 |
| *FormOfFinalControl(zh-CN)* | экзамен |
| *FinalAssessment(zh-CN)* | экзамен |
零件: Компонент по выбору
循环次数: Базовые дисциплины
Цель
- Целью дисциплины является развитие инженерного мышления в технологии очистки воды от различных примесей и обеспечение нормативных показателей качества воды в процессе проектирования и эксплуатации ее на электростанциях.
Задача
- Задачи дисциплины – научить студентов современным технологическим приемам подготовки воды на ТЭС, АЭС в зависимости от ее качества и объекта водопотребления методам расчета и выбора основного оборудования водоподготовительных установок ТЭС, ознакомить студентов с действующей НТД в области водоподготовки, пользованию справочными литературными источниками.
Результат обучения: знание и понимание
- Знать физико-химические свойства воды и загрязняющих примесей. Понимать принципы действия различных методов подготовки воды: осаждение, ионный обмен, мембранные процессы, сорбция и др. Владеть знаниями о применении реагентов и материалах, используемых в водоочистке.
Результат обучения: применение знаний и пониманий
- Выполнять расчёты доз реагентов, обменной емкости, фильтрационной скорости и других параметров процессов. Выбирать физико-химические методы обработки воды в зависимости от её качества и назначения. Осуществлять контроль за ходом процессов водоподготовки и корректировать параметры в реальном времени.
Результат обучения: формирование суждений
- Оценивать эффективность различных методов очистки с точки зрения качества воды, экономичности и устойчивости. Принимать обоснованные решения при проектировании или модернизации систем водоподготовки. Анализировать причины сбоев в работе установок и предлагать пути устранения проблем.
Результат обучения: коммуникативные способности
- Оформлять расчётно-техническую и отчетную документацию по процессам водоподготовки. Участвовать в обсуждении технических решений в составе инженерной группы. Представлять и аргументированно защищать свои предложения на производственных совещаниях или в научной среде.
Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе
- Самостоятельно изучать современные научные публикации, нормативные документы и технические регламенты в области водоподготовки. Осваивать новые технологии и оборудование для физико-химической очистки воды. Критически анализировать полученную информацию и применять её к практическим задачам и инновационным проектам.
*TeachingMethods(zh-CN)*
В условиях кредитной технологии обучения занятия должны проводиться преимущественно в активных и творческих формах. В числе эффективных педагогических методик и технологий, способствующих вовлечению обучающихся в поиск и управление знаниями, приобретению опыта самостоятельного решения задач, следует выделить: - технология проблемно- и проектно-ориентированного обучения; - технологии учебно-исследовательской деятельности; - коммуникативные технологии (дискуссия, пресс-конференция, мозговой штурм, учебные дебаты и другие активные формы и методы); - метод кейсов (анализ ситуации); - игровые технологии, в рамках которых обучающиеся участвуют в деловых, ролевых, имитационных играх; - информационно-коммуникационные (в том числе дистанционные образовательные) технологии.
*AssessmentKnowledge(zh-CN)*
Преподаватель проводит все виды работ текущего контроля и выводит соответствующую оценку текущей успеваемости обучающихся два раза в академический период. По результатам текущего контроля формируется рейтинг 1 и 2. Учебные достижения обучающегося оцениваются по 100-балльной шкале, итоговая оценка Р1 и Р2 выводится как средняя арифметическая из оценок текущей успеваемости. Оценка работы обучающегося в академическом периоде осуществляется преподавателем в соответствии с графиком сдачи заданий по дисциплине. Система контроля может сочетать письменные и устные, групповые и индивидуальные формы.
| *Period2(zh-CN)* | *TypeOfTask(zh-CN)* | *Total(zh-CN)* |
|---|---|---|
| 1 *Rating(zh-CN)* | Практическая работа №1 - Качество природных вод. Применение воды в теплоэнергетике . Определение биологических показателей качества воды . | 0-100 |
| Практическая работа №2 - Определение жесткости воды. Основные методы определения жесткости воды. | ||
| Практическая работа №3 - Определение щелочности воды. Основные методы определения щелочности воды. | ||
| Практическая работа №4 - Коагуляция воды. Основные методы определения коагуляции воды. | ||
| Практическая работа №5 - Фильтрование воды. Основные методы определения фильтрование воды. | ||
| СРС №1 Правила отбора, транспортировки и хранения проб. Методы определения показателей качества воды | ||
| СРС №2 Карбонаты, гидрокарбонаты, карбонатная жесткость и щелочность | ||
| Устный опрос | ||
| Рубежный контроль №1 | ||
| 2 *Rating(zh-CN)* | Практическая работа №6 - Процессы умягчения воды по методу осаждения и расход реагентов. Методы известкование. | 0-100 |
| Практическая работа №7 - Процессы умягчения, работа катионитного фильтра и расход реагентов. Пример решения задачи | ||
| Практическая работа №8 - Обессоливание воды. Методы и схемы включения испарительных и паропреобразовательных установок. | ||
| Практическая работа №9 - Методы обработки воды и конденсата на промышленных предприятиях. Технологические схемы очистки воды и конденсата в ФСД | ||
| Практическая работа №10 - Методы обработки сточных вод. Применение окислителей для борьбы с биологическим обрастанием теплообменников и обеззараживания воды. | ||
| СРС №3 - Определение содержания сульфатов и хлоридов в воде | ||
| СРС №4 - Определение содержания металлов | ||
| Устный опрос | ||
| Рубежный контроль №2 | ||
| *TotalControl(zh-CN)* | экзамен | 0-100 |
*PolicyAssignmentTask(zh-CN)*
| *TypeOfTask(zh-CN)* | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Excellent | *Grade4(zh-CN)* | *Grade3(zh-CN)* | *Grade2(zh-CN)* |
*EvaluationForm(zh-CN)*
Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:
- 40% результата, полученного на экзамене;
- 60% результатов текущей успеваемости.
Формула подсчета итоговой оценки:
| И= 0,6 | Р1+Р2 | +0,4Э |
| 2 |
где, Р1, Р2 – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.
Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:
Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:
| Оценка по буквенной системе | Цифровой эквивалент | Баллы (%-ное содержание) | Оценка по традиционной системе |
|---|---|---|---|
| A | 4.0 | 95-100 | Отлично |
| A- | 3.67 | 90-94 | |
| B+ | 3.33 | 85-89 | Хорошо |
| B | 3.0 | 80-84 | |
| B- | 2.67 | 75-79 | |
| C+ | 2.33 | 70-74 | |
| C | 2.0 | 65-69 | Удовлетворительно |
| C- | 1.67 | 60-64 | |
| D+ | 1.33 | 55-59 | |
| D | 1.0 | 50-54 | |
| FX | 0.5 | 25-49 | Неудовлетворительно |
| F | 0 | 0-24 |
Темы лекционных занятий
- Введение. Использование воды в теплоэнергетике. Типичные схемы обращения воды в циклах ТЭС. Физико-химические свойства воды и пара. Примеси природных вод, характеристика, классификация. Показатели качества природных и технологических вод. Требования, предъявляемые к качеству воды для обеспечения надежной работы теплоэнергетических предприятий.
- Предварительная обработка воды. Общие положения. Коллоидно-дисперсные системы, коллоидные примеси воды. Механизм коагуляции. Коагулянты. Флокулянты. Электрокоагуляция. Определение оптимальных режимов работы, типа и дозы коагулянта.
- Известкование. Механизм известкования. Расчет дозы извести при известковании. Совмещение реагентных методов предочистки воды. Осветление воды фильтрованием. Механизм процесса фильтрования. Адгезионное и пленочное фильтрование. Фильтрующие материалы. Конструкции и эксплуатация фильтров.
- Обработка воды методом ионного обмена. Общие сведения о ионитах и закономерностях ионообменных процессов. Технологические характеристики ионитов. Технология ионного обмена. Способы регенерации ионитов. Катионирование. Анионирование.
- Химическое обессоливание. Фильтры смешанного действия, их регенерация. Технологические схемы ионитных установок. Эксплуатация ионитных фильтров. Выбор и расчет схем очистки воды. Малосточные схемы ионитных водоподготовок.
- Мембранные методы очистки воды. Общие положения. Технология обратного осмоса и ультрафильтрации. Принцип обратного осмоса. Механизм перехода воды через мембрану. Типы мембран. Типы и конструкции аппаратов.
- Технология электродиализа. Катодные и анодные реакции. Требования, предъявляемые к качеству ионообменных мембран. Комбинирование мембранных методов с ионным обменом. Типы и конструкции аппаратов
- Удаление газов из воды. Растворимость газов в воде. Десорбция газов из воды. Избирательная десорбция. Деаэраторы. Технология удаления газов в деаэраторах.
- Декарбонизаторы. Технология удаления диоксида углерода в декарбонизаторах. Принципиальные схемы и конструкции декарбонизаторов. Методика расчета декарбонизаторов. Химические методы удаления газов из воды.
- Обработка охлаждающей и циркуляционной воды. Системы охлаждения и циркуляции воды. Стабильность охлаждающей воды. Образование и характер отложений. Предотвращение образования минеральных отложений (продувка, подкисление, фосфатирование, обработка комплексонами).
- Физические методы обработки воды. Предотвращение биологических обрастаний систем охлаждения и циркуляции. Расчет необходимых доз реагентов.
- Термическое обессоливание воды. Физико-химические основы дистилляции. Включение испарителей в тепловую схему электростанций. Термическое обессоливание в испарителях кипящего типа и аппаратах мгновенного вскипания. Конструкции испарителей.
- Паропреобразовательные установки. Схемы испарительных и паропреобразовательных установок. Очистка пара в испарителях и паропреобразовательных установках. Расчет сепараторов и паропромывочных устройств. Требования к качеству дистиллята испарителей и вторичного пара паропреобразователей. Основные показатели тепловой и общей экономичности испарительных и паропреобразовательных установок.
- Стоки электростанций и технологии их обезвреживания. Водоподготовка и ее влияние на окружающую среду. Сточные воды систем охлаждения. Сточные воды водоподготовительных установок. Стоки, загрязненные нефтепродуктами.
- Стоки от консервации оборудования и химических очисток. Обмывочные воды регенеративных воздухоподогревателей мазутных котлов. Поверхностные сточные воды.
Основная литература
- 1 Справочник. /Под ред. д.т.н., действительного члена Академии промышленной экологии С.Е. Беликова. - М.: Аква-Терм, 2017 (электронная версия). 2. Гужулев Э.П.Водоподготовка и водно-химические режимы в теплоэнергетике: учебное пособие. Омск: ОмГТУ, 2020. 3 Воронов В.Н., Петрова Т.И. Под ред. Пильщикова А.П. Водно-химические режимы ТЭС и АЭС. М.: Издательский дом МЭИ, 2019. 4 Копылов А.С. Водоподготовка в энергетике: учеб. пособие: доп. Мин. обр. РФ / А. С. Копылов, В. М. Лавыгин, В. Ф. Очков. - М. : Изд-во Моск. энергет. ин-та, 2003. - 310 с. 5 Воронов В.Н., Петрова Т.И. Под ред. Пильщикова А.П. Водно-химические режимы ТЭС и АЭС. М.: Издательский дом МЭИ, 2009. – 240 с. 6 "Общая энергетика: Энергетическое оборудование, Часть 2: справочник для академического бакалавриата" (М.: Издательство Юрай, 2017) 7 "Электрический нагрев: основы физики процессов и конструктивных расчетов: учебное пособие" (И. В. Юдаев, Е. Н. Живописцев, СПб.: Лань, 2018), "Паровые котлы тепловых электростанций" (М.И.Резников, Ю.М. Липов, М.: Энергоиздат, 2021) 8 "Процессы и аппараты передовых технологий водоподготовки и их программированные расчеты: учеб. пособие" (А. С. Копылов, В. Ф. Очков, Ю. В. Чудова, М.: Изд-во Моск. энергет. ин-та, 2019).
Дополнительная литература
- 9 Беседина Т.Н. Стандарт УТЭК Методическое пособие по оформлению пояснительной записки и графических работ курсового и дипломного проектирования. - Уфа: Минестерство энергетики РФ, Уфимский топливно-энергетический колледж, 2004. 10. Копылов А.С., Лавыгин В.М., Очков В.Ф. Водоподготовка в энергетике: Учебное пособие для вузов. М.: Издательский дом МЭИ, 2006. 309 с.: ил. 11. Гурвич С.М., Шапкин И.Ф. Справочник по обработке воды для промышленных котельных низкого давления. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1950. 80 с.
