Водоподготовка для энергопредприятий (тэц, грэс, тэс). введение
Представить себе теплоэнергостанции без работы с водой как-то сложно. Главная движущая сила в таком производстве, как раз вода и есть. И чтобы ТЭЦ , то есть теплоэнергоцентраль работала без перебоев, о качестве поступающей в нее воды не помешает позаботиться заранее. А при нынешней обработке воды водоподготовка на ТЭЦ будет не то, что не лишней, а крайне нужной и важной.
Как обстоят дела у них?
Разница в работе котельных в России и например, европейской Дании, существенные. Но смело можно утверждать, что европейцам не приходится работать в таких тяжелых погодных условиях. Там же в Дании не работают при температурах за тридцать, причем как в адскую жару, так и в дикий холод. Любая ТЭЦ будет работать дольше и качественнее, если ее будут правильно эксплуатировать и если вода в нее, подаваемая будет отвечать запросам оборудования.
В свое время по Европе прокатилась волна обновлений, требований к подпиточной воде. На сегодня они работают, например, в Дании для воды с температурой от тридцати пяти до практически двухсот градусов. При этом в требованиях для работы ТЭЦ четко прописано, что алюминиевые части монтировать нельзя. Причина та, что при уровне кислотно-щелочного баланса равного 8,7 , в системе в обязательном порядке начнутся коррозионные процессы. Работают такие ТЭЦ на умягченной или обессоленной дэаерированной воде. Причем для каждого вида воды должны выполняться следующие входящие требования:
Из всех примесей, которые только могут оказаться в воде самую большую опасность непосредственно для теплоцентралей окажет именно жесткость воды. Наличие значительного превышения порога известковости станет прямой причиной образования известкового налета на стенках оборудования. И причем поразит эта накипь все, с чем будет сотрудничать.
Если бы от накипи не было такого большого вреда, то на нее бы никто внимания и не обращал, но на деле, она оседает везде:
- Теплообменниках;
- Трубах;
- Котлах.
Результатом такого контакта становится плохая работа котельной или ТЭЦ в комплексе. Расход топлива растет в геометрической прогрессии. И чем толще накипь, тем сложнее нагреть поверхность. Вот основная причина такой острой необходимости в умягчении воды. Если накипь превысит определенный порог, то тепло из нагревательного элемента или стенок оборудования перестанет поступать в воду. При этом впитаться куда-то, тепло не может. Оно начинает накапливаться, и не где-нибудь, а непосредственно в металле стенок или нагревательного элемента. Любой даже самый закаленный металл долго выдерживать постоянный нагрев не сможет. Покореженные трубы, как будь-то разорванные изнутри, это и есть последствия всего лишь миллиметрового слоя накипи. Потому к накипи в теплоэнергоцентралях относятся очень трепетно. Слой тонкий, а разорвать котел может легко. А это уже большие затраты. Потому воду могут либо обессоливать, либо умягчать. И разница между этими понятиями небольшая, но есть. Умягчение подразумевает устранения двух минеральных солей, а обессоливание подразумевает полное устранение солей. То есть в результате получится дистиллят.
Но как бы воду не чистили и не подготавливали, какой-то процент сырой воды все же может проникнуть в систему водоподготовки. Баки могут течь, да и пока тот же электромагнитный прибор не работает, т.к. вода находится в покое, тоже возможно попадание некоторого количество жесткой воды в систему. Чтобы нейтрализовать такую воду, в системе водоподготовки на ТЭЦ используют химикаты. Их впрыскивают в систему водоснабжения, соли образуют легко выводимый осадок, который легко устранить из оборудования. И к стенкам он не пристает.
Кстати накипь вредна еще и тем, что в следствие плохой теплопроводимости, появляется коррозия на поверхностях, металл то становится практически мягким. Он то перегревается, становится более восприимчивым к воде. Процент увеличения температуры нагрева поверхности за счет накипи может доходить до 50 процентов!
Следующий враг оборудования теплоэлектроцентрали, простимулированный накипью – это, как уже было сказано выше, коррозия. И уже приходиться решать не одну, а сразу две больших проблемы. Для того, чтобы металл начал карродировать, нужно чтобы к его поверхности был свободный доступ воздуха. Потому собственно для работы циркуляционной воды и покупают . И чем выше процент кислорода, тем выше вероятность образования коррозионных очагов.
Фильтры и новое прочтение водоподготовки на ТЭЦ
В российских реалиях предпочитают больше бороться с коррозией, чем с ее истоками. Только в котельных, где есть возможность водоподготовка на ТЭЦ и не только включает в себя дегазацию. В той же Дании далеко не каждая ТЭЦ обладает такими установками. В большинстве случаев с кислородом борются путем добавления обычных химикатов. Хотя и в России сегодня много централей работают с обычным химическими умягчением или профилактическими промывками, т.к. на полноценную хорошую систему водоподготовки денег просто нет.
Важным показателем правильной является уровень pH. И когда это вода циркуляционная, его значение должно не выходить за рамки диапазона от девяти с половиной до десяти. Вилка совсем небольшая. Но зато высокое значение этого показателя гарантирует защиту железных поверхностей. Причем зависимость уровня кислотнощелочного баланса от коррозии металлов можно применять и для латуни, меди или цинка. Но при работе с этим показателем нужно помнить о работе щелочи. Например, показатель выше десятки опять приведет к риску возникновения коррозии, цинк из латуни начнет массированно вымываться.
Основную работу правильной водоподготовки на ТЭЦ берут на себя фильтрующие установки. Лучше всего система будет работать, если из нее устранить не только растворенные соли металлов, но еще и твердые примеси. Это даст возможность не только образование накипи и коррозии предотвратить, но и замедлить износ оборудования. Да и узкие места в системе, насосы будут целее.
Потому водоподготовительные системы представляют собой комплексную обработку механическими фильтрами и умягчителями. Причем очистка может быть, как полной, так и частичной. Причем систему монтируют не на основной трубопровод, что не мешает нормальной непрерывной циркуляции воды. Лучше конечно, когда фильтрационный блок легко можно демонтировать и почистить. В случае же, если вода используется повторно, то лучше монтировать очистную систему непосредственно на главную трубу. Но и тут должны стоять датчики, которые в случае забития одного из фильтров быстро переправят поток по другому контуру, а в центр управления просигнализируют про проблему.
Сегодня, с целью экономии стали массово применять пластик в качестве основного материала для умягчающих установок. Но, к сожалению, пока возложенные надежды на него он не оправдывает. Использование нержавеющей стали кажется более перспективным. Тем более, что проблему с микробактериями пока так же не удается устранить полностью.
Беда пластика состоит в том, что в нем легко концентрируется кислород. И потому монтаж никак не защищенных трубопроводов становится совсем невыгодным, т.к. коррозия начнет прогрессировать в системе и очень быстро. Но сегодня есть специальные барьерные устройства, которые помогают убрать кислород из пластика практически со сто процентной вероятностью.
Следующая проблема, над которой пока борются – бактерии. Как и чем только их уже не пытались убрать. И главное даже мягкая очищенная вода не спасает, ведь реагента можно положить больше обычного, вот и получается, что вода начинает гнить, бактерии распространяются очень быстро. Кроме того, бактерии – это песок, грязь, случайно попавшая в систему теплоснабжения. Особенное раздолье бактерий наступает внутри систем водоснабжения, здесь они и накапливаются и могут дать воде неприятный запах. Устранить бактерии можно путем химических реакций. Дезинфекция на сегодня самый действенный и доступный способ устранить бактерии из своей теплоцентрали.
Одной из фишек новых систем водоснабжения котельных и утепления стала нержавейка. проще переносит бактериальный налет, но при этом не терпит температуру и хлоридные соединения. Когда планируют монтировать подобную установку, нужно обязательно делать анализ воды, чтобы знать, какой нужно выбирать. Да и процент хлорида столь устрашающего для нержавеющей стали, так же не помешает узнать. И такую поверхность ни в коем случае нельзя мыть хлорной кислотой. Она погубит защитную пленку нержавеющей стали.
Как видно, только тщательная подготовка поможет установить правильную систему водоподготовки. И тогда в домах жителей всегда будет тепло.
Е.Н. Бушуев, Н.А. Еремина, А.В. Жадан
Состояние вопроса: На отечественном энергетическом рынке появилось большое количество нового водопод готовительного оборудования с высокими экологическими характеристиками. Широкому внедрению их в производство мешает отсутствие нормативной базы на их использование и противоречивый опыт эксплуатации головных установок на отечественных ТЭС, особенно для вод с повышенным содержанием органических веществ, что характерно для поверхностных вод центра и севера России. В связи с этим существует необходимость совер шенствования традиционных технологий и создания новых систем обессоливания.
Материалы и методы: Использованы результаты эксплуатации новых водоподготовительных установок на ряде отечественных и зарубежных ТЭС.
Результаты: Проведен анализ двух основных направлений совершенствования технологии получения обессоленной воды на ТЭС: противоточного ионирования и на основе мембранных методов. Рассмотрено схемное решение по обеспечению работы установки обратного осмоса при пониженных производительностях.
Выводы: Результаты анализа технологий водоподготовки необходимо учитывать как при проектировании, так и при реконструкции химических цехов ТЭС.
Ключевые слова: тепловые электрические станции, водоподготовка, мембранные методы, обратный осмос, электродеионизация.
НПК "Медиана-фильтр" представляет современные системы очистки воды и водоподготовки:
|
Общим элементов во всех рассмотренных схемах обессоливания на основе мембранных методов является установка обратного осмоса. При эксплуатации водоподготовительной установки производительность постоянно меняется. Часто возникает значительное снижение производительности, связанное с остановом части теплоэнергетического оборудования или прекращением отдачи производственного пара потребителю, что ведет к проблеме обеспечения минимального расхода обрабатываемой воды через установку обратного осмоса. При неполной загрузке основного оборудования блоков ПГУ-325 на ИвПГУ снижается потребность в обессоленной воде. Это обусловливает неполную загрузку УОО. Изначально на ИвПГУ были спроектированы и эксплуатировались две параллельно работающих установок обратного осмоса (рис. 4,а). Во время простоя одной из установки обратного осмоса она либо ставится на консервацию, либо ежедневно производится циркуляция воды по корпусам системы обратного осмоса для предотвращения возникновения отложений. Это приводит к дополнительным потерям и увеличению себестоимости обессоленной воды. Поскольку реагенты, используемые для консервации системы обратного осмоса, имеют достаточно высокую стоимость и периодически требуется подключение второй установки обратного осмоса, то при работе одного из блоков консервация является неэффективным мероприятием. Для предотвращения потерь, в целях экономии химических реагентов для регенерации фильтров смешанного действия были предусмотрены мероприятия, позволяющие снизить дополнительные потери при простое оборудования, - последовательное включение УОО1 и УОО2 в работу (рис. 4,б). Каждая установка включает 4 корпуса, также работающие по двухступенчатой схеме (рис. 4).
Рис. 4. Технологические схемы включения установки обратного осмоса: а – параллельное; б – последовательное При последовательном включении установок обратного осмоса (рис. 4,б) пермеат с УОО2, работающей как I ступень, подается на УОО1 (II ступень). При этом концентрат с УОО2 сбрасывается в канализацию, а с УОО1 смешивается с исходной водой, подаваемой на I ступень. Исходная вода подается на установку обратного осмоса на корпуса АО1-АО3 (рис. 5), затем пермеат подается на ФСД, а концентрат - на АО4, где также разделяется на пермеат и концентрат. Пермеат подается на фильтр смешанного действия, а концентрат сбрасывается в канализацию.
Рис. 5. Технологическая схема обработки воды на установке обратного осмоса №1,2: АО1–АО4 – корпуса установки После предварительных расчетов в феврале 2012 года были проведены промышленные испытания работы УОО1 и УОО2, включенных последовательно. Результаты расчетов и испытаний приведены в табл. 5 и на рис. 6.
Рис. 6. Диаграммы содержания ионов натрия (а), кремнекислоты (б) и удельная электропроводность (в) в обработанной на установке обратного осмоса воде Полученные данные доказывают повышение качества обессоленной воды после второй ступени обработки на установке обратного осмоса. Содержание ионов натрия, кремнекислоты и электропроводность снижаются более чем в 3 раза, также снижается содержание соединений железа и хлоридов. Прослеживая динамику изменения качества обессоленной воды, можно отметить, что двухступенчатое обессоливание на установке обратного осмоса не позволяет достаточно снизить значение электропроводности, однако позволяет получить требуемые параметры качества воды по содержанию соединений кремнекислоты и натрия для добавочной воды для подпитки котлов- утилизаторов. Повышение качества исходной воды для фильтра смешанного действия позволяет снизить ионную нагрузку на них более чем в 3 раза, что приводит к значительному увеличению фильтроцикла, уменьшению количества воды, используемой на собственные нужды системы водоподготовки, снижению потребности в кислоте и щелочи для регенерации. Следовательно, снижается экологический ущерб, наносимый окружающей среде. Испытания с коагулянтом - сульфатом алюминия при двухступенчатой схеме работы установок обратного осмоса показали, что существует возможность улучшить качество воды, идущей на установку обратного осмоса, и повысить ресурс работы патронных фильтрующих элементов для обратноосмотической системы. Таким образом, на отечественном энергетическом рынке появилось большое количество нового водоподготовительного оборудования с высокими экологическими характеристиками. Широкому внедрению его в производство мешает отсутствие нормативной базы на использование и противоречивый опыт эксплуатации головных установок на отечественных ТЭС, особенно для вод с повышенным содержанием органических веществ. Список литературы
E. N. Bushuev 1 , N. A. Eremina 1 , A. V. Zhadan 2 Ivanovo State Power Engineering University, Ivanovo, Russian Federation 2 Closed Corporation "NPK Mediana-Filtr", Moscow, Russian Federation Background: Large quantity of new water treatment equipment with high ecological characteristics appears in Russian power engineering field. However, there is no regulatory system to control its wide implementation into production as well as contradictory experience of head units operation in Russian heat power plants, especially for water with high concentration of organic substances that is typical for surface water in central and northern parts of Russia. Thus, it is necessary to improve the traditional technologies and design new desalination systems. Materials and methods: The operation results of new water treatment units at Russian and foreign heat power plants are used. Results: The analysis of two main improvement directions of receiving desalted water technology at heat power plants is carried out. These directions are counterflow ionization and on the basis of membrane methods. The circuitry of units operation of reverse osmosis plants with low productivity is considered. Conclusions: The analysis results of water treatment technologies are necessary to be taken into account in designing and reconstruction of heat power plant chemical department. | ||||||||||||||||||||
Одним из самых важных вопросов в энергетике была и остается водоподготовка на ТЭЦ. Для предприятий энергетики вода - основной источник их работы и потому к ее содержанию предьявляются очень высокие требования. Поскольку Россия - страна с холодным климатом, постоянными сильными морозами, то работа ТЭЦ - это, то от чего зависит жизнь людей. Качество воды, подаваемой на теплоэгергоцентраль влияет очень сильно на ее работу. Жесткая вода выливается в очень серьезную проблему для паровых и газовых котельных, а также паровых турбин ТЭЦ, которые обеспечивают город теплом и горячей водой.
ТЭЦ - теплоэнергоцентраль - это разновидность тепловой станции, которая не только обеспечивает теплом город, но и поставляет в наши дома и на предприятия горячую воду. Такая электростанция устроена как конденсационная электростанция, но отличается от нее тем, что может отобрать часть теплового пара, уже после того, как он отдал свою энергию.
бывают разными. В зависимости от вида турбины и отбирается пар с различными показателями. Турбины на энергоцентрали позволяют регулировать количество отбираемого пара.
Пар, который был отобран, проходит конденсацию в сетевом подогревателе или подогревателях. Вся энергия из него передается сетевой воде. Вода в свою очередь идет на пиковые водогрейные как котельные, так и тепловые пункты. Если на ТЭЦ перекрываются пути отбора пара, она становится обычной КЭС. Таким образом, теплоэнергоцентраль может работать по двум различным графикам нагрузки:
- тепловой график - прямопропорциональная зависимость электрической нагрузки от тепловой;
- электрический график - тепловой нагрузки либо нет вообще, либо электрическая нагрузка от нее не зависит.
Достоинство ТЭЦ состоит в том, что она совмещает производство как тепловой, так и электрической энергии. В отличии от КЭС, оставшееся тепло не пропадает, а идет на отопление. В результате растет коэффициент полезного действия электростанции. У водоподготовки на ТЭЦ он составляет 80 процентов против 30 процентов у КЭС. Правда, об экономичности теплоэнергоцентрали это не говорит. Здесь в цене другие показатели - удельная выработка электричества и КПД цикла.
К особенностям расположения ТЭЦ следует отнести тот факт, что строить ее следует в черте города. Дело в том, что передача тепла на расстояния нецелесообразна и невозможна. Поэтому водоподготовка на ТЭЦ всегда строят рядом с потребителями электроэнергии и тепла.
Коррекционная водоподготовка для паровых котлов в энергетике
Коррекционная обработка воды внутри котла преследует целью предотвращение нежелательных процессов в оборудовании для производства пара: - коррозия в системе питательной воды,
когда содержание растворенного кислорода, в баке питательной воды, значительно превышает нормы. Горячая вода, содержащая растворенный кислород, обладает высокой коррозионной активностью. Как следствие, при недостаточном удалении коррозионно активных газов, может наблюдаться значительная коррозия трубопроводов в системе питательной воды. - коррозия внутри парового котла
имеет место, если, в недостаточной степени, удален растворенный кислород, рН котловой воды не соответствует нормальным уровням, в котловой воде содержится значительное количество свободной щелочи. - отложения внутри парового котла
могут иметь различное происхождение: отложения продуктов коррозии; отложения малорастворимых солей жесткости; отложения органических веществ, которые возникают, если в котловой воде присутствует значительное количество органических вещества, например гуминовых кислот. - коррозия паро-конденсатных
трубопроводов и оборудования потребляющего пар происходит, прежде всего, из-за наличия углекислого газа в горячем конденсате. Также, в конденсате возможно присутствие растворенного кислорода.
1. Комплексные ингибиторы коррозии и отложений . Такие химические реагенты включают в себя несколько компонентов: вещества для коррекции рН воды и пара, с целью связывания углекислого газа; полимеры, предотвращающие образование отложений внутри котла; летучие и нелетучие вещества для связывания кислорода. Применение таких реагентов позволяет комплексно решать задачу коррекционной обработки воды для паровых котлов, с возможностями по предотвращению коррозии и образования отложений на всем протяжении систем производства и подачи пара, а также систем сбора и возврата конденсата.
2. Комбинации ингибиторов коррозии и отложений. Часто с технико-экономической точки зрения целесообразно применять не комплексные реагенты, а реагенты целевого назначения, по отдельности: реагент для связывания растворенного кислорода, реагент - корректор рН, реагент - ингибитор отложений. Такая комбинация химических реагентов позволяет более точно управлять водно-химическим режимом. Прежде всего, такие решения актуальны для систем производства пара среднего и высокого давления.
3. Химические реагенты, включающие в себя специальные полимеры, позволяют предотвратить образование различных отложений внутри котла. Применение подобных реагентов согласовывается с режимами непрерывной и периодической продувки котлов.
Исходя из имеющегося у вас оборудования и выявленных у вас эксплуатационных проблем, вы можете:
- выбрать решение самостоятельно , воспользовавшись нашим каталогом
- отправить нам заполненную анкету , которую можно скачать
- написать или позвонить нам :
Из чего состоит оборудование
для ТЭЦ? Это турбины и котлы. Котлы производят пар для турбин, турбины из энергии пара производят электрическую энергию. Турбогенератор включает в себя паровую турбину и синхронный генератор. Пар в турбинах получают за счет применения мазута и газа. Эти вещества и нагревают воду в котле. Пар под давлением прокручивает турбину и на выходе получается электроэнергия. Отработанный пар поступает в дома в виде горячей воды для бытовых нужд. Потому то, отработанный пар и должен иметь определенные свойства. Жесткая вода со множеством примесей не даст получить качественный пар, который к тому же можно потом поставить людям для использования в быту.
Если пар не отправляют на поставку горячей воды, то его тут же в ТЭЦ охлаждают в градирнях. Если вы видели когда-нибудь огромные трубы на тепловых станциях и как их них валит дым, то это и есть градирни, а дым, вовсе не дым, а пар, который подымается от них, когда происходит конденсация и охлаждение.
Как работает водоподготовка на ТЭЦ
мы разобрались, больше всего влиянию жесткой воды здесь поддается турбина и, конечно же, котлы, которые преобразовывают воду в пар. Главная задача любой ТЭЦ получить в котле чистую воду.
Жесткая вода отличается от обычной высоким содержанием солей кальция и магния. Именно эти соли под воздействием температуры оседают на нагревательном элементе и стенках бытовых приборов. То же относится и к паровым котлам. Накипь образовывается в месте нагрева и точке кипения по краям самого котла. Удаление накипи в теплообменнике
в таком случае затруднено, т.к. накипь нарастает на огромном оборудовании, внутри труб, всевозможных датчиков, систем автоматизации. Промывка котла от накипи
на таком оборудовании - это целая многоэтапная система, которая может даже проводится при разборе оборудования. Но это в случае высокой плотности накипи и больших ее залежей. Обычное средство от накипи в таких условиях конечно не поможет.
Если говорить о последствиях жесткой воды для быта, то это и влияние на здоровье человека и удорожание использования бытовых приборов. К тому же жесткая вода очень плохо контактирует с моющими средствами. Вы станете использовать на 60 процентов больше порошка, мыла. Расходы будут расти как на дрожжах. Умягчение воды потому и было придумано, чтобы нейтрализовать жесткую воду, ставишь себе в квартиру один умягчитель воды и забываешь, что есть очистка от накипи, средство от накипи.
Накипь отличается еще и плохой теплопроводимостью. Этот ее недостаток главная причина поломок дорогой бытовой техники. Покрытый накипью тепловой элемент просто перегорает, силясь отдать тепло воде. Плюс из-за плохой растворимости моющих средств, стиральную машинку нужно дополнительно включать на полоскание. Это расходы воды, электричества. С любой стороны, умягчение воды - самый верный и экономически выгодный вариант предотвращения образования накипи.
А теперь представьте что такое водоподготовка на ТЭЦ в промышленных масштабах? Там средство от накипи используется галлонами. Промывка котла от накипи
проводится периодически. Бывает регулярной и ремонтной. Чтобы удаление накипи проходило более безболезненно и нужна водоподготовка. Она поможет предотвратить образование накипи, защитит и трубы и оборудование. С ней жесткая вода не будет оказывать свое разрушительное воздействие в таких угрожающих масштабах.
Если говорить о промышленности и энергетике, то больше всего жесткая вода приносит неприятностей ТЭЦ и котельным. То есть в тех областях, где происходит непосредственно водоподготовка и нагрев воды и перемещение этой теплой воды по трубам водоснабжения. Умягчение воды здесь необходимо, как воздух.
Но поскольку водоподготовка на ТЭЦ это работа с огромными обьемами воды, водоподготовка должна быть тщательно просчитана и продумана с учетом всевозможным нюансов. От анализа химического состава воды да места расположения того или иного умягчителя воды. В ТЭЦ водоподготовка - это не только умягчитель воды, это еще и обслуживание оборудования после. Ведь удаление накипи все равно в этом производственном процессе придется делать, с определенной периодичностью. Здесь применяется не одно средство от накипи. Это может быть и муравьиная кислота, и лимонная, и серная. В различной концентрации, обязательно в виде раствора. И применяют тот или иной раствор кислот в зависимости от того из каких составных частей сделан котел, трубы, контроллер и датчики.
Итак, на каких обьектах энергетики нужна водоподготовка? Это котельные станции, котлы, это тоже часть ТЭЦ, водонагревательные установки, трубопроводы. Самыми слабыми местами и ТЭЦ в том числе, остаются трубопроводы. Накапливающаяся здесь накипь может привести и к истощению труб и их разрыву. Когда накипь не удаляется во время, то она просто не дает воде нормально проходить по трубам и перегревает их. Наряду с накипью второй проблемой оборудования в ТЭЦ является коррозия. Ее также нельзя спускать на самотек.
К чему может привести толстый слой накипи в трубах, которые подводят воду на ТЭЦ? Это сложный вопрос, но ответим на него мы теперь зная, что такое водоподготовка на ТЭЦ
. Поскольку накипь - отменный теплоизолятор, то и расход тепла резко растет, а теплоотдача наоборот снижается. КПД котельного оборудования падает в разы, все это в результате может привести и к разрыву труб и взрыву котла.
Водоподготовка воды на ТЭЦ
, это то, на чем нельзя экономить. Если в быту, вы все же подумаете, купить ли умягчитель воды или выбрать средство от накипи, то для теплового оборудования такой торг недопустим. На теплоэнергоцентралях подсчитывают каждую копейку, поэтому очистка от накипи при отсутствии системы умягчения обойдется куда дороже. Да и сохранность приборов, их долговечность и надежная эксплуатация тоже играют свою роль. Очищенное от накипи оборудование, трубы, котлы работают на 20-40 процентов эффективнее, чем оборудование не прошедшее очистку или работающее без системы умягчения.
Главная особенность водоподготовки воды на ТЭЦ состоит в том, что здесь требуется глубоко обессоленная вода. Для этого нужно использовать точное автоматизированное оборудование. На таком производстве чаще всего применяют установки обратного осмоса и нанофильтрации, а также электродеионизации.
Какие этапы включает в себя водоподготовка в энергетике в том числе и на теплоэнергцентрали?
Первый этап включает в себя механическую очистку от всевозможных примесей. На этом этапе из воды удаляются все взвешенные примеси, вплоть до песка и микроскопических частиц ржавчины и т.п. Это так называемая грубая очистка. После нее вода выходит чистой для глаз человека. В ней остаются только растворенные соли жесткости, железистые соединения, бактерии и вирусы и жидкие газы.
Разрабатывая систему водоподготовки воды
нужно учитывать такой нюанс, как источник водопоставки. Это водопроводная вода из систем централизованного водоснабжения или это вода из первичного источника?
Разница в водоподготовке
состоит в том, что вода из систем водоснабжения уже прошла первичную очистку. Из нее нужно убирать только соли жесткости, и обезжелезивать при необходимости.
Вода из первичных источников - это вода абсолютно не обработанная. То есть, имеем дело с целым букетом. Здесь обязательно нужно проводить химический анализ воды, чтобы понимать с какими примесями имеем дело и какие фильтры ставить для умягчения воды и в какой последовательности.
После грубой очистки в системе идет следующий этап под названием ионообменное обезсоливание. Здесь устанавливают ионообменный фильтр. Работает на основе ионообменных процессов. Главный элемент - ионообменная смола, которая включает в себя натрий. Он образует со смолой непрочные соединения. Как только жесткая вода на ТЭЦ попадает в такой умягчитель, то соли жесткости мгновенно выбивают натрий из структуры и прочно встают на его место. Восстанавливается такой фильтр очень просто. Картридж со смолой перемещается в бак регенерации, где находится насыщенный соляной раствор. Натрий снова занимает свое место, а соли жесткости вымываются в дренаж.
Следующий этап - это получение воды с заданными характеристиками. Здесь применяют установку водоподготовки воды на ТЭЦ. Главное ее достоинство - получение 100-процентно чистой воды, с заданными показателями щелочности, кислотности, уровнем минерализации. Если предприятию нужна техническая вода, то установка обратного осмоса создавалась именно на такие случаи.
Главной составляющей частью этой установки является полунепроницаемая мембрана. Селективность мембраны меняется, в зависимости от ее сечения можно получить воду с разными характеристиками. Эта мембрана разделяет бак на два части. В одной части находится жидкость с высоким содержанием примесей, в другой части жидкость с низким содержанием примесей. Воду запускают в высококонцентрированный раствор, она медленно просачивается через мембрану. На установку подается давление, под воздействием его вода останавливается. Потом давление резко увеличивают, и вода начинает течь обратно. Разность этих давлений называют осматическим давлением. На выходе получается идеально чистая вода, а все отложения остаются в менее концентрированном растворе и выводятся в дренаж. К минусам этого метода водоподготовки питьевой воды
можно отнести большой расход воды, вредные отходы и необходимость предподготовки воды.
Нанофильтрация по сути тот же обратный осмос, только низконапорный. Поэтому принцип действия тот же, только напор воды меньше.
Следующий этап - устранение из воды, растворенных в ней газов. Поскольку в ТЭЦ нужен чистый пар без примесей, очень важно удалить из воды, растворенные в ней кислород, водород и углекислый газ. Устранение примесей жидких газов в воде называется декарбонацией и деаэрацией.
После этого этапа вода готова для подачи в котлы. Пар получается именно той концентрации и температуры, которая необходима. Никаких дополнительных очисток проводить не нужно.
Для самостоятельного выбора решения
Получить консультацию по подбору:
Заполнить
Теплоэнергоцентрали призваны обеспечивать город теплом и горячей водой. С их помощью генерируется энергия, которая питает заводы, магазины, жилые дома. Основной движущей силой теплоцентралей являются парогенераторы. И в отличие от обычных котельных, которые работают на воде, к качеству пара предьявляются требования намного выше. Таким образом, водоподготовка на ТЭЦ – удовольствие дорогое, и подлежит тщательной подготовке для правильного запуска в работу всей системы.
Оптимальная схема водоподготовки на мини ТЭЦ
Составит эффективную схему доведения воды до нужного качества на ТЭЦ вопрос многих миллионов денежных средств. Объемы очищаемой воды за каждый день огромны, качество входящей воды может быть разным, а бюджет на все эти входящие данные достаточно мал.
Лучше всего будет работать очистительная система с такими этапами, при условии забора воды из первичного источника, без какой либо первичной очистки.
Для получения высококачественного пара придется потрудиться. В чем принципиальная разница, между водоподготовкой на мини ТЭЦ и той же сферой на обычной котельной? Любая жидкость, попадающая в котел или парообразователь в обязательном порядке должна быть мягкой, как минимум. Причем воду очищают как до момента входа в систему, так и после выхода из системы. Связано это с тем, что после очищения остается масса отходов. И чтобы их скинуть, придется их дочистить.
Актуальность очистных схем доказывать не нужно. Они помогут обезопасить и трубы, и котлы, и непосредственно паровые турбины от коррозии и повреждений, вызванных ненужными примесями. Точно так же схема помогает решить проблему с образованием известкового налета. Собирать систему без привлечения специалистов достаточно рискованно. Можно легко вывести из строя свою рабочую установку или же получить недоочищенную воду.
Но и специалист может ошибаться. Любой человек должен чем-то подкреплять свои выводы. И прежде всего, это касается состава приборов. Сперва, нужно оценить состав воды, а потом предлагать варианты. Это правило должен помнить любой заказчик.
Так или иначе, но главной задачей любой теплоцентрали в любой стране по-прежнему остается применение более качественного сырья. И постараться потратить на всю эту процедуру, как можно меньше денег.
Специалисты на сегодня предлагают:
- Новые устройства очищения и умягчения;
- Использование окислителей для быстрого прохождения реакций;
- Использование нейтрализаторов для нивелирования негативного влияния коррозионных процессов, например.
Более всего на теплоцентралях в качестве доведения воды до этапа дегазации используют мембранный обратноосматический прибор. Это фильтр для тонкой чистки и работает только с подготовленной водой. Самый оптимальный прибор подобного рода поможет убрать почти все органические растворенные примеси, некоторые виды бактерий, и соли металлов.
Не менее важно воду для паровых турбин и обеззараживать. Если этого не делать, то очень быстро бактерии сделают свое черное дело. Поверхности турбин станут зелеными и скользкими.
Лучше всего в этом случае будет работать озонатор, как самый экологически чистый прибор. Он поможет получать деминерализованную воду с очень неплохой производительностью. И для этого не нужны химикаты. Озон, как известно, это кислород из трех атомов, который помогает окислять вещества, без выделения новых образований. Причем работает он, как с металлами, так и солями. Вода получается не только обеззараженной, но еще и насыщенной кислородом, что тоже дает свои плюсы. Озонатор потому массово используется в теплоцентралях и на мини ТЭЦ, что одним своим присутствием и работой помогает убрать из воды и лишние соли, и лишние ионы железа. После данного этапа, все, что понадобиться сделать - устранить растворенные газы. А в общем вода получается деминерализированной, и готовой к использованию. Плохо в озонировании то, что оно дорого стоит, перевозить генерирующие установки нельзя, да и затраты энергоносителей очень высокие. Потому массового использования у озонаторов пока нет.
Еще одной немаловажной особенностью современной и грамотной водоподготовки на ТЭЦ является автоматическое управление. На таких больших предприятиях обойтись без ручного управления очень важно. Люди – это постоянное возникновение проблем из-за пресловутого «человеческого фактора». Но и обойтись без них нельзя. Т.к. кто-то должен управлять и автоматами.
И еще одна очень важная проблема любой топливно-энергетической системы – известковые отложения. В мини ТЭЦ использовали в свое время и флокулянты с коагулянтами для устранения жесткости в полном объеме. Применяли и кипячение. Но тогда вся известь оставалась внутри котла. Облегчение для систем мини ТЭЦ настало только с изобретением безреагентных способов устранения известкового налета. Начиналась история с магнитного воздействия и ультразвука. Сегодня более, чем эффективно работают электромагнитные устранители накипного налета.
Особенности паровых теплоцентралей (ТЭЦ) и их очищения
Парогенераторы работают на исключительно чистом паре, избавленном от абсолютно любых примесей. Применение некачественного пара ведет к большим потерям при производстве, потерям КПД, и как следствие поломкам турбин. Потому качественная водоподготовка на ТЭЦ парового вида – одно из превалирующих направлений работы.
Огромную роль здесь играет метод устранения примесей из воды. Есть в работе подобного оборудования такая особенность, как зависимость очистных сооружений от страны-производителя паровых турбин и сопутствующего оборудования. При этом важно еще сохранять хрупкий баланс состава воды в паровых котлах.
Наиболее удобными очистными установками для такого вида теплоцентралей являются комплексные (например, комплекс Gendos ). С их помощью из воды можно устранить большее количество вредных примесей, и при этом химикаты будут впрыскиваться контролировано и дозировано и в автоматическом режиме. При работе с дезинфекторами, впрыскиваемые в воду реагенты можно менять, для обеспечения оптимальной очистки.
Кроме огромного вреда, который приносит паровому оборудованию комплекс солей, есть еще соли железа, которые дают свой вклад в этот вред. могут привести и к коррозии, и к ржавчине. И как следствие, к поломке оборудования.
Классический набор фильтров для систем водоподготовки на ТЭЦ обязательно должен включать и умягчители. Первичная вода из систем водоснабжения может обладать разными включениями, даже при обязательном условии, что такую воду чистят. Чаще всего включаются жесткость, соли железа и иногда бактерии.
Многие считают, что бактерии – это обязательно вирусы или болезнетворные бактерии, или бактерии гниения. Но сегодня очень часто в оборудовании постоянно работающем с водой есть еще и железистые бактерии. Вот они тоже могут создавать очаги заражения, только бороться с ними можно несколько иными путями. Иногда могут помочь и специальные флокулянты, впрыскиваемые в систему.
Что поможет исправить ситуацию с превышением концентрации солей железа? Как известно, они могут быть трех видов – двухвалентного железа, трехвалентного железа и железных бактерий. Трехвалентное железо самое удобное для выведения. Оно уже имеет окисленную форму и быстро выпадает в осадок.
В это же время двухвалентное присутствует в воде в виде растворенных солей. И самая большая сложность начинается тогда, когда нужно преобразовывать его в трехвалентное, то есть выпадающее в осадок. Для этого есть реагенты и есть окислители в виде воздуха. В теплоцентралях больше всего применяют безреагентные окислители, это безопаснее для турбин, да и меньше вопросов потом с устранением осадков и излишков, добавленных реагентов.
Обойтись без докотловой обработки воды котельные не могут. Это четко указано и в стандартах и в постановлениях гос. надзора. Любая теплоэнергоцентраль должна подобрать компанию, которая будет выполнять услуги по разработке и монтажу докотловой системы обработки воды.
Есть еще такое понятие, как внутрикотловая обработка подпиточной воды. Ее применяют для неэкранированных котлов на ТЭЦ с малой паропроизводительностью, при условии, что они работают на твердом топливе. При этом максимальный порог жесткости составляет 3 милиграмма на экв. литр.
Умягчать воду в таких системах не так принципиально, как предотвратить образование и развитие накипного осадка. Поэтому поиск умягчающих систем должен вестись именно в направлении очистителей от осадка. Но для этого подойдет и сам принцип умягчения – то есть устранения или преобразования солей жесткости. Лучше всего в использовать катионные фильтры или электромагнитные.
Еще одной проблемой при очистках воды является уровень кислотно-щелочного баланса. При умягчении он сильно снижается, а при высокой степени загрязнения он высок. Поэтому поддерживать нужный уровень следует постоянно. Если этого не делать, то стимулируется развитие коррозии. Так, что для нормальной работы ТЭЦ воду придется подщелачивать. Для этого в систему водоподготовки на ТЭЦ монтируют специальный датчик уровня. Вот он при превышении уровня будет впрыскивать в систему необходимое количество щелочи.
Для получения воды с очень высокой степенью очистки могут применять двухступенчатые установки мембранного типа, что позволяет получить практически пустую воду, без органических примесей. Останется только избавить ее от растворенных газов. Так, что обработка воды для энергоцентралей намного хлопотнее, чем любые другие системы, даже для крупных металлургических предприятий.
Ни для кого не секрет, что требования к качеству воды достаточно высоки. По данным Российской Федерации, доля растворённых веществ в воде должна составлять не более 10 мкг/л. Удовлетворение требований к качеству требует осуществления специальной физико-химической обработки воды. Водоподготовка ТЭС производится в цехе «химводоочистки», организующем контроль за водно-химическим режимом, и состоит из нескольких этапов. Первый этап - предварительное умягчение воды, благодаря которому снижается концентрация примесей (добавляются реагенты, а также коагулянты, флокулянты). Стоит отметить, что методы обработки, особенности технологического процесса, определение требований качества напрямую зависят от исходного состава вод, типа и параметров электростанции. Второй этап ТЭС - осветление. Вода проходит через множество фильтров, в том числе песочные и ионные, что позволяет достичь желаемого результата - 10 мкг примесей на один литр. Не стоит забывать и о постоянном интенсивном перемешивании воды с реагентами. Это важнейшая необходимость. Очевидно, что задача водоподготовки ТЭС сложна, но вполне решаема. Опыт многолетнего использования энергоблоков в России и за рубежом показывает, что важнейшим условием длительной, экономичной и наиболее надёжной эксплуатации тепловых электростанций является организация водного режима и водоподготовки. Целями и задачами последних являются:
- предотвращение отложений: кальцевидных и окислов железа - на внутренних поверхностях пароперегревательных (или парообразующих) труб, меди, кремниевой кислоты, натрия - в проточной части паровых турбин;
- защита оборудования, основного и вспомогательного, от коррозии при контакте с паром и водой, а также при нахождении в резерве (применение качественного водного теплоносителя минимизирует скорость коррозии материалов котлов, турбин, оборудования конденсатно-питательного тракта).
Химические способы очистки сточных вод и воды для использования на ТЭС является сырьём, которое далее применяется как исходное вещество для образования пара в котлах и испарителях, конденсации отработанного пара, охлаждения агрегатов. Также она используется в качестве теплоносителя (в системе горячего водоснабжения и тепловых сетях).
Работа парогенератора в течение приблизительно пяти часов без отложений требует осуществления особых методов водоподготовки ТЭС. В интересах тепловой электростанции проводить данную операцию при минимальных капитальных затратах не только на организацию водоочистительных установок, но и на их эксплуатацию. Экономичность термических методов водообработки ТЭС в значительной степени зависят от характеристик и параметров оборудования . Наряду с материальной выгодой пред тепловыми электростанциями поставлен целый ряд задач, в числе которых увеличение экономичности электростанций, уменьшение числа обслуживающего персонала, внедрение технических новинок (механизация и автоматизация). Но одной из первоочередных задач всё же остаётся подготовка воды, осуществляемая на достаточно высоком уровне.
Очищая большие объёмы природной воды, ТЭС не должны забывать ещё об одном аспекте, а именно решении проблемы утилизации образующихся в процессе сточных вод. Они содержат шлам, состоящий из карбонатов магния и кальция, гидроксида магния, железа, алюминия, песка, органических веществ, различных солей серной и соляной кислот, при регенерации фильтров перемещающиеся в стоки. Это необходимо для обеспечения защиты от загрязнения источников промышленного и питьевого водоснабжения.
Итак, ТЭС потребляют значительное количество воды, основными потребителями которой являются конденсаторы турбин. Вода применяется для охлаждения подшипников вспомогательных механизмов и водорода генераторов, охлаждения воздуха электродвигателей, восполнения потерь пара и конденсата в цикле станции. Вода в данном случае является «жизненной необходимостью». Очевидно, что водоподготовка ТЭС требует особо пристального внимания и контроля.
