Главный «враг» энергопредприятий – это вода с большим содержанием солей жесткости. Именно поэтому ионообменное, сорбционное или мембранное оборудование на ТЭЦ, ГРЭС, ТЭС является основой системы водоподготовки предприятия.

Водоочистка и водоподготовка в энергетике является одним из основных этапов организации деятельности теплоэлектростанции. Существующие ТЭС вырабатывают тепло за счет нагрева воды и последующей конденсации пара. Именно от исходного состава подпиточного агента и зависит срок службы парогенератора теплоэлектростанции.

В чем отличие фильтров для ТЭЦ, ГРЭС и ТЭС? И как продлить срок службы дорогостоящего оборудования, предназначенного для обогрева жилых домов и промышленных сооружений?

Отличие систем водоподготовки для ТЭЦ, ГРЭС и ТЭС

Большая часть существующего оборудования ТЭЦ, ГРЭС и ТЭС изготавливается из металлических сплавов. Именно поэтому главный «враг» энергопредприятий – это склонные к солеобразованию примеси, содержащиеся в подпиточной воде (соли жесткости и железа).

Все существующие теплоэлектростанции можно разделить на несколько типов (рисунок 1.). Главное отличие ТЭЦ от КЭС в том, что теплоэлектроцентрали производят тепло (в виде поступающей к потребителям горячей воды) и электроэнергию, в то время, как конденсационные теплоэлектростанции за счет многократного конденсационного цикла осуществляют выработку только электроэнергии.

Рисунок 1. Типы теплоэлектростанций

Вода на ГРЭС и АЭС используется для хозяйственно-питьевых нужд (охлаждения реактора или активной рабочей зоны). Вследствие этого система водоподготовки на подобных предприятиях ограничивается фильтрами-умягчителями и обессоливателями, улавливающими соли жесткости и оксиды железа, разрушающие трубопроводную систему.

Отличия систем водоподготовки различных типов теплоэлектростанций обусловлены особенностями технологического процесса предприятия. Так, отработанная горячая вода ТЭС просто сбрасывается. Таким образом, наиболее мощные фильтры паротурбинной теплоэлектростанции используются именно для очистки поступающего сырья. Горячая вода ТЭЦ используется для отопления жилых домов и производственных корпусов. Именно поэтому система водоочистки теплоэлектроцентрали включает в себя дополнительные модули, предназначенные для улавливания загрязнений, способных привести к коррозии не только барабанов котлов, но и бытовых линий коммуникаций.

Фильтрационные системы для ТЭС

Система водоподготовки энергопредприятий включает несколько этапов очистки от загрязнений.

Таблица 2. Типы системы водоподготовки для энергопредприятий

Этап водоподготовки	Используемые фильтры
Осветление воды	Отстойники и механические фильтры с добавлением коагулянтов и флокулянтов
Обеззараживание	Озонирование, хлорирование
Умягчение воды	Реагентное отстаивание, катионные фильтры
Обессоливание воды	Анионные фильтры, декарбонизатор, электродиадизатор, обратный осмос, испарители
Деаэрация воды (удаление газообразных веществ)	Термические деаэраторы, вакуумные деаэраторы, атмосферные деаэраторы
Продувка котла	Промывные фильтры
Промывка пара	Специальные реагенты-обессоливатели

На европейских теплоэнергетических предприятиях КПД потерь составляет всего 0,25% в день. Такие высокие результаты работы достигаются за счет комбинации нескольких традиционных и инновационных методов обессоливания и очистки используемого сырья и подпиточной воды. Срок службы оборудования предприятий теплоэнергетики при таких условиях достигает 30-50 лет.

Используемые источники:

1. «Экологически безопасные ТЭС». Электронный журнал энергосервисной компании «Экологические системы»

2. Копылов А.С., Лавыгин В.М. Водоподготовка в энергетике

13.08.2012

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.
Чтобы четко понимать, как и на что именно отрицательно влияет жесткая вода, не мешало бы сперва разобраться, что такое ТЭЦ? И с чем ее "едят"?
Итак, 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.

Паровые турбины 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 как тепловую энергию, так и электрическую. 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.
Из чего состоит оборудование водоподготовки для ТЭЦ? Это турбины и котлы. Котлы производят пар для турбин, турбины из энергии пара производят энергию электричества. 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.
Чем так плоха жесткая вода? Каковы ее последствия и почему они обходятся нам так дорого?
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.

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.
Как видно, из всего вышеописанного, водоподготовка воды в ТЭЦ - один самых главных составляющих производственного процесса. Без чистой воды, не будет качественного хорошего пара, а значит, не будет электричества в нужном обьеме. Поэтому водоподготовкой в теплоэнергоцентралях нужно заниматься плотно, доверять эту службу исключительно профессионалам. Правильно спроектированная система водоподготовки - это гарантия долгосрочной службы оборудования и получения качественных услуг энергопоставок. Теперь Вы знаете, что ООО НПИ "ГЕНЕРАЦИЯ г. Уфа знает как проводить водоподготовку воды на ТЭЦ.
______________________________________________________________________________________________________________

В нашей стране основная часть вырабатываемой электроэнергии (83 %) приходится на ТЭС на органическом и ядерном топливе.

Рост выработки электрической энергии обусловлен не только введением новых мощностей, но и надежностью, бесперебойной рабо­той действующего оборудования. ТЭЦ и ТЭС в настоящее время ра­ботают в основном на высоких и сверхвысоких параметрах, растут единичные мощности агрегатов на ТЭС и ТЭЦ и в целом, мощности электростанций. Все это повышает требования к экономичности и на­дежности работы основных агрегатов электростанции.

Вода и водяной пар являются теплоносителями в водном и водопаровом трактах ТЭС, ТЭЦ и АЭС. Для электростанций с блочной схемой установки агрегатов необходимость обеспечения длительной бесперебойном эксплуатации обусловлена тем, что повреждение или выход из строя хотя бы одного из элементов неизбежно вызывает выход из строя всего блока.

Даже кратковременный аварийный простой крупного блока из-за дефектов водного режима (длительная эксплуатация турбоагрегата при сниженных параметрах) повышает стоимость вырабатываемой электроэнергии.

Одним из факторов, обуславливающих важное значение водной проблемы, является значительный рост удельных тепловых нагрузок парообразующих труб котельного агрегата, что требует же­сткого ограничения допустимой величины отложений на поверхно­стях нагрева в целях обеспечения надежного температурного режима металла этих поверхностей, а тем самым и продолжительности рабо­чего времени котельного агрегата. Для снижения отложений нужно свести к минимуму количество примесей, поступающих в водяной тракт электростанции, и в первую очередь продуктов коррозии основ­ного оборудования и вспомогательного. Также должен быть органи­зован систематический ввод в пароводяной тракт электростанции раз­личных реагентов, которые уничтожают или ограничивают действие наиболее вредных примесей.

Так как турбины высокого давления очень чувствительны к за­грязнению лопаток, то для избежания снижения мощности из-за заноса их проточной части отложениями требуется повысить качество пара.

С повышением параметров пара ускоряются физико-химические процессы накипеобразования, загрязнения пара и коррозии металла, что усложняет поддержание чистоты внутренних поверхностей ко­тельного агрегата и проточной части паровых турбин, а также затруд­няет обеспечение сохранности металла котлов, турбин и оборудова­ния тракта питательной воды.

Таким образом, большое значение имеет подготовка воды на электростанции. Причем вопросы организации рационального водно­го режима ТЭС должны рассматриваться в тесной связи с их гидроди­намическими характеристиками, процессами теплообмена в отдель­ных теплопередающих элементах и физико-химическими процессами загрязнения генерирующего пара.

Обращение воды в рабочем цикле тэс

Вода и водяной пар являются теплоносителями в водном и водопаровом трактах ТЭС, ТЭЦ и АЭС.

При решении водной проблемы ТЭС большое значение имеет то, что переход к высокому и сверхкритическому давлению значи­тельно изменяет условия парообразования, теплообмена при кипении, гидродинамики паровой смеси в трубах котла, а также свойства само­го рабочего тела.

К примеру, с повышением давления резко повышается плот­ность водяного пара, снижается скорость пароводяной смеси в паро­образующих трубах, снижается поверхностное натяжение и вязкость воды, что способствует образованию накипи и коррозии.

С повышением плотности водяного пара повышается его спо­собность к растворению различных химических соединений, содер­жащихся в котловой воде, что приводит к значительному выносу на­ходящихся в воде неорганических примесей.

Вода на ТЭС применяется:

для производства пара в котлах, испарителях;

для конденсации отработавшего пара в конденсаторах паро­вых турбин и других теплообменных аппаратах;

для охлаждения продувочной воды и подшипников дымосо­сов;

в качестве рабочего теплоносителя в теплофикационных ото­пительных сетях и сетях горячего водоснабжения.

Водяной пар, полученный в котлах, а затем отработавший в тур­бинах, подвергается конденсации или в виде пара пониженных пара­метров используется на производственных и коммунальных предпри­ятиях для технологических процессов, отопления и вентиляции.

Рис. 1.1. Схема КЭС:

1 - паровой котел; 2 - паровая турбина; 3 - электрогенератор; 4 - водоподготовительная установка; 5 - конденсатор; 6 - конденсатный насос; 7 - конденсатоочистка (БОУ); 8 - ПНД; 9 - деаэратор; 10 - питательный насос; 11 – ПВД.

D ИСХ.В. - исходная вода.

D Д.В. - добавочная вода направляется в контур для восполнения потерь пара и конденсата после обработки с применением физико-химических методов очистки.

d Т.К. - турбинный конденсат, содержит небольшое количество растворенных и взвешенных примесей - основная составляющая пи­тательной воды.

D В.К. - возвратный конденсат от внешних потребителей пара, используется после очистки в установке очистки обратного конденсата (7) от внесенных загрязнений. Является составной частью питательной воды.

Dп.в. - питательная вода, подается в котлы, парогенераторы или реакторы для замещения испарившейся воды в этих агрегатах. Пред­ставляет собой смесь D T . K , D Д.В. , D В.К. и конденсируется в элементах указанных агрегатов.

Рис. 1.2. Схема ТЭС:

1 - паровой котел; 2 - паровая турбина; 3 - электрогенератор; 4 - конденсатор; 5 - конденсатный насос; 6 - установка очистки возвратного конденсата; 7 - деаэра­тор; 8 - питательный насос; 9 - подогреватель добавочной воды; 10 - водоподготовка подпитки котлов; 11 - насосы обратного конденсата; 12 - баки возвратного конденсата; 13 - производственный потребитель пара; 14 - промышленный по­требитель пара; 15 - водоподготовка подпитки теплосети.

D ПР - продувочная вода - выводится из котла, парогенератора или реактора на очистку или в дренаж для поддержания в испаряемой (котловой) воде заданных концентраций примесей. Состав и концен­трация примесей в котловой и продувочной воде одинаковы.

D О.В. - охлаждающая или циркуляционная вода, используется в конденсаторах паровых турбин для конденсации отработавшего пара.

D В.П. - подпиточная вода тепловой сети, для восполнения потерь.

Эффективная работа теплового оборудования ТЭЦ невозможна без эксплуатации производственной (сетевой и подпиточной) воды нормативного качества. Несоблюдение отраслевых стандартов приводит к:

• повышенному расходу энергоресурсов;
• учащению профилактических работ по очистке теплопроводов и теплообменников от нерастворимых образований;
• ускоренному износу оборудования, внеплановым ремонтам и даже серьезным авариям.

Нормативы подготовки воды для ТЭЦ

Работа водоподготавливающего оборудования теплогенерирующих предприятий (ТЭС, ГРЭС, ТЭЦ и т.п.) регламентируется РД 24.031.120-91, ГОСТ 20995-75, методы контроля качества производственной воды тепловых станций – ОСТ 34-70-953.23-92, ОСТ 34-70-953.13-90, а также прочей техдокументацией и техусловиями.

Ключевые задачи водоподготовки для ТЭЦ:

• снижение рисков образования наростов на пути теплоносителя, вызванных накоплением взвешенных частиц, солевыми отложениями, биологическими образованиями;
• препятствование коррозии металлических элементов системы;
• получение водного и парового теплоносителя высокого качества;
• повышение КПД тепловых машин и транспортных коммуникаций, как следствие, минимизация эксплуатационных расходов.

Этапы водоподготовки для ТЭЦ

Установки, включенные в схему водоподготовки ТЭЦ, должны обеспечивать, определенные требованиями РД 24.031.120-91 уровни:

Доведение параметров производственной воды до требуемых уровней возлагается на комплекс водоподготовки, включающий следующие основные этапы:

1. Отделение крупных механических и коллоидных взвесей.

На этом этапе водоподготовки для ТЭЦ осуществляется извлечение из подпиточной жидкости нерастворенных частиц, всегда присутствующих в ней в виде мелкого и пылеватого песка, иловых, органических, а также прочих мелкодисперсных составляющих. Механические взвеси усиливают абразивную нагрузку на оборудование ТЭЦ, способствуют увеличению гидравлического сопротивления в трубопроводах за счет формирования твердых отложений на их внутренних стенках.

Рабочим телом традиционных фильтров для улавливания нерастворимых частиц являются насыпные материалы (гравий, песок). Для ультратонкой очистки может использовать более современный вариант фильтрации на основе волоконных мембран.

2. Осаждение осадкообразующих химических соединений.

Методы этого этапа направлены на выделение из раствора ионов элементов, которые при нагреве образуют нерастворимые соединения, накапливающиеся в системе, так же как и механические взвеси. В основном подобная проблема возникает с солями магния, кальция, а также солями и окислами железа.

Задача системы водоподготовки ТЭЦ по обессоливанию питательной воды решается реагентными, обратноосмотическими, ионообменными, магнитными и прочими технологиями промышленного масштаба. В каталоге компании «ВВТ Рус» представлен обширный ассортимент средств немецкого производства для решения этих задач.

3. Связывание коррозионных химических соединений.

Агрессивные химические вещества, присутствующие в водных растворах, представляют не меньшую опасность, чем инертные солевые отложения. К числу таких веществ, в первую очередь, относятся растворенные газы – кислород и углекислота. Они способствуют интенсивной коррозии металлов, причем интенсивность процесса с повышением температуры теплоносителя нарастает лавинообразно. Проблема решается методами дегазации, ионного обмена, введением в теплоноситель профильных реагентов.

Компания ВВТ РУС реализует реагентные составы для химводоподготовки для ТЭЦ в полном соответствии с действующими нормативами. Препараты способны одновременно решать задачи второго и третьего этапов нормализации качества воды для любого оборудования теплоэнергетики. Подобный подход позволяет значительно упростить построение всей схемы водоподготовки, а также обеспечить потребителю экономию средств.

Более подробную информацию о продукции можно получить у наших сотрудников.

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. Таблица 5. Расчетные показатели работы системы водоподготовки при включении установки обратного осмоса в одну и две ступени Показатель Известкование + коагуляция сульфатом железа Коагуляция сульфатом алюминия при включении УОО при включении установки обратного осмоса в одну ступень в две ступени в две ступени Производительность установки, м 3 /ч Суммарный часовой расход воды, поступающей на УОО, м 3 /ч Производительность осветлителя ВТИ-100, м 3 /ч Фильтроцикл ФСД, м 3 Расход кислоты на регенерацию, т/год Расход щелочи на регенерацию, т/год 30,2 21240 0,54 0,54 28,65 63720 0,16 0,16 30,03 63720 0,16 0,16 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 Ходырев Б.Н., Кривчевцов А.Л., Соколюк А.А. Исследование процессов окисления органических веществ в теплоносителе тЭс и АЭС // Теплоэнергетика. - 2010. - № 7. - С. 11-16. Опыт освоения новых технологий обработки воды на ТЭС / Б.М. Ларин, А.Н. Коротков, М.Ю. Опарин и др. // Теплоэнергетика. - 2010. - № 8. С. 8-13. Проектные решения водоподготовительных установок на основе мембранных технологий / А.А. Пантеле­ев, Б.Е. Рябчиков, А.В. Жадан и др. // Теплоэнергетика. - 2012. - №7. - С. 30-36. Пуск системы водоподготовки ПГУ-410 на Кра­нодарской ТЭЦ / А.А. Пантелеев, А.В. Жадан, С.Л. Громов и др. // Теплоэнергетика. - 2012. - №7. - С. 37-39. References Khodyrev, B.N., Krivchevtsov, A.L., Sokolyuk, A.A. Issledovanie protsessov okisleniya organicheskikh veshchestv v teplonositele TES i AES . Teploenergetika, 2010, no. 7, pp. 11-16. Larin, B.M., Korotkov, A.N., Oparin, M.Yu. Opyt osvoeniya novykh tekhnologiy obrabotki vody na TES . Teploenergetika, 2010, no. 8, pp. 8-13. Panteleev, A.A., Ryabchikov, B.E., Zhadan, A.V. Proektnye resheniya vodopodgotovitel"nykh ustanovok na osnove membrannykh tekhnologiy . Teploener­getika, 2012, no. 7, pp. 30-36. Panteleev, A.A., Zhadan, A.V., Gromov, S.L. Pusk sistemy vodopodgotovki PGU-410 na Krasnodarskoy TETs . Teploenergetika, 2012, no. 7, pp. 37-39. Analysis of Water Treatment Modern Technology at Heat Power Plants 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.