Водопідготовка в енергетиці: вороги ТЕЦ, очищення води. Хімічний цех. Процеси водопідготовки

13.08.2012

Одним із найважливіших питань в енергетиці була і залишається водопідготовка на ТЕЦ. Для підприємств енергетики вода - основне джерело їхньої роботи і тому до її змісту висуваються дуже високі вимоги. Оскільки Росія – країна з холодним кліматом, постійними сильними морозами, то робота ТЕЦ – це те, від чого залежить життя людей. Якість води, що подається на теплоегергоцентраль, впливає дуже сильно на її роботу. Жорстка вода виливається у дуже серйозну проблему для парових та газових котелень, а також парових турбін ТЕЦ, які забезпечують місто теплом та гарячою водою.
Щоб чітко розуміти, як і на що негативно впливає жорстка вода, не завадило б спершу розібратися, що таке ТЕЦ? І з чим її "їдять"?
Отже, ТЕЦ – теплоенергоцентраль – це різновид теплової станції, яка не лише забезпечує теплом місто, а й постачає в наші будинки та на підприємства гарячу воду. Така електростанція влаштована як конденсаційна електростанція, але відрізняється від неї тим, що може відібрати частину теплової пари вже після того, як він віддав свою енергію.

Парові турбіни бувають різними. Залежно від виду турбіни та відбирається пара з різними показниками. Турбіни на енергоцентралі дозволяють регулювати кількість пари, що відбирається.
Пара, яка була відібрана, проходить конденсацію в мережному підігрівачі або підігрівачах. Вся енергія з нього передається в мережну воду. Вода, у свою чергу, йде на пікові водогрійні як котельні, так і теплові пункти. Якщо на ТЕЦ перекриваються шляхи відбору пари, вона стає звичайною КЕС. Таким чином, теплоенергоцентраль може працювати за двома різними графіками навантаження:

• тепловий графік – прямопропорційна залежність електричного навантаження від теплового;
• електричний графік - теплового навантаження або немає взагалі, або електричне навантаження від нього не залежить.

Перевага ТЕЦ у тому, що вона поєднує як теплову енергію, і електричну. На відміну від КЕС, тепло, що залишилося, не пропадає, а йде на опалення. В результаті зростає коефіцієнт корисної дії електростанції. У водопідготовки на ТЕЦ він становить 80% проти 30% у КЕС. Щоправда, про економічність теплоенергоцентралі це не каже. Тут у ціні інші показники - питоме вироблення електрики та ККД циклу.
До особливостей розташування ТЕЦ слід віднести той факт, що будувати її слід у межах міста. Справа в тому, що передача тепла на відстані недоцільна та неможлива. Тому водопідготовка на ТЕЦ завжди будують поряд із споживачами електроенергії та тепла.
Із чого складається обладнання водопідготовки для ТЕЦ? Це турбіни та котли. Котли виробляють пар для турбін, турбіни з енергії пари виробляють енергію електрики. Турбогенератор включає в себе парову турбіну та синхронний генератор. Пар у турбінах отримують за рахунок застосування мазуту та газу. Ці речовини нагрівають воду в котлі. Пара під тиском прокручує турбіну і на виході виходить електроенергія. Відпрацьована пара надходить у будинки у вигляді гарячої води для побутових потреб. Тому, відпрацьована пара і повинна мати певні характеристики. Жорстка вода з безліччю домішок не дасть отримати якісну пару, яку до того ж можна потім поставити людям для використання в побуті.
Якщо пару не відправляють на постачання гарячої води, то її відразу в ТЕЦ охолоджують у градирнях. Якщо ви бачили колись величезні труби на теплових станціях і як їх валить дим, то це і є градирні, а дим, зовсім не дим, а пара, яка піднімається від них, коли відбувається конденсація та охолодження.
Як працює водопідготовка на ТЕЦми розібралися, найбільше впливу жорсткої води тут піддається турбіна і, звичайно ж, котли, які перетворюють воду на пару. Головне завдання будь-якої ТЕЦ отримати у казані чисту воду.
Чим така погана жорстка вода? Які її наслідки і чому вони обходяться нам так дорого?
Жорстка вода відрізняється від звичайної високим вмістом солей кальцію та магнію. Саме ці солі під впливом температури осідають на нагрівальному елементіта стінках побутових приладів. Те саме стосується і парових котлів. Накип утворюється в місці нагрівання і крапки кипіння по краях самого котла. Видалення накипу в теплообміннику у разі ускладнено, т.к. накип наростає на величезному устаткуванні, усередині труб, різних датчиків, систем автоматизації. Промивання котла від накипу на такому устаткуванні - це ціла багатоетапна система, яка може навіть проводиться при розборі обладнання. Але це у випадку високої щільностінакипу та великих її покладів. Звичайний засіб від накипу в таких умовах, звичайно, не допоможе.
Якщо говорити про наслідки жорсткої води для побуту, то це вплив на здоров'я людини та подорожчання використання побутових приладів. До того ж тверда вода дуже погано контактує з миючими засобами. Ви використовуватимете на 60 відсотків більше порошку, мила. Витрати зростатимуть як на дріжджах. Пом'якшення води тому і було придумано, щоб нейтралізувати жорстку воду, ставиш собі в квартиру один пом'якшувач води і забуваєш, що є очищення від накипу, засіб від накипу.

Накип відрізняється ще й поганою теплопровідністю. Цей її недолік є головною причиною поломок дорогої побутової техніки. Покритий накипом тепловий елемент просто перегорає, намагаючись віддати тепло воді. Плюс через погану розчинність миючих засобів, пральну машинкупотрібно додатково включати на полоскання. Це витрати води, електрики. З будь-якого боку, пом'якшення води - найвірніший та економічно вигідний варіантзапобігання утворенню накипу.
А тепер уявіть, що таке водопідготовка на ТЕЦ в промислових масштабах? Там засіб від накипу використовується галонами. Промивання котла від накипу проводиться періодично. Буває регулярною та ремонтною. Щоб видалення накипу проходило безболісно і потрібна водопідготовка. Вона допоможе запобігти утворенню накипу, захистить і труби та обладнання. З нею жорстка вода не надаватиме свого руйнівного впливу в таких загрозливих масштабах.
Якщо говорити про промисловість та енергетику, то найбільше жорстка вода приносить неприємностей ТЕЦ та котельним. Тобто в тих областях, де відбувається безпосередньо водопідготовка та нагрівання води та переміщення цієї теплої водитрубами водопостачання. Пом'якшення води тут необхідне, як повітря.
Але оскільки водопідготовка на ТЕЦ це робота з величезними обсягами води, водопідготовка має бути ретельно прорахована та продумана з урахуванням різноманітних нюансів. Від аналізу хімічного складу води та місця розташування того чи іншого пом'якшувача води. У ТЕЦ водопідготовка – це не лише пом'якшувач води, це ще й обслуговування обладнання після. Адже видалення накипу все одно в цьому виробничому процесі доведеться робити з певною періодичністю. Тут застосовується не один засіб від накипу. Це може бути і мурашина кислота, і лимонна, і сірчана. У різній концентрації обов'язково у вигляді розчину. І застосовують той чи інший розчин кислот залежно від того, з яких складових частин зроблено котел, труби, контролер і датчики.
Тож на яких об'єктах енергетики потрібна водопідготовка? Це котельні станції, котли, це також частина ТЕЦ, водонагрівальні установки, трубопроводи. Найбільш слабкими місцямита ТЕЦ у тому числі, залишаються трубопроводи. Накип, що накопичується тут, може призвести і до виснаження труб і їх розриву. Коли накип не видаляється під час, вона просто не дає воді нормально проходити трубами і перегріває їх. Поряд із накипом другою проблемою обладнання в ТЕЦ є корозія. Її також не можна спускати на самоплив.
Навіщо може призвести товстий шар накипу в трубах, які підводять воду на ТЕЦ? Це складне питання, але відповімо на нього ми тепер знаємо, що таке водопідготовка на ТЕЦ. Оскільки накип - хороший утеплювач, то і витрата тепла різко зростає, а тепловіддача навпаки знижується. ККД котельного обладнання падає в рази, все це може призвести і до розриву труб і вибуху котла.

Це те, на чому не можна економити. Якщо в побуті, ви все ж таки подумаєте, чи купити пом'якшувач води або вибрати засіб від накипу, то для теплового обладнання такий торг неприпустимий. На теплоенергоцентралях підраховують кожну копійку, тому очищення від накипу за відсутності системи пом'якшення обійдеться значно дорожче. Та й безпека приладів, їх довговічність і надійна експлуатація теж грають свою роль. Очищене від накипу обладнання, труби, котли працюють на 20-40 відсотків ефективніше, ніж обладнання, що не пройшло очищення або працює без системи пом'якшення.
Головна особливістьВодопідготовка води на ТЕЦ полягає в тому, що тут потрібна глибоко знесолена вода. Для цього необхідно використовувати точне автоматизоване обладнання. На такому виробництві найчастіше застосовують установки зворотного осмосу та нанофільтрації, а також електродеіонізації.
Які етапи включає водопідготовка в енергетиці в тому числі і на теплоенергцентралі?
Перший етап включає механічну очистку від всіляких домішок. На цьому етапі з води видаляються всі завислі домішки, аж до піску та мікроскопічних частинок іржі тощо. Це так зване грубе очищення. Після неї вода виходить чистою для очей людини. У ній залишаються лише розчинені солі жорсткості, залізисті сполуки, бактерії та віруси та рідкі гази.

Розробляючи систему водопідготовки води, потрібно враховувати такий нюанс, як джерело водопостачання. Це водопровідна вода із систем централізованого водопостачання чи це вода з первинного джерела?
Різниця у водопідготовці полягає в тому, що вода із систем водопостачання вже пройшла первинне очищення. З неї потрібно прибирати лише солі жорсткості, та знезалізувати при необхідності.
Вода з первинних джерел – це вода абсолютно не оброблена. Тобто маємо справу з цілим букетом. Тут обов'язково потрібно проводити хімічний аналіз води, щоб розуміти з якими домішками маємо справу та які фільтри ставити для пом'якшення води та в якій послідовності.
Після грубої очистки в системі йде наступний етап під назвою іонообмінне знесолювання. Тут встановлюють іонообмінний фільтр. Працює з урахуванням іонообмінних процесів. Головний елемент - іонообмінна смола, яка включає натрій. Він утворює зі смолою неміцні сполуки. Як тільки жорстка вода на ТЕЦ потрапляє в такий пом'якшувач, то солі жорсткості миттєво вибивають натрій із структури та міцно встають на його місце. Такий фільтр відновлюється дуже просто. Картридж зі смолою переміщається в бак регенерації, де міститься насичений соляний розчин. Натрій знову займає своє місце, а солі твердості вимиваються у дренаж.
Наступний етап – це отримання води із заданими характеристиками. Тут застосовують установку водопідготовки води на ТЕЦ. Головна її перевага – отримання 100-відсотково чистої води, із заданими показниками лужності, кислотності, рівнем мінералізації. Якщо підприємству потрібна технічна вода, то встановлення зворотного осмосу створювалося саме такі випадки.

Головною складовою цієї установки є напівнепроникна мембрана. Селективність мембрани змінюється, залежно від її перерізу, можна отримати воду з різними характеристиками. Ця мембрана поділяє бак на дві частини. В одній частині знаходиться рідина з високим вмістом домішок, в іншій частині - рідина з низьким вмістом домішок. Воду запускають у висококонцентрований розчин, вона повільно просочується через мембрану. На установку подається тиск, під впливом його вода зупиняється. Потім тиск різко збільшують і вода починає текти назад. Різниця цих тисків називають осматичним тиском. На виході виходить ідеально чиста вода, а всі відкладення залишаються менш концентрованим розчином і виводяться в дренаж. До мінусів цього методу водопідготовки питної води можна віднести велику витрату води, шкідливі відходи та необхідність передпідготовки води.
Нанофільтрація насправді той же зворотний осмос, тільки низьконапірний. Тому принцип дії той самий, тільки напір води менший.
Наступний етап - усунення з води, розчинених у ній газів. Оскільки в ТЕЦ потрібна чиста пара без домішок, дуже важливо видалити з води, розчинені в ній кисень, водень та вуглекислий газ. Усунення домішок рідких газів у воді називається декарбонацією та деаерацією.
Після цього етапу вода готова до подачі в котли. Пара виходить саме тієї концентрації та температури, яка необхідна. Жодних додаткових очищеньпроводити не потрібно.
Як видно, з усього вищеописаного, водопідготовка води у ТЕЦ- один з найголовніших складових виробничого процесу. Без чистої води, не буде якісної хорошої пари, а значить, не буде електрики у потрібному обсязі. Тому водопідготовкою у теплоенергоцентралях потрібно займатися щільно, довіряти цю службу виключно професіоналам. Правильно спроектована система водопідготовки – це гарантія довгострокової служби обладнання та отримання якісних послуг енергопостачання. Тепер Ви знаєте, що ТОВ НПІ "ГЕНЕРАЦІЯ м. Уфа знає як проводити водопідготовку води на ТЕЦ".
______________________________________________________________________________________________________________

Уявити теплоенергостанції без роботи з водою якось складно. Головна рушійна силау такому виробництві якраз вода і є. І щоб ТЕЦ, тобто теплоенергоцентраль працювала без перебоїв, про якість води, що надходить до неї, не завадить подбати заздалегідь. А при нинішній обробці води водопідготовка на ТЕЦбуде не те, що не зайвою, а вкрай потрібною та важливою.

Як справи у них?

Різниця у роботі котелень у Росії і, наприклад, європейської Данії, істотні. Але сміливо можна стверджувати, що європейцям не доводиться працювати у таких тяжких погодних умовах. Там же в Данії не працюють за температур за тридцять, причому як у пекельну спеку, так і в дикий холод. Будь-яка ТЕЦ працюватиме довше і якісніше, якщо її правильно експлуатуватимуть і якщо вода в неї, що подається відповідатиме запитам обладнання.

Свого часу Європою прокотилася хвиля оновлень, вимог до підживлювальної води. На сьогодні вони працюють, наприклад, у Данії для води із температурою від тридцяти п'яти до майже двохсот градусів. При цьому у вимогах до роботи ТЕЦ чітко прописано, що алюмінієві частини монтувати не можна. Причина та, що при рівні кислотно-лужного балансу рівного 8,7 в системі в обов'язковому порядку почнуться корозійні процеси. Працюють такі ТЕЦ на пом'якшеній чи знесоленій деаєрованій воді. Причому для кожного виду води повинні виконуватися такі вимоги:

З усіх домішок, які тільки можуть опинитися у воді, найбільшу небезпеку безпосередньо для теплоцентралей надасть саме жорсткість води. Наявність значного перевищення порога вапняку стане прямою причиною утворення вапняного нальотуна стінах обладнання. І причому вразить цей накип усе, з чим співпрацюватиме.

Якби від накипу не було такої великої шкоди, то на неї ніхто б уваги не звертав, але насправді, вона осідає скрізь:

• Теплообмінники;
• Труби;
• Котли.

Результатом такого контакту стає погана роботакотельні або ТЕЦ в комплексі. Витрата палива зростає у геометричній прогресії. І чим товстіший накип, тим складніше нагріти поверхню. Ось основна причина такої гострої потреби у пом'якшенні води. Якщо накип перевищить певний поріг, тепло з нагрівального елемента або стінок обладнання перестане надходити у воду. При цьому вбратися кудись тепло не може. Воно починає накопичуватися, і не де-небудь, а безпосередньо в металі стін або нагрівального елемента. Будь-який навіть самий загартований метал довго витримувати постійне нагрівання не зможе. Покручені труби, як розірвані зсередини, це і є наслідки лише міліметрового шару накипу. Тому до накипу в теплоенергоцентралі ставляться дуже трепетно. Шар тонкий, а розірвати казан може легко. А це вже величезні витрати. Тому воду можуть або знесолювати, або пом'якшувати. І різниця між цими поняттями невелика, але є. Пом'якшення передбачає усунення двох мінеральних солей, а знесолення має на увазі повне усунення солей. Тобто в результаті вийде дистилят.

Але як би воду не чистили і не готували, якийсь відсоток сирої водивсе ж таки може проникнути в систему водопідготовки. Баки можуть текти, та й поки той самий електромагнітний прилад не працює, т.к. вода перебуває у спокої, теж можливе попадання певної кількості жорсткої води в систему. Щоб нейтралізувати таку воду, у системі водопідготовки на ТЕЦ використовують хімікати. Їх впорскують в систему водопостачання, солі утворюють осад, що легко виводиться, який легко усунути з обладнання. І до стін він не пристає.

До речі накип шкідливий ще й тим, що внаслідок поганої теплопровідності, утворюється корозія на поверхнях, метал стає практично м'яким. Він щось перегрівається, стає більш сприйнятливим до води. Відсоток підвищення температури нагрівання поверхні за рахунок накипу може сягати 50 відсотків!

Наступний ворог обладнання теплоелектроцентралі, простимульований накипом - це, як було зазначено вище, корозія. І вже доводиться вирішувати не одну, а одразу дві великі проблеми. Для того, щоб метал почав кародувати, потрібно, щоб до його поверхні був вільний доступ повітря. Тому що для роботи циркуляційної води і купують. І чим вищий відсоток кисню, тим вища ймовірність утворення корозійних вогнищ.

Фільтри та нове прочитання водопідготовки на ТЕЦ

У російських реаліях воліють більше боротися з корозією, ніж її витоками. Тільки в котельнях, де є можливість водопідготовка на ТЕЦ і не тільки включає дегазацію. У тій же Данії далеко не кожна ТЕЦ має такі установки. Найчастіше з киснем борються шляхом додавання звичайних хімікатів. Хоча й у Росії сьогодні багато централей працюють із звичайним хімічним пом'якшенням або профілактичними промиваннями, т.к. на повноцінну хорошу системуводопідготовки грошей просто нема.

Важливим показником правильної є рівень pH. І коли це вода циркуляційна, його значення має не виходити за межі діапазону від дев'яти з половиною до десяти. Виделка зовсім невелика. Зате високе значення цього показника гарантує захист залізних поверхонь. Причому залежність рівня кислотнолужного балансу від корозії металів можна застосовувати і для латуні, міді чи цинку. Але під час роботи з цим показником треба пам'ятати про роботу лугу. Наприклад, показник вище десятки знову призведе до ризику виникнення корозії, цинк із латуні почне масово вимиватися.

Основну роботу правильної водопідготовки на ТЕЦ беруть він фільтруючі установки. Найкраще система працюватиме, якщо з неї усунути не тільки розчинені солі металів, але ще й тверді домішки. Це дасть можливість не тільки освіті накипу та корозії запобігти, але й уповільнити зношування обладнання. Та й вузькі місця в системі, насоси будуть цілішими.

Тому водопідготовчі системи є комплексною обробкою механічними фільтрами і пом'якшувачами. Причому очищення може бути як повним, так і частковим. Причому систему монтують не на основний трубопровід, що не заважає нормальній безперервній циркуляції води. Краще звичайно, коли фільтраційний блок легко можна демонтувати та почистити. Якщо ж вода використовується повторно, то краще монтувати очисну системубезпосередньо на головну трубу. Але й тут повинні стояти датчики, які у разі забиття одного з фільтрів швидко переправлять потік по іншому контуру, а центр управління просигналізують про проблему.

Сьогодні, з метою економії стали масово застосовувати пластик як основний матеріал для пом'якшувальних установок. Але, на жаль, поки що покладені надії на нього він не виправдовує. Використання нержавіючої сталі здається перспективнішим. Тим більше, що проблему з мікробактеріями поки що так само не вдається усунути повністю.

Біда пластика у тому, що у ньому легко концентрується кисень. І тому монтаж не захищених трубопроводів стає дуже невигідним, т.к. корозія почне прогресувати у системі і дуже швидко. Але сьогодні є спеціальні бар'єрні пристрої, які допомагають прибрати кисень із пластику практично зі стовідсотковою ймовірністю.

Наступна проблема, над якою поки що борються – бактерії. Як і чим тільки їх уже не намагалися забрати. І головне навіть м'яка очищена вода не рятує, адже реагенту можна покласти більше звичайного, отож виходить, що вода починає гнити, бактерії поширюються дуже швидко. Крім того, бактерії - це пісок, бруд, що випадково потрапила в систему теплопостачання. Особливе роздолля бактерій настає всередині систем водопостачання, тут вони накопичуються і можуть дати воді неприємний запах. Усунути бактерії можна за допомогою хімічних реакцій. Дезінфекція на сьогодні найдієвіший і доступний спосіб усунути бактерії зі своєї теплоцентралі.

Однією з фішок нових систем водопостачання котелень та утеплення стала нержавіюча сталь. простіше переносить бактеріальний наліт, але при цьому не терпить температуру та хлоридні сполуки. Коли планують монтувати подібну установку, необхідно обов'язково робити аналіз води, щоб знати, який потрібно вибирати. Та й відсоток хлориду настільки жахливого для нержавіючої сталі, так само не завадить дізнатися. І таку поверхню в жодному разі не можна мити хлорною кислотою. Вона загубить захисну плівку нержавіючої сталі.

Як видно, тільки старанна підготовка допоможе встановити правильну системуводопідготовки. І тоді у будинках мешканців завжди буде тепло.

Рідина, що використовується у теплоенергетиці, підлягає обов'язковому очищенню? як перед застосуванням, так і після нього. Проходження через очисні споруди дозволяє захистити труби та котли від виникнення корозій, утворення накипу, а також знезаразити стоки для подальшого повернення їх у навколишнє середовище. Тільки фахівець зможе визначити етапи та що застосовується для водопідготовки на ТЕЦ після повного хіміко-біологічного аналізу. Це дозволить виявити необхідність використання певних реагентів та скласти оптимальну схемуочисної споруди.

На сьогоднішній день мета реконструкції системи хімічної водопідготовки ТЕЦ полягає в отриманні якіснішої сировини при мінімальної витратикоштів. Вченими пропонуються нові способи фільтрації рідини, застосування безпечних окислювачів та нейтралізаторів. Одним із популярних методів є зворотний осмос, що часто використовується в різних сферах виробництва. Стандартна схема, типова інструкція для водопідготовки зворотного осмосу дозволяє позбутися розчинених солей, металів та домішок. Принцип її дії полягає у прогоні рідини через мембрани з осередками, розмір яких залежить від типу забруднення. Завдяки своїй високій ефективності дана схемаводопідготовки на ТЕС, ктец 3 для бутильованої води успішно застосовується на багатьох підприємствах. Кінцевим етапом очищення рідини для цих цілей стає проходження її через сучасний паровий стерилізатор з водопідготовкою і з комплектом запчастин, який завдяки високому тиску пари забезпечує повне очищення її від всіляких бактерій.

Процеси водопідготовки на ТЕЦ та ТЕС

Одним із найсучасніших, ефективних та безпечних методів є водопідготовка озонуванням для отримання демінералізованої води продуктивність 100 л/год, що активно використовує високі окисні властивості озону. Він здатний окислити як розчинені солі, і метали. При цьому запобігає небезпеці використання препаратів хлору, озонування води очищеної в системах водопідготовки дозволяє не тільки знешкодити хімікати, але й наситити рідину киснем, що утворюється в результаті реакції окиснення. Такий спосіб дає можливість уникнути застосування таких хімікатів, як хлор, гіпохлорит натрію та ін. головну проблемуфільтрації Н2О для ТЕЦ - це її знесолення та знезалізнення. Картриджі для станції озонової водопідготовки Feed Water, що застосовуються, практично повністю очищають рідину до стану готової до вживання. Метод не набув повсюдного поширення через свою високу енерговитратність. Постійне вироблення обладнанням озону вимагає великої кількостіелектрики, що для багатьох підприємств надто дорого.

З метою зниження витрат багато підприємств віддають перевагу автоматичного управлінняпроцесом водопідготовки для ТЕС, doc сертифікати яких свідчать про відповідність техніки всім встановленим стандартам. Застосування сучасних фільтрів для знесолення або освітлення Н2О забезпечує високі результати, які вбережуть техніку від утворення накипу та корозії. Багато процесів і апарати, розрахунок обладнання та пристроїв водопідготовки на ТЕС здатні не тільки повністю очистити рідину, але й значно скоротити витрати, оскільки навіть тонкий шар накипу на трубах сприяє збільшенню енерговитрат для нагрівання їх до потрібної температури. Однією з найважливіших завдань водопідготовка на ТЕЦставить усунення вапняного нальоту. Для вирішення цієї проблеми використовують прилади для водопідготовки знесолення в паровому казані за допомогою коагулянтів або флокулянтів. Найбільш поширеним є термічний метод. Суть його полягає у збільшенні температури рідини до такого показника, при якому руйнуватимуться солі шкідливих речовин. Метод підходить не для всіх випадків, тому що розчиняє лише частину хімікатів. Більш дієвим вважається магнітна водопідготовка, використання ультразвуку для ТЕЦ, які не тільки руйнують солі кальцію та магнію за допомогою постійного магнітного поля, але не дають їм осідати на сорбційних елементах. Вони відкладаються у вигляді м'якого шламу у спеціальних резервуарах. Цей методефективний не тільки для пом'якшення рідини, але також добре зарекомендував себе у боротьбі з бактеріями та іншими хімічними речовинами.

Водопідготовка парогенераторів на ТЕЦ

Дуже важливим моментом є причини та наслідки забруднення насиченої пари у водопідготовці, справність парогенератора, вибір методу фільтрації Н2О. Вимоги до рідини залежать від країни-виробника парогенератора. Так, для іноземної техніки можуть не підійти вітчизняні водоочисні споруди. Внаслідок недостатньої фільтрації Н2О може статися поломка апарата. Тому дуже важливо не допускати залишку в рідині солей, заліза, бактерій та інших забруднювачів. Дуже важливо контролювати баланс води, установки GENODOS тип dm1/20 для комплексонатної водопідготовки дозволяють точно дозувати хімічні реагенти, досягаючи їх оптимальної концентрації. Про те, які нові реагенти, що дозують установки, зараз використовуються на станціях, можна проконсультуватися у фахівців нашої компанії. Ними буде запропоновано оптимальну водопідготовка на ТЕС, включаючи найбільш ефективні методи та реагенти.

Крім усунення солей з рідин дуже важливою для ТЕЦ є нейтралізація заліза, що у ній. Його присутність може призвести до поломки парогенератора. Для вирішення цієї проблеми можна використовувати апарат електромагнітної водопідготовки Т 20, який за допомогою іонного обміну нейтралізує аніони та катіони заліза. Крім усунення цієї речовини, апарат справляється також із безліччю інших видів забруднень. Такі процеси як демінералізація, знезараження оборотної води на ТЕЦ можуть здійснюватися за допомогою УФ-випромінювання. Для цього необхідні спеціальні камери з входом та виходом для Н2О та лампою, яка і буде основним елементом цієї схеми. Рідина, що зазнала впливу УФ-променів, буде прямувати в парогенератор, а шлам, що утворився, видаляється з резервуара. Метод настільки ж простий, наскільки ефективний. Стандартна водопідготовка на ТЕЦ хво знезалізнення, за якої є обов'язковою процедурою, може проходити як з використанням реагентів, так і без них. Для фільтрації заліза можна застосовувати системи зворотного осмосу, озонування, іонообмінний метод та інші. Вибір залежить від обсягів рідини, що використовується, і ступеня її забруднення. Не можна говорити про універсальність будь-якого способу, тому що кожен з них має свої плюси та мінуси, характерні лише для нього.

Демінералізація та водопідготовка на ТЕЦ

Загальна вартість монтажу водопідготовки для демінералізованої мінеральної води парогенераторів залежить від факторів, згаданих вище. Вона розраховується індивідуально і може зростати в залежності від зростання вимог до якості кінцевого продукту, що надаються наглядовими організаціями та самими керівниками ТЕЦ.

Для водопідготовки на заводах з випуску мінеральних вод обов'язковим буде знезараження за допомогою УФ-випромінювання або озонування. Система фільтрації в цьому випадку складатиметься з декількох етапів, на кожному з яких задіяна своя методика. Необхідно також враховувати інженерно-екологічні аспекти водопідготовки, їх вплив на навколишнє середовище та здоров'я людини.

Стоки, що утворюються під час використання рідини, не повинні містити речовин, що загрожують екологічній рівновазі природного комплексу. Усі токсичні та небезпечні речовини мають бути видалені ще до скидання вод у водойми. Головне, що має враховувати водопідготовка у теплових мережах, теплоенергетиці, теплопостачанні, - це фільтрація рідини від солей кальцію, магнію та заліза. Саме ці речовини спричиняють псування техніки та збільшення витрат на здійснення теплообмінних реакцій. Очищення рідини перед використанням її на ТЕЦ є не лише необхідним заходом для дотримання розпоряджень санітарних служб, а й реальною можливістю значно скоротити витрати організації. Це відбувається завдяки повторному використанню Н2О, безпеки парогенераторів, котлів та іншої техніки. Сучасні керівникивже давно зрозуміли, що вкладення в очисні споруди дуже швидко окупаються та допомагають підвищити рентабельність підприємства.

Сьогодні водопідготовка в енергетиці залишається важливим питанням галузі. Водя є основним джерелом на ТЕС, включаючи ТЕЦ, якого пред'явлені підвищені вимоги. Наша країна розташована в холодній кліматичній зоні, взимку трапляються сильні морози. Тому ТЕС є невід'ємною частиною комфортного життялюдей. ТЕЦ, парові та газові котельні страждають від жорсткої води, що виводить з ладу дороге обладнання. Для більш чіткого розуміння розберемося з принципами роботи ТЕЦ.

Принцип роботи ТЕЦ

ТЕЦ (теплоелектромагістраль) вважається різновидом ТЕС. Вона генерує електричну енергію і є джерелом теплової системи теплопостачання. З ТЕЦ у будинки людей та на підприємства промисловості надходить гаряча вода та пара.

Принцип її роботи схожий на конденсаційну електростанцію. Існує лише одна важлива відмінність: частину тепла можна надсилати на інші потреби. Кількість відібраної пари регулюється для підприємства. Теплова турбінавизначає спосіб збирання енергії. У підігрівачах збирають відокремлену пару. Потім енергія передається воді, що рухається системою. Вона передає енергію в пікові водонагрівальні котельні та теплопункти.

Водопідготовка може мати два графіки навантаження:

• теплова;
• електричний.

Якщо основний є теплове навантаженнятоді електрична їй підкоряється. Якщо встановлено електричне навантаження, то теплове може навіть бути відсутнім. Можливий варіант сполученого навантаження, що дає можливість використовувати залишкове тепло для опалення. Такі ТЕЦ мають ККД 80%.

При зведенні ТЕЦ враховується відсутність передачі тепла великі відстані. Тому вона розташована на території міста.

Проблеми ТЕЦ

Головний недолік виробництва енергії на ТЕС - утворення твердого осаду, що випадає під час нагрівання води. Щоб очистити систему, знадобиться зупинка і розбирання всього устаткування. Накип прибирають на всіх поворотах та у вузьких отворах. Крім накипу, злагодженій роботі перешкоджатимуть корозія, бактерії та інше.

Накип

Основний недолік накипу - зниження теплопровідності. Навіть її незначний шар призводить до великої витрати пального. Постійно видаляти накип неможливо. Допускається тільки щомісячне чищення, яке зазнає збитків від простою і псує поверхню обладнання. Кількість споживаного палива збільшуватиметься, а обладнання швидше виходитиме з ладу.

Як визначити, коли робити очищення? Устаткування повідомить саме: спрацюють системи захисту від перегріву. Якщо не прибрати накип, надалі теплообмінники та котли не працюватимуть, утворюються нориці або станеться вибух. Все дороге обладнання вийде з експлуатації без можливості відновити його.

Корозія

Головна причина корозії – кисень. Циркуляційна вода повинна мати його на мінімальному рівні – 0,02 мг/л. Якщо кисню достатньо, то ймовірність утворення на поверхні корозії буде збільшуватися зі зростанням кількості солей, особливо сульфатів та хлоридів.

Великі ТЕЦ мають установки деаераторні. На невеликих установкахвикористовують коригувальні хімічні продукти. Значення pH води має лежати у діапазоні 9,5-10,0. Зі зростанням pH відбувається зниження розчинності магнетиту. Особливо важливо, якщо в системі є латунні або мідні деталі.

Пластик – джерело локального викиду кисню. Сучасні системинамагаються уникати гнучких пластикових труб чи створюють спеціальні бар'єри для кисню.

Бактерії

Бактерії впливають на якість використовуваної води та утворюють деякі види корозії (бактерії на металі та бактерії, що знижують сульфати). Ознаки зростання бактерій:

• специфічний запах циркуляційної води;
• відхилення змісту хімічних речовинпри дозуванні;
• корозія мідних і латунних компонентів, а також батарей.

Бактерії надходять із брудом із ґрунту або при ремонті. Системи і нижня частина батареї мають сприятливі умови для їх зростання. Дезінфекція проводиться за повного відключення системи.

Водопідготовка для ТЕЦ

Впоратися з перерахованими проблемами допоможе водопідготовка в енергетиці. На ТЕС встановлюють велику кількість фільтрів. Основне завдання – знайти оптимальне поєднання різних фільтрів. Вода на виході має бути пом'якшеною та знесоленою.

Іонообмінна установка

Найпоширеніший фільтр. Вона є високий циліндричний бак з додатковим регенераційним баком для фільтра. Цілодобова робота ТЕЦ потребує іонообмінної установки з кількома ступенями та фільтрами. Кожен має свій бак для відновлення. Уся система має загальний контролер (блок керування). Він слідкує за параметрами роботи кожного фільтра: кількість води, швидкість очищення, час очищення. Контролер не пропускає воду через фільтри з повними картриджами, а посилає її на інші. Брудні картриджі виймаються та вирушають у бак для відновлення.

Картридж спочатку наповнений смолою із слабким натрієм. При проходженні твердої води відбуваються хімічні реакції: сильні солі замінюються слабким натрієм Згодом у картриджі накопичуються солі жорсткості – слід провести його регенерацію.

У відновлювальному баку розчинені солі високого ступеня. Виходить сильно насичений розчин солі (більше 8-10%), що видаляє з картриджа солі жорсткості. Сильносолені відходи додатково очищаються, а потім утилізуються за спеціальним дозволом.

Плюсом установки є висока швидкість очищення. До мінусів відносяться дороге обслуговування установки, висока вартість солоних таблеток та витрати на утилізацію.

Електромагнітний пом'якшувач води

Також поширений на ТЕЦ. Основними елементами системи є:

• сильні постійні магніти із рідкісноземельних металів;
• плата;
• Електричний процесор.

Перелічені елементи створюють потужне електромагнітне поле. З протилежних сторін прилад має намотану проводку, якою йдуть хвилі. Кожен провід намотують понад 7 разів на трубу. Під час експлуатації слідкують, щоб вода не контактувала із проводкою. Кінці дротів ізолюють.

Вода проходить трубою і опромінюється електромагнітними хвилями. Солі жорсткості трансформуються в гострі голки, яким незручно прилипати до поверхні обладнання через маленьку площу контакту. Додатково голки якісно та тонко очищають поверхню від старого нальоту.

Основні переваги:

• самообслуговування;
• не треба доглядати;
• термін експлуатації понад 25 років;
• відсутність додаткових витрат.

Електромагнітний пом'якшувач працює з усіма поверхнями. Основа установки – монтаж на чисту ділянку трубопроводу.

Зворотній осмос

На виробництві води для підживлення система зворотного осмосу незамінна. Вона єдина може очистити воду на 100%. У ній використовується система різних мембран, що забезпечують потрібні властивості води. Мінусом стає відсутність можливості самостійного використання. Установку зворотного осмосу обов'язково потрібно доповнювати пом'якшувачами води, що впливає вартість системи.

Тільки повна система водопідготовки та водоочищення гарантує стовідсотковий результат та компенсує високу вартість обладнання.

Спосіб обробки води дуже впливає на роботу теплопостачання. Від нього залежать економічні показникиексплуатації та захисна функція системи. При будівництві чи плановому ремонті ТЕЦ необхідно приділяти особливе значення водообробці.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму, розташовану нижче

гарну роботуна сайт">

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки Російської Федерації

Філія федеральної державної бюджетної освітньої установи вищої професійної освіти «Південно-Уральська державний університет» (національний дослідницький

університет) у м.Сатці

Контрольна робота

з дисципліни «Загальна енергетика»

тема: «Хімічна водоочищення на ТЕЦ»

ВСТУП

Споживання енергії є обов'язковою умовою існування людства. Наявність доступної для споживання енергії завжди була потрібна для задоволення потреб людини, збільшення тривалості та поліпшення умов її життя. Історія цивілізації - історія винаходу все нових і нових методів перетворення енергії, освоєння її нових джерел та зрештою збільшення енергоспоживання. Перший стрибок у зростанні енергоспоживання стався, коли людина навчилася видобувати вогонь і використовувати його для приготування їжі та обігріву своїх жител. Джерелами енергії у період служили дрова і м'язова сила людини. Наступний важливий етаппов'язаний з винаходом колеса, створенням різноманітних знарядь праці, розвитком ковальського виробництва. До XV ст. середньовічна людина, використовуючи робочу худобу, енергію води та вітру, дрова та невелику кількість вугілля, вже споживала приблизно в 10 разів більше, ніж первісна людина. Особливо помітне збільшення світового споживання енергії відбулося за останні 200 років, що минули з початку індустріальної епохи, - воно зросло в 30 разів і досягло в 2001 14,3 Гт у.т/рік. Людина індустріального суспільства споживає у 100 разів більше енергії, ніж первісна людина, і живе вчетверо довше. У світі енергетика є основою розвитку базових галузей промисловості, визначальних прогрес громадського виробництва. В усіх промислово розвинених країнах темпи розвитку енергетики випереджали темпи інших галузей. Електрична станція - енергетична установка, що служить для перетворення будь-якої енергії на електричну. Тип електричної станції визначається, насамперед, видом енергоносія. Найбільшого поширення набули теплові електричні станції (ТЕС), у яких використовується теплова енергія, виділена під час спалювання органічного палива (вугілля, нафту, газ та інших.). На теплових електростанціях виробляється близько 76% електроенергії, що виробляється на планеті. Це пов'язано з наявністю органічного палива майже в усіх районах нашої планети; можливістю транспорту органічного палива з місця видобутку на електростанцію, що розміщується поблизу споживачів енергії; технічним прогресом на теплових електростанціях, які забезпечують спорудження ТЕС великою потужністю; можливістю використання відпрацьованого тепла робочого тіла та відпустки споживачам, крім електричної, також теплової енергії (з парою або гарячою водою) тощо.

Залежно від джерела енергії розрізняють: - теплові електростанції(ТЕС), що використовують природне паливо; - гідроелектростанції (ГЕС), що використовують енергію падаючої води завантажених річок;

Атомні електростанції (АЕС), які використовують ядерну енергію; - інші електростанції, що використовують вітрову, сонячну, геотермальну та інші види енергій.

У нашій країні виробляється і споживається дуже багато електроенергії. Вона майже повністю виробляється трьома основними типами електростанцій: тепловими, атомними та гідроелектростанціями.

У Росії її близько 75% енергії виробляється на теплових електростанціях. ТЕС будують у районах видобутку палива чи районах споживання енергії. ГЕС вигідно будувати на повноводних гірських річках. Тому найбільші ГЕС побудовані на сибірських річках. Єнісеє, Ангаре. Але також збудовані каскади ГЕС та на рівнинних річках: Волзі, Камі. теплофікаційний електростанція турбіна водоочищення

АЕС збудовано в районах, де споживається багато енергії, а інших енергоресурсів не вистачає (у західній частині країни).

Основним типом електростанцій у Росії є теплові (ТЕС). Ці установки виробляють приблизно 67% електроенергії Росії.

На їх розміщення впливають паливний та споживчий фактори. Найбільш потужні електростанції розташовуються у місцях видобутку палива. ТЕС, що використовують калорійне, транспортабельне паливо, орієнтовані споживачів.

1. ТЕПЛОФІКАЦІЙНІ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ (ТЕЦ)

Цей вид електростанцій призначений для централізованого постачання промислових підприємствта міст тепловою та електричною енергією. Будучи, як і КЕС, тепловими станціями, вони відрізняються від останніх використанням тепла пари, що «відпрацювала» в турбінах, для потреб промислового виробництва, а також для опалення, кондиціювання повітря та гарячого водопостачання. При такому комбінованому виробленні електричної та теплової енергії досягається значна економія палива в порівнянні з роздільним енергопостачанням, тобто виробленням електроенергії на КЕС та отримання тепла від місцевих котелень. Тому ТЕЦ набули широкого поширення в районах (містах) з великим споживанням тепла та електроенергії. У цілому нині на ТЕЦ виробляється до 25% всієї електроенергії, вироблюваної країни.

Частини схеми, які за своєю структурою подібні до таких для КЕС, тут не вказані. Основна відмінність полягає у специфіці пароводяного контуру та у способі видачі електроенергії.

Рис. 1. Особливості технологічної схеми станції типу ТЕЦ:

1 - мережевий насос; 2 - мережевий підігрівач

Як видно із рис. 1, пара на виробництво береться з проміжних відборів турбіни, після того як він віддав значну частину енергії при тиску 10-20 кгс/см2, в той час як первинні його параметри перед турбіною становлять 90-130 кгс/см2.

Для теплопостачання відбирається пара при тиску 1,2-2,5 кгс/см2 і надходить в мережеві підігрівачі 2 (рис. 1). Тут він віддає тепло мережній воді та конденсується. Конденсат пари, що гріє, повертається в головний пароводяний контур, а вода, що нагнітається в підігрівачі мережними насосами 1, спрямовується на потреби теплофікації.

Зрозуміло, що чим більше комерційна відпустка тепла (тобто теплове споживання) і що менше тепла марно уноситься циркуляційної водою, то економічніший процес виробництва електроенергії на ТЕЦ.

Загалом ККД ТЕЦ перевищує ККД КЕС. Залежно від величини теплового споживання він може становити 50-80%.

Якщо споживання тепла немає або мало, ТЕЦ може виробляти електроенергію в конденсаційному режимі. Однак у цьому режимі агрегати ТЕЦ поступаються за техніко-економічними показниками агрегатів КЕС.

Специфіка електричної частини ТЕЦ визначається станом станції поблизу центрів електричних навантажень. У умовах частина потужності може видаватися у місцеву мережу безпосередньо на генераторному напрузі. З цією метою на станції створюється зазвичай генераторне розподільний пристрій(ГРУ). Надлишок потужності видається, як у випадку КЕС, у систему на підвищеній напрузі.

Істотною особливістю ТЕЦ є також підвищена потужність теплового обладнання, порівняно з електричною потужністю станції з урахуванням видачі теплової енергії. Ця обставина визначає більшу відносну витрату електроенергії на власні потреби, ніж у випадку КЕС.

2. ХІМІЧНЕ ВОДООЧИЩЕННЯ НА ТЕЦ

У теплоенергетиці основним теплоносієм є вода і пар, що утворюється з неї. Домішки, що містяться у воді, що потрапляють у паровий котел з живильною водою, а у водогрійний - з мережевий, утворюють на поверхні теплообміну низькотеплопровідні відкладення та накип, які теплоізолюють поверхню зсередини, а також викликають корозію. Процеси корозії, у свою чергу, є додатковим джерелом надходження домішок у воду.

В результаті зростає термічний опір стінки, знижується теплопередача, а, отже, підвищується температура газів, що йдуть, що веде до зменшення ККД котла і перевитрати палива. При надмірних підвищеннях температури металу труб зменшується їхня міцність, аж до створення аварійної ситуації.

При низьких та середніх тисках у барабанних котлах домішки потрапляють у пару лише внаслідок віднесення крапель котлової води, тобто якщо недостатньо ефективне осушка апарату. При високих тискахдомішки починають розчинятися в парі і тим інтенсивніше, чим вищий тиск, і насамперед кремнієва кислота.

Тому зі зростанням тиску значно підвищуються вимоги до якості поживної та додаткової води. Вимоги до надійності водного режиму сформульовані у вигляді норм водного режиму у правилах технічної експлуатації електричних станцій та мереж (ПТЕ) та у правилах пристрою та безпечної експлуатаціїпарових та водогрійних котлів.

Наявність відкладень викликає необхідність очищення обладнання, а це трудомістка та дорога операція. Таким чином, обробка води є необхідним атрибутом будь-якої котельні. Чистота води та пари в окремих агрегатах та частинах трактів котельні, що об'єднується загальним поняттямводного режиму котельні, істотно впливає на економічність і надійність її роботи.

2.1 Водопідготовка на ТЕЦ

Одним із найважливіших питань в енергетиці була і залишається водопідготовка на ТЕЦ. Для підприємств енергетики вода - основне джерело їхньої роботи і тому до її змісту висуваються дуже високі вимоги. Оскільки Росія – країна з холодним кліматом, постійними сильними морозами, то робота ТЕЦ – це те, від чого залежить життя людей. Якість води, що подається на теплоегергоцентраль, впливає дуже сильно на її роботу. Жорстка вода виливається у дуже серйозну проблему для парових та газових котелень, а також парових турбін ТЕЦ, які забезпечують місто теплом та гарячою водою. Щоб чітко розуміти, як і на що негативно впливає жорстка вода, не завадило б спершу розібратися, що таке ТЕЦ? І з чим її "їдять"? Отже, ТЕЦ – теплоенергоцентраль – це різновид теплової станції, яка не лише забезпечує теплом місто, а й постачає в наші будинки та на підприємства гарячу воду. Така електростанція влаштована як конденсаційна електростанція, але відрізняється від неї тим, що може відібрати частину теплової пари вже після того, як він віддав свою енергію.

Парові турбіни бувають різними. Залежно від виду турбіни та відбирається пара з різними показниками. Турбіни на енергоцентралі дозволяють регулювати кількість пари, що відбирається. Пара, яка була відібрана, проходить конденсацію в мережному підігрівачі або підігрівачах. Вся енергія з нього передається в мережну воду. Вода, у свою чергу, йде на пікові водогрійні як котельні, так і теплові пункти. Якщо на ТЕЦ перекриваються шляхи відбору пари, вона стає звичайною КЕС. Таким чином, теплоенергоцентраль може працювати за двома різними графіками навантаження:

· Тепловий графік - прямопропорційна залежність електричного навантаження від теплового;

· Електричний графік - теплового навантаження або немає взагалі, або електричне навантаження від неї не залежить. Перевага ТЕЦ у тому, що вона поєднує як теплову енергію, і електричну. На відміну від КЕС, тепло, що залишилося, не пропадає, а йде на опалення. В результаті зростає коефіцієнт корисної дії електростанції. У водопідготовки на ТЕЦ він становить 80% проти 30% у КЕС. Щоправда, про економічність теплоенергоцентралі це не каже. Тут у ціні інші показники - питомий виробіток електрики та ККДциклу. До особливостей розташування ТЕЦ слід віднести той факт, що будувати її слід у межах міста. Справа в тому, що передача тепла на відстані недоцільна та неможлива. Тому водопідготовка на ТЕЦ завжди будують поряд із споживачами електроенергії та тепла. Із чого складається обладнання водопідготовки для ТЕЦ? Це турбіни та котли. Котли виробляють пар для турбін, турбіни з енергії пари виробляють енергію електрики. Турбогенератор включає парову турбіну і синхронний генератор. Пар у турбінах отримують за рахунок застосування мазуту та газу. Ці речовини нагрівають воду в котлі. Пара під тиском прокручує турбіну і на виході виходить електроенергія. Відпрацьована пара надходить у будинки у вигляді гарячої води для побутових потреб. Тому, відпрацьована пара і повинна мати певні характеристики. Жорстка вода з безліччю домішок не дасть отримати якісну пару, яку до того ж можна потім поставити людям для використання в побуті. Якщо пару не відправляють на постачання гарячої води, то її відразу в ТЕЦ охолоджують у градирнях. Якщо ви бачили колись величезні труби на теплових станціях і як їх валить дим, то це і є градирні, а дим, зовсім не дим, а пара, яка піднімається від них, коли відбувається конденсація та охолодження. Як працює водопідготовка на ТЕ? Найбільше впливу жорсткої води тут піддається турбіна і, звичайно ж, котли, які перетворюють воду на пару. Головне завдання будь-якої ТЕЦ отримати у казані чисту воду. Чим така погана жорстка вода? Які її наслідки і чому вони обходяться нам так дорого? Жорстка вода відрізняється від звичайної високим вмістом солей кальцію та магнію. Саме ці солі під впливом температури осідають на нагрівальному елементі та стінках побутових приладів. Те саме стосується і парових котлів. Накип утворюється в місці нагрівання і крапки кипіння по краях самого котла. Видалення накипу в теплообміннику у разі ускладнено, т.к. накип наростає на величезному устаткуванні, усередині труб, різних датчиків, систем автоматизації. Промивання котла від накипу на такому устаткуванні - це ціла багатоетапна система, яка може навіть проводиться при розборі обладнання. Але це у разі високої щільності накипу та великих її покладів. Звичайний засіб від накипу в таких умовах, звичайно, не допоможе. Якщо говорити про наслідки жорсткої води для побуту, то це вплив на здоров'я людини та подорожчання використання побутових приладів. До того ж тверда вода дуже погано контактує з миючими засобами. Ви використовуватимете на 60 відсотків більше порошку, мила. Витрати зростатимуть як на дріжджах. Пом'якшення води тому і було придумано, щоб нейтралізувати жорстку воду, ставиш собі в квартиру один пом'якшувач води і забуваєш, що є очищення від накипу, засіб від накипу.

Накип відрізняється ще й поганою теплопровідністю. Цей її недолік є головною причиною поломок дорогої побутової техніки. Покритий накипом тепловий елемент просто перегорає, намагаючись віддати тепло воді. Плюс через погану розчинність миючих засобів, пральну машинку потрібно додатково включати на полоскання. Це витрати води, електрики. З будь-якої сторони, пом'якшення води - найвірніший і економічно вигідний варіант запобігання утворенню накипу. А тепер уявіть, що таке водопідготовка на ТЕЦ у промислових масштабах? Там засіб від накипу використовується галонами. Промивання котла від накипу проводиться періодично. Буває регулярною та ремонтною. Щоб видалення накипу проходило безболісно і потрібна водопідготовка. Вона допоможе запобігти утворенню накипу, захистить і труби та обладнання. З нею жорстка вода не надаватиме свого руйнівного впливу в таких загрозливих масштабах. Якщо говорити про промисловість та енергетику, то найбільше жорстка вода приносить неприємностей ТЕЦ та котельним. Тобто в тих областях, де відбувається безпосередньо водопідготовка та нагрівання води та переміщення цієї теплої води по трубах водопостачання. Пом'якшення води тут необхідне, як повітря. Але оскільки водопідготовка на ТЕЦ це робота з величезними обсягами води, водопідготовка має бути ретельно прорахована та продумана з урахуванням різноманітних нюансів. Від аналізу хімічного складу води та місця розташування того чи іншого пом'якшувача води. У ТЕЦ водопідготовка – це не лише пом'якшувач води, це ще й обслуговування обладнання після. Адже видалення накипу все одно в цьому виробничому процесі доведеться робити з певною періодичністю. Тут застосовується не один засіб від накипу. Це може бути і мурашина кислота, і лимонна, і сірчана. У різній концентрації обов'язково у вигляді розчину. І застосовують той чи інший розчин кислот залежно від того, з яких складових частин зроблено котел, труби, контролер і датчики. Тож на яких об'єктах енергетики потрібна водопідготовка? Це котельні станції, котли, це також частина ТЕЦ, водонагрівальні установки, трубопроводи. Найслабшими місцями та ТЕЦ у тому числі залишаються трубопроводи. Накип, що накопичується тут, може призвести і до виснаження труб і їх розриву. Коли накип не видаляється під час, вона просто не дає воді нормально проходити трубами і перегріває їх. Поряд із накипом другою проблемою обладнання в ТЕЦ є корозія. Її також не можна спускати на самоплив. Навіщо може призвести товстий шар накипу в трубах, які підводять воду на ТЕЦ? Це складне питання, але відповімо на нього ми, знаючи, що таке водопідготовка на ТЕЦ. Оскільки накип - хороший утеплювач, то і витрата тепла різко зростає, а тепловіддача навпаки знижується. ККД котельного обладнання падає в рази, все це може призвести і до розриву труб і вибуху котла.

Водопідготовка води на ТЕЦ це те, на чому не можна економити. Якщо в побуті, ви все ж таки подумаєте, чи купити пом'якшувач води або вибрати засіб від накипу, то для теплового обладнання такий торг неприпустимий. На теплоенергоцентралях підраховують кожну копійку, тому очищення від накипу за відсутності системи пом'якшення обійдеться значно дорожче. Та й безпека приладів, їх довговічність і надійна експлуатація теж грають свою роль. Очищене від накипу обладнання, труби, котли працюють на 20-40 відсотків ефективніше, ніж обладнання, що не пройшло очищення або працює без системи пом'якшення. Головна особливість водопідготовки води на ТЕЦ полягає в тому, що тут потрібна глибоко знесолена вода. Для цього необхідно використовувати точне автоматизоване обладнання. На такому виробництві найчастіше застосовують установки зворотного осмосу та нанофільтрації, а також електродеіонізації. Які етапи включає водопідготовка в енергетиці в тому числі і на теплоенергцентралі? Перший етап включає механічну очистку від всіляких домішок. На цьому етапі з води видаляються всі завислі домішки, аж до піску та мікроскопічних частинок іржі тощо. Це так зване грубе очищення. Після неї вода виходить чистою для очей людини. У ній залишаються лише розчинені солі жорсткості, залізисті сполуки, бактерії та віруси та рідкі гази.

Розробляючи систему водопідготовки води, потрібно враховувати такий нюанс, як джерело водопостачання. Це водопровідна вода із систем централізованого водопостачання чи це вода з первинного джерела? Різниця у водопідготовці полягає в тому, що вода із систем водопостачання вже пройшла первинне очищення. З неї потрібно прибирати лише солі жорсткості, та знезалізувати при необхідності. Вода з первинних джерел – це вода абсолютно не оброблена. Тобто маємо справу з цілим букетом. Тут обов'язково потрібно проводити хімічний аналіз води, щоб розуміти з якими домішками маємо справу та які фільтри ставити для пом'якшення води та в якій послідовності. Після грубої очистки в системі йде наступний етап під назвою іонообмінне знесолювання. Тут встановлюють іонообмінний фільтр. Працює з урахуванням іонообмінних процесів. Головний елемент - іонообмінна смола, яка включає натрій. Він утворює зі смолою неміцні сполуки. Як тільки жорстка вода на ТЕЦ потрапляє в такий пом'якшувач, то солі жорсткості миттєво вибивають натрій із структури та міцно встають на його місце. Такий фільтр відновлюється дуже просто. Картридж зі смолою переміщається в бак регенерації, де міститься насичений соляний розчин. Натрій знову займає своє місце, а солі твердості вимиваються у дренаж. Наступний етап – це отримання води із заданими характеристиками. Тут застосовують установку водопідготовки води на ТЕЦ. Головна її перевага – отримання 100-відсотково чистої води, із заданими показниками лужності, кислотності, рівнем мінералізації. Якщо підприємству потрібна технічна вода, то встановлення зворотного осмосу створювалося саме такі випадки.

Головною складовою цієї установки є напівнепроникна мембрана. Селективність мембрани змінюється, залежно від її перерізу, можна отримати воду з різними характеристиками. Ця мембрана поділяє бак на дві частини. В одній частині знаходиться рідина з високим вмістом домішок, в іншій частині - рідина з низьким вмістом домішок. Воду запускають у висококонцентрований розчин, вона повільно просочується через мембрану. На установку подається тиск, під впливом його вода зупиняється. Потім тиск різко збільшують і вода починає текти назад. Різниця цих тисків називають осматичним тиском. На виході виходить ідеально чиста вода, а всі відкладення залишаються менш концентрованим розчином і виводяться в дренаж.

Нанофільтрація насправді той же зворотний осмос, тільки низьконапірний. Тому принцип дії той самий, тільки напір води менший. Наступний етап - усунення з води, розчинених у ній газів. Оскільки в ТЕЦ потрібна чиста пара без домішок, дуже важливо видалити з води, розчинені в ній кисень, водень та вуглекислий газ. Усунення домішок рідких газів у воді називається декарбонацією та деаерацією. Після цього етапу вода готова до подачі в котли. Пара виходить саме тієї концентрації та температури, яка необхідна.

Як видно, з усього вищеописаного, водопідготовка води в ТЕЦ – одна з найголовніших складових виробничого процесу. Без чистої води, не буде якісної хорошої пари, а значить, не буде електрики у потрібному обсязі. Тому водопідготовкою у теплоенергоцентралях потрібно займатися щільно, довіряти цю службу виключно професіоналам. Правильно спроектована система водопідготовки – це гарантія довгострокової служби обладнання та отримання якісних послуг енергопостачання.

2.2 Хімічна очистка води

Більшість сучасних підприємстввикористовують водоочисних споруд для фільтрації стоків з метою їх подальшого використання. У зв'язку зі знаходженням у них великої кількості шкідливих речовин – залишків техногенного виробництва, простого механічного очищення ставиться замало. Тому для повного хімічного очищення води використовують технології та установки, які проводять очищення рідини за допомогою хімічних реагентів. Грамотне застосування таких способів дозволяє досягти дуже високих результатів та усунути забруднення будь-якого типу. Залежно від даних хіміко-біологічного аналізу рідини використовуються відповідні види хімічних, біохімічних речовин для очищення води, що максимально задовольняють усім вимогам.

Використовуючи отримані дані про склад Н2О, вчені лабораторним шляхом встановлюють, які хімічні реакції відбуваються при очищенні води з концентрацією реагентів. Оскільки активним у цьому процесі є речовина, що використовується як реагент, то, щоб уникнути його передозування, слід суворо дотримуватися запропонованих спеціалістами пропорцій. У деяких випадках використання таких добавок неможливе тому, що збитків від них буде набагато більше, ніж користі. У таких ситуаціях застосовують біологічні активні речовини, здатні окислити практично всі забруднення, не завдаючи шкоди довкіллю. Перед їх використанням не зайве докладніше дізнатися, які аналізи проводять при аеробному біохімічному очищенні води. Одним з найпоширеніших досліджень є біохімічне споживання кисню, яке говорить про те, наскільки мікроорганізмам вистачає О2 для них нормального функціонуваннята окиснення шкідливих речовин. Крім цього, також враховується і хіміко-біологічний аналіз рідини.

Нерідко у стоках можна зустріти хром - токсична речовина, що викликає алергічні реакції та дуже небезпечна для людського організму. Його нейтралізація також важлива, як і знесолення, знезалізнення Н2О. Для цього необхідно провести хімічне очищення води від хрому методом електрокоагуляції. Рідина піддається електрофорезу, внаслідок чого молекула хрому поділяється на аніони та катіони. Гідроксиди алюмінію та заліза, що мають високу сорбційну здатність, притягують їх, утворюючи нерозчинний пластівцевий осад. Переваги такого методу полягають у відсутності реагентів, що виступають як солі.

Хімічна очистка води від заліза та кальцію

Одним із найпоширеніших забруднювачів є окис заліза, що характеризується специфічним кольором та металевим смаком. У випадку, коли її кількість невелика, як реагент може бути застосований кисень. Часто у такий спосіб відбувається очищення води зі свердловини, що містить окис заліза. Суть цього методу у тому, що з допомогою компресора Н2О насичується О2. Для успішного протікання реакції між залізом та киснем вживається каталізатор - магній. Результатом реакції стає одержання тривалентного заліза, яке легко утримується сітчастими фільтрами.

У тих випадках, коли необхідно зробити знезалізнення, пом'якшення, нейтралізацію та хімічне очищення іржавої води в свердловині, використовуються сильніші реагенти. До них відноситься гіпохлорит натрію, який окислює практично всі солі, метали та органічні речовини. У випадку, якщо рідина надалі не буде задіяна у виробництві, а її фільтрація необхідна для повернення природне середовище, варто задіяти більш щадні методи Особливої ​​уваги заслуговує промислове очищенняводи ТЕЦ хімічними реагентами від кальцію, що захищає труби від утворення вапняного нальоту. Навіть невеликий шар накипу на трубах сприяє зниженню коефіцієнта теплопередачі та зростанню витрати палива. Для вирішення цієї проблеми може бути використаний метод вапнування, коли до рідини додають розчин гашеного вапна з рівнем рН не більше 10. У результаті можна спостерігати наступний приклад реакції хімічного очищення води:

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2 CaCO3 + 2Н2O Mg(HCO3)2 + 2 Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + 2СaCO3 + 2Н2O.

В результаті утворюються нерозчинні соліпотім видаляються з резервуара. Дуже важливо, щоб реакції хімічної системи очищення води, а також контроль над температурою та тиском проводилися постійно. В іншому випадку можуть виникнути труднощі в утилізації шламів, підвищення каламутності рідини.

Вибір реагентів для хімічної підготовки промислової води залежить від характеру забруднень, і навіть від фінансових можливостей підприємства. Хімічна очистка води поєднується зусиллями багатьох організацій з використанням гіпохлориту натрію, що пояснюється його високої ефективностіта низькою вартістю. За результатами фільтрації конкуренцію йому може скласти метод озонування, який абсолютно нешкідливий для людини, але його вартість буде значно вищою. На багатьох підприємствах використовуються котельні установки, що вимагають ретельного фільтрування Н2О перед їх використанням. Така потреба обумовлена ​​захистом від утворення вапняного нальоту та корозії. Хімічна очистка води котельної установки здійснюється за допомогою електрохімічного окиснення або додавання до рідини спеціального розчину проти утворення накипу. Перший метод є більш безпечним, оскільки в ньому не використовується реагент, а видалення солей відбувається за рахунок впливу на них магнітного поля. Другий метод застосовується не так часто і використовується для профілактики.

БІБЛІОГРАФІЧНИЙ СПИСОК

1. Гітельман Л.Д, Ратніков Б.Є. Енергетичний бізнес. – М.: Справа, 2006. – 600 с.

2. Основи енергозбереження: Навч. посібник/М.В. Самойлов, В.В. Паневчик, О.М. Ковальов. 2-ге вид., стереотип. – Мн.: БДЕУ, 2002. – 198 с.

3. Стандартизація енергоспоживання – основа енергозбереження/П.П. Безруков, Є.В. Пашков, Ю.А. Церерін, М.Б. Плущевський / / Стандарти та якість, 1993.

4. І.Х.Ганев. Фізика та розрахунок реактора. Навчальний посібникдля вузів. М, 1992, Вища школа.

5. Рижкін Ст Я., Теплові електричні станції, М., 1976.

Розміщено на Allbest.ru

...

Подібні документи

Виробництво електричної енергії. Основні види електростанцій. Вплив теплових та атомних електростанцій на навколишнє середовище. Влаштування сучасних гідроелектростанцій. Гідність приливних станцій. Відсоткове співвідношення видів електростанцій.

презентація , доданий 23.03.2015


Принцип роботи теплових паротурбінних, конденсаційних та газотурбінних електростанцій. Класифікація парових котлів: параметри та маркування. Основні характеристики реактивних та багатоступінчастих турбін. Екологічні проблеми теплових електростанцій.

курсова робота , доданий 24.06.2009


Парова турбіна як один із елементів паротурбінної установки. Паротурбінні (конденсаційні) електростанції для вироблення електричної енергії, їх оснащення турбінами конденсаційного типу. Основні види сучасних парових конденсаційних турбін.

реферат, доданий 27.05.2010


Опис теплової схеми станції, компонування обладнання газового господарства, хімічного водоочищення живильної води, вибір та експлуатація основного обладнання. Автоматизація теплових процесів та розрахунки характеристик котельні та основних витрат.

дипломна робота , доданий 29.07.2009


Способи та основні етапи підготовки води для підживлення та заповнення контурів АЕС на водопідготовчій установці. Різновиди та конструкція фільтрів. Системи забезпечення безпеки роботи АЕС, види скидів та їх утилізація, вибухопожежобезпечність.

дипломна робота , доданий 20.08.2009


Розробка проекту та розрахунок електричної частини теплової пиловугільної електростанції. Вибір схеми ТЕЦ, комутаційних апаратів, вимірювальних та силових та трансформаторів. Визначення доцільного способу обмеження струмів короткого замикання.

курсова робота , доданий 18.06.2012


Конструкція корпусу атомної турбіни Методи кріплення корпусу до фундаментної плити. Матеріали для лиття корпусів парових турбін. Парова конденсаційна турбіна типу К-800-130/3000 та її призначення. Основні технічні характеристики турбоустановки.

реферат, доданий 24.05.2016


Історія розвитку парових турбін та сучасні досягнення в даній галузі. Типова конструкціясучасної парової турбіни, принципу дії, основні компоненти, можливості збільшення потужності. Особливості дії, влаштування великих парових турбін.

реферат, доданий 30.04.2010


Вибір основного енергетичного обладнання парових турбін. Висотне компонування бункерно-деаераторного відділення електростанції. Споруди та обладнання паливоподачі та системи пилоприготування. Допоміжні споруди теплової електростанції.

курсова робота , доданий 28.05.2014


Склад паротурбінної установки. Електрична потужність парових турбін. Конденсаційні, теплофікаційні та турбіни спеціального призначення. Дія теплового двигуна. Використання внутрішньої енергії. Переваги і недоліки різних видівтурбін.