Файл: Субботина, Н. П. Водный режим и химический контроль на тепловых электростанциях.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 127

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

де, поступающей в эти контуры, также различны. Со­ храняется одинаковым подход к этим требованиям: они должны обеспечивать установленный для каждого из контуров водный режим.

'Организация водно-химических режимов имеет целью поддержание концентраций определенных примесей в пределах, неопасных для надежной и экономичной ра­ боты оборудования. Так как химические реагенты, т. е.

фосфаты, гидразин, аммиак и т. д., вводятся

специально,

то этот

источник поступления примесей

полностью

управляем;

ввод этих веществ регулируется

эксплуата­

ционным персоналом. «Естественными» путями проник­ новения примесей в контурные воды ТЭС являются по­ ступление их с добавочной водой, восполняющей потери пара и воды в контуре; поступление через неплотности в аппаратуре, т. е. присосы охлаждающей воды в кон­ денсаторах турбин, а сетевой воды в сетевых подогрева­ телях, присосы в установках производственных потре­ бителей пара, присосы воздуха в элементах оборудова­ ния, находящихся под разрежением и пр.; поступление примесей в результате коррозии поверхностей оборудо­ вания, соприкасающихся с паром и водой.

4-2. ПОСТУПЛЕНИЕ ПРИМЕСЕЙ С ДОБАВОЧНОЙ ВОДОЙ

Существующие технологические схемы водоподгото-- вительных установок дают возможность получать очи­ щенную воду весьма различного качества. Широко при­ меняемое при подготовке добавочной воды для совре­ менных парогенераторов химическое обессоливание по­ зволяет эффективно удалять из воды примеси, находя­ щиеся в ионизированном состоянии, т. е. катионы

Ca 2 +,Mg 2 + ,Na + ,NH 4 + и анионы СТ", SO*- /НСО" HSiO"

NO~ NO"

Остаточные концентрации ионов в обессоленной воде зависят от технологической схемы ионирования; так, в упрощенной схеме обессоливания суммарное содержа­

ние всех

ионов составляет

обычно 2—5

мг/л, в двухсту­

пенчатой0,1—0,5

мг/л,

в трехступенчатой — менее

0,1 мг/л

независимо

от солесодержания

исходной воды.

В обессоленную воду могут проникать тонко измельчен­ ные и коллоидно-растворенные примеси природной во-

112


ды, содержащие Si, Al, Fe и другие элементы в комплексе с органическими веществами. Обычный контроль каче­ ства добавочной воды не всегда может зафиксировать присутствие примесей, находящихся в таком состоянии. Эти обстоятельства являются причиной применения та­ ких терминов, как «определяемая» и «неопределяемая» кремиекислота1 , подразумевающих проведение опреде­ ления содержания кремния фотоколориметрическим ме­ тодом по синему либо желтому кремнемолибдеиовым комплексам.

При нормальной работе обессоливающей установки концентрация «определяемой», т. е. реакционноспособной, кремнекислоты в обессоленной воде почти не меня­

ется

и в зависимости

от схемы ионирования

составляет

0,02

мг/л

Si0 2 - 3

при

двухступенчатой схеме

и около

0,1

мг/л

S i 0 2 _ 3

при

упрощенной схеме. Концентрации

«неопределяемой» кремнекислоты и других тонкоизмельченных примесей в обессоленной воде часто превышают остаточные концентрации ионизированных примесей.

При подготовке добавочной воды для парогенерато­ ров средних и повышенных параметров находят приме­ нение комбинированные схемы умягчения и снижения щелочности воды. Глубокое умягчение достигается при­ менением двухступенчатого катионирования; снижение общей щелочности воды осуществляется методами Н- катионирования или предварительного известкования. Вода получается с остаточной жесткостью менее 2 мкг-экв/л и общей щелочностью 0,3—0,7 мг-экв/л. При нормальной работе водоочистки качество очищенной во­ ды по этим показателям почти не изменяется.

Совмещение известкования с магнезиальным обескремниванием снижает кремнесодержание воды до 0,8— 1,0 мг/л Si02-3 .

1 Более правильными названиями являются «реакционная» и «нереакционная» кремиекислота. Реакционной называют ту часть общего содержания кремнекислотиых соединений, которая «прояв­ ляется», т. е. реагирует с молибденовокнслым аммонием в опреде­ ленных условиях, образуя окрашенные комплексы. Нереакционная часть общего кремнесодержания требует для «проявления» некоторой предварительной обработки порции воды, заключающейся в разру­ шении и растворении сложных силикатов, присутствующих в воде в виде более или менее мелких частичек. В теплоэнергетической ап­ паратуре, т. е. в подогревателях, 'парогенераторах, перегревателях пара, происходит быстрое разрушение силикатов, л входящие в их состав компоненты далее функционируют независимо. (Прим. ред.)

9—8§Э

ИЗ


Из растворенных

в природной воде газов

(02 , N 2 ,

СОг, иногда CHi, H2 S)

водоподготовительными

установ­

ками предусматривается удаление в большинстве случа­

ев только углекислоты.

Так, в комбинированных схемах

Н—iNa-катионирования

в

декарбонпзаторах

свободная

углекислота удаляется

до

остаточных концентраций 3—•

5

мг/л. В схемах

химического обессоливаиия

достигает­

ся

удаление С 0 2

в анионитных фильтрах, загруженных

сильноосновным аннонитом. В схемах с известкованием воды осаждение С 0 2 в виде СаСОз происходит на стадии известкования. Несмотря на то, что специальное удале­ ние кислорода и азота на химводоочистке, как правило, отсутствует, концентрации этих газов в'очищенной воде получаются отличными от их концентраций в исходной воде. Концентрация кислорода может уменьшаться в ре­ зультате протекания окислительных процессов, в част­ ности на стадии коагуляции воды, когда применяют со­ ли закисного железа i[Fe2 + окисляется кислородом до Fe3 + с образованием Fe(OH)3 ], а также на стадиях ос­ ветления воды фильтрованием и при ионировании за счет постепенного окисления самих фильтрующих мате­ риалов и ионитов, а также примесей, ими задержанных.

Изменение концентрации растворенных газов может происходить в осветлителях, баках, декарбонпзаторах и другой аппаратуре, где вода непосредственно контакти­ рует с атмосферным воздухом. Если при господствую­ щих в этих аппаратах температуре и давлении обраба­ тываемая вода окажется пересыщенной газами, они бу­ дут выделяться из воды, и их концентрация понизится. Если обрабатываемая вода окажется ненасыщенной, то кислород и азот воздуха будут растворяться в ней, и их концентрации повысятся. Этот случай реализуется при использовании в качестве источника водоснабжения грунтовых вод глубокого залегания.

Оценка изменения состава воды по отдельным ста­ диям ее очистки и определение примерного качества очи­ щенной воды всегда производятся при проектировании водоподготовительных установок. Методика такого рода расчетов рассматривается в курсе «Водоподготовка». Действительное качество воды оценивается по результа­ там химического контроля, ведущегося на работающих установках.

Когда известны состав исходной воды, технологиче­ ская схема водоподготовки, качество очищенной роды ц

114


размер добавка, легко подсчитать количество примесей, поступающих в цикл с добавочной водой.

 

 

Рассмотрим

несколько

примеров

расчетов

для основных

и теп­

лофикационного контуров и системы оборотного охлаждения

конден­

саторов

турбин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

качестве первого

 

примера

возьмем

энергоблок

сверхкритичес­

ких параметров

мощностью 300 Мет,

установленный

на

КЭС. При

нормальной эксплуатации потери в цикле невелики; примем

их рав­

ными

1%,

тогда

 

при

паропроизводительности

парогенератора

900

г/ч

расход

добавочной

 

воды

 

будет

равен

9

т/ч.

 

Если

принять,

что общее

солесодержаине

обессоленной

воды

составляет

0,1 мг/л, а

общее

 

кремнесодержание

0,02 мг/л, то с

добавочной

водой

в

основной

 

цикл

за

час

поступит

солей 9

т/ч -0,1

г/т —

=0,9

г/ч, кремиекислоты

9 т/ч • 0,02

г/т=0,18 г/ч или в пересчете на

тонну

паропроизводительности

1 мг/(т-ч) солей и 0,2 мг/(т-ч)

крем-

некислоты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

качестве второго

примера

возьмем

ТЭЦ с турбинами давлени­

ем

130 кгс/см2, мощностью

100 Мет, имеющими

отборы на теплофи­

кацию. Потери в основном

цикле

таких

ТЭЦ

близки к потерям на

КЭС; примем их равными 2%. При паропроизводительности

450 т/ч

добавок

воды в парогенератор

составит

450 • 0,02 = 9 т/ч. Если

обес-

соливанпе добавочной

воды ведется по упрощенной

схеме, то в очи­

щенной

воде можно

получить

солесодержаине

3—5 мг/л, кремнесо­

держание около ОД мг/л. При солесодержании

5 мг/л с добавочной

водой

в основной

цикл

за час поступит

солей

9 т/ч -5

г / т = 4 5 г/ч,

кремиекислоты

9 т/ч-0,1 г/т—0,9

г/ч

или

на тонну

паропроизводи­

тельности 100 мг/(т • ч)

солен

и 2 мг/(т-ч)

кремиекислоты.

 

 

 

 

При расходе воды в тепловой

сети 5 500

т/ч и

потерях в ней

около 2% добавок в теплосеть

составит

 

ПО т/ч. При солесодержании

добавочной

воды

теплосети,

равном 300 мг/л, в теплофикационный

контур за час будет

поступать

солей

110 т/ч • 300

г/т = 33 000

г/ч =

=

 

33

кг/ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если ТЭЦ имеет оборотное

охлаждение, то при расходе

через

конденсатор

турбины

циркуляционной

воды в количестве

17 000 т/ч

на

 

восполнение

потерь в размере 2% потребуется

 

добавочной

воды

340

т/ч. При

солесодержании

добавочной

воды

оборотного

цикла

300

мг/л в него

будет

 

поступать за

час

солен 340 т/ч -300

г/т =

= 102 000

г/ч=102

кг/ч. Из сравнения

основного,

теплофикационного

и оборотного циклов ТЭЦ легко видеть, что количество

поступающих

в

них примесей

весьма

 

различно;

наименьшее

количество

поступает

в

основной цикл.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

третьем

примере

рассмотрим

ТЭЦ с турбинами

давлением

90 кгс/см2, мощностью

100 Мет,

имеющими не только

теплофикаци­

онные, но и

производственные

 

отборы

пара. Мощность

парогенера­

тора 500 т/ч. Основными потерями на таких

ТЭЦ

являются внешние.

Допустим, что на данной

ТЭЦ они составляют 30%, а внутрнстан-

циониые

2%, тогда для покрытия

всех

 

потерь

добавок в основной

цикл должен

составить 32% от производительности

парогенератора

500

т/ч • 0,32=il60

т/ч. Если

при подготовке

добавочной

воды по

схеме:

известкование — магнезиальное

 

обескремнивание — двухсту­

пенчатое

катпонированпе — общее

солесодержаине

очищенной

воды

будет

равно

100 мг/л, а кремнесодержание

1 мг/л, то в

основной

цикл

за

час будет

поступать

солей

160 т/ч • 100 г/г—16 000

г/ч,

кремиекислоты

160

т/ч • 1

г/г=160

г/ч

или па

тонну

паропроиз-

8*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

115

 

 

 

 


водительностн 32 000

Mi/(T-4) солей и 320 мг/^-ч)

кремнекис-

лоты.

 

 

 

 

 

Для общего случая аналогичный расчет будет вы­

глядеть следующим образом:

 

 

 

1)

абсолютное

количество

примеси,

поступающей

в цикл

за час, г:

 

 

 

 

 

 

Сдоб = -Одоб Сдоб,"

 

(4-1)

2)

количество

примеси,

поступающей

в

основной

цикл по отношению к производительности

парогенера­

тора:

 

 

 

 

 

& = Одоб/-Ок = -ОдобС'д0б/£)к =

= ^ДОбА<Сдоб/1 OOjDk =

=^добСДоб/100, г/(т- ч) =

 

= 10й(добСдоб, мг/(т- ч).

(4-2)

Здесь £>Доб расход

добавочной воды,

т/ч; Сд о о —

концентрация примесей

в

добавочной воде, мг/л или

г/т; dR05 — добавок в цикл,

%; DK

— паропроизводитель-

ность

парогенератора,

т/ч.

 

 

 

В

рассмотренных

выше

трех

примерах

количество

примесей, поступающих в основной цикл с добавочной

водой,

если

считать на тонну производительности паро­

генератора,

составило

по

солям:

в первом

примере

(КЭС) — 1

мг/(т-ч),

во

втором—(теплофикационная

ТЭЦ) — 100 мг/(т-ч),

в третьем (ТЭЦ с производствен­

ными

отборами)32000

мг/(т-ч).

Если продолжать

рассмотрение других примеров, можно получить допол­ нительные цифры, которые дадут характерную картину поступления примесей с добавочной водой на разных ти­ пах станций.

На КЭС обычно поступление примесей в основной цикл с добавочной водой очень мало; по солям оно со­ ставляет 0,5—1,0 мг/(т-ч). На ТЭЦ, имеющих только те­ пловые сети, примесей в основной цикл поступает не­

сколько больше. На ТЭЦ с производственными

отборами

пара при

'больших

внешних

потерях

поступление

солей

с

добавочной водой возрастает по

сравнению

с КЭС

в

тысячи раз и

может

достигать

50 000

и

даже

100 000

мг/(т-ч)

 

 

 

 

 

1 Абсолютные величины, конечно, определяются не только типом станции, но и способом подготовки добавочной воды. (Прим. ред.)

116