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
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 |
|
пенчатой— 0,1—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