Главная >  Документация 

 

При снижении щелочности подпиточной воды систем теплоснабжения путем подкисления серной кислотой вода обогащается свободной углекислотой в результате реакций са(нсо3)2 + н2sо4 = саsо4 + 2н2о + 2со2;  .  Рассматриваются способы защиты подпиточной и сетевой воды систем теплоснабжения от вторичного насыщения коррозионно-агрессивными газами. Обобщены результаты теоретических и практических исследований причин повышения содержания кислорода и диоксида углерода в воде систем теплоснабжения.

 

 Надежность и экономичность систем централизованного теплоснабжения и их теплоисточников - ТЭЦ и котельных, в значительной мере определяется эффективностью защиты оборудования и теплопроводов от внутренней коррозии.

 

 Основной причиной внутренней коррозии водяных систем теплоснабжения является присутствие в сетевой воде растворенных коррозионно-активных газов (кислорода и диоксида углерода). Для их удаления на теплоисточниках предусмотрена термическая деаэрация. Однако результаты проведенных нами обследований теплосетей городов Ульяновска, Саратова, Ростова показывают, что, несмотря на хорошую водоподготовку, в системах зачастую наблюдается завышенное содержание кислорода. Это свидетельствует о вторичном насыщении сетевой и подпиточной воды коррозионно-агрессивными газами. В некоторых системах интенсивность внутренней коррозии, лишь на 10 % обусловлена нарушениями качества подпиточной воды, а остальные 90 % приходятся на повторное насыщение воды кислородом.

 

 На теплоисточниках насыщение воды газами происходит при ее хранении в баках-аккумуляторах и из-за подсоса воздуха через сальниковые уплотнения насосов, работающих под разрежением.

 

 В теплосетях вода насыщается кислородом при завоздушивании системы, а также из-за присосов сырой водопроводной воды через неплотности подогревателей горячего водоснабжения (ГВС).

 

 Насыщение деаэрированной подпиточной воды кислородом в баках-аккумуляторах ТЭЦ происходит из-за ее контакта с атмосферным воздухом. Теоретические исследования процесса насыщения воды газами в период хранения в баках при неизменном уровне в квазистационарных температурных условиях показали, что насыщение происходит по закону конвективной диффузии.

 

 Однако нестабильный режим заполнения-опорожнения баков сопровождается интенсивным изменением уровня. Массообмен в данных условиях зависит от очень большого числа факторов и математически описать его не возможно, поэтому нами выполнено экспериментальное исследование процесса насыщения.

 

 Получена обширная выборка данных по изменению содержания кислорода в подпиточной воде до и после баков-аккумуляторов на Ульяновской ТЭЦ-1 за три зимних месяца 2003-04 гг. Содержание растворенного кислорода в подпиточной воде достигало 150 и более мкг/дм3, несмотря на эффективную деаэрацию воды. В среднем содержание кислорода после деаэраторов составляло 10-30 мкг/дм3. На рис. 1 приведены данные за январь 2004 г.

 

На ТЭЦ установлено четыре подпиточных бака-аккумулятора объемом по 3000 м3.

 

Замеры содержания кислорода в деаэрированной воде производились три раза за сутки. Содержание растворенного кислорода оценивалось с помощью малогабаритного анализатора растворенного кислорода МАРК-301Т.

 

С помощью корреляционного анализа выявлена наибольшая связь между величиной насыщения и скоростью падения уровня в баке (коэффициент корреляции r=0,8). Зависимости насыщения от величины падения уровня (r=0,64) и падения уровня, отнесенного к уровню воды на момент замера (r=0,61), существуют, но менее выражены. Насыщение воды кислородом не зависит от уровня воды в баке на момент замера (r=0,3) (рис. 2).

 

В соответствии с методическими указаниями [1] существует две группы методов защиты металла баков-аккумуляторов от коррозии и воды в них от аэрации (контакта с атмосферным воздухом).

 

 Первая группа методов предусматривает раздельную защиту металла баков от коррозии и деаэрированной воды от аэрации. Стенки баков защищаются от коррозии лакокрасочными или металлическими, нанесенными путем металлизации, покрытиями, а для защиты воды от аэрации используются плавающие материалы, затрудняющие доступ воздуха к поверхности воды (поплавковые устройства, плавающие шарики, антииспарительные жидкости), а также газовые или паровые подушки над поверхностью воды.

 

 Ко второй группе относятся комбинированные методы, которые предусматривают как для защиты стенок баков-аккумуляторов от коррозии, так и воды от аэрации с применением герметизирующих жидкостей.

 

 Существующие методы защиты баков-аккумуляторов достаточно дороги, не всегда эффективны и усложняют эксплуатацию баков.

 

 Нами разработана серия способов защиты подпиточной воды от вторичного насыщения коррозионно-активными газами при ее хранении в баках-аккумуляторах ТЭЦ. На рис. 3 приведены два таких решения [2, 3].

 

 Способ защиты на рис. 3, а предусматривает размещение на поверхности воды бака-аккумулятора сетки из железной проволоки, удерживаемой на поверхности воды с помощью прикрепленных к сетке поплавков. Кислород, растворенный в воде, вступает в электрохимическую коррозионную реакцию с железной сеткой и его содержание в подпиточной воде уменьшается.

 

 Способ защиты воды в баке-аккумуляторе от аэрации (рис. 3, б) предусматривает сообщение с атмосферой только через трубу, вваренную в крышу бака-аккумулятора, причем нижний конец трубы размещен ниже уровня трубы для отвода воды, а верхний конец трубы выступает над крышей бака.

 

 Источником заражения деаэрированной воды кислородом и диоксидом углерода могут быть насосные агрегаты, используемые в системах теплоснабжения, на ТЭЦ и котельных для транспорта сетевой и подпиточной воды теплосети.

 

Исследованы условия возникновения подсоса воздуха через сальниковые уплотнения подпиточных насосов со стороны всасывания в результате разрежения в центральной части рабочего колеса. На величину подсоса значительно влияет размер зазора между сальниковой набивкой и втулкой на валу насоса и величина разрежения. Разрежение возрастает при снижении величины подпора и значительных линейных и местных потерях напора в подпиточной трубе от бака до насоса.

 

 На основе уравнения Бернулли построена номограмма для определения величины разрежения на всасывающем патрубке насоса, работающего с подпором, которая может использоваться при проектировании тракта между баками-аккумуляторами и подпиточными насосами для защиты системы от подсосов воздуха через них с целью максимального использования объема баков-аккумуляторов. Вторая разработанная номограмма позволяет определить количество подсасываемого кислорода в зависимости от величины зазора, разрежения во всасывающем патрубке, конструктивных размеров сальника и подачи насоса.

 

 Правильно запроектированный тракт подпиточной воды и качественное обслуживание насосных агрегатов обеспечивают их воздушную плотность. Показано, что наиболее эффективным средством защиты является использование насосов с гидравлическим уплотнением сальников, расположенных со всасывающей стороны насосов. Вода на уплотнение должна подаваться из напорной трубы.

 

 В открытых системах теплоснабжения с переменным расходом сетевой воды и неустойчивым гидравлическим режимом основной причиной попадания воздуха в сетевую воду является опорожнение местных систем отопления.

 

 С целью повышения надежности работы систем отопления при переменном расходе сетевой воды в теплосетях разработан ряд решений по стабилизации гидравлических режимов местных систем отопления.

 

 Так, в схеме на рис. 4 регулятор давления, установленный на подающем стояке и связанный с датчиком давления в системе отопления, обеспечивает гидравлическую защиту отопительных приборов от превышения давления в подающей магистрали. А регулятор расхода на обратном стояке одновременно с регулированием тепловой нагрузки осуществляет гидравлическую защиту системы отопления, т. е. исключает возможность ее опорожнения [4].

 

 Осуществлять передачу сигнала от датчика давления, установленного у местных абонентов, к регулирующему органу, расположенному на большом расстоянии от датчика, на теплоисточнике, можно с помощью радиосигнала через местных операторов сотовой связи или с помощью радиомодема через Интернет.

 

Обеспечение гидравлической плотности подогревателей горячего водоснабжения, безусловное устранение попадания сырой недеаэрированной воды в сетевую воду в местных и центральных тепловых пунктах является важнейшим мероприятием, без выполнения которого невозможна эффективная защита системы теплоснабжения от внутренней коррозии.

 

Выводы

 

1. Установлены основные причины вторичного насыщения подпиточной и сетевой воды коррозионно-агрессивными газами при ее хранении на ТЭЦ и транспортировании в системах теплоснабжения.

 

2. Выявлено, что насыщение кислородом деаэрированной подпиточной воды в баках-аккумуляторах ТЭЦ наиболее интенсивно происходит в период их заполнения-опорожнения. С помощью корреляционного анализа установлена наибольшая связь между величиной насыщения и скоростью падения уровня в баке (коэффициент корреляции r=0,8).

 

3. Разработаны новые технологии защиты подпиточной воды от насыщения кислородом при хранении в баках-аккумуляторах ТЭЦ с помощью дыхательной трубы, уменьшающей площадь контакта воды с воздухом, а также с использованием расположенной в баке стальной сетки – поглотителя растворенного кислорода.

 

4. Сформулированы условия работы подпиточных насосов баков-аккумуляторов, исключающие подсос воздуха через сальниковые уплотнения со стороны зоны разрежения.

 

5. Разработана технология защиты системы теплоснабжения от завоздушивания путем местного регулирования расхода обратной сетевой воды или регулированием давления в обратной магистрали по давлению у абонентов, находящихся в самых неблагоприятных гидравлических условиях (с минимальной величиной избыточного напора).

 

6. Разработаны технологии защиты от подсосов сырой воды через неплотности водоводяных подогревателей ГВС в закрытые системы теплоснабжения с помощью датчиков жесткости.

 

Литература

 

1. Методические указания по оптимальной защите баков-аккумуляторов от коррозии и воды в них от аэрации. МУ 153-34. 1-40.504-00. - М.: СПО ОРГРЭС, 2000. - 35 с.

 

2. Патент № 2220368 (RU). МКИ 7 F 22 D 3/00. Бак-аккумулятор для хранения деаэрированной воды / В. И. Шарапов, Э. У. Ямлеева // Бюллетень изобретений. 2003, № 36.

 

3. Патент № 2220367 (RU). МКИ 7 F 22 D 3/00. Бак-аккумулятор для хранения деаэрированной воды / В. И. Шарапов, Э. У. Ямлеева // Бюллетень изобретений. 2003, № 36.

 

4. Патент 2190164 (RU). МКИ F 24 D 19/10, 3/02. Система отопления / В. И. Шарапов, П. В. Ротов, Э. У. Ямлеева // Бюллетень изобретений, 2002, № 27.

 

5. Патент 2204085 (RU). МКИ F 24 D 19/10, 3/02. Система теплоснабжения / В. И. Шарапов, Э. У. Ямлеева, М. А. Сивухина, П. В. Ротов // Бюллетень изобретений. 2003, № 13.

 

6. Патент № 2178120 (RU), МКИ F 24 D 3/08. Тепловой пункт закрытой системы теплоснабжения / В. И. Шарапов, Э. У. Ямлеева // Бюллетень изобретений, 2002, № 1.

 

 

Для предотвращения коррозии систем теплоснабжения, обусловленной присутствием в воде диоксида углерода,  применяют  физические и химические методы удаления СО2. В работе приведено сравнение ежегодных эксплуатационных затрат на обработку воды путем декарбонизации в аппаратах насадочного типа и путем подщелачивания едким натром. Полученные данные позволяют определять наиболее экономичный метод удаления диоксида углерода для обрабатываемых вод различного качества. Предложены способы повышения эффективности физической десорбции СО2.

 

Внутренняя коррозия тепловых сетей в значительной мере обусловлена наличием в сетевой воде свободной углекислоты (диоксида углерода СО2), которая является катализатором кислородной коррозии. Угольная кислота присутствует в том или ином количестве во всех природных водах, используемых для подпитки теплосети. Большая часть углекислоты находится в виде свободного молекулярно растворенного газа  СО2 и бикарбонатных ионов НСО3, незначительная часть, прореагировав с водой, образует угольную кислоту. Источником появления СО2 в природных водах являются различные биохимические процессы окисления органических веществ, как в самих водоемах, так и в почве, при фильтрации через которую вода обогащается углекислотой.

 

При снижении щелочности подпиточной воды систем теплоснабжения путем подкисления серной кислотой вода обогащается свободной углекислотой в результате реакций

 

Са(НСО3)2 + Н2SО4 = СаSО4 + 2Н2О + 2СО2;                               (1)

 

Мg(НСО3)2 + Н2SО4 = МgSО4 + 2Н2О + 2СО2.                              (2)

 

Количество выделяющейся при противонакипной обработке воды свободной  углекислоты мг-экв/дм3:

 

= 44..                                                          (3)

 

Кроме того, дополнительное количество свободной углекислоты выделяется в процессах  обезжелезивания артезианских вод аэрированием в результате  реакции:

 

4Fe2+ + О2 + 8НСО3- + 2Н2О = 4Fe(ОН)3 + 8СО2.                                (4)

 

Общее количество свободной углекислоты , подлежащее удалению в процессе противокоррозионной обработки воды, составляет

 

= +  +                       (5)

 

Величина начального содержания свободного диоксида углерода в различных природных водах обычно находится в пределах 2-25 мг/дм3. При понижении накипеобразующей способности воды методами подкисления и водород-катионирования содержание СО2 в воде возрастает за счет разрушения бикарбонатных ионов до значительных величин (50-500 мг/дм3).

 

В настоящее время при нормировании накипеобразующей способности подпиточной воды используют показатель – карбонатный индекс Ик [1], который равен произведению кальциевой жесткости и общей щелочности:

 

                                                       (6)

 

Приведенные в [1] значения карбонатного индекса обеспечивают допустимую скорость накипеобразования в водогрейных котлах, равную 0,1 г/(м2.ч). Для обеспечения требуемого значения карбонатного индекса подпиточную воду умягчают методами ионного обмена или уменьшают ее щелочность путем подкисления, в результате чего, как упоминалось выше, образуется дополнительное количество свободной углекислоты.

 

В связи с высокой коррозионной агрессивностью свободной углекислоты содержание СО2 и соответствующее ему значение показателя рН в основных технологических потоках теплоэнергетических установок строго нормируются. Так, в подпиточной воде систем теплоснабжения свободная углекислота должна отсутствовать, чему соответствует значение рН>8,3 [2].

 

Для предотвращения коррозии систем теплоснабжения, обусловленной присутствием в воде СО2, применяют  физические и химические методы. Сущность физического метода заключается в следующем: вода, содержащая углекислоту, приводится в соприкосновение с воздухом, в котором парциальное давление СО2 близко к нулю, и создаются условия, при которых растворимость СО2 в воде становится минимальной. Этот метод реализуется в специальных устройствах – декарбонизаторах. В основе химических методов удаления из воды СО2 лежит его химическое связывание, достигаемое введением реактивов, обычно это аммиак, щелочь или силикат натрия.

 

При выборе метода предотвращения углекислотной коррозии необходим учет его экономичности. Для определения экономичности физических и химических методов удаления агрессивной углекислоты нами проведено сравнение ежегодных эксплуатационных затрат на обработку воды путем декарбонизации в аппаратах насадочного типа, наиболее распространенных в водоподготовительных установках ТЭЦ и котельных, и путем подщелачивания едким натром. Так как состав исходной воды существенно меняется в течение года, то затраты на декарбонизацию и на подщелачивание за год рассчитаны как сумма затрат по месяцам.

 

Внимание к этому вопросу вызвано тем, что в последние годы на ряде электростанций страны связывание углекислоты в декарбонизаторах заменяют  химическим связыванием едким натром. Связано это с тем, что эксплуатация декарбонизаторов (обслуживание вентиляторов декарбонизаторов, периодический контроль  состояния насадки декарбонизатора) требует большего внимания технического персонала. Для химического связывания щелочью необходимы только ее наличие,  установка насоса-дозатора  и настройка его на подачу определенного количества щелочи.

 

Основные ежегодные эксплуатационные затраты на обработку воды в декарбонизаторах насадочного типа связаны с ежегодными отчислениями на амортизацию оборудования и с расходом электроэнергии на привод вентилятора декарбонизатора. Стоимость ежегодных отчислений на амортизацию оборудования А, руб./г., принимается в размере 10,6 % от капитальных затрат К на установку декарбонизаторов [3], которые складываются из стоимости декарбонизаторов, вентиляторов, воздуховодов, включая их транспорт и монтаж.

 

Затраты электроэнергии на подачу воздуха вентилятором в единицу времени, Э, руб/ч, определяются по формуле

 

Э = сэ.                                                              (7)

 

где: сэ – стоимость 1 кВт.ч электроэнергии, руб./(кВт.ч);   вентилятора, кВт.

 

Мощность электродвигателя  вентилятора

 

 ,                                                    (8)

 

где: 3/ч;

 

Производительность вентилятора и давление, создаваемое вентилятором, определяются исходя из количества обрабатываемой воды, удельного расхода воздуха на декарбонизацию и начального содержания СО2 по справочнику [4].

 

В табл. 1 приведены данные по расходу подпитки теплосети на Ульяновской ТЭЦ-1 и составу исходной воды, поступающей на водоподготовительную установку ТЭЦ из городского водопровода. Нормативная величина карбонатного индекса устанавливается путем подкисления. Необходимая щелочность подпиточной воды рассчитана по формуле (6), исходя из условия поддержания величины карбонатного индекса на уровне 3,2  (мг-экв/дм3)2 – для средней температуры теплоносителя 70-100 оС. Количество диоксида углерода, выделившееся в результате подкисления, и общее количество СО2, подлежащее удалению, рассчитаны по формулам (3) и (5).

 

Табл. 1. Данные о расходах подпитки теплосети,  качестве исходной и подкисленной воды на Ульяновской ТЭЦ-1

 

Gпод х103,

 

т/мес

 

Gпод,

 

т/ч

 

ЖCa,

 

мг-экв/дм3

 

Щ,

 

мг-экв/дм3

 

Щнеоб,

 

мг-экв/дм3

 

Щизб,

 

мг-экв/дм3

 

мг/дм3

 

,

 

мг/дм3

 

мг/дм3

 

Янв.

 

1394,3

 

1874

 

2,7

 

2,15

 

1,18

 

0,97

 

42,7

 

3,3

 

46

 

Февр.

 

1259

 

1874

 

2,6

 

2,3

 

1,14

 

1,16

 

51

 

5,94

 

56,94

 

Март

 

1426,5

 

1918

 

3,1

 

2,6

 

1,03

 

1,57

 

69

 

12,21

 

81,3

 

Апр.

 

1225,3

 

1702

 

3,4

 

2,65

 

0,94

 

1,71

 

75,2

 

13,2

 

88,4

 

Май

 

1725,9

 

2320

 

2,5

 

2,0

 

1,28

 

0,72

 

31,7

 

7

 

38,7

 

Июнь

 

571,9

 

794

 

2,0

 

1,6

 

1,6

 

0

 

0

 

11

 

11

 

Июль

 

1079,7

 

1451

 

2,35

 

1,75

 

1,36

 

0,39

 

17,16

 

17,6

 

35

 

Авг.

 

795,3

 

1069

 

2,0

 

1,7

 

1,6

 

0,1

 

4,4

 

19,8

 

24,2

 

Сент.

 

1638,2

 

2275

 

2,05

 

1,85

 

1,56

 

0,29

 

12,8

 

11

 

23,8

 

Окт.

 

1653,8

 

2223

 

2,2

 

1,9

 

1,45

 

0,45

 

19,8

 

8,8

 

28,6

 

Нояб.

 

1861,0

 

2585

 

2,6

 

2,2

 

1,23

 

0,97

 

42,7

 

4,87

 

47,5

 

Дек.

 

1586,0

 

2132

 

2,6

 

2,2

 

1,23

 

0,97

 

42,7

 

2,64

 

45,3

 

При данных расходах подпитки теплосети на ТЭЦ для удаления свободной углекислоты установлены четыре насадочных декарбонизатора производительностью 550 т/ч с вентиляторами марки Ц4-76 № 8 с номинальной производительностью 14000 м3/ч и напором 1,4 кПа. По проектным данным на Ульяновской ТЭЦ-1 капитальные затраты на установку одного декарбонизатора составляют 460 тыс. руб., тогда затраты на амортизацию 4-х декарбонизаторов составляют 460х4х0,106=195 тыс. руб./г. Затраты электроэнергии, рассчитанные по формулам (7) и (8) с учетом того, что при меньших расходах подпитки теплосети часть вентиляторов будет отключена, составляют                         24,5 тыс. руб./г. Итого ежегодные затраты на физическую десорбцию СО2 в декарбонизаторах для данных расходов подпитки и качестве воды составляют 219,5 тыс. руб./г.  

 

Ежегодные эксплуатационные затраты на химическое связывание свободной углекислоты в единицу времени определяются по выражению

 

 + А,                                              (9)

 

где: Энд- стоимость электроэнергии на привод насосов-дозаторов щелочи, руб./г.;  А- отчисления на амортизацию оборудования (насосов-дозаторов).

 

Связывание свободной углекислоты щелочью идет по реакции:

 

СО2 + NaOH = NaHCO3,                                            (10)

 

из которой следует, что на связывание 44 мг СО2 /дм3 необходимо 40мг NaOH /дм3.

 

Подачу насоса-дозатора, л/ч, перекачивающего раствор щелочи, следует определять из соотношения

 

q = k.G. /,                                              (11)

 

где: –содержание диоксида углерода мг/дм3;  – концентрация нейтрализующего раствора щелочи, г/дм3 (в данном примере равна 40 г/дм3).

 

По рассчитанному значению q выбираем тип насоса-дозатора и его мощность Эн.д, руб./ч, определим по формуле (7).

 

Стоимость израсходованной щелочи в единицу времени ч, определяется по формуле

 

сщ .10-3 ..q,                                             (12)

 

где сщ – стоимость 1кг 100% щелочи, руб.

 

Результаты расчета затрат на химическое связывание свободной углекислоты приведены в табл. 2. По полученным расходам щелочи по справочнику [5] были выбраны к установке 3 насоса-дозатора марки НД 2,5-1000, с подачей 1000 л/ч и один насос-дозатор марки НД 2,5-630, с подачей 630 л/ч. Стоимость этих насосов соответственно 4950 руб. и 3750 руб. [6]. 

 

Табл. 2. Расчет ежегодных эксплуатационных затрат

 

на химическое связывание углекислоты

 

q,

 

л/ч

 

Цщ,

 

тыс. руб/мес

 

А,

 

 тыс.руб/г.

 

Эн.д тыс.руб/мес

 

Цхим,

 

тыс. руб/мес

 

Янв.

 

1940

 

100,14

 

1,97

 

0,45

 

100,6

 

Февр.

 

2400

 

111,96

 

0,47

 

112,4

 

Март

 

3508

 

181,16

 

0,74

 

181,9

 

Апр.

 

3385

 

169,2

 

0,74

 

169,9

 

Май

 

2020

 

104,3

 

0,45

 

104,8

 

Июнь

 

197

 

9,86

 

0,07

 

9,9

 

Июль

 

1142

 

59

 

0,22

 

59,2

 

Авг.

 

582

 

30,1

 

0,07

 

30,1

 

Сент.

 

1218

 

60,84

 

0,29

 

61,1

 

Окт.

 

1430

 

73,8

 

0,3

 

74,1

 

Нояб.

 

2763

 

138,1

 

0,67

 

138,8

 

Дек.

 

2173

 

112,2

 

0,52

 

112,7

 

                                                                                     Итого за год:

 

1155,6 тыс.руб

 

Анализ результатов расчета  показывает, что для приведенного примера с действительными расходами подпитки и качеством обрабатываемой воды (см. табл. 1) удаление СО2 в декарбонизаторе, то есть физическим методом, гораздо экономичнее химического связывания щелочью. Расчет проведен в ценах 2000 г., однако соотношение затрат будет аналогичным и для условий текущего года, так как цены за прошедший период выросли и на энергоресурсы, и на химические реактивы.

 

Аналогично приведенному выше примеру, по формулам (7)-(12) рассчитаны эксплуатационные затраты (за мес) на удаление СО2 в декарбонизаторе с номинальной производительностью 550 т/ч и затраты на подщелачивание едким натром при различных расходах исходной воды и начальном содержании СО2. На рис. 1 представлена графическая интерпретация этих расчетов – зависимости затрат на удаление СО2 в декарбонизаторе и на подщелачивание от начального содержания свободной углекислоты при фиксированных значениях расхода исходной воды.

 

Построенные зависимости позволяют определять более экономичный  метод удаления СО2 для обрабатываемых вод разного качества. Как видно из рис. 1, при расходах обрабатываемой воды от 300 до 500 т/ч подщелачивание  в качестве метода противокоррозионной обработки воды следует применять если в среднем за год содержание СО2 в обрабатываемой воде составляет менее 15 мг/л.

 

По нашему мнению, подщелачивание воды едким натром можно использовать лишь как дополнительный метод коррекции водного режима тепловых сетей и котлов, например, при неполном удалении свободной углекислоты в деаэраторах. При этом желательно, чтобы коррекция рН подпиточной воды подщелачиванием производилась как завершающий этап водоподготовки, после деаэраторов. Применение подщелачивания в качестве основного метода возможно в водоподготовительных установках без снижения бикарбонатной щелочности, т. е. при незначительном содержании диоксида углерода в воде, а также в закрытых системах теплоснабжения с незначительным объемом подпитки.

 

На теплоисточниках со значительным объемом подпитки системы теплоснабжения (как правило, в открытых системах) необходимо уделять внимание повышению экономичности и эффективности физической десорбции СО2 – декарбонизации, а не использовать, на первый взгляд, наиболее простой способ – переход на химические методы удаления СО2, который, как показали расчеты, очень дорог. В научно-исследовательской лаборатории «Теплоэнергетические системы и установки» УлГТУ разработаны новые технологии, позволяющие обеспечивать нормативное качество декарбонизации при минимально необходимых для этого затратах. Суть этих технологий заключается в том, что параметры процесса декарбонизации – температура обрабатываемой воды и расход воздуха регулируются по величине заданного остаточного содержания СО2 [7, 8]. Оснащение декарбонизационной установки системой автоматического регулирования не требует больших затрат (ориентировочно – от 25 до 130 тыс. руб. в зависимости от типа регулятора) и окупается в течение одного года. Кроме того, перспективным направлением повышения эффективности декарбонизаторов насадочного типа является использование взамен традиционной керамической насадки насадочных тел из нержавеющей стали (кольца Палля). Стальная насадка более долговечна и обладает повышенной массообменной эффективностью, что позволяет уменьшить ее объем, высоту засыпки в аппарат и сопротивление декарбонизатора.

 

 

 

Выводы

 

1. Выполнено технико-экономическое сравнение удаления свободной углекислоты из подпиточной воды систем теплоснабжения в декарбонизаторах и химического связывания СО2. Построены зависимости затрат на удаление СО2 в декарбонизаторе и подщелачиванием от содержания СО2 в обрабатываемой воде при фиксированных значениях расходов обрабатываемой воды, позволяющие определять более экономичный  метод удаления свободной углекислоты  для вод определенного качества в широком интервале расходов подпитки систем теплоснабжения.

 

2. Установлено, что замена десорбции свободной углекислоты из подпиточной воды теплосети вдекарбонизаторах на химическое связывание СО2 едким натром, как правило, нецелесообразна, так как приводит к значительному увеличению эксплуатационных затрат на водоподготовку. Подщелачивание воды едким натром целесообразно использовать как дополнительный метод коррекции рН подпиточной воды систем теплоснабжения.

 

3. С целью снижения расхода энергоресурсов на декарбонизацию при гарантированном поддержании требуемого качества обработанной воды необходимо осуществлять регулирование расхода воздуха и/или температуры обрабатываемой воды по величине остаточного содержания диоксида углерода.

 

Литература

 

1.  Кострикин Ю. М.  Инструкция по эксплуатационному анализу воды и пара на тепловых электростанциях. - М.: СПО Союзтехэнерго, 1979. - 120 с.

 

2. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации: 16-е изд. - М.: СПО ОРГРЭС, 2003.

 

3. Гуревич Л. Ш., Зачинский Г. А., Харкевич В. А. Декарбонизаторы в схемах химического обессоливания известкованной воды / Электрические станции. 1987, № 1.

 

4. Лифшиц О. В. Справочник по водоподготовке котельных установок малой мощности. - М.: Энергия, 1969.

 

5. Роддатис К. Ф., Полтарецкий А. Н. Справочник по котельным установкам малой производительности. - М.: Энергоатомиздат, 1989.

 

6. Прейскурант № 23-01. Оптовые цены на насосы. - М.: Прейскурантиздат, 1981.

 

7. Патент № 2151951 (RU). МКИ F 22 D 1/50. Способ декарбонизации воды /  В. И. Шарапов, М. А. Сивухина (Ротова) // Бюллетень изобретений. 2000, № 18.

 

8. Патент № 2148208 (RU). МКИ F 22 D 1/50. Способ декарбонизации воды /  В. И. Шарапов, М. А. Сивухина (Ротова) // Бюллетень изобретений. 2000, № 12.

 

 

В связи с началом зачистки зоны затопления от леса строящейся бурейской гэс, необходимостью комплексного решения проблемы защиты окружающей среды, утилизации и эффективного использования неделовой дре. Датская энергетика структура энергообеспечения дании. Понятие экологизации технологий производства состоит в проведении мероприятий направленных на предотвращение отрицательного воздействия производственных процессов на природную и окружающую человека ср. В настоящее время основной статьей расходов в теплоэнергетике являются затраты на поддержание оборудования в исправном состоянии. зачастую старые методы и подходы уже не могут в полной мере удовлетвор. В ходе проектирования тэц-6 с 1992 по 1994гг были изучены основные причины, вызывающие  необходимость сброса сточных вод, осмыслены и приняты к внедрению основные принципы создания бессточной тэц.  та.

 

Главная >  Документация 


0.0036