Водно-химический комплекс промышленно-отопительной ТЭЦ мощностью 800 МВт

При полученной производительности ВПУ > 400 м³/ч выбираем блочный способ включения ионитных фильтров, при котором в состав каждого блока (цепочки) входит по одному фильтру соответствующей ступени ионирования, что обеспечивает полный цикл обработки воды по выбранной схеме. В данном случае каждый отдельный фильтр не является самостоятельным и блок работает периодически, имея три основных состояния: работа – резерв – регенерация (все фильтры действуют одновременно). ФСД в цепочку не включают.

В данной схеме в обязательном порядке предусмотрена дополнительная (резервная) цепочка, так как надежность схемы очень низкая и определяется наименее надежным узлом. Выход из строя любого элемента в цепочке приводит к необходимости отключения этой цепочки. Схема не может адаптироваться к значительному изменению показателей качества воды. Общее число оборудования значительно большее, чем в коллекторной схеме ВПУ. При разработке систем автоматизированного управления имеет место сложный алгоритм  управления работой фильтров. К достоинствам блочных схем можно отнести упрощение контроля за качеством воды, снижение расхода реагентов на регенерацию и воды на собственные нужды за счет проведения совместных регенераций одноименных фильтров первой и второй ступени. Цепочка отключается на регенерацию по сигналу одного датчика, установленного после фильтра А1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                     8. Спецзадание 1:

     Выбор, описание и расчет  системы технического водоснабжения

 

Тепловые станции являются потребителями огромного количества воды на различные нужды. Основное количество технической воды расходуется в конденсаторе паровых турбин для конденсации отработавшего пара. Потребителями технической воды также являются охладители водорода и конденсата статоров электрогенераторов, охладители воздуха возбудителей, маслоохладители паровых турбин, системы охлаждения подшипников вращающихся механизмов, подпитка основного ПВТ и тепловых сетей и т.д.

На проектируемой ТЭЦ  установлены две турбины ПТ-80/100-130/13 и две турбины Т-250/300-240, требующие для конденсации пара охлаждающей воды в количестве:

             

 

                   Далее оценим потребности ТЭЦ  в технической воде:

 

№ п/п	Потребление технической воды  на процессы	Расход воды
		%		м3/ч
1	Конденсация пара в конденсаторах турбин	100		72000
2	Охлаждение водорода, воздуха, конденсата статора электрогенераторов и крупных электродвигателей	3		2160
3	Охлаждение подшипников  вспомогательных механизмов	1		720
4	Восполнение потерь парового тракта и тепловых сетей			917,538
	Охлаждение масла турбины и питательных насосов		2	1440
	Итого			77237,538

 

На проектируемой ТЭЦ  предполагается установка в качестве охладителя пленочных градирен. Оборотная система с градирнями предполагает многократное использование технической воды. Градирни представляют собой теплообменные аппараты, сооружаемые на территории станции, и состоят из оросительных устройств, вытяжных башен, приемного бассейна. Вода под давлением 15-18 кПа разбрызгивается над оросителем в виде дождя и стекает по специальным листам вниз. Водяная пленка, стекающая по оросителю, охлаждается вследствие испарения и контакта с воздухом, входящим в оросительное устройство через специальные окна. Воздух, нагретый и насыщенный водяными парами, отводится вверх под действием естественной тяги через вытяжную башню. Охлажденная вода стекает в водосборный бассейн, откуда забирается циркуляционным насосом для подачи в конденсаторы турбин. Глубина бассейна порядка двух метров. Основной размер градирни – площадь оросительного устройства. Важным показателем работы градирни является плотность орошения, которая для современных градирен составляет 8-10 м³/м²ч.       

ВХР системы  охлаждения

 

Огромное количество воды, циркулирующее в системе  охлаждения, не дает возможности тщательно обрабатывать эту воду. Основными требованиями к охлаждающей воде являются следующие:

1. обеспечение экономического вакуума в конденсаторе.
2. отсутствие в оборудовании системы отложений минерального и биологического характера.

В связи с тем, что  охлаждение технической воды в градирне происходит за счет испарения и частичного уноса, концентрация солей будет возрастать. Кроме того, температурный режим системы способствует активному развитию биологических образований. Для предотвращения указанного негативного явления предполагается для снижения образования минеральных отложений кроме организации продувки установить магнитные и ультразвуковые аппараты на линии подачи воды в конденсаторы турбин. В конденсаторах для очистки конденсаторных трубок организована система шариковой очистки. Для предотвращения биологических обрастаний применяется периодическое хлорирование воды. 

 

 

           Объем добавочной воды из-за потерь составляет:

 

 

где Р_исп – объем испарившейся охлаждающей воды в градирнях;

Р_ун – объем воды, унесенной с воздухом;

Р_пр – объем воды, используемой на продувку градирни.

 

Зная количество воды, циркулирующей в системе, и задаваясь  плотностью орошения определим необходимую площадь орошения:

 

                                             

 

    Принимается не менее двух градирен. Следовательно, площадь орошения каждой градирни должна быть не меньше:

                                            

 

    Из ряда типовых градирен принимаю ближайшую большую стандартную типа АТЭП с площадью орошения 6400м², высотой 110м, основанием 87м, устьем 55м и производительностью 30500-50000 м³/ч.

    На ТЭЦ как  правило применяют централизованную  схему соединения циркуляционных насосов с конденсаторами турбин. При такой схеме сооружают одну или две насосные станции, и вода по двум магистральным трубопроводам, которые прокладываются параллельно фронту турбинного отделения, подается к конденсаторам. При этом в каждой насосной станции устанавливается не менее четырех циркуляционных насосов, работающих на общую сеть. Резервные насосы не предусматриваются.

    Однако я принял решение о том, что насосная станция сооружаться не будет, а насосы будут размещаться непосредственно в машинном зале. Будет установлено пять циркуляционных насосов производительностью:

 

                                    

 

Принимаю пять стандартных  насосов типа ОПВ6-87 с подачей 18000 м³/ч и напором 15м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Спецзадание  2:Водно-химический режим ТЭС

 

Задачи организации  ВХР ТЭС

Основной  задачей водно-химического режима (ВХР) каждой ТЭС является обеспечение работы теплосилового оборудования (основного и вспомогательного) без повреждений и снижения экономичности, которые могут быть вызваны следующими причинами:

• образованием отложений на поверхностях нагрева котлов, в проточной части турбин, на поверхностях трубок конденсаторов и т.д.;
• образованием и накоплением шлама в котловой воде, тракте 
  питательной воды, в тепловых сетях;

-коррозией внутренних поверхностей теплоэнергетического 
оборудования.

Для предотвращения перечисленных выше негативных явлений на ТЭС предусматривается организация целого ряда технических мероприятий, объединенных общим понятием "водно-химический режим". Внедрению конкретного водно-химического режима (т.е. комплексу технических мероприятий) на ТЭС предшествует проведение экспериментальных и наладочных работ, цель которых -определить оптимальные условия для его осуществления.

При выборе водно-химического  режима для конкретной ТЭС принимают  во внимание:

• тип парового котла;
• параметры рабочей среды;
• паропроизводительность;
• вид топлива;
• теплонапряжение парогенерирующей поверхности нагрева;
• наличие или отсутствие промежуточного перегрева пара;
• требования к качеству перегретого пара и т.д.

Правильно выбранный  и грамотно реализованный ВХР  позволяет строго соблюдать установленные нормы качества питательной и котловой воды, перегретого пара, что в свою очередь гарантирует обеспечение безаварийной работы теплоэнергетического оборудования.

Согласно  ПТЭ нормирование водного режима котлов барабанного типа включает в себя нормы качества перегретого пара (табл. 1), питательной (табл. 2) и котловой (табл. 3) воды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1

Нормируемый  показатель	Давление, МПа	Примечание
	более 10,0
Соединения натрия, мкг/кг	15	отопительные ТЭЦ
Кремниевая кислота, мкг/кг	25	ТЭС вех типов

 

Таблица 2

Нормируемый показатель	Давление, МПа	Примечание
	более 10,0
Общая жесткость, мкг-экв/кг	1	на газу, угле и т.д.
Содержание кремния, мкг/кг	120	ТЭЦ с производственным отбором пара
Содержание кислорода за деаэратором, мкг/кг	10	-
Соединения железа, мкг/кг	30	на газу, угле и т.д.
Соединения меди, мкг/кг	5	на газу, угле и т.д.
Содержание масел и нефтепродуктов, мкг/кг	0,3	-
рН (при 250С)	9,1±0,1	-
Свободная СО2	Отсутствует	-

 

 

Таблица 3

Показатель качества котловой воды	Схема без ступенчатого испарения	Относительная щелочность	Примечание
Показатель рН	9,5-10,4	-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нормирование  водного режима котлов прямоточного типа производиться по нормам качества перегретого пара (табл. 4) и питательной воды (табл.5).

Таблица 4

Нормируемый показатель	Значение
Соединения  натрия (в пересчёте на Na),мкг/кг, не более	5
Кремниевая  кислота (в пересчёте на SiO ),мкг/кг, не более	15
Удельная  электрическая проводимость H-катионированной пробы, мкСм/см, не более	0,3
Значение pH, не менее	7,5(6,5)

 

Таблица 5

Показатель  качества питательной воды	Нейтральный водный режим с дозированием газообразного кислорода
Общая жёсткость, мкг-экв/кг	0,2
Удельная  электрическая проводимость, мкСм/см, (10 См/м)	0,2
Соединения  натрия, мкг/кг	5
Соединения  железа, мкг/кг	10
Соединения  меди, мкг/кг	5
Растворённый  кислород, мкг/кг	200-400
Кремниевая  кислота, мкг/кг	15
рН	6,9-7,3
Избыток гидразина, мкг/кг	-
Концентрация  ЭДТК, мкг/кг	-
Масло	Следы

 

К основным мероприятиям по поддержанию нормируемых показателей водно-химического режима энергоблоков ТЭС относятся: предпусковые промывки оборудования; проведение эксплуатационных промывок оборудования; консервация оборудования во время простоев; герметизация баков питательной воды и ее составляющих в целях предотвращения попадания кислорода в пароводяной цикл; обессоливание и обескремнивание добавочной воды; удаление свободной угольной кислоты из добавочной химически обработанной воды; обезжелезивание и обессоливание основного конденсата турбин и других конденсатов в случае необходимости; оснащение конденсаторов специальными дегазирующими устройствами в целях удаления кислорода из конденсата; обеспечение достаточной герметичности конденсаторов турбин со стороны охлаждающей воды и воздуха; постоянный вывод неконденсирующихся газов из паровых камер теплообменников; тщательное уплотнение конденсатных насосов, арматуры и фланцевых соединений трубопроводов, находящихся под разрежением; антикоррозионное покрытие оборудования и применение коррозионно-стойких материалов; введение в пароводяной цикл корректирующих химических реагентов, соответствующих данному водно-химическому режиму; автоматическая дозировка добавок, корректирующих водный режим.