автореферат диссертации по энергетике, 05.14.01, диссертация на тему:Исследование, разработка и совершенствование термодистилляционных опреснительных установок для энерготехнологических комплексов

На правах рукописи

Мелинова Людмила Валентиновна

Исследование, разработка и совершенствование термодистилляционных опреснительных установок для энерготехнологических комплексов

Специальность: 05.14.01 "Энергетические системы и комплексы**

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва- 2004г.

Работа выполнена в Московском энергетическом институте (техническом университете)

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор

Анатолий Степанович Седлов

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Малахов Игорь Александрович

кандидат технических наук Шкондин Юрий Анатольевич

Ведущая организация ОАО «Объединение ВНИПИэнергопром»

Защита состоится «20» мая 2004 г. в 15 30 часов в аудитории Б-205 на заседании диссертационного совета Д 212.157.14 при Московском энергетическом институте (Техническом университете) по адресу: Москва, ул. Красноказарменная, д. 17

Отзывы на автореферат, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 111250, г. Москва, Красноказарменная ул., д. 14, Ученый совет МЭИ.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Московского энергетического института (технического университета)

Автореферат разослан

Ученый секретарь Диссертационного совета

К.Т.Н.,ДОЦ.

В. Д. Буров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Ужесточающиеся с каждым годом экологические требования привели к тому, что во многих странах мира приступили к разработке мероприятий по минимизации потребления пресной воды. Создаются схемы водообеспечения, реализующие полное повторное использование воды и исключающие сброс в окружающую среду жидких отходов. Они получили название "zero discharge", т.е. нулевой сброс.

Экологические требования приводят к увеличению интереса к термодистилляционным методам подготовки добавочной воды для котлов высоких, сверхвысоких и закритических параметров. В российской энергетике находят применение многоступенчатые испарительные установки (МИУ) на базе вертикальнотрубных испарителей, работающих в условиях повышенных давлений, а в области низких давлений и вакуума -дистилляционные опреснительные установки (ДОУ). Широкое применение в энергетике ДОУ для приготовления добавочной воды котлов в определенных условиях могут дать заметные экономические и экологические преимущества по сравнению с другими установками.

Применение термодистилляционных установок может обеспечить решение одной из важнейших экологических задач энергетики - резкое сокращение сброса сточных вод ТЭС за счет возврата основной их части в цикл станции. Для повышения эффективности термической дистилляции на ТЭС целесообразно использовать комбинированные установки: многоступенчатые испарительные установки, работающие в условиях повышенных давлений, и ДОУ, работающие в условиях вакуума. Такая комбинация МИУ и ДОУ позволит не только снизить капитальные затраты на процесс дистилляции, но и сократить эксплуатационные расходы, за счет снижения удельного расхода теплоты на опреснение.

В результате исследований была разработана комбинированная термодистилляционная установка большой производительности применительно к условиям Волжской ТЭЦ-1 для утилизации сточных вод станции. Эта установка позволит исключить переполнение вод Большого лимана (пруда испарителя промышленных сточных вод г. Волжского) и резко снизить риск аварийного сброса сточных вод Большого лимана в р. Ахтубу. Поэтому тема диссертационной работы представляется актуальной.

Цель работы. На базе апализа опыта, накопленного в нашей стране и за рубежом при разработке и эксплуатации водоподготовительных установок (ВПУ), использующих различные технологии: ионообменную, мембранную и термодистилляционную, выявить перспективность применения ДОУ в теплоэнергетике страны, выбрать наиболее перспективный тип установки, провести технико-экономическую оптимизацию их параметров и характеристик. На базе комбинации МИУ и ДОУ разработать термодистилляционную установку для переработки больших количеств

»»ОС. НАЦИОНАЛкМЛя!

СНБЛПОТСКА I

ifm^M

сточных вод и провести оптимизацию такой установки применительно к условиям Волжской ТЭЦ-1.

Научная новизна работы

• разработана математическая модель и на её основе компьютерная программа для исследования влияния различных параметров на основные технико-экономические показатели ДОУ на базе горизонтально-трубных пленочных испарителей ГТПИ, разработана методика тепло -гидравлического расчёта таких установок;

• проведены расчетные исследования модели ДОУ с ГТПИ для выявления влияния различных, как технологических, так и конструктивных параметров на тепловую экономичность и металлоемкость ДОУ на базе ГТПИ;

• на основе анализа полученных результатов обоснована техническая, экономическая и экологическая целесообразность применения в теплоэнергетике ДОУ с ГТПИ.

Научная и практическая ценность:

• представлен анализ опыта разработки и промышленного освоепия ДОУ различного типа в России и за рубежом;

• произведен сравнительный анализ тепловых схем; параметров, и технико-экономических показателей основных зарубежных и отечественных разработок ДОУ на базе ГТПИ, даны рекомендации по применению таких установок в теплоэнергетике России;

• разработана математическая модель и компьютерная программа расчёта материальных, тепловых потоков и основных параметров технологического оборудования ДОУ на базе ГТПИ;

• разработана комбинированная схема термодистилляционной установки на основе МИУ и ДОУ с ГТПИ для переработки большого количества сточных вод ТЭС и получения добавочной воды котлоагрегатов при минимальном отводе с ТЭС жидких стоков;

• определены основные параметры МИУ и ДОУ с ГТПИ термодистилляционной установки Волжской ТЭЦ-1, включая оптимальное соотношение производительностей МИУ и ДОУ.

Достоверность результатов работы обеспечивается использованием проверенных практикой современных представлений и моделей исследуемых процессов, применением апробированных методик исследований, а также современных методов обработки численных результатов исследований, совпадением с допустимой точностью полученных результатов с расчётными и экспериментальными данными других авторов.

На защиту выносятся

1. Результаты анализа и обобщение опыта применения техники и технологии термодистилляционного опреснения воды в России, СНГ и за рубежом при получении пресной и добавочной воды котлоагрегатов, предложения по расширению области применения таких установок в теплоэнергетике.

2. Математическая модель, методика и компьютерная программа расчета технико-экономических показателей ДОУ на базе ГПШ и результаты проведенных компьютерных исследований влияния технологических и конструктивных параметров на технико-экономические показатели таких установок.

3. Оценка эффективности применения струйной компрессии вторичного пара на ДОУ с ГТПИ применительно к условиям тепловых электростанций и результаты расчетов по определению места включения таких компрессоров.

4. Технические решения по переработке больших количеств сточных вод тепловых электростанций с целью получения добавочной воды котлоагрегатов с минимальным сбросом жидких стоков.

5. Предложения по повышению экономичности и экологической эффективности термической дистилляции на базе сопряжения МИУ и ДОУ с ГТПИ за счет оптимального соотношения их производительности применительно к условиям цеха термоводоподготовки Волжской ТЭЦ-1.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были представлены и докладывались: на 2-ой межвузовской научно-практической конференции студентов и молодых ученых г. Волжского (1996 г. г. Волжский); на конференции по региональной научно-технической программе «Научные, технические, экономические и экологические проблемы г. Волжского» (1997 г., 1998 г., г. Волжский); на первой научно-практической конференции «Моделирование технологических процессов в энергетике» (1999 г., Волжский); на международной научно-технической конференции «Инженерная экология - XXI век»- (2000 г., МЭИ (ТУ), Москва); на международной научно-практической конференции «Экология энергетики -2000» (2000 г., МЭИ (ТУ), Москва); на международной научно-практической конференции «Промышленная экология. Проблемы и перспективы» (2001 г., г. Уфа); на 1-ой Нижневолжской международной научно-практической конференции «Энергосбережение и энергообеспечение на базе возобновляемых источников энергии и нетрадиционных технологий»(2002 г., г. Волжский); на международном научно-практическом семинаре «Мир воды» (12-14 мая 2003 г., г. Обнинск).

Структура и объем диссертации - диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложения, включающих 132 страницы текста, 54 рисунка, 22 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе даётся развёрнутый обзор и анализ современных технологий и оборудования, используемых в мировой практике для получения подпиточной воды котлоагрегатов, опыт эксплуатации отечественных термодистилляционных установок, ставятся задачи исследования в диссертационной работе.

Для обессоливания воды применяются различные технологии: ионообменные; мембранные (обратный осмос, электродиализ); термодистилляционные; вымораживающие. Уровень современного развития опреснительной техники не позволяет назвать наиболее экономичный процесс. По мнению многочисленных экспертов, в том числе привлеченных МАГАТЭ для анализа возможностей различных процессов по производству дешевой опресненной воды, наилучшими перспективами обладают технологии обратного осмоса, многоступенчатого выпаривания в вертикально-трубных и горизонтально-трубных плёночных аппаратах. Поэтому для дальнейших исследований по выбору установок для производства добавочной воды на ТЭС были выбраны термодистилляционные установки. При этом учитывалось наличие большого научного и практического задела в нашей стране, накопленного в области опреснения морской воды.

Во второй главе рассмотрен опыт эксплуатации отечественных ДОУ различного типа на шести объектах бывшего СССР (г. Актау, Казахстан; Красноводская ТЭЦ, г. Туркмен Баши, Туркменистан; Первомайский химический комбинат, г. Первомайский, Харьковской области, Украина; Ферганская ТЭЦ, г. Фергана, Узбекистан; Ново-Уренгойский комбинат, пос. Лямбияхха, и Тобольская ТЭЦ, г. Тобольск, обе Тюменская область).

Анализ опыта эксплуатации и сравнение показателей установок, оснащённых испарительными аппаратами различных типов (включая энергетические испарители) показывает, что среди установок, работающих в условиях низких давлений и вакуума, предпочтение в настоящее время следует отдать многоступенчатым ДОУ с ГТПИ, т.к. расходы энергоресурсов для них в 1,5-2,0 раза, а габариты застройки и металлоёмкость в 1,3-1,8 раз меньше (см. табл. 1).

В этой главе приводится также анализ тепловых схем установок основных разработчиков ДОУ с ГТПИ: российских, французской фирмы «SIDEM»; израильской фирмы «Israel Desalination Engineering Technologies Ltd».

Сравнение проектов крупных установок различных разработчиков свидетельствует (см. табл. 2), что лучшие показатели имеет установка российских разработчиков (колонка 1), как по затратам энергоресурсов -меньше на 10-20%, так и по металлоёмкости оборудования и занимаемым габаритам размещения - меньше на 20-30%. На рис. 1 представлена принципиальная аппаратурно-технологическая схема такой установки.

Сравнение технико-экономических показателей установок, оснащённых испарительными аппаратами различных типов

Тип аппарата Давление в корпусах Удельный расход теплоты, Ч, кДж/кг Удельный расход пара, & т. пара/т. диет. Удельный расход электроэнергии, п, хВт-ч/т. диет. Удельная металлоёмкое ть,ш, т. мет/т. диет. Удельная поверхность теплопередачи, £ м5/т. диет. Коэффициент теплопередачи, к, кВт/^ К) Производите льность, м3/ч

И-типа Изб. 875-460* 0,38-0,2* 1,5-1,4* 3,6-2,4 30,0-45,0 2,0-2,4 50-160

ВНЗ-ест. Изб.-вак. 510 0,22 1,3 2,5 32,5 1,6-3,0 600

ВНЗ-прин Изб.-вак. 280 0,12 3,8 3,8 44,0 2,8-4,0 600

ММВ Изб.-вак. 280 (290) 0,12 (0,125) 4,4 (4,2) 3,3 3,5 46,0 41,0 2,5-3,5 (2,6-3.9) 150 (630)

ВТП-восх. Изб.-вак. 280 0,12 1,1 2,2 40,0 2,5-3,5 440

ВТП-пад. Изб.-вак. 230 0,1 1,6 1,9 38,0 2,8-3,8 100

ГТПИ Изб.-вак. 280-160 0,12-0,069 0,9-1,5 1,0-1,43 36,0-51,0 3,0-4,5 10-700

И-типа - вертикально-трубные испарители с естественной циркуляцией (энергетические); ВНЗ-ест. - испарители с вынесенной зоной кипения и с естественной циркуляцией; ВНЗ-прин. - испарители с вынесенной зоной кипения и с принудительной циркуляцией; ММВ - 42 (34) ступенчатая установка мгновенного вскипания; ВТП-восх. -вертикально-трубные испарители с восходящей плёнкой; ВТП-пад. - вертикально-трубные испарители с падающей плёнкой; ГТПИ - горизонтально-трубные пленочные испарители. * - удельные показатели, рассчитанные с учетом температуры дистиллята

Основные показатели проектов промышленных дистилляционных опреснительных установок на базе ДОУ с ГПТИ

Наименование установки, изготовитель Актау, Каспийское море, Россия Антигуа, Карибское море, БГОЕМ Трапани, Средиземное море, БГОЕМ Кюрасао, Карибское море, IDE

Тип установки* ГТПУ ГТПУ ГТПУ ГТПУ

Производительность, м3/ч 700,0 206,0 412,0 453,0

Число ступеней, шт. 16 10 12 12

Выход дистиллята на 1,0 тонну рабочего пара, т/г 13,6 7,8 11,6 8,7

Затраты электроэнергии на 1,0 т/ч получаемого дистиллята, кВт-ч/(т/ч) 0,5 1,5 1,07 1,63

Расход морской воды на 1,0 тонну получаемого дистиллята, м'/т 6,2 11,0 7,5 нет данных

Масса технологического оборудования на 1,0 т/ч получаемого дистиллята, т/(т/ч) 1,43 2,54 1,76 2,2

Солесодержание получаемого дистиллята, мг/дм5 2,0 5,0 2,0 5,0

Занимаемая оборудованием площадь на 1,0 т/ч получаемого дистиллята, м2/(т/ч) 0,78 нет данных 1,84 2,1

* I ■ I 'I II Г ________ . _________. I -14 IT Т

По результатам анализа тепловых схем ДОУ с ГПТИ для дальнейшей проработки была выбрана тепловая схема установки многоконтурная с регенерацией питательной воды, и наличием парового компрессора. Место включения компрессора устанавливается с учетом особенностей работы ДОУ с ГПТИ на ТЭС. Схема установки та же, что и приведенная на рис. 1.

В третьей главе разработана математическая модель и на её основе компьютерная программа исследования влияния различных параметров на основные показатели ДОУ с ГТПИ для расчётной схемы, представленной на рис.1.

Установка включает две колонны ступеней испарения кит, работающие. параллельно по питательной воде и последовательно по направлению движения теплового (парового) потока: Ступени испарения пронумерованы от 1 до п слева направо в направлении движения теплового потока через установку. В данной установке паровой поток движется через две колонны к и т в пределах колонн сверху вниз и в целом через установку слева направо в направлении уменьшения давления пара, а исходная вода в пределах колонн кит движется в одном направлении с движением

Рис. 1. Расчётная схема дистиллядионной опреснительной установки, оснащённой горизонтально-трубными

плёночными испарителями. к; т - колонны ступеней испарения; 1; 2; i; п - ступени испарения; Ш - дистиллятный теплообменник; К01 - конденсатор; ВЭ1 - водоэжектор; Ф1-ФЗ - фильтры; Б1-Б2 - баки; Н1-Н6 - насосы

теплового потока (прямоток) и в противоположном в пределах установки в целом (противоток).

При разработке математической модели был принят ряд допущений:

1. Установка работает на номинальных параметрах;

2. Поверхности теплопередачи во всех ступенях испарения постоянны и равны между собой;

3. Теплоемкости исходной воды и дистиллята принимались постоянными и не зависящими от температуры и солесодержания жидкости;

4. Тепловые потери в окружающую среду отсутствуют;

5. Коэффициенты теплопередачи теплообменного оборудования, входящего в состав ДОУ, рассчитывались по известным методикам для каждого рассматриваемого варианта;

6. Количество отводимого с неконденсирующимися газами пара в расчетах не учитывалось;

7. Температуры конденсата и конденсирующегося пара равны, т.е. конденсат в аппаратах не переохлаждается;

8. Кинетическая и гидростатическая депрессии (Д" и А*) при испарении жидкости в расчетах не учитывались;

9. Физико-химическая депрессия упариваемой воды А*" определялась по литературным данным в зависимости от солесодержания и температуры;

10. Теплопроводность материалов теплообменных поверхностей (Я^) принимались постоянными во всём диапазоне рабочих температур.

Схема материальных котлов для ьой ступени испарения приведена на рис. 2, а схема тепловых и материальных потоков парового компрессора на рис. 3.

Математическая модель включает следующие уравнения: • Общий материальный баланс /-той ступени испарения колонны к (см. рис. 2)

с/и,) Зрш, 7м> Орко З&.ТгМФйыю

Рис. 2 Схема материальных потоков для /-той ступени испарения колонны к

• Солевой баланс для /-той ступени испарения колонны к Орксо Бркр) =ам.ц 8ры,1)

• Тепловой баланс для /-той ступени испарения колонны к

здесь:

-IA; 4<„=1А-

Тепловой баланс подогревателя / ступени колонны к

(3).

(4)

Аналогичным образом записываются уравнения для ступеней испарения и подогревателей, встроенных в ступени испарения, колонны ступеней испарения т.

• Тепловой и материальный баланс парокомпрессора ПК1

Рис. 3. Схема тепловых и материальных потоков парокомпрессора

ДА +D.h. = £>А- Д = О + У) • Д (7)

Производительность ДОУ по дистилляту равна: W^D.+D.+D^-D, (8)

где: jDt,D^D^ - количество дистиллята на выходе из колонны к, т и из конденсатора КО 1, соответственно,

D, - количество греющего пара на входе в ДОУ.

Расчёт коэффициентов теплопередач i ступени испарения - ЛГШ, конденсатора KOI - К^ и регенеративных подогревателей испарителей и подогревателя Ш производился по известным методикам.

Предварительное определение коэффициента инжекции пароструйного компрессора ПК1 производилось по уравнению:

U = 3,378^

■ (/*,У " .Р, чО Р15 , ТС

егч^),

где:

Р„ — давление инжектируемого пара, кПа; Ро - давление сжатого пара, кПа;

Р1 - давление рабочего пара, кПа;

ТС и PC - корректирующие факторы по температуре и давлению, определяемые по следующим уравнениям:

717 = 2x10"* (Г.)1 -О.ОООб^.) +1,0047;

РС = Зх Ю"7^,)3 - 0,0009(Я,) + 1,6101. Эти выражения справедливы для следующего диапазона значений: иг0,25; 5002Г, ¿10°С; 3500гРу ¿100 кПа; 6 221,81.

Л

Дальнейший расчёт технологических и конструктивных параметров парокомпрессора осуществлялся по книге ЕЛ. Соколова, ИМ. Зингера «Струйные аппараты».

Разработанная математическая модель ДОУ с ГТПИ представляет собой систему нелинейных уравнений, для решения которой составлена блок-схема и специальная программа на ПЭВМ с использованием для расчёта метода Ньютона с шагом итерации

Достоверность разработанной программы проверялась сравнением получаемых с её помощью результатов с результатами ручного расчёта одних тех же вариантов установок.

В четвёртой главе представлены результаты, проведенных с помощью разработанной методики и компьютерной программы, аналитических исследований влияния на основные показатели ДОУ с ГТПИ (удельный расход тепла, удельная поверхность теплопередачи и удельный расход охлаждающей воды) переменных параметров: числа ступеней испарения; числа колонн ступеней испарения; солесодержания исходной воды; степени концентрирования исходной воды; интенсивности накипеобразования; степени. компрессии вторичного пара и других. Также анализировалось влияние числа ступеней испарения на металлоёмкость установки, и был произведеп выбор оптимального числа ступеней и производительности ДОУ применительно к условиям Волжской ТЭЦ-1.

Качественно полученные результаты совпадают с данными, характерными для других типов испарительных установок (например, испарительных установок мгновенного вскипания); количественно все технико-экономические показатели лучше из-за более высокой эффективности теплопередачи, свойственной ДОУ с ГТПИ.

Впервые получены данные о влиянии числа колонн испарения, работающих в ДОУ параллельнои содержащих по несколько ступеней испарения на технико-экономические показатели (рис. 4). Показано, что формирование ДОУ с ГТПИ в несколько колонн приводит к уменьшению удельных расходов тепла и охлаждающей воды на 23-30% при увеличении удельной поверхности теплообмена не более чем на 8-12%. По результатам технико-экономических расчетов получено, что для ДОУ с числом ступеней 12 целесообразно формировать установку в две колонны.

Применение струйной компрессии вторичного пара положительно отражается на основных технико-экономических показателях

рассматриваемых установок и, чем больше число ступеней испарения в установке, тем эффект от применения пароструйной компрессии выше. Так,

если для шестиступенчатой установки сокращение удельного расхода тепла и удельного расхода охлаждающей воды составляет 17%; то для десятиступенчатой установки - 19,5% (рис. 5). Впервые выявлено, что в многоступенчатых ДОУ имеется ступень испарения, отбор вторичного пара на парокомпрессор из которой даёт эффект максимального для данной установки сокращения удельных расходов тепла и охлаждающей воды. Так, например, для 6"та ступенчатой установки - это вторая ступень испарения, для 10"™ ступенчатой - третья или четвертая (см. рис. 5-6), а для 16^™ ступенчатой - четвёртая или пятая. По сравнению с отбором вторичного пара из первой ступени испарения это приводит к уменьшению удельного расхода греющего пара и охлаждающей воды на 10-5-17%.

В пятой главе представлены результаты анализа по выбору основных характеристик комбинированных термодистилляционных установок на базе МИУ и ДОУ с ПЛИ и предложения по формированию ДОУ для Волжской ТЭЦ-1.

Для этой комбинированной установки выполнен анализ.возможных вариантов сопряжения МИУ и ДОУ при их различных единичных производительностях по дистилляту, но с обеспечением суммарной производительности 700,0 м'/ч.

Для предложенного набора технологического оборудования цеха ТВП Волжской ТЭЦ-1 (трехступенчатая МИУ и 16^ ступенчатая« ДОУ) рассмотрены пять вариантов сопряжения МИУ и ДОУ (см. табл. 34). Анализ данных выполненного сравнения вариантов сопряжения показал, что наименьшее значение себестоимости дистиллята присуще варианту А (при принятых стоимостях энергоресурсов и оборудования себестоимость

составляет 14,7 руб/т. дистиллят). Результаты расчётов по «чистой» МИУ (вариант Г) или «чистой» ДОУ (вариант Д) свидетельствуют о целесообразности при решении задач, аналогичных Волжской ТЭЦ-1, ориентироваться на использование комбинированных установок термоводоподготовки - МИУ+ДОУ.

На основании критического рассмотрения проекта цеха термо-водоподготовки Волжской ТЭЦ-1, выполненного ранее в 1996 г., на базе "чистой" ДОУ и с учетом преимуществ МИУ при работе в высокотемпературной зоне и ДОУ с ПИИ - в низкотемпературной зоне предложены решения, направленные на повышение экономической и экологической эффективности комбинированной установки МИУ+ДОУ с

гтпи.

Таблица 3

Результаты сравнения различных вариантов сопряжения МИУ и ДОУ для цеха термоводоподготовки Волжской ТЭЦ-1

Наименование статей Варианты сопряжения

А Б В Г Д

1. Производительность, ы*/ч МИУ ДОУ 100,0 600,0 100,0 600,0 300,0 400,0 700,0 0,0 0,0 700,0

2. Число установок * ступеней, шт. МИУ ДОУ 1x3 3x16 1x2 3x12 3x6 2x8 7x6 0x0 0x0 4x16

3. Расход теплоты, кДж/кг дистиллята 139,0 192,0 222,0 377,0 148,0

4. Потребляемая электрическая мощность, кВт/т дистиллята 1,25 1,16 1,04 0,93 1,49

5. Расход охлаждающей воды, М5/? дистиллята 2,06 2,68 4,67 7,93 2,4

6. Затраты на энергоресурсы, руб./т дистиллята 4,541 6,103 6,984 11,609 4,895

7. Затраты на подготовку исходной воды, руб./т дистиллята 2,932 2,932 2,932 2,932 2,932

8. Затраты на УСПСВ, руб./т дистиллята 1,526 1,526 1,526 1,526 1,526

9. Затраты на амортизацию оборудования, руб./т дистиллята 3,886 2,858 3,163 3,183 4,823

10. Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования, руб./т дистиллята 0,856 0,626 0,691 0,695 1,063

11. Расходы на заработную плату, руб./т дистиллята 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55

12. Удельные дисконтированные затраты, руб./т дистиллята 0,453 0,351 0,435 0,438 0,562

13. Себестоимость дистиллята, руб/т. 14,744 14,946 16,281 20,933 16,351

ИМ1.. ИМЗ - испарители «И-1000» МИУ, П1 ...ПЗ - подогреватели МИУ: К1 - вспомогательный конденсатор МИУ, HI - насос МИУ, РШ - расширитель продувки МИУ, РД1 - расширитель дистиллята МИУ, 1И1, 1И2 - ГТП испарители ДОУ, 1ИД1 - испаритель-деаэратор, 1ИС1 - испаритель стоков, 10Д1 - охладитель дистиллята ДОУ, 1ВЭ1 -водоструйный эжектор вакуумный, 1Б1 - бак водоэжекгора, lOKI - конденсатор основной ДОУ, 1Ф1,— фильтр исходной воды, 1Н1-1Н4 - насосы ДОУ, ФМ - механический фильтр, ФИ - ионообменный фильтр, уН1 - насос упаренных стоков

Эти решения сводятся к следующему.

В качестве исходной воды для ДОУ использовать только осветлённую на механических фильтрах продувочную воду системы оборотного охлаждения конденсаторов турбин (без еб натрий-катионитного умягчения). Подготовленная таким образом вода при принятом в проекте ТВП уровне рабочих температур до 90°С и степени концентрирования исходной воды около 6,5 раз пригодна для питания ДОУ с ГТПИ при предотвращении накипеобразования с помощью дозировки антинакипина.

Продувку ДОУ при еб солесодержании 5,0-6,5 г/л направить через механические фильтры на двухступенчатое натрий-катионирование и уже отфильтрованную и умягчённую воду использовать в качестве питательной воды для испарителей МИУ. Предложенная схема установки приведена на рис. 7. При реализации разработанного варианта ТВП в 3/3,5 раза сократится количество ионообменных фильтров и в два раза количество сточных вод.

ВЫВОДЫ

1. На основании анализа большого фактического материала по разработке и созданию дистилляционных опреснительных установок показана целесообразность их широкого применения в энергетике для производства добавочной воды при наличии низкопотенциальных источников тепла.

2. Применительно к условиям тепловых электростанций наибольшей экономичностью отличаются ДОУ с ГПТИ, как обеспечивающие при прочих равных условиях наименьший удельный расход пара и минимальную удельную поверхность теплообмена.

3. При необходимости производства большого количества добавочной воды на тепловых электростанциях или переработке большого количества сточных вод наиболее экономичными являются комбинированные термодистилляционные установки на базе МИУ, работающих в условиях высоких давлений, и ДОУ, работающих в условиях вакуума.

4. Разработанная математическая модель и компьютерная программа расчета ДОУ с ГПТИ позволяют наиболее полно учитывать влияние исходных параметров на технико-экономические показатели установки, в частности, влияние числа колонн испарения и место включения парового компрессора в тепловую схему установки

5. Увеличение числа колонн испарения параллельно работащих по исходной воде и. содержащих по несколько ступеней приводит к существенному снижению расходов теплоты и охлаждающей воды (на 2Э-гЗО%) при незначительном увеличении поверхности теплообмена на (812%).

6. Впервые выявлено наличие в многоступенчатых испарительных установках со струйной компрессией пара ступеней испарения, отбор вторичного пара из которых дает наибольший эффект. Применение

пароструйного компрессора на ДОУ с ГПТИ улучшает тепловую экономичность установки на 5-10%.

7. Установлено, что для ТВП производительностью 700 т/ч для условий Волжской ТЭЦ-1 наиболее целесообразна комбинированная установка, состоящая из ступенчатой МИУ и трёх ступенчатых ДОУ с ГТПИ. Предложенный вариант комбинированной установки цеха ТВП ВТЭЦ-1, учитывающий особенности работы испарителей МИУ (в высокотемпературной зоне) и ДОУ с ГТПИ (в низкотемпературной зоне), позволяет сократить затраты на переработку сточных вод в 2-3 раза.

8. Разработанное техническое решение по резкому сокращению объема сброса сточных вод в Большой лиман способствует ликвидации угрозы экологической катастрофы, связанной с его переполнением.

9. Предложен откорректированный вариант гибридной установки цеха термоводоподготовки Волжской ТЭЦ-1, по которому ДОУ с ГТПИ работает на сырой воде, а МИУ - на умягченной двухступенчатым натрий-катионированием продувке ДОУ с ГТПИ, позволяющий уменьшить в 3-3,5 раза количество ионообменных фильтров, в два раза объем отработанных регенерацио!шых стоков натрий-катионирования, и сократить затраты на переработку сточных вод в 2-3 раза.

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СТАТЬИ

1. Мелинова Л.В., Подберезный В.Л., Раменский П.П., Седлов А.С. Решение технических и экологических вопросов для водоподготовительных установок и установок переработки сточных вод в теплоэнергетике с помощью техники термодистилляционного опреснения воды // Экология энергетики 2000. Тез. докл. Международная научно-практическая конференция Материалы конференции 18-20 октября 2000 г. - М., 2000. - С. 170-173.

- ' 2. Машанов А.В., Мелинова Л.В., Подберезный В.Л., Раменский П.П. Термодистилляционное опреснение для приготовления подпиточной воды парогенераторов Волжской ТЭЦ-1 // Моделирование технологических процессов в энергетике: Тез. докл. Материалы научно-технической конференции 1999 г.,- Волжский, 1999 - С. 29-31.

3. Мелинова Л.В., Неймышев В.П., Подберезный В.Л., Седлов А.С. Применение техники и технологии термического опреснения для решения экологических проблем на Тобольской ТЭЦ // Экологическая безопасность регионов Урала и Западной Сибири: Тез. докл. Научно-практическая конференция 15 декабря 1998 г. - Екатеринбург, 1998. - С. 5.

4. Мелинова Л.В., Подберезный В.Л., Шипилов В.Ю. Установка приготовления подпиточной воды для котлоагрегатов и систем теплоснабжения // Экологические проблемы промышленных регионов. Тематический сборник научных трудов. 1999г. - Екатеринбург, 1999. - С. 59..

5. Мелинова Л.В., Подберезный В.Л., Седлов А.С. Создание экологически безопасных ТЭС // Инженерная экология - XXI век: Тез. докл. Материалы международной научно-технической конференции 22-25 мая 2000 г. -М., 2000. - С. 123-125.

6. Мелинова Л.В., Никулин В.А., Подберезный В.Л. Опыт применения выпарной техники для переработки промышленных стоков // Промышленная экология: Тез. докл. Научно-практическая конференция 18-19 октября 2000 г., Челябинск, 2000. - С. 15-19.

7. Мелинова Л.В., Никулин В.А., Подберезный В.Л. Использование техники и технологии дистилляционного опреснения для переработки сточных вод промышленных предприятий // Промышленная экология. Проблемы и перспективы: Тез. докл. Материалы научно-практической конференции 20-23 ноября 2001 г., - Уфа, 2001. - С. 168.

8. Жибер А.В., Мелинова Л.В., Никулин В.А., Подберезный В.Л., Раменский П. П., Седлов А. С. Термодистилляционная подготовка подпиточной воды для энергоагрегатов различных параметров // Энергосбережение и энергообеспечение на базе возобновляемых источников энергии и нетрадиционных технологий: Тез. докл. 1-я Нижне-Волжская научно-практическая конференция и выставка 9-11 октября 2002 г. -Волжский, С. 104-106.

9. Полезная модель. Свидетельство № 21947, приоритет от 31.07.2001. Установка для водоподготовки /Л В. Мелинова, В.А. Никулин, В.Л. Подберезный и др. - 2 с: ил

10. Аксенов В.И., Мелинова Л.В., Подберезный В.Л., Смирнов Ю.К., Шипилов В.Ю. Очистка сточных вод Первомайского химического комбината с использованием техники термодистилляционного опреснения//. Мир воды: Труды международного научно-практического семинара 12-14 мая 2003 г. -Обнинск. 2003. - С. 94-97.

11. Котельников А.Б., Лебедев П.К., Мелинова Л.В. и др. Современное состояние техники термодистилляционного опреснения в России // Мир воды: Труды международного научно-практического семинара 12-14 мая 2003 г. - Обнинск. 2003. С. 7-15.

12. Машанов А.В., Подберезный В.Л., Рожнов АГ., Мелинова Л.В. Противоточное химводообессоливание - эффективный путь ресурсосбережения // Моделирование технологических процессов в энергетике: Тез. докл. Материалы научно-технической конференции, 1999 г. - Волжский. 1999 - С. 63-65.

13. Мелинова Л.В., Никулин В.А., Подберезный В.Л. Использование термодистилляционной техники для получения питьевой воды // Чистая вода России: Тез. докл. IV международного симпозиума и выставки17-21 апреля 2001г. - Екатеринбург 2001. - С. 121.

14. Аксенов В.И., Мелинова Л.В., Никулин В.А., Подберезный В.Л. Новые подходы к созданию замкнутых систем водопользования (ЗСВ) на промышленных предприятиях // Чистая вода России: Тез. докл. IV

- Г2 0 7

международного симпозиума и выставки 17-21 апреля 2001г. - Екатеринбург 2001..-С.142

Подписано кпечати С • ¿-'Я Г Л - ,, Печ.Л. _Тираж ДС_Заказ .//Я

Типография МЭИ (ТУ), Красноказарменная, 13

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.,.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ВОДОПОДГОТОВКИ НА ЭТК; ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Ионообменные технологии.

1.2. Мембранные технологии.

1.2.1. Электродиализные установки.

1.2.2. Установки обратного осмоса.

1.3. Термодистилляционные технологии.

1.3.1. Обессоливающие установки на базе испарителей с естественной циркуляцией раствора.

1.3.2 Обессоливающие установки на базе испарителей с принудительной циркуляцией раствора.

1.3.3. Обессоливающие установки мгновенного вскипания.

1.3.4. Обессоливающие установки на базе вертикальнотрубных плёночных испарителей.

1.3.5. Обессоливающие установки на базе горизонтально-трубных плёночных испарителей.

1.3.6. Обессоливающие установки с применением парокомпрессионных аппаратов.

1.4. Постановка задачи исследования.

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ОПЫТА ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ ДОУ, ОСНАЩЕННЫХ ИСПАРИТЕЛЬНЫМИ АППАРАТАМИ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ И ТЕПЛОВЫХ СХЕМ ДОУ С ГТПИ.

2.1 Опыт практического применения ДОУ, оснащённых испарителями различных типов.

2.2. Анализ тепловых схем ДОУ с ГТПИ.

Выводы.

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДОУ НА БАЗЕ ГТПИ.

Выводы.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ТЕПЛОВУЮ ЭКОНОМИЧНОСТЬ И МЕТАЛЛОЁМКОСТЬ ДОУ НА БАЗЕ ГТПИ.

4.1. Анализ влияния числа ступеней испарения.

4.2. Анализ влияния числа колонн ступеней испарения.

4.3. Анализ влияния солесодержания исходной воды.;.

4.4. Анализ влияния степени концентрирования исходной воды.

4.5 Анализ влияния интенсивности накипеобразования.

4.6 Анализ влияния компрессии вторичного пара.

4.7 Анализ влияния числа ступеней испарения на металлоёмкость установки.

4.8 Выбор оптимального числа ступеней ДОУ.

Выводы:.

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ УСТАНОВОК НА БАЗЕ ГТПИ И МИУ, ПОВЫШЕНИЕ ИХ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ.

5.1 Описание принципиальной схемы установки термоводоподготовки Волжской ТЭЦ-1.

5.2 Анализ вариантов сопряжения МИУ и ДОУ цеха термоводоподготовки Волжской ТЭЦ-1.

5.3 Предложения по повышению эффективности установок цеха термоводоподготовки Волжской ТЭЦ-1.

Выводы:.

ВЫВОДЫ.

Современное производство тепловой и электрической энергии сопровождается использованием значительного количества пресной воды и сбросом на природу больших объёмов сточных вод разного уровня загрязненности. В соответствии с «Концепцией перехода Российской Федерации к устойчивому развитию», и «Энергетической стратегией России на период до 2020 года» (Постановление Правительства РФ № 39 от 23.11.2000 г.) дальнейшее успешное развитие отрасли будет в значительной степени определяться возможностью обеспечения допустимого уровня воздействия энерготехнологических комплексов (ЭТК) на окружающую среду.

В России доля ЭТК в общепромышленном потреблении пресной воды достигает почти 70% и равняется 21 км3/год, из которых 19 км3/год возвращается обратно в водоёмы в виде сточных вод различной степени загрязнённости.

В связи с высокими требованиями, предъявляемыми к качеству воды, используемой в ЭТК, природную исходную воду подвергают специальной физико-химической обработке, в результате которой образуется значительное количество высокоминерализованных сбросных вод. Объём этих вод напрямую зависит от применяемой технологии водоподготовки, поэтому всё большее признание получают такие проектные решения, которые позволяют минимизировать отрицательное воздействие и технологии водоподготовки на окружающую среду.

Возрастающие с каждым годом экологические требования привели к тому, что во всех странах земного шара приступили к разработке мероприятий по сокращению потребления пресной воды и, соответственно, к уменьшению объёма сбрасываемых сточных вод. Создаются схемы водообеспечения, реализующие полное повторное использование воды и исключающие сброс в окружающую среду жидких отходов. В мировой практике они получили название "zero discharge", т.е. нулевой сброс. Такие технические решения применяются и в теплоэнергетике [1,2].

Так, например, в Австралии на ТЭС "Bayswater" мощностью 4x660 МВт при подготовке подпиточной воды применены установки известкования, ионообменного умягчения и опреснения методом обратного осмоса на ацетат целлюлозных мембранах с производительностью каждой из этих установок 160000, 150000 и 35600 м3/сутки, соответственно. Замыкает этот технологический процесс обработки исходной воды выпарная кристаллизационная установка производительностью по выпариваемому раствору 6000 м3/сутки и 100 т/сутки - по кристаллическим солям. Сброс жидких отходов в водоёмы с этой станции отсутствует [3].

Опираясь на опыт, накопленный при создании и эксплуатации бессточной схемы водообеспечения станции "Bayswater", в Австралии построена другая станция "Mt. Piper" мощностью 2x660 МВт, на которой технология водообработки исходной воды, с нулевым сбросом жидких стоков реализуется только на выпарных (испарительных) установках [4].

Другим примером повышенного внимания к решению экологических проблем служит информация о признании лучшими электростанциями в мире за 1993 г. ТЭС "Doswell", ТЭС "Bailly" электрокомпании "Northern Indiana Public" и ТЭС "Shand" электрокомпании "Sask Power" за разработку и эксплуатацию на этих станциях систем замкнутого бессточного водообеспечения [5].

Заметные экологические преимущества, свойственные термическому методу водоподготовки, а также возможность переработки с его помощью промышленных минерализованных сточных вод, значительно повысили интерес к этому методу подготовки добавочной воды для котлов высоких, сверхвысоких и закритических параметров. В российской теплоэнергетике нашли применении многоступенчатые испарительные установки (МИУ) на базе вертикальнотрубных испарителей, работающих в условиях повышенных давлений, а в области опреснения морских, солоноватых вод - работающие в условиях вакуума дистилляционные установки (ДОУ). Широкое применение в теплоэнергетике ДОУ для приготовления добавочной воды котлов в определенных условиях могут дать заметные экономические и экологические преимущества по сравнению с МИУ.

Применение термодистилляционных установок может обеспечить решение одной из важнейших экологических задач теплоэнергетики - резкое сокращение сброса сточных вод с ТЭС, за счет возврата основной их части в цикл станции. В таких случаях для повышения эффективности термической дистилляции целесообразно использовать гибридные установки: многоступенчатые испарители на базе энергетических испарителей МИУ, работающих в условиях повышенных давлений и ДОУ, работающих в условиях вакуума. Такая комбинация МИУ и ДОУ позволит не только снизить капитальные затраты на процесс дистилляции, но и сократить эксплуатационные расходы, за счёт снижения удельного расхода теплоты на опреснение.

В отечественной теплоэнергетике широкое распространение в настоящее время получили блочные и автономные МИУ на базе испарителей кипящего типа (тип И) АО ТКЗ «Красный котельщик».

Созданные по разработкам МЭИ шестиступенчатые МИУ с испарителями типа "И" эксплуатируются на ТЭЦ-7 АО "Ленэнерго", Омской ТЭЦ-5 и Казанской ТЭЦ-3, пятиступенчатая - на Саранской ТЭЦ-2 АО "Мордовэнерго", четырехступенчатая - на Краматорской ТЭЦ, двухступенчатая - на ТЭЦ-8 АО "Мосэнерго". На ГРЭС-1 и ГРЭС-2 г. Сургута используются испарительные установки, включённые в систему подогрева основного конденсата турбин.

В России и в других странах СНГ для приготовления подпиточной воды котлоагрегатов и парогенераторов с минимизацией или доведением до нуля жидких сбросов используется также технология и техника термодистилляционных опреснительных установок, реализуемая на базе иных испарителей,' чем испарители типа "И".

Так, на Ферганской ТЭЦ (г. Фергана, Узбекистан) из смеси вод продувки цирксистемы и умягченных отработанных регенерационных растворов ХВО на ДОУ мгновенного вскипания получают дистиллят, используемый для подпитки паровых котлов давлением 14,0 МПа. Применение такой технологии получения подпиточной воды позволило резко сократить количество сбрасываемых со станции солей [6].

На Верх-Исетском металлургическом заводе г. Екатеринбург сточные воды травления стального листа и замасленные воды от прокатных станов перерабатываются на ДОУ с получением дистиллята, отправляемого на ТЭЦ для подпитки котлоагрегатов. Концентрат получаемых солей складируется в герметичных хранилищах, а концентрат замасленных вод сжигается в циклонной печи. Таким образом, примененная технология с использованием ДОУ позволяет на этом заводе полностью ликвидировать жидкие стоки [7,8].

На Первомайском химическом комбинате (г. Первомайский, Харьковской области, Украина) дистиллят, получаемый из высокоминерализованных сточных вод комбината в ДОУ, используют для подпитки котлоагрегатов ТЭЦ и в производстве полихлорвиниловых изделий. Рассол, остающийся после упаривания исходной воды в ДОУ, направляется в производство электролитической щёлочи и хлора. Таким образом, на Первомайском химкомбинате реализована бессточная схема водообеспечения производства [9,10].

На Туркменском заводе азотных удобрений (г. Мары), дистиллят, вырабатываемый из воды Каракумского канала, на ДОУ используется для подпитки котлов-утилизаторов в производстве аммиака и карбомида.

Тобольская ТЭЦ и Ново-Уренгойская пускорезервная ТЭЦ для подпитки котлоагрегатов используют дистиллят, получаемый из речной воды в трёх ДОУ (Тобольская ТЭЦ, Тюменская область, Россия) [11,12], и из озёрной воды в установке с горизонтальнотрубными плёночными испарителями (ГТПИ) (НовоУренгойская ПРТЭЦ, Тюменская область, Россия).

Кроме перечисленных, в нашей стране разработано значительное количество проектов, вплоть до рабочих, установок получения подпиточной воды с минимизацией жидких сбросов на базе техники и технологии термодистилляционного опреснения для различных ЭТК и промпредприятий [13].

Тем не менее, проблема повышения экономичности водоподготовительных установок (ВПУ) для ЭТК с минимизацией их вредного воздействия на окружающую среду остаётся исключительно актуальной и является одной из задач, решаемых в настоящей работе.

К другой задаче относится разработка решений по предотвращению гигантской экологической катастрофы в низовьях Волги возможной из-за накопления уровня жидкости выше проектного и прорыва по этой причине дамбы, отделяющей р. Ахтубу от Большого лимана - сборника, пруда-испарителя хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод г. Волжского. Она решалась по приказу Минприроды России №114 «Программа разработки и внедрения схем водопользования на тепловых электрических станциях без сброса промышленных сточных вод» от 17 июня 1992 г. и по перечню НИОКР на 1994 и 1995 годы по цеху термоводоподготовки (ТВП) Волжской ТЭЦ-1 АО "Волгоградэнерго", утвержденному РАО "ЕЭС РОССИИ" 07 июля 1994 г.

Поскольку более 40% объёма стоков в Большой лиман поступало с Волжской ТЭЦ-1, то было принято решение использовать её сточные воды, включающие отработанные регенерационные растворы ХВО, продувку котлов, градирен, вод, откачиваемых системой понижения уровня грунтовых вод и т.д., для приготовления подпиточной воды котлоагрегатов этой ТЭЦ. Для этой цели применить ДОУ, почти не требующие расходования химических реагентов и позволяющие в десятки раз сократить жидкие стоки.

В настоящей работе на базе анализа опыта, накопленного в нашей стране при разработке и эксплуатации ВПУ, использующих различные технологии (ионообменную, мембранную, термодистилляционную), и на основании анализа зарубежных литературных источников, выявлена перспективность применения в теплоэнергетике страны ДОУ, выбран наиболее прогрессивный тип испарителя для ДОУ (горизонтальнотрубный плёночный), проведено с помощью разработанной математической модели, а на основе её методики и компьютерной программы расчёта технологических и конструктивных параметров ДОУ с ГТПИ аналитическое компьютерное исследование влияния различных параметров на её показатели, предложена комбинированная термодистилляционная установка, включающая МИУ и ДОУ с ГТПИ, и выполнена оптимизация такой установки применительно к условиям Волжской ТЭЦ-1.

В результате исследований разработана комбинированная (гибридная) термодистилляционная установка МИУ + ДОУ с ГТПИ для переработки больших количеств сточных вод Волжской ТЭЦ-1 (700 м3/ч) с техническими, экономическими и экологическими показателями, значительно превосходящими существующие на станции установки глубокого химического водообессоливания. Использование такой установки позволит одновременно предотвратить переполнение природного отстойника (Большого лимана г. Волжского) и резко снизить риск аварийного сброса сточных вод Большого лимана в р. Ахтубу.

выводы

1. На основании анализа большого фактического материала по разработке и созданию дистилляционных опреснительных установок показана целесообразность их широкого применения в теплоэнергетике для производства добавочной воды при наличии низкопотенциальных источников тепла.

2. Применительно к условиям тепловых электростанций наибольшей экономичностью отличаются ДОУ с ГПТИ, как обеспечивающие, при прочих равных условиях, наименьший удельный расход пара и минимальную удельную поверхность теплообмена.

3. При необходимости производства большого количества добавочной воды на тепловых электростанциях или переработке большого количества сточных вод наиболее экономичными являются комбинированные термодистилляционные установки на базе МИУ, работающих в условиях высоких давлений, и ДОУ, работающих в условиях вакуума.

4. Разработанная математическая модель и компьютерная программа расчёта ДОУ с ГПТИ позволяют наиболее полно учитывать влияние исходных технологических и конструктивных параметров на технико-экономические показатели установки, в частности, влияние числа колонн испарения и место включения пароструйного компрессора в тепловую схему установки.

5. Увеличение числа колонн испарения параллельно работающих по исходной воде и содержащих по несколько ступеней приводит к существенному снижению расходов теплоты и охлаждающей воды при незначительном увеличении поверхности теплообмена.

6. Впервые выявлено наличие в многоступенчатых испарительных установках со струйной компрессией пара ступеней испарения, отбор вторичного пара из которых дает наибольший эффект. Применение пароструйного компрессора на ДОУ с ГПТИ улучшает тепловую экономичность установки на 5-10%.

7. Установлено, что для условий цеха термоводоподготовки Волжской ТЭЦ-1 наиболее целесообразна для применения гибридная установка производительностью 700 м3/ч, состоящая из трехступенчатой МИУ, работающей в высокотемпературной зоне (под избыточным давлением), и трёх 16— ступенчатых

ДОУ с ГТПИ, работающих в низкотемпературной зоне (под вакуумом). Себестоимость дистиллята на таких установках будет в 2,0 раза ниже, чем химобессоленной воды, получаемой в настоящее время на Волжской ТЭЦ-1.

8. Разработанное техническое решение по резкому сокращению объема сбросных сточных вод в Большой лиман на базе их термодистилляционной переработки, предлагаемое для реализации на Волжской ТЭЦ-1, способствует ликвидации угрозы экологической катастрофы, связанной с возможным его переполнением.

9. Предложен откорректированный вариант гибридной установки цеха термоводоподготовки Волжской ТЭЦ-1, по которому ДОУ с ГТПИ работает на сырой воде, а МИУ - на умягченной двухступенчатым натрий-катионированием продувке ДОУ с ГТПИ, позволяющий уменьшить в 3-3,5 раза количество ионообменных фильтров, в два раза объём отработанных регенерационных стоков натрий-катионирования, и сократить затраты на переработку сточных вод в 2-3 раза.

1. Stuart J., et al. Review of Initial Three Years Operation of Waste Water Management Scheme at 4640 MW Bayswater/Liddei Power Station Complex, Australia //Desalination. 1989. -15-p. 379-393.

2. Gabrielli E. A THIRSTY LAND // The International Desalination & Water Reuse. Quarterly. 1994. - Vol. 4/3, - p. 8-19.

3. Gabrielli E., Chappie L. Optimization of Water Supply and Treatment Schemes for Limited Discharge Power Stations // IDA World Conference on Desalination and Water Reuse. Washington D.C. USA, Augest. 1991. - Vol.1.

4. Редакционная статья, журнал "Мировая электроэнергетика" № 3, 1994.

5. Котельников А.Б., Лебедев П.К., Мелинова JI.B. и др. Современное состояние техники термодистилляционного опреснения в России // Мир воды: Труды международного научно-практического семинара 12-14 мая 2003 г. г. Обнинск, 2003. С. 7-15.

6. Podbereznyi V.L. Distillation evaporation plant // Proceedings of the 34-th Annual Conference of the Australian and New Zealand Solar Energy Society. 22 26 October, 1996 Darwin, Northern Territory Australia - p.336-341

7. И.Повышение экологической безопасности тепловых электростанций. Учеб. пособие для вузов // А.И. Абрамов, Д.П. Елизаров, А.Н. Ремезов и др.; Под ред. А.С. Седлова. -М.: Издательство МЭИ, 2001. 378 с.

8. Седлов А.С. Экологические показатели тепловых электростанций // Теплоэнергетика 1992. - №7. - С.5-7.

9. Steinmuller Rompf Wassertechnik Gmbh & Co «Проект реконструкции химводоподготовки Южно-Уральской ГРЭС Челябэнерго». 1996.

10. Ли Чанг, Брайан Р. Хенон, Франсис С. Бернитц. Электродеионизация дополняет технологии ионообменных смол и обратного осмоса // Мировая электроэнергетика 1998. - №4. - С. 32-34.

11. Шелдон Страусе Проблемы водоподготовки // Мировая электроэнергетика 1998. - № 1. С. 12-22.

12. Парыкин B.C., Коновский Н.В., Лебедев В.Ю., Власова С.А., Попов С.Б. Количественный расчет выделения газов при обессоливании воды в электродиализаторах и условия безопасной работы // Электрические станции -1990.11.-С. 53-56.

13. Парыкин B.C., Власова С.А., Павловский Э.П., Боброва Е.А. Опыт длительной эксплуатации электродиализной установки. // Электрические станции -1990.-№9.-С. 87-89.

14. Блогерман М.К., Вдовенко В.В., Марченко С.В., Голубец B.C. Опыт внедрения элекгродиализной установки // Энергетик 1990. - № 10. - С. 28-29.

15. DePuy D.W. The Yuma Desalting Plan". // International Congress "Water: Ecology and Technology", September, 1994, Vol. Ш, p. 741-756.

16. Ситняковский Ю.А., Григорьев A.C., Ноев B.B. Обратный осмос для обессоливания добавочной воды в схеме питания паровых котлов // Энергосбережение и водоподготовка 1998. - № 3. - С. 9-15.

17. Резник Я.В. Предотвращение сброса и очистка сточных вод от водоподготовки котельных // Энергосбережение и водоподготовка 1998. - № 3. -С. 22-28.

18. Ноев В.В., Быстрова Т.Ф., Парилова О.Ф., Ситняковский Ю.А., Григорьев А.С. Экономическое сравнение технологий обессоливания добавочной воды энергетических котлов высокого давления // Энергосбережение и водоподготовка. 1998. - № 1. - С. 47-52.

19. Gordon F. Leitner. From History to Tangible Results // The International Desalination & Water Reuse. Quarterly. 1997. Vol. 7/3. - p. 2-3.

20. Wangnick K. Desalination Market Breaks All Records // The International Desalination & Water Reuse. Quarterly. 1994. Vol 4/3. - p.25-31.

21. Седлов A.C., Кудрявый B.B., Шищенко B.B., Копсов А.Я., Ларюшкин Н.И., Жидких В.Ф. Защита водоёмов от сброса сточных вод водоподготовительных установок // Энергосбережение и водоподготовка. 1999. -№ 2. - С. 52-58.

22. Потапкина Е.Н. Разработка и исследование унифицированных решений малоотходной технологии водоподготовки и переработки сточных вод на ТЭС: Дис. канд. тех. наук. Мм 1998. - 184с.

23. Мрежин Л.С., Голуб С.И., Кегамян Ю.Ш., Русских А.Н. Опыт 4-летней эксплуатации пятикорпусного опреснителя Красноводской ТЭЦ // Вопросы атомной науки и техники. Серия: "Опреснение солёных вод". 1977. Вып. 2(10) -Свердловск. - С. 7-14.

24. Соболев Е.А., Голуб С.И., Подберезный В Л. и др. 10-корпусная опытно-промышленная опреснительная установка // Водоснабжение и санитарная техника. 1973. - №7. - С. 23-25.

25. Соболев Е.А., Голуб С.И., Подберезный B.JI. и др., 10-корпусная выпарная опреснительная установка производительностью 18 ООО куб. метров дистиллята/сутки // 3-rd International Symposium on Fresh Water from the Sea. Vol.4. -1970,-Dubrovnik.

26. Sommariva C. The 72 MIGD Multi-Stage Flash Distillation Plant'at A1 Taweelah, Abu Dhabi, UAE // "The International Desalination & Water Reuse Quarterly", may/june- 1996. , vol. 6/1.

27. Филиппов C.H., Соболев E.A., Токманцев H.K., Подберезный B.JI. Проект опытной опреснительной установки мгновенного вскипания производительностью 3 т/ч дистиллята // Сборник ЦБНТИ "Опреснение солёных вод".-М.,- 1966.

28. Токманцев H.K., Егоров А.П., Чернозубов В.Б., Подберезный B.JI. Опытно промышленная опреснительная установка мгновенного вскипания // Сборник "Вопросы атомной науки и техники". Серия: "Опреснение соленых вод". ЦНИИАтоминформ. - Вып.4. - М., - 1973.

29. Подберезный B.JI., Филиппова Б.В. Адиабатная опреснительная установка производительностью 45 тыс. м3/сутки дистиллята // Proceedings 5-th International Symposium on Fresh Water from the Sea. Vol.1. - 1976. - Athens.

30. Горбачев В.М., Подберезный В.Л. Применение термического метода приготовления добавочной воды котлов // Сборник "Опреснение и обессоливание воды".-М.,- 1976.

31. Лебедев А.Н., Мелинова Л.В., Черных Н.Е. и др. Теплохимические испытания третьей выпарной установки. Тобольская ТЭЦ //Отчёт. Научно-производственное акционерное общество "ЭКОР" 1997. - Екатеринбург.

32. Пояснительная записка к технологической части технического проекта "Дистилляционная опреснительная установка ДОУ-100" А.29.486.000Т, СвердНИИхиммаш, 1986. - Свердловск.

33. Birkett J.D. A Brief Illustrated History of Desalination" from the Bible to 1940. //Desalination, 50 (1984) p. 17-52.

34. Никулин В.А., Процукович Е.И. и др. Узел крепления трубы в отверстии трубной решетки. Полезная модель. Свидетельство № 20788, приоритет от 20.04.2001.

35. Sommariva С., Mott MacDonald Technological development and new project financing can fight water scarcity // Journal "The International Desalination & Water Reuse Quarterly", november/december- 2001 vol.11/3.

36. IAEA TECDOC-574. Use of Nuclear Reactors for Seawater Desalination. -1990.-Vienna.

37. Crisp G., Hands P., Linstrum A. (Water Corporation of Western Australia)

38. Desalination in Western Australia and its Role in Economic Development // The International Desalination & Water Reuse Quarterly, may/june 2001. - vol. 11/1.

39. Березин А.Б., Кудряшева Т.А., Смирнов Ю.К. Термический опреснитель производительностью 10 м3 дистиллята в час // Экспресс-информация "Мелиорация и водное хозяйство". Серия 3, вып.2, М., 1980.

40. Березин А.Б., Кудряшева Т.А., Егоров А.П., Клещёв С.И., Подберезный В.Л. Многоступенчатая опреснительная установка малых размеров // Proceedings 6-th International Symposium on Fresh Water from the Sea. Vol.1. 1978. -Athens.-p. 291-296

41. Мелинова JI.B., Подберезный B.JI., Шипилов В.Ю. Установка приготовления подпиточной воды для котлоагрегатов и систем теплоснабжения // Экологические проблемы промышленных регионов. Тематический сборник научных трудов. 1999. - г.Екатеринбург. - С. 59.

42. Мелинова JI.B., Никулин В.А., Подберезный B.JI. и др. Установка для водоподготовки. Полезная модель. Свидетельство № 21947, приоритет от 31.07.2001.

43. Чернозубов В.Б., Подберезный B.JI., Токманцев Н.К. Техника термического опреснения воды в системах водоподготовки и ликвидации солесодержащих промышленных стоков // Экология и технология. М., 1994 - С. 918-926.

44. Michels Т. Multiple Effect Desalination in Western Abu Dhabi // "The International Desalination & Water Reuse Quarterly" 1992. - vol. 2/№ 3.

45. Murat F., Michels T. The high performance ejecto-compression process at low temperature applied to sea water desalination (3x2500 TPD in st. Marten Caribbian Sea) // SIDEM publication. - 1989.

46. Ophir A, Manor S. The Curacao KAE LT-MED and Auxiliary Steam Turbine Project a Model for Dual Purpose MSF Plants Replacement" Israel Desalination Engineering Zarhin Process. Ltd. // Desalination. - 1987. - Vol. 57.

47. Мелинова JI.B., Никулин B.A., Подберезный B.JI. Опыт применения выпарной техники для переработки промышленных стоков // Промышленная экология. Сборник тезисов докладов научно-практической конференции 18-19 октября 2000 г.- Челябинск, 2000. С. 15-19.

48. Авербух Я.Д., Филиппов С.Н. Термодинамический анализ дистилляционной опреснительной установки с центробежным термокомпрессором // Водоснабжение и санитарная техника. 1986. - №3. - С. 8-11.

49. DePuy D.W. The Yuma Desalting Plant // International Congress "Water:Ecology and Technology". September, 1994.- Vol. III. - p. 741-756.

50. Трофимов Л.И., Подберезный В.Л., Егоров А.П. Усовершенствование процесса вакуумной деаэрации морской воды // Сборник "Вопросы атомной науки и техники". Серия: "Опреснение солёных вод". ЦНИИАтоминформ. Вып.1.5. -1974. М.

51. Трофимов Л.И., Подберезный В.Л., Егоров А.П. Усовершенствование процесса вакуумной деаэрации морской воды // Proceedings 5-th International Symposium on Fresh Water from the Sea. Vol.1. - 1976. - Athens.

52. Егоров А.П. и др. Опыт трёхлетней эксплуатации 34-ступенчатого адиабатного опреснителя // Сборник "Вопросы атомной науки и техники". Серия: "Опреснение соленых вод". ЦНИИАтоминформ. Вып. 1(8),, 1976. Свердловск - С. 8-14.

53. Заключительный отчет инв. 2079, per. № У46714, Горизонтально-трубный пленочный аппарат. Экспериментальная разработка и оптимизация конструкции трубных пучков и сепарационных устройств. // 1980.

54. Петрова Т.И., Ермаков О.С., Ивин Б.Ф. Поведение органики в тракте ТЭС с барабанными котлами // Труды IV Международной конференции по ВХР на ТЭС.- EPRI, Palo Alto, СА, USA, 1995. - С. 32.1-32.10.

55. Петрова Т.И., Ивин Б.Ф., Ермаков О.С. и др. О поведении органических примесей в тракте тепловой электростанции с барабанными котлами // Теплоэнергетика 1995. - № 7. - С.20-25.

56. Баранов Ю.С., Каблучко Н.А., Лебедев П.К., Подберезный В.Л. и др. Опыт эксплуатации опреснительных установок г. Шевченко // "Desalination". Elsevier 1983. - Vol.45 - p. 167-174.

57. Соболев E.A., Чернозубов В.Б., Подберезный В.Л., Егоров А.П. и др. Дистилляционные опреснительные установки // Труды СвердНИИхимического машиностроения. МРФАЭ. 1993. - М., С. 23-37.

58. Мелинова Л.В., Никулин В.А., Подберезный В.Л. Использование термодистилляционной техники для получения питьевой воды // IV международный симпозиум и выставка. Чистая вода России. 17-21 апреля 2001г. Тез. Докл. - Екатеринбург 2001. - С. 121.

59. Leitner G.F. Water Desalination , What Are Today's Costs? // "The International Desalination & Water Reuse Quarterly" 1992. - vol. 2. № 1.

60. Wangnick К. IDA Worldwide Desalting Plants Inventory report // Wangnick Consulting GmbH. Germany. 1999.

61. Пояснительная записка к техническому проекту А.29.556.000 ПЗ. "Установка дистилляционная опреснительная" // СвердНИИхиммаш. 1988.

62. OSW "Handbook of sea water" // Washington, D.C. 1965.

63. Вукалович М.П. Термодинамические свойства воды и водяного пара -М.: Энергия, 1965 120 с.

64. Жукаускас В.В. Конвективный перенос в теплообменниках М.: «Наука», 1982-272 с.

65. Исаченко В.П. и др. Теплопередача М.: Энергия, 1969 - 324 с.

66. El-Dessouky Н.Т., Ettouney Н.М., Al-Juwayhel F. Multiple Effect Evaporation Vapor Compression Desalination Processes // Trans IchemE - May 2000 -Vol 78- Part A.

67. Соколов Е.Я., Зингер H.M. Струйные аппараты М.: Энергия, 1970. - 273с.

68. Реагент СК-110. ТУ-245830-3391561-97. Технологический регламент на технологию применения реагента СК-110 в системах теплосети и горячего водоснабжения населённых мест и промышленных предприятий, г. Москва, 1990.

69. Госплан СССР и др. "Методика (основные положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений". М. 1977.

70. Экономика промышленности: Учебное пособие для вузов: В 3 т. М.: Издательство МЭИ, 1997. - 2 т.

71. Технико-экономическое обоснование выбора типа опреснительной установки для V-VI блоков ЗПД. ВНИПИпромтехнологии. М. 1976.

72. Пояснительная записка к техническому проекту А.29.732.000ТП. «Установка дистилляционная опреснительная ДОУ ГТПА 700В». СвердНИИхиммаш. 1992.

73. Пояснительная записка к техническому проекту А.29.737.000ТП. «Установка дистилляционная опреснительная ДОУ ГТПА 50В». СвердНИИхиммаш. 1992.

74. Седлов А.С., Шищенко В.В., Фейзиев Г.К. и др. Исследование и отработка процесса использования продувочной воды многоступенчатой испарительной установки в цикле водоподготовки // Теплоэнергетика. 1991 - № 7. - С.22-26.

75. Седлов А.С., Шищенко В.В., Ильина И.П. и др. Термическая водоподготовка и переработка сточных вод для производств с высокими экологическими показателями // Промышленнная энергетика. 1993 - № 1 - С. 1822.

76. Седлов А.С., Шищенко В.В., Ильина И.П. и др. Промышленное освоение и унификация малоотходной технологии термохимичкского умягчения и обессоливания воды // Теплоэнергетика. 2001 - № 8. - С.28-33.

77. Патент 2074122 РФ Способ термического обессоливания воды /• А.С. Седлов, В.В. Шищенко, И.П. Ильина и др.// Открытия. Изобретения. 1997. № 6.

78. Патент РФ № 2137722. Способ термохимического обессоливания природных и сточных вод / А.С. Седлов, В.В. Шищенко, // БИ. 1999 №26.

79. Седлов А.С., Шищенко В.В., Ильина И.П., Сидорова С.В. Малоотходная технология обработки воды на ТЭС // Материалы Межд. Научно-практ. Конф. «Экология энергетики 2000». - М.: 18-20 октября 2000. - С. 183-184.

80. БелНИПИэнергопром. «Проект реконструкции водного хозяйства и систем канализации Волжской ТЭЦ-1 по малосточной технологии с блоком термоводоподготовки. Пояснительная записка. Минск. 1997.

81. Государственный Ракетный Центр «КБ им. академика В.П Макеева». «Цех термоводоподготовки Волжской ТЭЦ-1». Пояснительная записка к техническому проекту. Миасс, Челябинской обл. 1996.