автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Исследование замкнутых систем оборотного водоснабжения тепловых электрических станций (Применительно к республике Сирия)

ХАРЬКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УШШЕРС1ГГЕГ СТРОИТЕЛЬСТВА. И АРХИТЕКТУРЫ

г* ОД

' ! О

На правах рукописи

- ц ¡щ:

ШД МАЗШ

5ДК 628,1:621.311.22

ШСЛЕДОВШЕ ЗАМКНУТЫХ СИСТЕМ ОБОРОТНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ТЕГШОВ1К ЭЛШРШШИХ СТАНЦИЙ

(Применительно к республике Сирия)

05.23.04 - Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных реоурсов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Харьков - 1994

Диссертацией является рукопись.

Работа выполнена в Харьковском Государственном техническом Университете строительства и архитектуры.

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор ШГГО1ЯТ Г»С.

Официальные оппоненты: член-корр.КА. Украины,

доктор технических наук, профессор ДУШКИН С.С.

кандидат технических наук доцент НАЙМОВ к.Я.

Ведущая организация: Украинский государственный институт по

проектированию металлургических заводов (Укргипромез)

Защита состоится " Ч "^€^£4x^1934 г. на заседании специализированного ученого Сов та Д 02.07.01 в Харьковском Государственном техническом Университете строительства и архитектуры, 310002, г.Харьков-2, ул.Сумская, 40.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Харьковского Государственного технического Университета строительства и архитектуры, г.Харьков-2с ул.Суизкая» 40.

Автореферат разослал 1994 г.

Ученый секретарь специализированного ученого Совета, канд. техн.наук, доцент

.Колотило

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИК РАБОТЫ

Актуальность работы. Основным направлением рационального использования вода на тепловых электрических станциях (ТЗЦ или ТЭС) является создание замкнутуч систем водоснабжения, исшшча-щих сброс отработанных вод в водоем. Достаточно отметить, что одна современная ТЭЦ или ТЭС потребляет 250-300 тыс.ы3/ч воды. Основное количество вода (до 90 % от общего расхода) на тепловых электрических станциях попользуется для охлаждения и кон -денсации пара.

На современных ТЗЦ и ТЭС свежая вода используется ва следующие цели:

1) восполнение потерь вода в системе оборотного водоснабжения конденсаторов паровых турбин;

2) использование вода на нуяда химводаочистки;

3) использование вода на нужда гидрозолоудаления при ис -пользовании в качестве топлива угля;

4) восполнение потерь вода в системе оборотного водоснабжения газоочисток. '

На ТЗЦ и ТЭС образуется несколько видов сточных вод и шла-

мов:

I) продувочные воды с по теш оборотного водоснабжения кон -денсаторов паровых турбин. Количество этих вод достигает I % от расхода циркулирующей воды и колеблется от 100 до 3000 м3/ч;

2) засолонешше сточные воды от регенерации ионно-обмен-ных фильтров;

3) замазучеянне сточные вода;

4) сточные воды системы гидрозолоудаяения;

5) поверхностно-ливневый сток с территории предприятий;

6) известковые шламн химводоочисток, шламы газоочисток, зола и др. твердые и жидкие отходы.

Из изложенного следует, что создание вкологически чистых систем оборотного водоснабжения тепловых электрических станций является весьма актуальной задаче^ как. для стран СНГ, так и для республики Сирия, испытывающей острый дефицит пресной водя. В первую очередь, это относится к системам водоснабжения конден-

саторов паровых турбин.

Дедыо диссертационной работы являехоя разработка технических решений, обеспечивающих работу систем оборотного водоснабжения конденсаторов паровых турбин в замкнутом режиме, исключающем сброс сточных вод в водоемы, применительно к Республике Сирия.

Научная новизна работы:

1. Выполнено научное обоснование возмояности создания замкнутых систем оборотного водоснабжения коцценсаторов паровых турбин ТЭЦ и ТЭС с исключением со'роса нагретых а засоленных вод в водоемы;

2. Исследовано влияние роста солесодержания оборотной воды и его компонентов на интенсивность образования плотных солевых отло -кений (карбонатных и гипсовых) а интенсивность коррозионного износа различных металлов;

3. Предложены новые зависимости дня.определения влияния компонентов солесодеряания воды на равновесную щелочность.Это относится к концентрациям хлоридов, сульфатов, кальция, магния,' о кисляем ости;

• 4, Разработаны технические решения, обеспечивающие управление . водно-химическим режимом замкнутых систем оборотного водоснабжения конденсаторов паровых турбин.

Практическая значимость работы:

1. Обоснование возможности создания замкнутых систем оборотного водоснабжения конденсаторов паровых турбин ТЗЦ и ТЭС о исключением сброса сточных вод в водоеш, применительно к условиям Республика Сирия;

2. Обоснование использования в качестве подпитки замкнутых систем оборотного водоснабжения ТЭД и ТЭС воды о высоким солесодержанием;

3. Разработка технических реоеяий.позволяивдх управлять водно-химичеоким рехимоы рабоги замкнутых систем оборотного водоснабже -ния ТЭЦ и TSC;

4. Заинтересованность в результатах диссертационной работы подтверждена письмом Дамасского университета (Республика Сирая). Письмо приложено в диссертационной раЬоге.

Методология исследований. Попользовано современное оборудование стран СНГ и других странСГермения,Венгрия и др.) для исследования «гизико-хшшческих свойств, структуры в состава осадков.

Для обработки вкспериментальных данных использованы современные методы отатистической обработки.

Точность инструментальных замеров некоторыми приборами составляет % 0,5 %, точность интерполяции экспериментальных данных -5-10/5 что достаточно для инженерных расчетов.

На защиту выносите^:

1. Научное обоснован:« возможности создания замкнутых систем оборотного водоснабжения конденсаторов паровых турбин;

2. Обоснование использования для восполнения безвозвратных потерь воды в системах оборотного водоснабжения конденсаторов паровых турбин вода с высоким солесодержаяием.

3. Технические решения, позволяющие управлять водно-химическим режимом работы полностью замкнутых систем оборогного водоснабжения конденсаторов паровых турбин.

Апробапия работы. Основные результаты исследований и главные положения диссертации докладывались и обсуждались на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава Харьковского инженерно-строительного института в 1992-1994 гг.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ, получено положительное решение на выдачу патента Российской Федерации.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения-, пяти глав, общих выводов и содержит 174 страницы машинописного текста, 40 таблиц, 25 рисунков и I приложение. Список литературы включает 113 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работа, сформулированы цель и задачи исследований, научная новизна, практическая значи -мость, положения, защищаемые автором.

В первом разделе рассмотрены существующие схемы водоснабжения промышленных предприятий и тепловых электростанций. Приведен ана -лиз применяемых норм (требований) качества вода в системах оборотного водоснабжения с точки зрения величины общего солесодержания, включая хлориды, сульфаты,, кальций, магний, щелочность, окисляе -мость и т.д. Алализ литературных данннх показал, что рост солесодержания и концентраций отдельных его компонентов (например, хлоридов а сульфатов) в нейтральных средах снижает скорость коррозионного износа трубопроводов и оборудования.

Рассмотрены существующие метода стабилизационной обработки оборотной вода о целью предотвращения плотных солевых (карбонатных и гипсовых) отлокений. Наиболее перспективными являются физические метода, заключающиеся в применении электрического тока, магнитного, ультразвукового поля и др. Однако, в настоящее время наиболее распространены реагентные метода обработки вода.

На основании литературного обзора я изучения передового опыта сформулированы цель, научные и прикладные задачи диссертационной работы.

Во втором разделе рассмотрены особенности водного хозяйства ряда ТЭЦ и ТЭС, что позволило сопоставить опыт их эксплуатации, определить основные недостатки и наметить пути совершенствования действующих оштем оборотного водоснабжения, как в странах содружества независимых государств (СНГ), так и в Республике Сирия. Установлено, что системы водоснабжения конденоат.оров паровых турбин работают в незамкнутом режиме с продувкой, достигающей 10 % от расхода циркулирующей вода. Работа конденсаторов осложняется " образованием плотных солевых (преимущественно карбонатных) отложений и коррозионным износом. Имеются примеры использования для указанных потребителей морской вода. Однако, в этом случае пов -семестяо применяют пряыоточяпе схемы водоснабжения. При применении морской вода в- системе водоснабжения конденсаторов паровых турбин ча ТЭЦ в городе Баниясе (Сирия) интенсивность солевых отложений и коррозионного износа металла не превышает интенсивность аналогичных явлений, имеющих место на ТЭЦ, работающих на пресной воде.

Подробно рассмотрен опыт эксплуатации системы водоснабжения ТЭД в городе Мхарда (Республика Сирия). Источником подпиточной воды для этой системы —аляется река Аль-Ассы. Вода этой реки отли -чается повышенной минерализацией. Определены водный и солевой (материальный) балансы этойсистеш и на этой ослове установлена истинная величина, продувки вода в водоем, достигающая 10 % и более от циркулирующего расхода воды. Выполнены расчеты по определению стабильности химического состава оборотной вода. Установлено,что в системе образуются карбонатные отложения по тракту движения вода как при существующем водном балансе, так и при исклетении продувки.' ■■' •'■■"■

В третьем разделе приведены результаты ко следованиЛ по определению влияния солесодержания и его компонентов на образование плотных солевых отложений и коррозионный износ различных металлов. Исследования проводили в динамических и статических условиях на модели циркуляционного контура и термостатических ячейках при различных температурах. Измерение температуры нагрева поверхности контрольной кварцевой трубки осуществляли с помощью термоэлектрического термометра цифрового типа ТТЦ-1-1-02 "Ватра", позволяющего измерять температуру в диапазоне от 0 до 600 °С. Класс точности прибора ± 0,5 °С, Температура нагрева наружной поверхности кварцевой трубки достигала 80-100 °С, что значительно превышает температуру нагрева трубок конденсаторов паровых турбин. Это создает более жесткие условия эксперимента по сравнению с ре&чьннми условиями и позволяет о уверенностью переносить по: /ченнне результаты в натуру.

Исследования на модели замкнутого циркуляционного контура с минимальными потерши воды на капельный уноо на градирне показали, что коэффициент концентрирования может достигать величины 30-40. При этом общее солесодержание оборотной вода достигает 40-50 г/л, в том числе, хлоридов - 13-15 г/л, сульфатов - 10-12 г/л, общей жесткости - 180-200 мг-экв/л. Эти величины солесодеряания дости -гантся при подпитке системы водой, отличающейся высокими концеп — трациями солей, что характерно для многих регионов земного шара, например, Донбасс, Средняя Азия, Бпикний Восток, Африка и др.

Установлено, что рост солесодержания и его компонентов не только не вызывает интенсификацию процесса образования карбонат -ных и гипсовых отложений, а, наоборот, предотвращает их. При этом в диапазоне величин до 10-12 интенсивность карбонатных отло -женмй колеблется в широких пределах. При К^. = 10-12 и более ин -те-коивность отложений снижается до некоторой минимально Я в личины, которая остается на постоянном уровне до = 25-30 и более (см. рис. I).

Для обработки экспериментальных данных, характеризующих зависимость интенсивности карбонатных отложений ) от величины солесодержания или,другими словами,от коэффициента концентрирования хорошо растворимых солей (1^), применен метод нчнненьпнх квадратов. Получены следующие аналитические выражения*

Кривая I У =-3.2.10^+1,39.Ю-2. 1^-0,Г41^4-0,398 (I)

Кривая 2 2 =-2,59. Ю-5.К^+1,9.Ю-3. К2-4,58.ТО2. К-ьО, 373 (2) Кривая 3 ^в-З.ЭЭ.Ю^.^+Г.^.Ю^.^-0,1581^+0,588 (3) Кривая 4^Э,27.10-6.!§+1,01;Ю-3.1|^3,45Л<Г21Ы),39 (4)

Выработана гипотеза, объясняющая уменьшение карбонатных и отсутствие гипосанх отложений с ростом солеоодержаяия оборотной вода. Физико-химическая сущность этой гипотезы заключается в одновременно протекающие двух взаимосвязанных процеооах:

1)' увеличение концентраций зародышей кристаллов карбоната кальция в объеме вода. Они являются центрами кристаллизации для плохо растворимых солей карбоната и сульфата кальция;

2) увеличение концентрации хлоридов и сульфатов в оборотной воде снижает адгезионную способность образующихся 1фисталлов плохо растворимых солей. Это приводит к повышению концентрации зародышей кристаллов плохо растворимых солей в объеме циркулирующей в контуре вода.

Установлено также, что увеличение солесодерасанвя оборотной вот не интенсифицирует процесс коррозионного износа металлов: СТ-3, латунь» нержавеющая сталь («.л.табл.1).

. Изучена структура и химический состав осадка, образующегося в замкнутом циркуляционном контуре, Исследования проводили мето -дами оптической и электронной микроскопии, рентгенофазного и термографического анализа» а также химического анализа. При атом использовано следующее современное оборудование: автоматический структурный анализатор "Элшэант" (фирма Карл Цейсс Йена, ФРГ), стереоскопический микроскоп МПСУ-1, электронный микроскоп ЗМВ-ЮОБ дифрактометр ДРОН-ЗМ, дериватограф фирмы ГОМ (Венгрия) и др. Установлено , что образующиеся на контрольных участках плотные солевые отложения состоят из карбоната кальция. Осадки» образующиеся при различных режимах работы циркуляционного контура, отличаются по химическому составу. При подпитке контура водой с высоким солесо-держаяием в составе образуадегося осадка практически отсутствует гшс. Осадок при этом представляет монофазное вещество, состоящее из СаС03(П).

Э четвертом разделе приведены результаты исследований по определению равновесной щелочности, вода в условиях работы замкнутых ойотем оборотного водоснабжения.

от солесодеркшшя (величины . 1-температура оборотной йоды 36 °С; подпитка водой р.Аль-Асси ; «¡-температура оборотной йоды 40°С; подпитка водой р.Аль-Лссы ; с уменьшенной щелочностью;

3-температура оборотной води 40 °С;'подпитка оодой р.Аль-Лссы;

4-тсмперотура оборотной вода 40 °С ; подпитка водопроводной водой г.Харькова

Таблица I

Зависимость скорости коррозии от солесодержаяия в циркуляционном контуре

Г ' Л О

(1 СО

О Р- о

о о

к »

«

К

Ч О, a

а ОН) «а ■ о о а>

> J»

i Щ к ® и.

, i 2 3

S

р.

а> а £ <и

S

со

а>

А *

а> я С

¥ SX

я &

о о

(D «

О

о o

<D «

3g

ХЭ Bt

o aj

P< o

Й

o

8

В башне градирни

Стальной образец

ч

э J4

10

Латунный образец

«

о ti

II

12

В бассейне градирни

СтаяьноЗ образец

ч

о

ir

СО

■*о

ж

Латунный образец

«

о Pl

"Ж

тг

0

1

1 1532 40 4 23,61 30620 9920 8015 0,04 4 0,005 2 0,03 4 0,005 2

2 2040 40 6 25,14 34850 10570 8940 0,035 4 0,005 2 0,025 4 0,004 2

3 33S0 40 5 25,20 35000 10930 9100 0,009 3 0,005 2 0,01 3 0,004 2

4 4950 40 5 30,5 42150 13800 10980 0,0(77 3 0,003 2 0,01 • 3 0,003 2

Ряд авторов (Ланяедье, Ризнар и др.) рекомендуют, определять стабильность води но величине рН. Другие авторы (Кучеренко, Круиель, Пантелят, Шуб и др.) считают, что показатель стабильности вода по равновесной щелочности'имеет преимущества,.так как дает возможность количественно оценить отклонение химического состава рассматриваемой воды от стабильного состояния, что позволяет правильно"выбрать метод стабилизационной обработки вода.

До настоящего времени для определения равновесной щелочности води в системах водяного охлаждения специалисты часто использовали эмпирическую формулу Крутеля. Однако, эта формула применяется в ограниченном интервале температур и не учитывает раздельного влияния солей кесткоети, сульфатов, хлоридов и др. Эта зависимость не применима к оценке стабильности воды в замкнутых системах оборотного во -доснабжения, где концентрации компонентов химического состава воды достигают значительных величин.

В последние 5-10 лет для определения равновесной щелочности вода применяют зависимость, предложенную Пантелятом и Шуб. Эта зависимость учитывает влияние компонентов солевого состава воды. Однако, эта формула базируется на результатах исследований, полученных при сравнительно низких величинах оолесодержания (до 1000-1200 мг/л) вода. -

В объеме настоящей работы на основании экспериментальных исследований пол; ¡ена новая зависимость (6), уточняющая ранее предложенную. Новая зависимость представляет собой произведение коэффициентов, учитывающих влияние температуры вода и основных компонентов солево -го состава: хлоридов, сульфатов, кальция, магния, окисляемости на равновесную щелочность вода определенного химического состава. В результате исследований подтверждено, что равновесная щелочность снижается с повышением температуры вода (см.рис.2а), Экспериментальные данные, приведенные на рис.2я,обработаны методом наименьшил. квадратов. Получена следуищая зависимость:

Щ =» - 0,9506 . Ю-4'С3 0141 ^-0,83491 +17,3053 (5)

Существенно расширен диапазон вёличщ} оолесодержания (до 30-50 г/л и более), что позволяет применять уточненную зависимость для практически всех систем оборотного водоснабжения, работающих о подпиткой водоЛ любого качества, включая вода о виз экой минерализацией, в том числ«, морскую воду:

солевого состава вода на равновесную щелочность а - температура; б - хлорида; в - сульф-ты; г - магний; д - кальций; е - окисляемость.

а = в . rtj , п2 . tig . п4 . п5 (6)

где: а - равновесная бикарбояатная щелочность рассматриваемой года/, мг-экв/л;

в - равновесная бикарбонатная щелочность воды известного химического состава, мг-экв/л;

rij- поправочный коэффициент, учитывающий вли-лие хлоридов на равновесную щелочность вода;

П2~ поправочный коэффициент, учитывающий влияние сульфатов иа равновесную щелочность воды;

Пд- поправочный коэффициент, учитывающий влияние ионов магния;

Д4- поправочный коэффициент, учитывающий влияние ионов ' кальция;

Пд- поправочный коэффициент, учитывающий влияние окпсляе-мости рассматриваемой вода,

Для определения равновесной щелочности исследуемой вода произвольного химичеокого состава использован метод физико-химического моделирования. Переход от параметров модели (вода известного ' ■химического состава) к параметрам объекта (исследуемой воды) вы -полнен с помощь» критерия подобия (формула' (6) ) , где а- равновесная щелочность объекта; в - равновесная щелочность модели;

- (L=» 1,5) - масштабные факторы, описывающие влияние различных компонентов хищнического состава на соотношение параметра (равновесной щелочности) модели и Объекта.. .

Критерий подобия (б) позволяет определить равновесную щелочность исследуемой воды расчетным путем без проведения специальных экспериментальных исследований.

Ииже приведет/ математпчеокне зависимости для масштабных факторов а^ - (L = 1,5), полученныэ по результатам аксаериментов.выполненных в объеме настоящей работы, Прв этом получейа точность интерполяции, достаточная для выполнения инженерных расчетов по предложенному критерии подобия (5-10 %). ■

В процессе выполнения работы установлено, что влияние компонентов солевого состава на равновесную щелочность воды не одина ково при различных концентрациях компонентов. В частности, уста новлено, что о увеличением концентрации сульфатов н хлоридов рао- ' тет равновесная бикарбонатная щелочность воды. При этом при кон >~ центрацни сульфатов и хлоридов до IOOO-IIOO иг/л рост равновесной

щелочности более существен, чем при концентрации от IIOO до 8400 мг/л, а при концентрации, превышающей 8400 иг/л, рост равновесной щелочности прекращается.

Отмеченная закономерность позволила предложить для каждого коэффициента зависимости для расчета на различных отрезках экспе-риментальш-Х кривых (см.рис. 2 а, б, в; г, д, е).

Для коэ&фщциента rij экспериментальная кривая разделена на четыре участка: первый - при концентрации хлоридов до 600 мг/л; второй - 600-2400 мг/л; третий - 2400-5S00 мг/л; четвертый -- 5600-7900 мг/л и более.' Математическая обработка экспериментальных данных позволила получить для каждого участка следующие зависимости:

= iij + °'99i - ШГо * I.» ;

• (7)

цт. . с _JL_ + 1,22; nTfi,v= + 1,33

33584 120000

Для коэффициента П2 экспериментальная кривая разделена на четыре участка: первый - до 800 мг/л; второй - 800-1200 мг/л; третий - 1200-3200 мг/л; четвертый - более 3200 мг/л. Получены следующие зависимости:

п?(тЛ =* ;r= + 0»96S; п?(<л = +1,12

2917 ги> 6667 (8)

- -+ 1,204; ß9UV = —5— + 1,407

г{3> 12500 2W • 60000

Для коэффициента п^ кривая разделена на следующие участки: первый до 1,72, второй - 1,72-5,15; третий - 5,15-10,30; четвертый - более 10,30. Получены следующие зависимости:

О С

П„{_. о —. + 0,85; « --- + 1,114

ЗШ 4,8 12,44 (9)

П3(Ъ) ш - + Х,342; » -2- + 1,722

30,46 334

Изменение pa* 'овесной щелочности в результате влияния ионов кальция определяется поправочным коэффициентом п^, Кривая представляет собой гидерболу. На участки ее не делим.

п „ + 0,315 (10)

4 С

Изменение равновесной щелочности воды в результате влияния окисляемости определяется коэффициентом Пд. Кривая разделена на два участка: первый - 3,6-12,0 мг/л; второй - 12,0-18,0 мг/л. Получены следующие зависимости:

П[-т = + 0,77

ьш 18,18 (П)

= + 1,37

200

Пятый раздел посвящен разработке технических решений по использованию воды в замкнутых системах оборотного водоснабжения ТЭЦ и ТЭС. Технические решения разработаны на основе обобщения опыта эксплуатации существующих систем оборотного водоснабжения, а также результатов исследований, выполненных в объеме настоящей работы. Указанные системы оборотного водоснабжения рекомендуется проектировать работающими в беспродувочном режиме с исключением сброса воды в водоемы. При этом в качестве подпитки может быть использована вода с любой минерализацией.

Технические решения дифференцированы таете в зависимости от типа водоохлаздающих устройств (градирен). Например, при подпитке речной водой с обычной минерализацией и щелочностью до б мг-экв/л и при применении градирен обычных конструкций (^ = 3-4) для предотвращения кароонатных отложений рекомендуется применять новый метод стабилизационной обработки оборотной вода о помощью смеси триполифосфата натрия с полидером демптвддиалкиламонийхлорвда (ВПК-402). При применении градирен с уменьшенным капельным уносом вода (0,05 %) и ^ = 20-22 указанные выше решения должны йыть дополнены установкой для умягчения подпиточной вода до щелочности 0,5-0,6 мг-экв/л. Это исключает образование как карбонатных, так и гипсовых отлояений.

При подпитке систем водоснабжения водой с повышенной минерализацией и применении градирен с. усовершенствованным каплеулоэи-телем (К.,. = 20-22) концентрация солей в оборотной воде достигает 30-50 г/л, в том числе, хлоридов 10-15 г/л, сульфатов - 8-10 г/л; кальция - 100-200 мг-экв/л; магния - 30-100 мг-экв/л. В начальный период эксплуатации системы водоснабжения следует предусмотреть умягчение подпиточной воды до щелочности 0,5-0,6 мг-экв/л. После достижения К^ = 10-12 умягчение подпиточной воды следует прекра!-

тить. При этом карбонатные и гипсовые отлояения не будут образовываться за счет высокой концентрации хлоридов. Рекомендуемая схема представлена на рис.3.

Основные результаты работы

I. Системы водоснабжения конденсаторов паровых турбин ТЗЦ и ТЭС, как в странах СНГ, так к в Республике Сирия работают в не -замкнутом рекше с продувкой, достигащей 10 % от расхода циркулирующей воды.

2. Работа конденсаторов паровых турбин действующих ТЭЦ п ТЭС осложняется образованием плотных солевых (преимущественно карбонатных) отлохений и коррозионным износом;.

3. При проектировании полностью замкнутой системы оборотного водоснабжения новой ГРЭС Ростовской области, отличающейся минимальными потерями вода на капельный унос на градирнях, определено, что еолесодеркание оборотной воды будет достигать значительных величин (30 г/л и более), что приближается к составу морской вода. При этом следует ожидать существенных затруднений в эксплуатации, связанных с образованием интенсивных карбонатных и гипсовых отложений.

4. При применении морской вода.в системе водоснабжения конденсаторов, паровых -турбин на ТЗЦ в городе Баниясо (Сирия) интенсивность оолввих отложений'и коррозионного износа металла не превышает интенсивность аналогичных явлений, .«кекицих место на ТЭЦ, работащих на пресной воде;

5. Исследования на модели полностью заы;шутого циркуля -цнонного контура с-минимальными потерями вода на капельный унос па градирне показали, что величина коэффициента концентрирования может достигать величины 30-40. При этом общее содесодержание оборотной воды достигает 40-50 г/л,.в том числе, хлоридов -

- 13-15 г/л; сульфатов - 10-12 г/л; общей жесткости - 180-200 мг-экв/л. Эти величины содесодерхания достигается при подпитке системы водой, отличавшейся una о юти концентрациями солей, что характерно для многих регионов, например, Донбасс, Ближний Восток, Африка и т.,, а также при использовании дл._ водоснабжения морокой поди.

Рис. 3. Рекомендуемая схема водоснабжения ТЭЦ 1-береговая насосная станция; 2-нахопитель ; 3 - конденсатор паровых турбин; 4-маслоохладйтель ; 5-циркуляционный насос ; 6-резервуар холодной поды; ?-резервуар горячей воды; 8-градирня1; 9-емкость для дозирования полифо'сфатов; 10-емкость для хранения почимера; П-еи-кооть для приготовления смеси полимера с полифосфатом; 12-нпсосы--доэаторы типа НД

6. Установлено, что рост солесодержания и его компонентов не только не вызывает интенсификацию процесса образования кар -бонатных и гипсовых отложений, а наоборот предотвращает их.

При этом в дн.лазоне величии Кк до 10-12 интенсивность карбонатных отложений колеблется в широких пределах. При Kj. 10-12 интенсивность карбонатных отложений снижается до некоторой минимальной величины, которая остается на постоянном уровнб До ^ = 25-30 и более.

7. Выработана гипотеза, объясняющая снижение карбонатных и отсутствие гипсовых отложений с ростом солесодержания оборотной воды. Физико-химическая сущность этой гипотезы заключается в одновременно протекающих двух взаимосвязанных процессах;

7.1. Повышение концентраций зародышей щ>исталлов карбоната кальция в объеме воды. Они являются центрами кристаллизации для' плохо растворимых солей карбоната г. сульфата кальция.

7.2. Повышение концентрации хлоридов и.сульфатов в оборотной воде снижает адгезионную способность образовавшихся кристаллов малорастворш.шх солей. Это приводит к повышенно концентрации зародышей кристаллов плохо растворимых солей в объеме циркулирующей в контуре воды,

8. Рост солесодержания оборотной воды не интенсифицирует процесс коррозионного износа металлов: сталь 3, латунь, неряа-веэдэя сталь.

9. Разработаны технические решения по использованию воды в замкнутых (без продувки) системах оборотного водоснабжения конденсаторов паровых турбин ТЭЦ и ТЗС при подпитке водой различной минерализации:

9.1. Подпитка речной водой о обычной минерализацией и щелочность» до 6 мг-экв/л.

При применении градирен обычных конструкций (К^. = 3-4) для предотвращения карбонатных отложений рекомендуется применять новый метод стабилизационной обработки оборотной поды с помощь® смеси трпполкфос^ята натрия с полимером диметилдиалкиламоний-хиорлдя (В1Г.-'.02).

При применении градирен с уменьыеннвд капельным уносом воды (0,05 %) и Кк « 20-22 указннниа вьие решения доданы быть дополнен» установкой для умягчения подпкточной вод:-; до щелочное-

та 0,5-0,6 мг-экв/л. Это исключает обрчзот ите, кяк карбонатных, так и гипсовых отложений.

9.2. Подпитка водой из поверхностных источников о повышенной минерализацией.

Использование такой воды не препятствует созданию замкнутая систем оборотного водоснабжения, исключающих сб^ ;>с сточных вод в ьодоемы (т.е. без продувки), как при применении градирен обычных конструкций (К^ = 3-4), так и градирен с усовершенствованным каалеуловителем (К^ = 20-22). В последнем случае концентрация солей в оборотной воде достигаем .30-50 г/л, в том числе, хлоридов - 10-15 г/л, сульфатов - 8-10 г/л, кальция - 100-200 мг-экв/л, магния - 80-100 мг-экв/л«

До достижения величины К,^ => 10-12, то-есть, в начйлънпй период эксплуатации системы водоснабжения, следует предус.мот-реть умягченче подпиточной воды до щелочности 0,5-0,6 мг-эки/л,-После достижения Кк = 10-12 умягчение подпкточной'водн следует прекратить. При этом карбонатные и гипсовые отложения не будут образовываться за счет высокой концентрации хлоридов.

10. Экономический эффект от применения разработанных технических решений составляет I млрд. 825 млн.карб. в ценах .1994 г.

Основнке положения диссертации опубликованы в следуэдих работах: - •

1. Пантелят Г.С., Абуд Мазен, Исследование интенсивности солевых отложений и коррозии в оборотных циклах водоснабжения // Водоснабжение и санитарная техника.- 1993,- й 12.

- С, 35-36.

2.Пантелят Г.С.Дбуд Мазен. Разработка замкнутых систем оборотного водоснабжения конденсаторов паровых турбин тепловых электрических станций/ Арабский инженер;Дамаск.-1994,-С.49-50.

3. Пантелят Г.С., Абуд Мазен. К вопросу о создании замкнутых систем оборотного водоснабжения тепловых электриче ских станций // Повышение Эффективности строительства. Тезисы докладов научно-технической конференции Харьковского инженерно-строительного института (ХЖИ).Харьков.-19ЭЗ,- С.9.

4. Пантелят Г.С., Абуд !."лзен. Нормирование солесодержания в замкнутых системах оборотного водоснабжения // Повышение вф-фективностл строительства. Тезисы докладов научно-технической конференции Харьковского затенерно-строительного института (Х}!СИ).-Харьков.- 1992.-С. II.

5. Кбул Мазен, Пантелят Г.С. Исследование влияния различных факторов на равновесную щелочность воды в замкнутых систе-

• мах оборотного водоснабжения // Повышение эффективности строительства. Тезисы докладов научно-технической конференции Харьковского инженерно-строительного института.- Харьков.- 1994 г. - С. 15.

6. Положительное репение яа выдачу патента Российской Федерации "Способ управления водно-химическим режимом работы систем оборотного водоснабжения теплових электрических стан -ций". Заявка !' 93001671/26 (001370) от II.01.1993 г. С02Р5/00/ Кучеренко Д.И., Пантелят Г.С., Абуд Мазеп.

About! Mazen. Research of Closed Circulating Systems of Water-Supply for Thermal Electric Power Stations.

.Candidate of Technical Science Dissertation. Speciality 05.23.04 — Water-Supply, Sewerage, Building Systems for Guarding of Water Resources . Kharkov State Technical University of Building and Architecture, Kharkov, 1994.

Dissertation contains experimental facts permitted to offer new dependences for definition influence of salt composition components on balance alkaline for water with various salt maintenance under 30-50 g/1 and more. Technical decisions have been elaborated on using of water in closed circulating systems of water-supply tor condensers Of steam turbines of thermal electric power stations.

-

Лбуд Мазей. Исследование замкнула систем оборотного водоснабжения тепловых электрических станций.

Диссертация на соискгшиё ученой степени кандидата технически: наук по специальности 05.23.04 - водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов, Харьковский государственный технический университет строительства й архитектуры, Харьков, 1994. .

Диссертация содержит экспериментальные данные, позволившие предложить новые зависимости для определена влияния компонентов солевого состава воды на равновесную прочность для вод с различным содержанием солей, до 30,0-50,0 г/л и более. Разработаны технические решения по использовании воды в зам- ' кнутах системах оборотного водоснабжения конденсаторов паровых турбин тепловых электрических станций.

КлючовГ слова:

Сольовий оклад, рЪэноврзна луян!сть, си-зтеми оборотного водопостачання.

Лодп.к печати 0&44.Ф4. Формат 60x 8% 1/16, Офсетная печать, 1,0 усл.пэч.л.; 1,0 уч.изд.л. Тираж 100, Заказ 168.

Участок оперативной печати Харьковского Г." У. '3121>1, п/о "Коммунист-!", учебный городок.