Разработка и исследование малоотходных комплексов водопользования на ТЭС

Хазиахметова, Фарида Раисовна

Энергетические системы и комплексы

автореферат диссертации по энергетике, 05.14.01, диссертация на тему:Разработка и исследование малоотходных комплексов водопользования на ТЭС

кандидата технических наук: Хазиахметова, Фарида Раисовна
город: Москва
год: 2010
специальность ВАК РФ: 05.14.01

Диссертация по энергетике на тему «Разработка и исследование малоотходных комплексов водопользования на ТЭС»

Автореферат диссертации по теме "Разработка и исследование малоотходных комплексов водопользования на ТЭС"

На правах рукописи

Хазиахметова Фарида Раисовна

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МАЛООТХОДНЫХ КОМПЛЕКСОВ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ НА ТЭС

Специальность 05.14.01 - "Энергетические системы и комплексы"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 П МАЯ 2010

МОСКВА 2010

004602535

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Московский энергетический институт (Технический университет)» на кафедре «Тепловые электрические станции».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Шищенко Валерий Витальевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Малахов Игорь Александрович

кандитат технических наук, старший научный сотрудник Бсгловский Александр Викторович

Ведущая организация: Институт МОСЭНЕРГОПРОЕКТ, г.Москва

Защита состоится «27» мая 2010 года в 14 час. 00 мин. в аудитории Б-205 на заседании диссертационного совета Д 212.157.14 при Московском энергетическом институте (Техническом университете) по адресу: г. Москва, ул. Красноказарменная, д.!7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского энергетического института (Технического университета).

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенные печатью организации) просим направлять по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д.14, Ученый совет МЭИ (ТУ).

Автореферат разослан «_» апреля 2010 года

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.157.14 кандидат технических наук, доцент

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы

Предприятия электроэнергетики являются одним из основных потребителей природных ресурсов и источником негативного воздействия на окружающую среду, доля электроэнергетики в общем потреблении пресной воды промышленностью в нашей стране составляет около 70%. За 2008г. суммарный забор воды из природных водоисточников составил 80,Зкм3, сброс сточных вод (СВ) - 52,0 км3 . Из них на производство и распределение электроэнергии, газа и воды приходится: забор воды -44,9км3, сброс СВ - 37,8км3, из них загрязненных СВ - 9км3. При этом плата за забор воды и сброс загрязняющих веществ со СВ оказывается значительной. В связи с этим весьма актуальной становится задача сокращения водопотребления и сброса СВ для предприятий энергетики. Решением её является создание малоотходных комплексов водопользования, позволяющих максимально использовать поступающую в технологический цикл воду и сократить сброс СВ и содержащихся в них компонентов.

Основная часть воды используется на тепловых электростанциях (ТЭС) для охлаждения конденсаторов турбин и вспомогательного оборудования. Сокращение этой части вод в комплексе водопользования ТЭС реализуется применением оборотных систем охлаждения (СОО). При этом появляется возможность утилизировать в СОО ливневые и талые воды с территории ТЭС, а также технологические замазученные и замасленные СВ после соответствующей очистки по существующим технологиям.

Дальнейшее сокращение водопотребления возможно за счёт использования продувочной воды СОО в качестве исходной воды водоподготовительных установок (ВГ1У). В технологическом цикле ТЭС используется сверхчистая глубоко обессоленная вода для питания котлов и умягчённая зода для подпитки тепловых сетей. Подготовка воды такого качества в основном осуществляется методом ионообменного обессоливания (ИО), что связано с применением химических реагентов и образованием большого количества минерализованных СВ. Такие воды содержат значительное количество хлорид- и сульфат-ионов, имеющих жесткое ограничение по предельно допустимым концентрациям (ЦДК). Кроме негативного влияния на биологические организмы, сульфаты и хлориды оказывают разрушающее воздействие на конструкции из бетона и железа. В связи с этим в последнее время уделяется повышенное внимание и другим технологиям получения обессоленной воды - мембранным и термическим. Применение их позволяет значительно сократить количество используемых реагентов и сброс загрязняющих веществ со СВ.

Экономическая и экологическая эффективность технологий обработки воды и всего малоотходного комплекса водопользования на ТЭС во многом зависит от конкретных условий её эксплуатации. В этих условиях разработка и исследование соответствующих решений являются актуальными.

Цель работы

Диссертация посвящена разработке и исследованию малоотходных комплексов водопользования на ТЭС с использованием наиболее перспективных технологий обработки воды, позволяющих снизить негативное воздействие ТЭС на гидросферу.

Задачи работы:

• исследовать в опытно-промышленных условиях процесс приготовления регенерационного раствора из продувочной воды испарителей и СВ от натрий-катионитных фильтров и регенерации этих фильтров полученным раствором;

• исследовать в опытно-промышленных условиях процесс кристаллизации гипса из сточных вод натрий- и водород-катионитных фильтров;

• исследовать в опытно-промышленных условиях работу осветлителя при подаче в него продувочной воды СОО и смеси СВ ВПУ;

• разработать предложения по повышению эффективности работы малоотходного комплекса водопользования Казанской ТЭЦ-3;

• разработать малоотходные комплексы водопользования на ТЭС на базе наиболее перспективных технологий обработки воды и результатов выполненных исследований;

• разработать методику и программу расчета малоотходных комплексов водопользования, определить с её помощью оптимальные условия их применения, провести анализ экологической и экономической эффективности различных схем ВПУ с пониженным сбросом СВ и загрязняющих веществ.

Научная новизна работы

Впервые в отечественной практике получены данные опытно-промышленных исследований работы комбинированной ВПУ на Казанской ТЭЦ-3, включающей подготовку воды химическим, термическим и ионообменным методами, с утилизацией основной части СВ. Определены оптимальные условия приготовления регенерационного. раствора из СВ и его использования для регенерации натрий-катионитных фильтров, выделения из СВ от регенерации натрий- и водород-катионитных. фильтров минеральных компонентов в виде гипса и гидроксида магния, работы осветлителя на смеси СВ разного типа.

Разработаны три варианта малоотходных комплексов водопользования на ТЭС с применением химических, ионообменных, мембранных и термических технологий обработки воды. С помощью компьютерных исследований выявлено влияние технологических показателей (состав исходной воды, тип и производительность ВПУ, степень упаривания воды в СОО и др.) на эффективность применения разработанных схем: Показана экономическая и экологическая целесообразность применения технологии утилизации сточных вод с выделением минеральных компонентов в виде гипса при создании ВПУ с пониженным сбросом СВ и загрязняющих веществ.

Практическая ценность работы

Разработаны предложения по повышению эффективности работы комплекса водопользования Казанской ТЭЦ-3. Разработаны методика и программа расчета малоотходных комплексов водопользования на ТЭС, позволяющие оценить материально-солевые балансы различных вариантов схем и выбрать оптимальный. Результаты исследований, а также разработанные автором схемы и программа для их расчета могут быть использованы проектными и научно-исследовательскими организациями при создании малоотходных комплексов водопользования как на существующих ТЭС и других производствах в процессе их реконструкции, так и при сооружении новых.

Достоверность изложенных в диссертации основных научных и практических положений обеспечивается обоснованностью использованных методик и результатами экспериментальных и опытно-промышленных исследований, применением штатных методов химического анализа, а также использованием расчетно-теоретических методик, разработанных ведущими специалистами и организациями.

Основные положения, выносимые на защиту:

• результаты опытно-промышленных исследований на Казанской ТЭЦ-3;

• три варианта малоотходных комплексов водопользования на ТЭС;

• методика расчета малоотходных комплексов водопользования на ТЭС;

• результаты расчетов по определению оптимальных условий применения разработанных комплексных схем, а также сравнения их экологической и экономической эффективности.

Личный вклад автора

Обработаны и проанализированы результаты опытно-промышленных исследований на Казанской ТЭЦ-3. Разработаны предложения по повышению эффективности работы комплекса водопользования Казанской ТЭЦ-3. Разработаны комплексные схемы водопользования с утилизацией сточных вод на базе химической, ионообменной, обратноосмстической и термической технологий водоподготовки. Разработаны методика и программа расчета, позволяющие оценить показатели работы малоотходных комплексов водопользования. Проведена сравнительная оценка экологической и экономической эффективности разработанных схем.

Апробация работы. Положения диссертационной работы были представлены: на 14-й, 15-й и 16-й Международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва, МЭИ (ТУ), 2008-2010 гг.), VII Международной научной конференции «Повышение эффективности производства электроэнергии» (г. Новочеркасск, ЮРГТУ (НПИ), 2009г.).

Публикации. Основное содержание работы отражено в 6 публикациях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 136 страницах машинописного текста, включает 58 рисунков, 11 таблиц. Список использованной литературы содержит 136 наименований.

Основное содержание работы

В первой главе представлен анализ современного состояния водопотребления и водоотведения на ТЭС, основных источников образования СВ, методов их очистки и утилизации. Проведен обзор основных технологий подготовки обессоленной и умягченной воды, работ по их усовершенствованию. Рассмотрены пути сокращения количества и минерализации СВ, примеры создания малоотходных комплексов водопользования. По результатам перзой главы обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы основные задачи исследования.

Во второй главе приведены результаты опытно-промышленных исследований на Казанской ТЭЦ-3.

В качестве исходной для подготовки подпиточной воды теплосети и обессоленной добавочной воды котлов на Казанской ТЭЦ-3 используется продувочная вода СОО.

Это позволило сократить потребление исходной волжской воды, утилизировать продувочную воду СОО, а также содержащееся в ней тепло. Предварительная очистка воды на ВПУ осуществляется известкованием, совмещенным с коагуляцией в осветлителях 1 и 1а и доосветлением на механических фильтрах 2 и 2а (рис.1). Осветленная вода после подкисления используется для подпитки теплосети. Часть обессоленной воды готовится на установке ИО 4. Для снижения удельных расходов реагентов на Казанской ТЭЦ-3 внедрена технология развитой регенерации фильтров ИО. Другая часть обессоленной воды готовиться на испарительной установке (ИУ) 7 после предварительного умягчения в натрий-катионитных фильтрах 5. При этом ИУ работает в базовом режиме, а установка ИО позволяет регулировать производительность ВПУ.

Продувочная вода СОО

Шлам на шпамоотвал

CaS04 CaS04

1,1а- осветлители, 2 2а - баки осветленной воды; 3, За - механические фильтры; 4 - установка ионообменного обессоливания воды; 5 - натрий-катионитные фильтры; 6 - бак умягченной воды; 7 - испарительная установка; 8 - бак сбора продувочной воды испарителей; 9 - бак-реактор; 10-бак сбора стабилизированного отработанного регенерационного раствора; 11 - бак готового регенерационного раствора; 12 - механические фильтры осветления регенерационного раствора; 13 - бак жестких сточных вод;

14 - кристаллизатор;

15 - кристаллизатор-нейтрализатор;

16 - термохимический умягчитель;

17 - узел усреднения сточных вод;

18 - водород-катионитный фильтр с «голодной» регенерацией.

Рис.1. Технологическая схема ВПУ с УУСВ Казанской ТЭЦ-3

В связи с использованием продувочной воды СОО на ВПУ возникла проблема с

разбавлением минерализованных СВ ВПУ до ПДК, потребовалось сооружение

установки для их утилизации. Для этого специалистами ГОУ ВПО МЭИ (ТУ), ЗАО

«Центр ПОТЭСТ» и ОАО «ВНИПИЭнергопром» была разработана и запроектирована

комплексная схема на Казанской ТЭЦ-3. Реконструкции ВПУ была завершена в 2008г.

Пуско-наладочные работы по данной схеме проводились сотрудниками ООО

«Инженерный центр Энергопрогресс» и Казанской ТЭЦ-3 при участии специалистов

ГОУ ВПО МЭИ (ТУ), ЗАО «Центр ПОТЭСТ», ОАО «ВНИПИЭнергопром».

Исследование процесса приготовления регенерационного раствора и регенерации им натрий-хатионитных фильтров. Важным этапом сокращения количества СВ является использование продувочной воды испарителей для регенерации Na-фильтров вместо раствора NaCi. Продувочная вода ИУ содержит сульфаты, хлориды, гидраты и карбонаты натрия, а также другие примеси, поступившие в ИУ с питательной водой. Для удаления щелочности и предотвращения образования малорастворимых соединений в слое катионита в процессе регенерации продувка ИУ смешивается с жесткими СВ Na-фильтров в баке 9. В результате смешения образуется сложный по составу осадок, содержащий карбонат кальция и гидроксид магния, а также кремнекислые и органические соединения, фосфаты, железо.

В процессе испарения в ИУ происходит интенсивное образование углекислого газа, в результате чего возрастает доля гидратов в общей щелочности продувочной воды. В то же время, как показали пуско-наладочные работы, концентрация кальция в СВ за Кр превышает концентрацию магния. В результате в приготовленном растворе остается избыточная гидратная щелочность. Для её нейтрализации регенерационный раствор подкисляется серной кислотой в процессе рециркуляции в баке 11 до рН=7-8.

Количество подаваемых в бак 9 продувочной воды ИУ и отработанного регенерационного раствора определяется из уравнений материального и солевого баланса:

G„p + Gc=P-GP, Gnp ■ Na„P 4 Gc ■ Nac = P-GpNaP, где G„p , Gc , Gp - количество продувочной воды, сточных вод и необходимое количество регенерационного раствора, м3; Nanp , Nac, Nap - концентрация натрия в этих потоках, г-экв/м3; Р - коэффициент, учитывающий количество шламовых вод.

Продувка ИУ осуществляется при достижении солесодержания 60-80/м3. При этом концентрация натрия в продувочной зоде составляет 800-1100 мг-экв/дм3. После смешения с жесткими СВ Na-фнльтров в готовом регенерационном растворе концентрация натрия составляет 400-440мг-экв/дм\ Согласно результатам предварительных исследований при прямоточной регенерации Na-фильтров таким регенерационным раствором удельный расход натрия составил 3-3,5г-экв/г-экв. Эта величина была принята при определении необходимого для регенерации фильтров объема регенерационного раствора.

Опытные регенерации Na-фильтров I ступени регенерационным раствором были начаты в октябре 2008г. За период с апреля по октябрь 2009г было в общей сложности проведено 54 регенерации.

Перед регенерацией проводилась взрыхляющая промывка катионита известково-ксагулированной водой. Затем производилась подача регенерационного раствора из бака 11 через механические фильтры 12. Расход регенерационного раствора при регенерациях поддерживался в пределах 90-108 м7ч. Отмывка фильтров производилась известково-коагулированной водой. При достижении жесткости отмывочной воды менее 200 мкг-экв/дм3 фильтры включались в работу. Эксплуатация Na-фильтров велась в обычном режиме. Фильтр отключался на очередную регенерацию при достижении жесткости фильтрата 200мкг-экв/дм3. По результатам истощения фильтра рассчитывалась рабочая обменная емкость катионита (рис.2).

Среднее значение обменной емкости катионита после регенерации раствором за указанный период составило 980г-экв/м3. Жесткость фильтрата за Ка-фильтров I ступени составила в среднем 50мкг-экв/дм3.

Ер, г-экв/мЗ

1600

1400

1200

1000

800

600

400

200

01.04.2009 11.05.2009 20.06.2009 30.07.2009 08.09.2009 18.10.2009 * Рабочая обменная емкость катионита при регенерации солью

о Рабочая обменная емкость катионта при регенрации раствором, приготовленным из СВ

Рис.2. Обменная емкость Ка-фильтров I ступени при регенерации раствором КаС1 и регенерационным раствором, приготовленным на УУСВ Казанской ТЭЦ-3

Исследование процесса выделения гипса га регенерационных СВ натрий-катионитных фильтров. Регенерация Ыа-фильтров осуществляется раствором с повышенным содержанием сульфата натрия. В результате в отработанном регенерационном растворе и части отмывочных вод содержание сульфата кальция значительно превышает растворимость стабильной в данных условиях его двуводной модификации - гипса (Са804*2Н20), составляющую около ЗОмг-экв/дм'. Для защиты оборудования от отложений гипса и возможности последующего использования в процессе приготовления регенерационного раствора, СВ Ка-фильтров с кальциевой жесткостью более ЗОмг-экв/дм3 пропускаются через взвешенный слой гипса в кристаллизаторе (Кр) 14 и собираются в баке 10. СВ с содержанием кальциевой жесткости менее ЗОмг-экв/дм3 направляются в бак 2а.

В процессе пуско-наладочных работ был отмечен вынос части кристаллов гипса из Кр. Причиной этого может быть недостаточное количество присадки в Кр, а также неоптимальный режим продувок Кр из нижней и верхней точек. Специальные исследования показали, что удельный объем шлама должен составлять около 0,15-0,18м3 на 1м7ч расхода сточных вод, а режим продувок обеспечивать размер частичек шлама в диапазоне 0,5-1,5мм.

0 О

А О ° о 0

а * * А А АЙ О * Ъ о* А А . с о 40 ^ л 0

* А л 1.» * * А ж 0 «А А -........м А0 А АА * А ОАО 1» 8 Ж * А ' |П 1 ПП О ®А ^

? 1 ЖжРГ^А А _ . "А\ *** / * Ж А А %А *А * Ь А ж ж' и.....0 0 »*» С»

Г А О ж

1 1 1 \ ж

В результате процесс образования зародышей гипса протекал с низкой интенсивностью и основная часть его кристаллизовалась выше слоя присадки в виде мелких кристаллов, выносимых водой.

На Казанской ТЭЦ-3 установлено два КрН, один из которых также может использоваться как Кр. В этом КрН был накоплен гипсовый шлам от обработки СВ водород-катионитных фильтров ИО. СВ Ыа-фильтров стали подаваться в этот КрН. Анализ результатов показал, что процесс выделения гипса из СВ в этих условиях протекает более интенсивно. Исследования показали, что от одной регенерации из СВ выделяется в среднем 400кг гипса, часть которого выносится в бак 10. При этом в осветленной воде в баке 10 содержание кальция составляет в среднем бОмг-экв/дм^, что оказалось выше ожидаемых З0мг-экв/дм3, но не мешало его использованию для приготовления регенерационного раствора. Работы по оптимизации режима эксплуатации Кр продолжаются.

Исследование процесса нейтрализации СВ водород-катионитных фильтров. СВ Н-фильтров ИО нейтрализуются известкованием в кристаллизаторе-нейтрализаторе (КрН) 15, где из них выделяется сульфат кальция в виде гипса. Подача СВ в КрН 15 начинается после достижения суммарного значения жесткости и кислотности более З0мг-экв/дм3. Воды с меньшей минерализацией подаются в узел усреднения СВ взрыхления 17 и далее в осветлитель 1а. Характерные показатели работы КрН приведены на рис.3. Полученные результаты оказались близкими к расчетным. За регенерацию из СВ Н-фильтров выделяется в среднем 470 кг гипса. При полной нейтрализации кислоты остаточное содержание кальция составляет в среднем 30мг-экв/дм3. В зависимости от режима продувок из верхней и нижней части аппарата в КрН образуется гипсовых шлам с диаметром частичек от 1 до 5мм (рис.4). Остаточное содержание воды в гипсовом шламе при естественном дренировании не превышает 2530% и не требует применения механического обезвоживания.

мг-экв/дмЗ

—•— (Са+Н) вх — Са вых —•— Б04 вх —«— 504 вых

Рис. 3. Работа кристаллизатора-нейтрализатора при подаче кислых сточных вод с водород-катионитных фильтров

Монтаж части оборудования автоматической системы управления технологическими процессами к моменту проведения работ не был завершен. В связи с этим подача известкового молока производилась вручную. В результате при передозировке извести происходило образование мелкодисперсной взвеси, которая выносилась из аппарата. При недостатке извести растворялся карбонат кальция и образовывался углекислый газ, который увеличивал вынос мелкодисперсного шлама. Работы по оптимизации режима работы КрН продолжаются.

Рис.4. Гипсовый шлам, полученный в узле выделения гипса Казанской ТЭЦ-3

Исследования процесса обработки СВ в ТХУ. СВ после КрН 15, избыток жестких сточных вод из бака 10 и продувка баков приготовления регенерационного раствора (9 и 11) смешиваются, усредняются по составу в баке 13 и подаются в термохимический умягчитель (ТХУ) 16. Подача СВ в аппарат производится постоянным расходом. В нижнюю часть ТХУ дозируется известковое молоко, в количестве обеспечивающем насыщение СВ. В результате происходит практически полное осаждение магния в виде гидроксида, а также значительное количество сульфата кальция в виде гипса. Подогрев до 40-60 °С интенсифицирует процесс кристаллизации сульфата кальция.

мг-экв/л

ь "'о \ П 1 ' I !

лп »4 ''» ______|_: .__А *__А _|____.

20 |-------_ . ------1---—.....-1—1---А........_ ® Що

ю -I___|.............. ,. [ __| | ;_|

0 -г----------^------1--------4-----}-----4----;-----!---------!-------I------;

* Жо

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 м3

Рис.5. Качество воды на выходе из ТХУ Летом 2009г начались пуско-наладочные работы на ТХУ. Показатели качества смеси СВ после обработки в ТХУ приведены на рис.5. Жесткость СВ после ТХУ составила в среднем 30-45мг-экв/дм'', щелочность - 50-60мг-экв/дм3, Щелочность в

этих СВ представлена гидроксидами кальция и натрия. Щелочные СВ с ТХУ направляются непосредственно в осветлитель 1а. Исследования показали, что оптимальный расход СВ в ТХУ составляет 6-10 м3/ч.

Исследование работы осветлителя на смеси СВ. Для предотвращения увеличения минерализации воды, поступающей на фильтры ИО, для обработки СВ были введены в эксплуатацию отдельные (находившиеся в резерве) осветлители 1а типа ВТИ-400.В эти осветлители подаются продувочная вода СОО, щелочные СВ с ТХУ и анионитных фильтров ИО, воды взрыхления Na-фильтров 5, механических фильтров За и 12, маломинерализованные СВ Н-фильтров ИО 4. В результате подачи щелочных СВ, содержащих едкий натр, сокращается требуемая доза извести, а также снижается жесткость известково-коагулированной воды.

Результаты наблюдения за работой осветлителя в октябре 2009г отражены на рис.6. Опытно-промышленные исследования процесса обработки смеси СВ показали, что осветлитель работает стабильно, обеспечивая требуемую степень очистки воды. Остаточная жесткость составляла 2,0-2,5мг-экв/дм3, остаточная щелочность - 0,8-1,0мг-экв/дм3. Снижение содержания кремнекислоты достигало -70% и ее остаточное содержание составило в среднем З,5мг/дм3. Окисляемость снижалась на 50-60%.

мг-эхе/дмЗ 5

1 _ 1 [ i. . -и 1 : Ji !

т h- .1. ., —J.. г 4 ■

--i- _J rtztirrtid

10 11 12 13 14 15

—»— Жо се —*—Жо икв

■■«... щ0 св

--»-- Що ИКВ

сутки

-Si02 исх в -Si02 икв

сутки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Рис. 6. Показатели работы осветлителя на смеси СВ

Результаты опытно-промышленных исследований на Казанской ТЭЦ-3 показали, что реализованная технология позволяет утилизировать основную часть СВ ВПУ. При этом на показатели её работы значительное влияние оказывают условия эксплуатации СОО и ВПУ, в частности производительность установки ИО, и ряд других факторов.

Третья глава посвящена разработке методики и программы расчёта для определения оптимальных условий работы комплекса Казанской ТЭЦ-3 с учетом результатов проведённых исследований. Были также разработаны предложения по повышению эффективности работы комплекса водопользования Казанской ТЭЦ-3.

Возврат СВ в осветлитель 1а (рис.1) меняет материально-солевой баланс всей установки. В связи с этим расчет показателей работы требует комплексного подхода. Была разработана расчетная программа на базе Excel, которая позволяет определить количественные и качественные показатели потоков в узлах схемы и отследить их изменение по стадиям обработки. Программа также позволяет сделать расчеты при различных исходных данных, получить сравнительные характеристики показателей работы схемы.

Исходными данными для расчета являются справочные, экспериментальные и эксплуатационные данные, требования ПТЭ. Расчет базируется на уравнениях неразрывности, материальных и солевых балансов. На основе широко известных методик расчета были построены математические модели отдельных элементов схемы. Алгоритм расчета имеет сложную структуру из-за взаимного влияния элементов схемы и характеризуется значительным количеством итерационных вычислений.

Г ппмпшкю пазпабптянной ппогпаммы было пповелены расчётные исследования

----- —¿ А i 'i

возможности утилизации СВ в зависимости от производительности установки ИО по отношение к общей производительности ВПУ. С увеличением производительности установки ИО увеличивается количество щелочных СВ, направляемых в осветлитель 1а, и уменьшается поступление в него продувочной воды СОО. В ходе расчетов оценивалась работа осветлителя по показателям жесткости и щелочности известково-коагулированной воды (ИКВ). Т.к. состав продувочной воды СОО зависит от коэффициента упаривания (Куп), который может меняться, расчёт был проведен для Куп воды в СОО, принятых от 1 до 2, с шагом 0,2. В результате расчета были получены зависимости, приведённые на рис.7. Данные расчётов соответствуют результатам лабораторных исследований и пуско-наладочных работ, проведенных на Казанской ТЭЦ-3 (точки на рис.7 - жесткость и щелочность ИКВ по эксплуатационным данным).

мг- мг-

экв/дмЗ экв/дмЗ

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ---Жо -Жоикв Qno/Q,% ---Що -Щоикв .......Ди Qno/Q,%

Рис. 7. Показатели работы осветлителя на смеси СВ

Расчетные исследования показали, что с увеличением количества щелочных СВ, подаваемых в осветлитель 1а, снижается требуемая доза извести, достигающая в итоге нулевого значения. При этом гидроксид кальция известкового молока частично заменяется на гидроксид натрия щелочных СВ. В результате первоначально снижается жесткость ИКВ при постоянной щелочности. Затем, при производительности установки ИО > 40%, в ИКВ появляется избыточная гидратная щелочность, т.к. в обрабатываемой воде недостаточно ионов магния для её удаления. При производительности ИО, превышающей 60% от общей производительности ВПУ в воде недостаточно карбонат ионов для осаждения ионов кальция. С этим связан рост жесткости ИКВ.

Таким образом, при существующей схеме и достигнутых показателях оптимальная производительность ИО составляет около 40% от общей производительности ВПУ. При этом соотношении обеспечивается минимальное значение жесткости и щелочности ИКВ перед ИУ.

На основании анализа результатов опытно-промышленный исследований на Казанской ТЭЦ-3 и выполненных расчетов разработаны предложения по повышению эффективности работы установки (на рис.1 показаны пунктиром).

1) Ограничить производительность установки ИО величиной 40% от общей выработки обессоленной воды. При необходимости увеличения её доли подавать часть щелочных СВ установки ИО в бак 6, при соблюдении требований заводов-изготовителей испарителей к качеству питательной воды.

2) Подавать часть умягченной воды после натрий-фильтров в теплосеть, что позволит сократить расход кислоты на обработку подпиточной воды и уменьшить количество образующегося избытка продувочной воды ИУ.

3) Режим дозирования извести в КрН согласно проекта должен был осуществляться автоматически, пропорционально изменению кислотности СВ. Осуществить процесс таким образом оказалось затруднительно. Предлагается вести дозирование известкового молока постоянным усредненным расходом, что позволит упростить процесс.

4) При приготовлении регенерационного раствора образуется избыточная гидратная щелочность, которая нейтрализуется дозированием серной кислоты. Предлагается для перемешивания регенерационного раствора в баке 9 вместо рециркуляции насосами использовать воздух, что позволит перевести часть гидрат-ионов в карбонат-ионы по реакции:

Са2+ + 2 ОН" + С02 СаСОз I + Н20.

В результате сократится расход серной кислоты. Кроме того, уменьшится время приготовления регенерационного раствора в результате более интенсивного перемешивания раствора в баке.

5) Направить продувку котлов в бак 6, что позволит утилизировать дополнительно этот поток СВ и содержащееся в них тепло.

6) Подавать часть осветленной ИКВ с предварительной очистки установки ИО в СОО. Это позволит полезно использовать образующийся в результате снижения нагрузки на ИО резерв производительности осветлителей 1 и улучшить режим их

работы, снизить жесткость оборотной воды и увеличить при необходимости степень упаривания в СОО.

7) Часть осветленной ИКВ, подаваемой в СОО, обрабатывать на водород-катионитных фильтрах 18 (рис.1) с «голодной» регенерацией кислыми СВ водород-катионитных фильтров. Это позволит отказаться от применения извести для нейтрализации избыточной кислотности СВ Н-фильтров ИО.

8) Установка ИО работает по технологии с развитой регенерацией. Модернизация установки ИО и натрий-катионитных фильтров по противоточной технологии позволит сократить количество используемого оборудования и расходуемых реагентов.

В четвертой главе рассматриваются пути снижения количества продувочной воды СОО. Приводится методика оценки баланса СОО при подаче продувочных вод СОО на ВПУ и подачи в СОО части ИКВ. Также рассматриваются три разработанных варианта малоотходных комплексов водопользования на ТЭС с применением различных технологий обработки Tin "Н-Л Ря'ЧПябгтгяны МРТП'т и ппптяЛАтитл мзгмгатс» Tot-irv

Г - ------ " -f-.--------£----------- ----------- ** — - J-........... ' " ""UUl

малоотходных комплексов водопользования и произведена сравнительная оценка их экологической и экономической эффективности.

Для сокращения сброса СВ при создании малоотходных комплексов водопользования на ТЭС необходимо максимальное применение СОО с градирнями испарительного или гибридного типа, использование продувочной воды СОО для технологических нужд, подача в СОО СВ других потребителей, близких по составу к оборотной воде.

В связи с этим возникает необходимость определить материальный баланс системы, который позволит обеспечить соответствие количества продувочной воды СОО потребностям ТЭС и необходимого количества воды, подаваемой в СОО. Для этих целей была разработана методика оценки баланса СОО малоотходного комплекса водопользования, расчетная схема которой представлена на рис.8.

СОО - система оборотного охлаждения, ВПУ- водоподготовительная установка; 1 - узел подготовки добавочно веды СОО; 2 - узел очистки замасленных и замазученных вод; 3 - узел очистки ливневых, талых и фунтовых вод

Рис. 8. Структурная схема системы СОО-ВГГУ Материальный баланс системы и коэффициент упаривания (Ку„) определяются из уравнений:

G0 + G3 + G„ + Gnp = Gy + Gu + G, + Gmc + G„

Gy+GK+Gmc + Gi%

где G0 - расход добавочной исходной воды COO; G3 - расход замазученных и замасленных СВ, подаваемых после очистки в COO; G, - расход ливневых, талых и грунтовых вод, подаваемых после очитки в COO; Gy, Gu - унос и испарение COO; GK-добавочная вода котлов; Gmc - подпиточная вода теплосети; GU3 - избыток продувочной воды ИУ; Gnp - продувка котлов.

Баланс данной системы будет зависеть от конкретных условий: технологической схемы ТЭС (производительность СОО, ВПУ, теплосети), качества исходной воды. Влияние оказывают технические характеристики оборудования, технологические и сезонные изменения в потребности воды.

При подаче продувочной воды СОО в ВПУ увеличивается минерализация обрабатываемой волы — в большей или меньшей степени. В зависимости от конкретных условий перспективными являются ионообменные методы на базе противоточных технологий, обратный осмос, а также термический метод обессоливания воды. В связи с этим были разработаны схемы малоотходных комплексов водопользования ТЭС на базе различных методов обработки воды (рис.911). В этих схемах вся продувочная вода СОО используется на ВПУ в качестве исходной. Поэтому водно-химический режим СОО должен обеспечить её эксплуатацию при величине продувки, соответствующей потребности ВПУ.

В Схеме 1 (рис.9) часть продувочной воды СОО после известкования и коагуляции осветляется на механических фильтрах и обессоливается в установке ИО с противоточной регенерацией фильтров. Другая часть воды после предварительной очистки умягчается в натрий-катионитных фильтрах, смешивается с продувочной водой котлов и частью щелочных СВ ИО и обессоливается в ИУ. Щелочные СВ ИО, маломинерализованные СВ катионитных фильтров и взрыхляющие воды механических и ионитных фильтров подаются в осветлитель предварительной очистки питательной воды ИУ. Кислые сточные воды установки ионообменного обессоливания используются для регенерации водород-катионитного фильтра с «голодной» регенерацией. Часть СВ от регенерации фильтров 4 и 6 подается в Кр 12 и после осаждения гипса собираются в баках 8 и 11 соответственно. Продувочная вода ИУ и жесткие СВ от регенерации натрий-фильтров используются для приготовления регенерационного раствора этих фильтров. Подпитка теплосети осуществляется натрий-катионированной водой. Для корректировки минерализации сетевой воды возможна подпитка теплосети обессоленной водой с ИУ. Подача осветленной воды в СОО позволяет регулировать режим работы осветлителей, сократить жесткость и щелочность оборотной воды и увеличить степень упаривания в СОО.

Данная схема эффективна при невысокой минерализации продувочной воды СОО. Большим её достоинством является тот факт, что на большинстве отечественных ТЭС используются установки ИО, что сокращает капитальные затраты на их реконструкцию.

Добавочная вода котлов

1-осветлитель; 2-механические фильтры; 3 - установка ионообменного обессоливания воды; 4 - натрий-катионитные фильтры; 5 - испарительная установка:

6- зодород-катионитные фильтры с «голодной» регенерацией;

7- механические фильтры осветления регенерэционного раствора;

8 - бак сбора стабилизированного отработанного регенерационного раствора; 9 - бак-реактор; 10 - бак готового регенерэционного раствора; 11 - бак жестких сточных вод; 12 -кристаллизатор; 13-термохимический умягчитель; 14-СОО по рис.8.

CaS04

Рис. 9. Малоотходный комплекс водопользования ТЭС на базе ионообменного и термического обессоливания (Схема 1)

Для условий, когда продувочная вода СОО имеет повышенную минерализацию, разработана схема малоотходного комплекса водопользования на базе обратноосмотического, ионообменного и термического обессоливания (рис. 10). Предварительная очистка воды осуществляется известкованием к коагуляцией и осветлением на механических фильтрах. Затем вода направляется в установку обратноосмотического обессоливания (УОО) и дообессоливается на установке ИО. Для предотвращения образования отложений малорастворимых соединений на поверхности мембран, питательная вода УОО предварительно умягчается в натрий-каионитных фильтрах. При необходимости умягченная вода может подкисляться частью кислых сточных вод установки химического дообессоливания.К питательной воде перед УОО предъявляются повышенные требования по качеству, в частности к содержанию взвешенных веществ. Поэтому перед УОО в настоящее время предусматриватся очистка воды в фильтрах тонкой очистки или методом ультрафильтрации.

Концентрат УОО и продувка котлов направляются на доуиаривание в ИУ. Дистиллят ИУ смешивается с обессоленной водой основного потока, а продувка используется для приготовления регенерационного раствора. Часть кислых сточных вод от регенерации установки ионообменного дообессоливания при необходимости используется для подкисления регенерационного раствора натрий-катионитных фильтров. Щелочные сточные воды от регенерации установки ионообменного

дообессоливания направляются в осветлитель, что позволит сократить необходимую дозу извести. Кроме того, количество едкого натра позволяет обеспечивать в схеме баланс анионов-осадителей кальция и магния. Часть осветленной воды может подаваться в СОО. Для предотвращения солевой коррозии, подпитка теплосети может частично осуществляться водой после УОО.

В СОО Подпиточная вода теплосети

CaS04

1 - осветлитель; 2 - механические фильтры; 3 - натрий-катионитные фильтры; 4 - блок

обратноосмотического обессоливания; 5-установки ионообменного дообессоливания;

6 - испарительная установка;

7 - механические фильтры осветления регенерационного раствора; 8 - бак сбора стабилизированного отработанного регенерационного Из5ёсть раствора;

9 - бак-реактор; 10 - бак готозого регенерационного раствора; 11 - бак жестких сточных вод; 12 -кристаллизатор; 13 - термохимический умягчитель; 14- СОО по рис.8.

Рис. 10. Малоотходный комплекс водопользования ТЭС на базе обратноосмотического, ионообменного и термического обессоливания (Схема 2)

При большом солесодержании продувочной воды СОО целесообразно применение термического метода обессоливания - Схема 3 (рис.11). Продувочная вода СОО после известкования и коагуляции осветляется на механических фильтрах, умягчается на натрий-катионитных фильтрах и подается на ИУ. Регенерация натрий-фильтров осуществляется раствором, приготовленным из СВ. Для нейтрализации остаточной щелочности готовый регенерационный раствор подкисляется серной кислотой. Для снижения минерализации подпитка теплосети частично может осуществляться обессоленной водой. В случае, если в общем балансе схемы недостаточно натрия для регенерации натрий-катионитных фильтров или анионов-осадителей ионов жесткости, в осветлитель наряду с известью может дозироваться едкий натр или сода.

Для определения оптимальных условий применения разработанных схем была разработана методика и программа расчета, аналогичная программе расчета комплекса Казанской ТЭЦ-3. С помощью этой программы был проведен расчет материально-солевых балансов Схем 1-3 и сделано сравнение их экологической и экономической эффективности.

Шлам на шламоотвал

I - осветлитель; 2 - механические фильтры; 3 - натрий-катионитные фильтры;4 - испарительная установка; 5 - механические фильтры осветления регенерационного раствора; Известь 6 - кристаллизатор; 7 -термохимический умягчитель; 8-бак сбора стабилизированного

отработанного регенерационного С ¿ЗОд 0ы504

раствора; 9 - бак-реактор; 10 - бак готового регенерационного раствора;

II - бак жестких сточных вод; 12 -СОО по рис.8.

Рис. 11. Малоотходный комплекс водопользования ТЭС на базе термического обессоливания (Схема 3)

Экологическая эффективность разработанных комплексов характеризуется потреблением реагнетов, количеством подлежащих сбросу СВ и загрязняющих веществ. Большое влияние на показатели работы схем оказывает соотношение Жо/(Що+804) в исходной воде, определяющее возможность вывода ионов кальция и магния. Также немаловажно содержание в исходной воде ионов натрия, которое определяет необходимость использования дополнительных реагентов для обеспечения регенерации натрий-катионитных фильтров. В связи с этим расчет был проведен для различных типов вод. На рис.12 приведены графики изменения себестоимости обессоленной воды по трем разработанным схемам, рассчитанные для трех типов природных вод разного состава.

руб./мЗ 40,00

30,00 20,00 10,00 0,00

5 10 15 20

Рис. 12. Себестоимость обессоленной воды

—♦—Схема 1 —■— Схема 2 » Схема 3

С1"+50,2-

Выводы по работе

1) Выполнен анализ отечественного и зарубежного опыта водопользования на ТЭС, который показал возможность и целесообразность значительного сокращения потребления свежей воды и сброса сточных вод.

2) Выполнен анализ современных технологий подготовки обессоленной и умягченной воды и определены их преимущества и недостатки при создании малоотходных технологий водопользования на ТЭЦ.

3) Проведен анализ результатов опытно-промышленных исследований работы на Казанской ТЭЦ-3, который показал следующее:

• при приготовлении регенерационного раствора из продувочной воды ИУ и сточных вод натрий-катионитных фильтров получается раствор, обеспечивающий необходимую глубину регенерации натрий-катионитных фильтров;

• при регенерации натрий-катионитных фильтров таким раствором среднее значение рабочей обменной емкости катионита составило 980г-экв/м3; жесткость фильтрата после Ка-фильтров I ступени составила в среднем 50мг-экв/дм3, что удовлетворяет эксплуатационным требованиям;

• в процессе стабилизации сточных вод натрий-катионитных фильтров в кристаллизаторе образуется мелкодисперсный шлам, частично выносимый из аппарата; при этом в среднем за регенерацию из СВ выделяется около 400 кг гипса, а жесткость обработанной воды составляет около 60 мг-экв/дм';

• в процессе обработки сточных вод катионитных фильтров установки ионообменного обессоливания в кристаллизаторе-нейтрализаторе за регенерацию из раствора выделяется около 470 кг гипса, жесткость осветленной воды составляет около ЗОмг-экв/дм3;

• диаметр частиц гипсового шлама зависит от режима продувки из верхней и нижней точек аппарата и изменяется от 1 до 5 мм, остаточная влажность гипса при естественном дренировании не превышает 25-30%;

• при обработке смеси сточных вод'в термохимическом умягчителе оптимальный расход их составляет 6-10 м3/'ч;

• осветлитель при подаче в него смеси сточных вод работает стабильно и обеспечивает удовлетворительные показатели качества известкозо-коагулированной воды: Жо=2 мг-экв/дм3, Що<1 мг-экв/дм3, 8Ю2~3,5 мг/'дм3, окисляемость снижается на 50-60%.

4) Разработаны методика и программа расчета для определения оптимальных режимов эксплуатации комплекса Казанской ТЭЦ-3 в зависимости от конкретных условий его эксплуатации.

5) На основе анализа результатов опытно-промышленных и расчетных исследований разработаны предложения по повышению эффективности работы комплекса Казанской ТЭЦ-3, внедрение которых позволит сократить расход реагентов, упростить эксплуатацию и более эффективно использовать оборудование.

6) Разработаны три варианта малоотходных комплексов водопользования ТЭС с использованием ионообменных, термических и мембранных технологий обессоливания и умягчения воды.

'■> ч l /

7) Разработаны методика и программа расчета для оптимизации малоотходных комплексов водопользования в зависимости от конкретных условий эксплуатации ТЭС. Выполнено сравнение экологической и экономической эффективности разработанных вариантов малоотходных комплексов водопользования на ТЭС.

Перечень публикаций, отражающих основное содержание работы

1. Шищенко В.В., Хазиахметова Ф.Р. Пути сокращения водопотребления и водоотведения на ТЭС// Энергосбережение и водоподготовка. 2010. №2. С.14-16.

2. Фардиев И.Ш., Закиров И.А., Силов И.Ю., Галиев И.И., Королев А.Г., Шищенко В.В., Седлов A.C., Ильина И.П., Сидорова С.В., Хазиахметова Ф.Р. Опыт создания комплексной малоотходной системы водопользования на Казанской ТЭЦ-3 // Новое в российской электроэнергетике. 2009. №3. с. 30-37.

3. Хазиахметова Ф.Р., Шищенко В.В. Утилизация продувочной воды испарителей//Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика. Четырнадцатая Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: Тез. докл. В 3-х т. — М.: Издательский дом МЭИ, 2008. Т. 3. с. 139-140.

4. Хазиахметова Ф.Р., Шищенко В.В. Опытно-промышленное исследование процесса приготовления регенерационного раствора из сточных вод водоподготовительной установки// Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика. Пятнадцатая Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: Тез. докл. В 3-х т. -М.: Издательский дом МЭИ, 2009. Т.З. с. 176.

5. Хазиахметова Ф.Р., Шищенко В.В. Оптимизация схемы водоподготовительной установки с утилизацией сточных вод // Повышение эффективности производства электроэнергии: материалы VII Международной научной конференции., г. Новочеркасск, 30 сент. - 2 окт. 2009г. / Юж.-Рос. Гос. Техн. Ун-т (НПИ). -Новочеркасск: ОРГТУ (НПИ), 2009. С.73-77.

6. Хазиахметова Ф.Р., Шищенко В.В. Анализ экологической эффективности различных схем ВПУ// Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика. Шестнадцатая Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: Тез. докл. - М.: Издательский дом МЭИ, 2010. Т.З. с. 176.

Печ. л. ЦЬ Тираж Ю0 Заказ

Типография МЭИ, Красноказарменная, 13

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Хазиахметова, Фарида Раисовна

Список использованных сокращений.

Введение

Глава 1. Малоотходные комплексы водопользования на ТЭС.

1.1 Современное состояние водопользования на ТЭС.

1.2 Водоподготовительные установки ТЭС.

1.2.1 Предварительная очистка.

1.2.2 Подготовка добавочной воды котлов и подпиточной воды тепловых сетей.

1.2.2.1. Ионный обмен.

1.2.2.2. Мембранные методы подготовки воды.

1.2.2.3. Термическая водоподготовка.

1.3 Создание малоотходных комплексов водопользования на ТЭС.

Глава 2. Опытно-промышленные исследования на Казанской ТЭЦ-3.

2.1. Схема ВПУ Казанской ТЭЦ-3 с утилизацией сточных вод.

2.2. Опытно-промышленное исследование процессов приготовления регенерационного раствора из сточных вод и регенерации им натрий-катионитных фильтров.

2.3. Опытно-промышленное исследование процессов кристаллизации гипса из сточных вод натрий- и водород-катионитных фильтров.

2.4. Опытно-промышленное исследование работы осветлителя на смеси сточных вод.

Глава 3. Разработка рекомендаций по повышению эффективности работы малоотходного комплекса водопользования Казанской ТЭЦ

3.1. Разработка методики и программы расчета для оптимизации малоотходной схемы водопользования Казанской ТЭЦ-3.

3.2. Предложения по повышению эффективности работы малоотходного комплекса водопользования Казанской ТЭЦ

Глава 4. Разработка и исследование малоотходных комплексов водопользования на ТЭС.

4.1. Разработка малоотходного комплекса водопользования на базе ионообменного и термического обессоливания.

4.2. Разработка малоотходного комплекса водопользования на базе мембранных и термических методов обработки воды.

4.3. Разработка малоотходного комплекса водопользования на базе термического метода обработки воды.

4.4. Разработка методики и программы расчета малоотходных комплексов водопользования.

4.5. Определение оптимальных условий применения разработанных комплексных схем. Сравнение их экологической и экономической эффективности.

Введение 2010 год, диссертация по энергетике, Хазиахметова, Фарида Раисовна

Предприятия электроэнергетики являются одним из основных потребителей природных ресурсов и источником негативного воздействия на окружающую среду. За 2008г. суммарный забор воды из природных водоисточников составил 80,Зкм3, сброс сточных вод (СВ) - 52,0 км3 . Из них на производство и распределение электроэнергии, газа и воды приходится: забор воды - 44,9км"', сброс СВ - 37,8км3, из них загрязненных СВ - 9км3, нор

О -2 мативно чистых - 27,6 км , нормативно очищенных - 1,1 км [1]. При этом размеры платы за забор воды и сброс загрязняющих веществ значительны

2]. В связи с этим весьма актуальной становится задача сокращения водопо-требления и сброса СВ. Решением её является создание малоотходных комплексов водопользования, позволяющих максимально использовать поступающую в технологический цикл воду и сократить сброс СВ и содержащихся в них компонентов.

Проблема загрязнения водоёмов актуальна для большинства промыш-ленно развитых стран. Однако подход к её решению в этих странах различен. Так, в Европе, где большинство крупных рек проходит через территорию нескольких стран, предотвратить сброс СВ в них достаточно сложно. В этих условиях предпочтение отдаётся внутренним источникам воды, а СВ перед сбросом очищают только от наиболее токсичных компонентов. Характерен в этом отношении пример Германии, где питьевое снабжение осуществляется преимущественно из озер, артезианских скважин или береговым фильтражом

3]. Зачастую и для технического водоснабжения используют артезианскую воду вместо речной. В этих условиях предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ для водоёмов Германии оказались значительно выше, чем для большинства регионов России. Иная картина наблюдается в США, где законодательство по охране природных водоисточников является более строгим и постоянно ужесточается. Создана система государственного контроля состояния водоёмов, действующая с 1966г. Осуществляется целенаправленная подготовка специалистов по защите водоёмов от загрязнения. Интенсивно развиваются предприятия, специализирующиеся на выпуске оборудования по очистке стоков и другой экологической техники [3].

Для тепловых электростанций (ТЭС) актуальна задача не только сокращения потребления природной воды и снижения сбросов СВ, но и ограничения содержания в них минеральных солей. Характерным примером в этом отношении является р.Москва, минерализация воды которой в пределах г.Москвы увеличивается более чем в 2 раза по сравнению со входом реки в черту города [3]. Негативное воздействие этого фактора ощущают не только флора и фауна реки, но и промышленные предприятия, расположенные на её выходе из города. Рост минерализации увеличивает затраты на обработку воды и количество сточных вод.

Основная часть воды используется на ТЭС для охлаждения конденсаторов турбин и вспомогательного оборудования. Сокращение этой части вод в комплексе водопользования ТЭС реализуется применением оборотных систем охлаждения (СОО). При этом появляется возможность утилизировать в СОО ливневые и талые воды с территории ТЭС, а также технологические за-мазученные и замасленные сточные воды после соответствующей очистки по существующим технологиям.

Дальнейшее сокращение водопотребления возможно за счёт использования продувочной воды СОО в качестве исходной воды водоподготовитель-ных установок (ВПУ). В технологическом цикле ТЭС используется сверхчистая глубоко обессоленная вода для питания котлов и умягчённая вода для подпитки тепловых сетей. Подготовка воды такого качества в основном осуществляется путем ионного обмена, что связано с применением химических реагентов и образованием большого количества минерализованных сточных вод. Такие воды содержат значительное количество хлорид- и сульфат-ионов, имеющих жесткое ограничение по ПДК. Кроме негативного влияния на биологические организмы, сульфаты и хлориды оказывают разрушающее воздействие на конструкции из бетона и железа. В связи с этим в последнее время уделяется повышенное внимание и другим технологиям получения обессоленной воды — мембранным и термическим. Применение их позволяет значительно сократить количество используемых реагентов и сброс солей со сточными водами.

Цель работы

Задачи работы:

Научная новизна работы

Впервые в отечественной практике получены данные опытно-промышленных исследований работы комбинированной ВПУ на Казанской ТЭЦ-3, включающей подготовку воды химическим, термическим и ионообменным методами, с утилизацией основной части СВ. Определены оптимальные условия приготовления регенерационного раствора из СВ и его использования для регенерации натрий-катионитных фильтров, выделения из СВ от регенерации натрий- и водород-катионитных фильтров минеральных компонентов в виде гипса и гидроксида магния, работы осветлителя на смеси СВ разного типа.

Разработаны три варианта малоотходных комплексов водопользования на ТЭС с применением химических, ионообменных, мембранных и термических технологий обработки воды. С помощью компьютерных исследований выявлено влияние технологических показателей (состав исходной воды, тип и производительность ВПУ, степень упаривания воды в СОО и др.) на эффективность применения разработанных схем. Показана экономическая и экологическая целесообразность применения технологии утилизации сточных вод с выделением минеральных компонентов в виде гипса при создании ВПУ с пониженным сбросом СВ и загрязняющих веществ.

Практическая ценность работы

Основные положения, выносимые на защиту:

• результаты опытно-промышленных исследований на Казанской ТЭЦ-3; три варианта малоотходных комплексов водопользования на ТЭС;

• методика расчета малоотходных комплексов водопользования на ТЭС;

Личный вклад автора

Обработаны и проанализированы результаты опытно-промышленных исследований на Казанской ТЭЦ-3. Разработаны предложения по повышению эффективности работы комплекса водопользования Казанской ТЭЦ-3. Разработаны комплексные схемы водопользования с утилизацией сточных вод на базе химической, ионообменной, обратноосмотической и термической технологий водоподготовки. Разработаны методика и программа расчета, позволяющие оценить показатели работы малоотходных комплексов водопользования. Проведена сравнительная оценка экологической и экономической эффективности разработанных схем. Апробация работы

Положения диссертационной работы были представлены: на 14-й, 15-й и 16-й Международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва, МЭИ (ТУ), 2008-2010 гг.), VII Международной научной конференции «Повышение эффективности производства электроэнергии» (г. Новочеркасск, ЮРГТУ (НПИ), 2009г.). Публикации

Основное содержание работы отражено в 6 публикациях.

Заключение диссертация на тему "Разработка и исследование малоотходных комплексов водопользования на ТЭС"

Выводы:

1. На основе анализа современных методов обработки воды и проведенных исследований разработаны три схемы малоотходных комплексов водопользования ТЭС на базе наиболее перспективных методов подготовки обессоленной воды.

2. Разработана методика и на ее основе программа расчета малоотходных комплексов водопользования, позволяющая определить показатели работы комплексов, оптимальные условия их применения.

3. Расчетные исследования разработанных схем малоотходных комплексов водопользования показали, что:

- при недостатке в исходной воде анионов-осадителей наиболее эффективна схема 1, схемы 2 и 3 в этих условиях требует введения дополнительного количества реагентов;

- эффективность схемы 2 при повышении минерализации исходной воды обусловлено меньшими затратами в базовой составляющей установки обессоливания воды;

- при высокой минерализации исходной воды эффективна схема 3, как по экологическим , так и по экономическим показателям.

Заключение

1. Выполнен анализ отечественного и зарубежного опыта водопользования на ТЭС, который показал возможность и целесообразность значительного сокращения потребления свежей воды и сброса сточных вод.

2. Выполнен анализ современных технологий подготовки обессоленной и умягченной воды и определены их преимущества и недостатки при создании малоотходных технологий водопользования на ТЭС.

3. Проведен анализ результатов опытно-промышленных исследований работы ВПУ на Казанской ТЭЦ-3, который показал следующее:

• при регенерации натрий-катионитных фильтров таким раствором среднее значение рабочей обменной емкости катионита составило 980г-экв/м ; жесткость фильтрата после Ка-фильтров I ступени составила в средл нем 50мг-экв/дм , что удовлетворяет эксплуатационным требованиям;

• в процессе обработки сточных вод водород-катионитных фильтров установки ионообменного обессоливания в кристаллизаторе-нейтрализаторе за регенерацию из раствора выделяется около 470 кг гипса, жесткость осветленной воды составляет около ЗОмг-экв/дм3;

• при обработке смеси сточных вод в термохимическом умягчителе о оптимальный расход их составляет 6-10 м /ч;

• осветлитель при подаче в него смеси сточных вод работает стабильно и обеспечивает удовлетворительные показатели качества известково-коагулированной воды: Жо=2 мг-экв/дм3, Що<1 мг-экв/дм3, 8Ю2~3,5 мг/дм3, окисляемость снижается на 50-60%.

4. Разработаны методика и программа расчета для определения оптимальных режимов эксплуатации комплекса Казанской ТЭЦ-3 в зависимости от конкретных условий его эксплуатации.

5. На основе анализа результатов опытно-промышленных и расчетных исследований разработаны предложения по повышению эффективности работы комплекса Казанской ТЭЦ-3, внедрение которых позволит сократить расход реагентов, упростить эксплуатацию и более эффективно использовать оборудование.

6. Разработаны три варианта малоотходных комплексов водопользования ТЭС с использованием ионообменных, термических и мембранных технологий обессоливания и умягчения воды.

7. Разработаны методика и программа расчета для оптимизации малоотходных комплексов водопользования в зависимости от конкретных условий эксплуатации ТЭС. Выполнено сравнение экологической и экономической эффективности разработанных вариантов малоотходных комплексов водопользования на ТЭС.

Библиография Хазиахметова, Фарида Раисовна, диссертация по теме Энергетические системы и комплексы

1. Государственный доклад о состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2008г. Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации. Москва, 2009.

2. Стратегия защиты водоемов от сброса сточных вод ТЭС АО «Мос-энерго»/Н.И.Серебряников, Г.В. Преснов и др. // Теплоэнергетика, 1998, № 7. С.2-6.

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

4. Методические указания по разработке нормативов предельно допустимых сбросов вредных веществ в поверхностные водные объекты // М.: Министерство природных ресурсов, 1998. 9 с.

5. Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения. М.: Министерство здравоохранения СССР, 1988. - 69 с.

6. РД 153-34.0-02.405-99. Методические указания по нормированию сбросов загрязняющих веществ со сточными водами тепловых электростанций. М.: АООТ «ВТИ», 2000.-24 с.

7. Алиев А.Ф. Предотвращение накипеобразования в оборотных системах технического водоснабжения при использовании вод повышенной минерализации // Теплоэнергетика, 2006, №8. С.55-58.

8. Копылов A.C., Лавыгин В.М., Очков В.Ф. Водоподготовка в энергетике: Учебное пособие для вузов. М.: Изд-во МЭИ, 2003. - 310 е.: ил.

9. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. Министерство энергетики РФ. М.:ЗАО «Энергосервис», 2003-368с.

10. Покровский В.Н., Аракчеев Е.П. Очистка сточных вод тепловых электростанций.-М.: Энергия, 1980.-275с.

11. Руководство по проектированию схем обработки и очистки производственных сточных вод тепловых электростанций. — М.: Теплоэлектропро-ект, 1976. 29 с.

12. Официальный сайт Hitachi Plant Technologies, Ltd http://www.hitachi-pt.com/products/es/industrial/power.html.

13. Обеспечение экологической безопасности выбросов химводоочи-стки АЭС / A.B. Паламарчук, A.A. Мадоян, М.Ю. Лукашов, A.B. Нубарьян // Теплоэнергетика, 2002, №5. С . 75 - 77.

14. Экологические проблемы осветления воды и утилизации шламов на ТЭЦ АО «Мосэнерго» / А.Н. Ремезов, Г.В.Преснов, A.M. Храмчихин и др. // Теплоэнергетика, 2002, № 2. С. 2 - 8.

15. Лифшиц О.В. Справочник по водоподготовке котельных установке.- М.:Энергия,1976. 288с.

16. Совместная обработка осадков сточных вод и осадков, образующихся на водопроводных станциях / С.В.Яковлев, Б.А.Ганин и др. // М.: Стройиздат, 1990.

17. Любарский В.М. Осадки природных вод и методы их обработки. -М.: Стройиздат, 1980.

18. Обеспечение безотходных режимов водопользования химводоочи-сток ТЭС и АЭС / Н.Д. Яценко, A.B. Паламарчук // Экология промышленного производства, 2002. С. 27 - 29.

19. Жабо В.В. Охрана окружающей среды на ТЭС и АЭС. М.: Энер-гоатомиздат, 1992.

20. Евстютин A.B. Богловский A.B. Применение оксихлоридов алюминия для коагуляции воды с высоким содержанием органических примесей и низкой щелочностью // Теплоэнергетика, 2007, №7. С.67-70.

21. Потапова Н.В. Технология умягчения воды с утилизацией сточных вод на РТС МГП «Мостеплоэнерго» // Материалы международной научно-практической конференции «Экология энергетики 2000»: Москва, 2000. 1820 октября.-С. 185-188.

22. Шищенко В.В., Пащенко Ю.Е. Малоотходная технология водород-катионирования с «голодной» регенерацией катионита для подготовки под-питочной воды теплосети // Новости теплоснабжения, 2003, № 11. — С. 36-41.

23. Джалилов М.Ф., Фейзиев И.Г. Об экологически чистых и ресурсосберегающих технологиях Н-катионирования воды // Проблемы энергетики,2001,№7-8. -С.41-49.

24. Юрчевский Е.Б. Современное отечественное водоподготовительное оборудование для обессоливания и умягчения воды на ТЭС // Теплоэнергетика,2002, №3. С.62-67.

25. Механизм «проскока» анионов органических кислот через ионит-ные фильтры ХВО и БОУ/Б.Н.Ходырев, Б.С.Федосеев и др.// Теплоэнергетика, 1999, № 7. С.2-6.

26. Громов С.JI., Пантелеев A.A. Технологии противоточной регенерации ионитов для водоподготовки. Часть 1 // Теплоэнергетика, 2006, №8. С.33-37.

27. Громов С.Л., Пантелеев A.A. Технологии противоточной регенерации ионитов для водоподготовки. Часть 2 // Теплоэнергетика, 2006, №11. — С.50-55.

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

29. Семенова И.В., Воронова А.М. Современные направления в реконструкции цехов химводоподготовки на атомных электростанциях на примере Курской АЭС // Энергосбережение и водоподготовка, 2006, № 1. С. 23-24.

30. Судиловский П.С., Ноев Н.В., Морин П.Б. К выбору технологии водоподготовки для подпитки паровых котлов // Энергосбережение и водоподготовка. 2009. №2.-С. 2-8.

31. Фейзиев Г.К. Высокоэффективные методы умягчения, опреснения и обессоливания воды. -М.: Энергоиздат, 1988.

32. Джалилов М.Ф. Химическое обессоливание воды на ТЭС с сокращенными количествами реагентов и стоков. — Баку: Элм,1996. 150 с.

33. Малахов И.А., Якобишвили И.Ш., Космодамианский В.Е Извлечение серной кислоты из сбросных вод водород-катионитовых фильтров // Энергетик. 1982. №10. С. 15 - 17.

34. Утилизация кислотно-щелочных сточных вод установок химобессо-ливания на ТЭС / И.А. Малахов, В.Е. Космодамианский, А.М. Храмчихин, Г.И. Малахов // Теплоэнергетика, 2000, №7. С. 15 —19.

35. Тумановский А.Г., Котлер В.Р. Перспективы решения эклологических проблем тепловых электростанций // Телопэнергетика, 2007, №6. — С. 5-11.

36. Ружинский В.Н., Стыренко Г.К. Безотходная технология обессоливания // Теплоэнергетика, 1985, №6. С. 21 - 24.

37. Полетаев JI.H. Разработка малоотходной технологии химического обессоливания воды на ТЭС // Теплоэнергетика, 1997, №6. С. 29 - 31.

38. Малахов И.Г., Боровкова И.И, Схемы подготовки воды для котлов высокого и среднего давлений с утилизацией минерализованных стоков II Энергосбережение и водоподготовка, 2007, №6. С.2-5.

39. Сорбционно-мембранные технологии подгтовки добавочной воды на приморских ТЭС / Абдуллаев K.M., Агамалиев М.М., Малахов И.А., и др. // Теплоэнергетика, 2008, №4. С.26-30.

40. Волкова E.H., Волков A.A. Опыт применения антискалантов для предотвращения загрязнения мембранных элементов в установках обратного осмоса ОАО «ММК» // Энергосбережение и водоподготовка, 2008, №1. — С.26-27.

41. Мембранные технологии: обратный осмос и нанофильтрация // http://www.mediana-filter.ru/reverseosmos nanofiltration.html

42. Теоретические основы обратного осмоса // сайт РХТУ им. Д.И. Менделеева, http://www.membrane.msk.ru/books/7id Ь-10

43. Васильева О.П., Киселева А.Э., Судиловский П.С. Мобильные ВПУ на базе мембранных технологий в энергетике // Энергосбережение и водоподготовка, 2008, №5. С.22-24.

44. Белоконова А.Ф. Водно-химические режимы тепловых электростанций. -М.: Энергоатомиздат, 1985. 248 е., ил.

45. Высоцкий С.П. Мембранная и ионитная технология водоподготов-ки в энергетике. Киев: Техника, 1989.

46. Куилов JI.B., Кузьмин C.B. Внедрение в эксплуатацию экологически чистых и ресурсосберегающих технологий на Заинской ГРЭС // Энергетика Татарстана, 2007, №2. С.91-94.

47. Белогорский A.A. Предварительная подготовка речной воды перед установкой обратного осмоса на ТЭЦ // Энергосбережение и водоподготовка, 2008, № 2. С.24.

48. Исследование процессов формирования отложений в мембранных аппаратах с открытыми напорными каналами / Е.Б. Юрчевский, А.Г. Первов, А.П.

49. Андрианова, М.А. Пичугина // Энергосбережение и водоподготовка, 2008, №4. -С.32-35.

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

51. Опыт внедрения установки обратного осмоса УОО-166 на Нижнекамской ТЭЦ-1 / Б.Н. Ходырев, Б.С. Федосеев, А.И. Калашников и др. // Электрические станции, 2002, №6. С.54-62.

52. Юрчевский Е.Б., Андрианов А.П. Перспективы использования мембранных технологий водоподготовки для предотвращения загрязнения пароводяных трактов ТЭС органическими примесями природной воды // Теплоэнергетика, 2006, №8. С.2-9.

53. Использование метода обратного осмоса для водоподготовки в теплоэнергетике / А.Н. Самодуров, С.Е. Лысенко, C.JI. Громов, A.A. Пантелеев // Теплоэнергетика, 2006, № 6. С.26-30.

54. Технологические аспекты выбора оптимальных схем обессоливания питательной воды парогенераторов ТЭС и промышленных предприятий / И.А. Малахов, A.A. Аскерния, И.И. Боровкова, Г.И. Малахов // Теплоэнергетика, 2004, №7.-С. 19-24.

55. Юрчевский Е.Б., Первов А.Г.Применение ультрафильтрации в сочетании с обратноосмотической технологией для обессоливания добавочной воды ТЭС // Теплоэнергетика, 2004, №7. С.25-31.

56. Опыт экплуатации установки обратного осмоса Новосибирской ТЭЦ-2 / И.А. Абрамова, С.А. Чернов, В.М. Майков и др. // http://www.zao-ec.ru/index.php?page=l 1 &p=&id=24.

57. Проблема удаления природных и техногенных органических веществ из воды на установках обратного осмоса / Б.П. Ходырев, Б.С. Федосеев, М.Ю. Щукина, Ф.Ф. Ямгуров // Теплоэнергетика, 2001, №6. — С. 71-76.

58. Мамет А.П., Ситняковский Ю.А. Сравнение экономичности ионитно-го и обратноосмотического обессоливания воды // Электрические станции, 2002, №6. С.63-66.

59. Технология глубокого обессоливания добавочной воды на ТЭС с утилизацией сточных вод / И.А. Малахов, A.A. Аскерния, И.И. Боровкова и др. // Теплоэнергетика, 2006, №8. С. 14-16.

60. Лейси Р. Технологические процессы с применением мембран. М.: Мир, 1976, 372 е., ил.

61. K.M. Салдадзе и др. Ионообменные мембраны в электродиализе. М.: Химия, 1970.

62. E.Glueckauf, Brit.Chem.Eng., 12,646,1959.

63. Краснова Т.А. Электромембранные процессы в водоподготовке. -Кемерово: Кузбасс вуз издат, 1992.

64. Водоподготовка: Процессы и аппараты: Учеб. пособие для вузов / A.A. Громогласов, A.C. Копылов, А.П. Пилыциков; Под ред. О.И. Мартыно-вой. -М.: Энергоатомиздат, 1990. 272 е.: ил.

65. Гребенюк В.Д., Чеботарева Р.Д., Беркелиева Л.К. Отравление ионито-вых мембран поверхностно-активными веществами .// Химия и технология воды, 1992, т. 14, №Ю. С. 743 - 757; рез.англ.

66. Яковлев C.B. Технология электрохимической очистки воды: Д.: Стройиздат. Лениградское отделение, 1987.

67. Стерман JI.C., Покровский В.Н. Физические и химические методы обработки воды на ТЭС: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1991. -328 е.: ил.

68. Смагин В.Н. Обработка воды методом электродиализа. М.: Стройиздат, 1986. - 172 с.

69. РД 34.37.105-89. Методические указания по проектированию электродиализных установок для обессоливания воды на тепловых электрических станциях. М.: ВТИ им. Ф.Э.Дзержинского, 1990. - 32 с.

70. Перспективы применения электродиализа в водоподготовительных установках ТЭС / Парыкин B.C., Попов С.Б. и др. // Энергетическое строительство, 1993, №3.-С. 27-31.

71. Опыт внедрения электродиализной установки /Блогерман М.К.Дцовенко В.В., Марченко C.B., Голубец B.C. // Энергетик., 1990, №10. С. 28.

72. Количественный расчет выделения газов при обессоливании воды в электродиализаторах и условия безопасной работы / B.C. Парыкин, Н.В. Конов-ский, В.Ю. Лебедеви др. // Электр.ст., 1990, № 11. С. 53-56.

73. Опыт длительной эксплуатации электродиализной установки / B.C. Па-рыкин, С.А. Власова, Э.П. Павловский, EJI Боброва. // Электр.ст., 1990, №9. С. 8789.

74. Предварительная обработка питательной воды паровых котлов. Рге-treatment system for boiler feedwater//Eur.Power News-1993 -18, №2.-с.18.-Англ.

75. W.R Walters, D.W.Weiser, Z.J.Marek, Ind.Eng.Chem., 47,61,1955.

76. D.S.Sammon, R.E. Watts, A.E.R.E., 123137,1960.

77. Электродеионизация дополняет технологии ионообменных смол и обратного осмоса /Чанг Ли, Хернон Брайан Р., Бернитц Франсин С. / Миров, элек-троэнерг. инст. 1998.-№4.-с.32-34.-Рус.

78. Электромембранные процессы // сайт РХТУ им. Д.И. Менделеева, http://w\vw.membrane.msk.ru/books/7id b=14&id bp=421

79. Черкасов C.B. Электродеионизация воды. Теория и практика применения. Аспекты экологии и экономики // http://wwtec.ru/index.php?id=232

80. Малоотходная технология переработки сточных вод на базе термохимического обессоливания / А.С.Седлов, В.В.Шищенко, С.Н.Чебанов и др.// Энергетик, 1995, №1.- С. 16-20.

81. Горюнов И.Т., Маханьков А.К. Внедрение научно-технических разработок на предприятиях АО «Мосэнерго» // Электрические станции. Специальный номер, 1997. — С. 49-53.

82. Организация водно-химического режима термической водоподго-товки / A.B. Богловский, В.Б. Чернозубов, Н.Е. Черных и др. // Теплоэнергетика, 2007, №7. С.15-19.

83. Пути повышения эффективности технологии водоподготовки на ТЭС ОАО «Татэнерго» / B.C. Петин, И.Ш. Фардиев, О.Г. Салашенко и др. // Энергосбережение и водоподготовка, 2003, №1. С.29-32.

84. Опыт освоения малоотходной технологии водоподготовки на Саранской ТЭЦ-2 / A.C. Седлов, В.В. Шищенко, C.B. Сидорова и др. // Электрические станции, 2000, № 4. С. 33-37.

85. Сейиткурбанов С. Многоступенчатые термические опреснительные установки. Под ред. Р. Байрамова Ашхабад.: Ылым, 1980 - 252с.

86. Стерман JI.C., Покровский В.Н. Физические и химические методы обработки воды на ТЭС. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 328 с.

87. Милуш В.В., Слесаренко В.В. Применение испарительных установок в схеме утилизации тепла уходящих газов на Приморской ГРЭС // Энергосбережение и водоподготовка, 2008, №2. С. 14-16.

88. Слесаренко В.В., Кослов Е.В. Применение комбинированных систем водоподготовки на ТЭС Дальневосточного региона // Теплоэнергетика, 2006, №5. С.70-73.

89. Термическая водоподготовка и переработка сточных вод для производств с высокими экологическими показателями / А.С.Седлов, Шищенко В.В. и др. // Промышленная энергетика, 1993, № 7. С.18-22.

90. Способ термохимического обессоливания природных и сточных вод: A.c. 2137722 RU, МКИ6 С 02 F 9/00 / А.С.Седлов, В.В.Шищенко; Московский энергетический институт (технический университет)-№ 981135575/12; Заявл. 13.07.98; Опубл. 20.09.99, Бюл.№26

91. Small-waste technology of water desalination at thermal power stations / A.S.Sedlov, V.V.Shischenko et al. // Desalination. 1999. - № 126. - P.261-266.

92. Термохимическое обессоливание природных и сточных вод на ТЭС как средство уменьшения загрязнения водоёмов / A.C. Седлов, В.В. Шищенко, В.О. Жидких, Г.В. Преснов // Вестник МЭИ, 2000, № 4.

93. Чернозубов В.Б. Дистилляционные опреснительные установки и защита окружающей среды. // Вопросы атомной науки техники, серия: Опреснение соленых вод. Вып. 1(8),— Свердловск:СвердНИИхиммаш, 1976 С. 3-7.

94. Таубман Е.И., Пастушенко Б.Л. Процессы и установки мгновенного вскипания.- М.: Энергоатомиздат, 1990.- 184с.

95. Петин B.C., Салашенко О.Г., Титов А.Н. Испарители мгновенного вскипания основа создания малоотходной технологии обессоливания // Энергосбережение и водоподготовка, 2002, №2. - С. 2-8

96. Пилипенко А.Т, Вахнин И.Г., Максин В.И. /Развитие методов опреснения вод // Химия и технология воды, 1991, т.13, №8. -С. 693-729.

97. РД 153 34.1-42.102-98. Руководящие документы по проектированию термодистилляционных и выпарных установок по переработке сточных вод ТЭС и ГРЭС.- ОРГРЭС. М. 2000.- 44с.

98. Термические технологии в обессоливании воды и переработке минерально-загрязненных стоков /Егоров А.П., Картовский Ю.В и др. // Материалы международной научно-практической конференции «Экология энергетики 2000», Москва, 2000. 18-20 октября. С. 165-166.

99. Таубман Е.И., Бильдер З.П. Термическое обезвреживание минер-лизованных промышленных сточных вод Д.: Химия, 1975 - 208с.

100. U.S. Patent № 4347704 sep.7,1982. Thermal power plant water treatment process. Kurt Marquardt, Heinz Ludwig.

101. Опыт создания комплексной малоотходной системы водопользования на Казанской ТЭЦ-3 / И.Ш. Фардиев, И.А. Закиров, И.Ю. Силов и др. // Новое в российской электроэнергетике, 2009, №3. С.30-37.

102. Материалы по АСУ ВПУ Казанской ТЭЦ-3, предоставленные ЗАО «Энергосистематехника-2000».

103. Отчет по проекту: Разработка и создание технологии утилизации сточных вод водоподготовительных установок Казанской ТЭЦ-3 ведомственной научной программы "Развитие научного потенциала высшей школы". МЭИ (ТУ). Москва, 2005г.

104. Моисейцев Ю.В. Сокращение водопотребления и водоотведения в системах водоподготовки и переработки сточных вод на ТЭС: Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. М.: МЭИ, 2001г. - 182с.

105. Пб.Шищенко В.В. Термохимическая обработка минерализованных и сточных вод в теплоэнергетике: Диссертация на соискание ученой степени д.т.н. Ставрополь, 1984г. - 446с.

106. Шищенко В.В., Хазиахметова Ф.Р. Пути сокращения водопотребления и водоотведения на ТЭС// Энергосбережение и водоподготовка, 2010, №2.-С. 14-16.

107. Технологическое и экологическое совершенствование водоподго-товительных установок на ТЭС / Ларин Б.М., Бушуев E.H., Бушуева Н.В. // Теплоэнергетика, 2001, №8. С.23-27.

108. Нормы технологического проектирования тепловых электрических станций/ВНТП 81. М.: Министерство энергетики и электрификации СССР, 1981.- 123 с.

109. Экономическое сравнение технологий обессоливания добавочной воды энергетических котлов высокого давления / В.В. Ноев, Т.Ф Быстрова. и др. // Энергосбережение и водоподготовка, 1998, №1- С. 47-52.

110. Внедрение противоточной технологии UP.CO.RE на ВПУ по обес-соливанию воды ТЭЦ-12 Мосэнерго / И.И. Боровкова, И.С. Балаев, C.JI. Громов и др. // Электрические станции, 2000, №5. С.37-39.

111. Хазиахметова Д.Р. Разработка и исследование технологии умягчения и частичного обессоливания сточных вод ХОУ с использованием карбоксильных катионитов: Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. — М.: МЭИ, 2004г.- 133с.

112. Котенко А., Видхальм Э., Тонингер Ф. Из опыта эксплуатации об-ратноосмотических систем химводоподготовки в Австрии // Электронный журнал СОК, http://www.c-o-k.com.Ua/content/view/l 117/

113. Первов А., Андрианов А., Юрчевский Е. Совершенствование систем очистки поверхностной воды // Электронный журнал «Аква-терм», http://www.aqua-therm.ru/articles/articles29.html, 12.08.2008.

114. Чаусов Ф.Ф., Раевская Г.А. Комплексный водно-химический режим теплоэнергетических систем низких параметров. Практическое руководство. Москва-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2003.

115. РД 34.10.402 Временные расчетные нормы удельных расходов кислоты и щелочи на подготовку добавочной воды котлов тепловых электростанций Минэнерго СССР. 1975

116. Юрчевский Е.Б. Разработка, исследование и внедрение водоподго-товительного оборудования для ТЭС с улучшенными экологическими характеристиками: Автореферат дис. на соискание ученой степени докт. техн. наук. Иваново, 2004. - 35 с.

117. РД 153-34.1-09.456-00. Методика расчета себестоимости воды, вырабатываемой на водоподготовительных установках ТЭС

118. ОСТ 34-42-563-82 Баки и резервуары ТЭС и АЭС из углеродистой стали вместимостью до 1000 м3. Резервуары цилиндрические вертикальные с коническим днищем. Типы и основные размеры.

119. Обзор цен на насосы http://www.infopumps.ru/show р1.рЬр

120. Прайс-лист, химические реагенты http://piridin.ru/priceO 1

121. Показатели работы КрН при подаче регенерационнътх и отмывочных вод с-катионитного фильтра I ступени №2 29/09/2009расход вход выход 1. Жса Жса Жп^

122. Режимная карта «цепочек» установки ИО

123. Наименование операции Расход воды, м3/ч Качество используемой воды Место сбора отработанного раствора

124. Взрыхление А2 125 после Н2 БПМФ

125. Взрыхление Н2 105 после А1 БПМФ

126. Взрыхление А1 50 после Но БПМФ

127. Взрыхление Но 145 после Нпр БПМФ

128. Взрыхление Нпр 145 ОВ БПМФ6* Пропуск ОРЩ из БСН через А1 со сбросом на Нпр. 65 ОРЩ Нпр.-БНу** Регенерация Н2-Но-Нпр 50 ЧОВ БН

129. Пропуск ОРЩ из БСН через А1 со сбросом на БН 70 ОРЩ БН

130. Блокирующий поток ЧОВ сверху Но при отмывке Н2-Но-Нпр 50 ЧОВ БН10** Отмывка Н2-Но-Нпр 50 ЧОВ БН

131. Регенерация А2-А1 свежей щелочью 4% 70 ХОВ БСН

132. Отмывка А2-А1 на БСН 70 ХОВ БСН

133. Отмывка А2-А1 наБН 70 ХОВ БН

134. Регенерация Нпр ЫаС1 8-12% 25 БН

135. Отмывка Нпр от ИаС1 45 ОВ БН75 БН

136. Домывка Нпр-Но-А1 рециркуляцией 170

137. Домывка Нпр-Но-А1 рециркуляцией 170

138. Щелочные воды подаваемые на верх Но (п.6) содержат 30% всех анионов

139. Кислые воды подаваемые в БН

140. Щелочные воды подаваемые в БН (п.8, п. 13) содержат 70% всех анионов Удельный расход реагентов на обессоливание 1мЗ воды в цепочках в среднем за 2005-2006гг. составил: кислоты 5,2 г-экв/мЗ; щёлочи — 3,7 г-экв/мЗ; соли — 2,15 г-экв/мЗ.

141. Количество и состав воды по ступеням обработки малоотходного комплекса водопользования на базе ионообменного итермического обессоливания

142. Условия расчета: производительность ИО 220 мЗ/ч, ИУ ЗЗОмЗ/ч; тип воды Д„= 1,71 мг-экв/дм3, купну=153.

143. Количество солей, вводимое с продувкой СОО в ВПУ 166кг/ч. Количество солей в образующемся избытке продувочной воды ИУ 80кг/ч.табл. 4.2), kyiIC0° = 1,2

144. Количество и состав воды по ступеням обработки малоотходного комплекса водопользования на базе обратноосмотического, ионообменного и термического обессоливания

145. Q Са2+ Mg2+ Na+ i-r НСОз" СО/- ОН" | С1" S042" СсmjAi мг-экв/дм3 мг/дм1исходная вода 562,6 2,0 0,8 1,3 2Д - - 0,9 1Д 290

146. Условия расчета: тип воды 1 (табл. 4.2), kyiIC0° = 1,2, Ди= 2,9мг-экв/дм3, kyiIHy=43. Количество солей, вводимое с продувкой СОО в ВПУ 163кг/ч. Количество солей в образующемся избытке продувочной воды ИУ 47кг/ч.

147. Количество и состав воды по ступеням обработки малоотходного комплекса водопользованияна базе термического обессоливания

148. Q Са2+ Mg2+ Na+ Н" НС03" СОз2" ОН- СГ S042' Ссм /ч мг-экв/дм мг/дм^исходная вода 562,8 2,0 0,8 1,3 2,1 - - 0,9 Ы 290

149. Условия расчета: тип воды 1 (табл. 4.2), купсо° = 1,2, Ди= 3,0 мг-экв/дм3, купиу=211. Количество солей, вводимое с продувкой СОО в ВПУ 163кг/ч. Количество солей в образующемся избытке продувочной воды ИУ 68кг/ч.

Похожие работы

Энергетика
05.14.00