автореферат диссертации по энергетике, 05.14.14, диссертация на тему:Разработка методики определения материальных потоков системы ТЭС-закрытая тепловая сеть

На правах рукописи

ЛЯПИН АЛЕКСАНДР ИГОРЕВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНЫХ ПОТОКОВ СИСТЕМЫ ТЭС - ЗАКРЫТАЯ ТЕПЛОВАЯ СЕТЬ

Специальность 05 14 14 - Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ООЗОЬ

Казань - 2007 г

003061345

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Казанский государственный энергетический университет»

Научный руководитель - доктор химических наук,

профессор Чичирова Наталья Дмитриевна

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Гурьянов Алексей Ильич

- доктор химических наук, профессор Сальников Юрий Иванович

Ведущая организация ГОУ ВПО Ульяновский государст-

венный технический университет

Защита состоится «13» сентября 2007г в 16 00 часов на заседании диссертационного совета Д 212 082.02 при ГОУ ВПО «Казанский государственный энергетический университет» по адресу 420066, г Казань, ул Красносельская, 51

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Казанский государственный энергетический университет»

С авторефератом можно ознакомиться на сайте КГЭУ http //info.kgeu ru

Автореферат разослан « & » 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совет;

¿^Of-S'

Гильфанов К X

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы В Российской энергетике наибольшее распространение получило централизованное теплоснабжение крупных населенных пунктов от ТЭЦ с закрытой тепловой сетью По сравнению с другими системами теплоснабжения оно обладает такими преимуществами как низкий расход топлива на выработку тепловой и электрической энергии за счет более высоких кпд работы станции, низкий удельный расход воды (теплоносителя), высокая долговечность Между тем для систем ТЭС — закрытая тепловая сеть характерны определенные проблемы Во-первых, необходимы специальные химические методы подготовки воды для подпитки теплосети При этом проведение обработки воды требует затрат реагентов и энергии, и сопровождается, соответственно, образованием отходов Кроме того, для системы ТЭС — закрытая теплосеть характерны присосы необработанной воды из присоединенной системы водоснабжения, которые ухудшают качество теплоносителя, утечки теплоносителя из системы теплосети (аварийные, несанкционированный отбор и др ) В теплоносителе (теплосети) протекают нежелательные физико-химические процессы - это образование отложений на теплопередающих поверхностях и внутренняя коррозия Образование отложений в первую очередь ухудшает теплообмен, вследствие чего происходит перерасход топлива, снижается кпд турбо-установки, межремонтный период и срок службы теплосетевого оборудования Увеличение скорости коррозии материала трубопроводов и теплотехнического оборудования, в первую очередь внутренней коррозии, приводит к преждевременному, причем местному, разрушению оборудования и теплосети Основным материалом для изготовления элементов теплоснабжения является сталь, основной коррозионный процесс - растворение железа в водяном контуре теплосети Коррозия имеет крайне негативные последствия для системы теплоснабжения Наиболее часто в тепловых сетях процесс коррозии сопровождается участием продуктов коррозии в образовании отложений

Трудность устранения указанных проблем связана, прежде всего, со сложностью их своевременного (оперативного) обнаружения Если об объеме утечек можно приблизительно судить по расходу подпиточной воды, то другие процессы контролировать весьма затруднительно До сих пор не разработана методика определения присосов необработанной воды Между тем, в нормах Правил технической эксплуатации электростанций и сетей (ПТЭ) указывается, что при подготовке подпиточной воды объем присосов должен учитываться

Как правило, образование отложений и коррозионные процессы контролируют периодически путем вырезания фрагментов поверхности теплосетевого оборудования или трубы Естественно, такой контроль проводится редко (как правило, не чаще, чем раз в год) и лишь в некоторых точках Другие методы (например, установка маячков) тоже не вполне оперативны

Еще один аспект связан с процессом подготовки теплоносителя Подпи-очная вода теплосети готовится, как правило, в химическом цехе ТЭЦ На качество подпиточной воды есть нормативы, изложенные в нормах ПТЭ Между тем, количество нормируемых показателей и диапазон их изменения невелик и

явно не охватывают все возможные составы воды Многочисленные дискуссии в научно-технической литературе показывают, что нормативы далеки от совершенства

Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка математической модели системы ТЭС — закрытая тепловая сеть. Непосредственными задачами работы являются

1 Разработка методики расчета материальных потоков в системе Оперативное определение объема присосов водопроводной воды, утечек теплоносителя, скорости образования отложений, оценки их состава и места отложения.

2 Разработка научно обоснованных требований к организации химического контроля теплоносителя

3 Разработка рациональной схемы работы химводоочистки, основанной на принципе обратной связи

4 Анализ эффективности работы химводоочистки подпиточной воды и коррекции сетевой воды ЗГРЭС и выработка рекомевдаций по сокращению отложений и расходу реагентов

Научная новизна работы. Впервые проведено теоретическое рассмотрение системы ТЭС — закрытая тепловая сеть как открытой материальной химической системы Разработана математическая модель системы ТЭС — закрытая тепловая сеть в конфигурации проточный химический реактор идеального смешения (вытеснения) с нестационарным изотермическим режимом работы Впервые разработана методика количественного определения присосов неочищенной водопроводной воды, оперативной оценки скорости образования отложений, их качественного состава и месторасположения

Достоверность основных результатов работы обеспечивается использованием современных методов экспериментальных и теоретических исследований

Практическая ценность работы. Разработка системы оперативного контроля за негативными вялотекущими процессами на ТЭЦ (отложения на нагревателях и коррозия) и в теплосети (присосы, утечки, коррозия, отложения)

Рациональная схема работы химводоочистки ТЭЦ, имеющая целью снижение отложений и скорости коррозии без дополнительных вложений и расходов реагентов

Личный вклад автора. Основные результаты получены автором лично под руководством д.х.н. проф Чичировой Н Д

Апробация работы. Результаты работы докладывались на XVIII международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях ММТТ-18» (Казань, КГТУ, 2005г.), республиканском научном семинаре «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроению) (Казань, КазНЦ РАН, 2006г), аспирантско-магистерских научных семинарах КГЭУ (Казань, 2006-07гг), XX международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях ММТТ-20» (Ярославль, ЯГТУ, 2007г), Второй молодежной международной научной конференции «Тинчу-ринские чтения» (Казань, КГЭУ, 2007г)

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 9 печатных работ

Автор защищает методику определения материальных потоков системы ТЭС - закрытая тепловая сеть, результаты полученных теоретических и экспериментальных исследований.

Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы, содержащего 151 наименование Общий объем диссертации составляет 181 страницу машинописного текста, включая 28 рисунков, 31 таблицу

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, определены цели и задачи, научная новизна и практическая ценность диссертационной работы

В первой главе проведен обзор работ, посвященных проводимым в системах ТЭС — тепловая сеть различным водно-химическим мероприятиям, обеспечивающим надежную, экономичную, безопасную работу системы

Физико-химические процессы, протекающие в системах ТЭС - тепловая сеть, неизбежно приводят к образованию труднорастворимых отложений на те-плообменных поверхностях энергетического оборудования, особенно в зонах высоких температур, а также к коррозионным повреждениям агрегатов Это объясняется тем, что в водных системах электростанций могут присутствовать естественные примеси, состав и содержание которых определяется качеством исходной воды и принятым способом водоподготовки, а также продукты коррозии конструкционных материалов водяных и пароводяных контуров В главе рассмотрены основные методы организации водно-химического режима в системах ТЭС - тепловая сеть Определены условия применимости того или иного способа подготовки подпиточной и сетевой воды на ТЭС

Для оценки накипеобразующих свойств сетевой и подпиточной воды могут быть использованы различные термодинамические критерии Разнообразие критериев объясняется различной применимостью этих критериев к водам различного качества, а также точностью оценки накипеобразующих свойств воды

Рассмотрены физические и физико-химические способы противокоррозионной обработки подпиточной и сетевой воды на ТЭС Описаны различные факторы, влияющие на коррозию в тепловых сетях

На основе анализа литературных данных сформулированы задачи исследования

Вторая глава посвящена разработке методики определения материальных потоков системы ТЭС - закрытая тепловая сеть Проведено теоретическое рассмотрение проточных систем, в которых протекают физико-химические процессы По принципу действия и по характеру загружаемых в реакционную зону компонентов и удаляемых из системы осадков химические реакторы условно можно разделить на реакторы идеального смешения периодические, реакторы идеального смешения проточные, или непрерывные, реакторы идеального вытеснения

В настоящее время наибольшее распространение получила система теплоснабжения с закрытой теплосетью Существенными признаками закрытой теплосети является наличие двухтрубной системы с независимой схемой присоединения горячего водоснабжения (рис 1) Теплоноситель - специально подготовленная вода Отбор воды теплосети на горячее водоснабжение отсутствует Движение воды в системе осуществляется с помощью сетевого насоса, установленного на ТЭС Подпиточная вода теплосети - это химически очищенная, деаэрированная вода - готовится на ТЭС

Рис 1 Варианты схем с закрытой системой теплоснабжения 1 - сетевой насос, 2 - сетевые подогреватели, 3 - пиковый водогрейный котел, 4 - подающий трубопровод сетевой воды, 5 — обратный трубопровод сетевой воды, 6 — смесительное устройство (элеватор), 7 — отопительные приборы, 8 -регулятор расхода, 9 - регулятор температуры воды, 10, 11 - подогреватели горячего водоснабжения нижней и верхней ступени, 12 - подогреватель горячего водоснабжения одноступенчатый, 13 - отопительный подогреватель, 14 - насос, 15 - воздушный кран, 16 - подпиточный насос, 17 - регулятор подпитки, 18 - обратный клапан, 19 - водоразборный кран

Способ присоединения отопительной системы к закрытой теплосети может быть различен Варианты присоединения показаны на рис 1-е независимой схемой присоединения отопительной системы (I), с зависимой схемой присоединения отопительных приборов, параллельной горячему водоснабжению (II), с зависимой схемой присоединения отопительной системы и двухступенчатым последовательным присоединением горячего водоснабжения (III) Для всех вариантов систем с закрытой теплосетью (рис 1) материальные потоки можно представить с помощью одной общей схемы следующим образом (рис 2)

Рис 2 Схема материальных потоков в двухтрубной системе с закрытой теплосетью

® - точки химического контроля, ХВО — химводоочистка и деаэрация, СН — сетевые насосы, vBB - присосы водопроводной воды, м3/ч, vy - объем утечек,

м3/ч, vn - расход подпиточной воды, м3/ч; vc - расход сетевой воды, м3/ч, nJ C - отложения в теплосети, моль/ч; «у дэс ~ отложения в нагревательной системе ТЭС, моль/ч, rij C + nу;ТЭС ~ nj,0 > CJ,вв> cj,n> cj,np> CJ,обр> cj,с - концентрации у-го вещества в водопроводной, подпиточной, прямой, обратной и сетевой воде, соответственно, моль/м3

Систему ТЭС — закрытая тепловая сеть можно рассматривать как проточный химический реактор идеального смешения (вытеснения) с нестационарным изотермическим режимом работы, в котором существует вход реагентов (подпитка химочищенной водой и присосы водопроводной воды), выход реагентов (утечки сетевой воды) и химические реакции (образование отложений) (рис. 2)

Базовое уравнение материального баланса проточного химического реактора по веществу j для элементарного объема dV и времени dx

г, 8с,

-u grade. + DVzc, -w, = —i (1)

Зх

ди. дих fay

где и - вектор скоростей движения потока жидкости,-- + —— н--= divu,

dz дх ду

2

grade, - градиент концентрации вещества j, D - коэффициент диффузии, V с}

2 д2с, д2с. д2с, -Лапласиан, V с. =——~ + —w, - скорость химической реакции, dz2 дх2 ду2 J

j dN. дс,

w . ----—-— накопление вещества j в элементарном объеме dV

J V dx дх

Уравнение (1) достаточно полно описывает процессы в любом химическом реакторе В нем отражен перенос импульса (1-й член уравнения), диффу-

зионный перенос (2-й член), и протекание химической реакции (3-й член) Однако, уравнение (1) слишком сложно для решения Задача состоит в создании математической модели, позволяющей упростить уравнение (1), и пригодной для инженерных расчетов

Для материального баланса по компонентам воды (рис 2) можно представить систему независимых дифференциальных уравнений

^ввс у,вв<*х + упс = (увв + + У()с1с + (1К Jfi (2)

Аналогично, баланс материальных потоков вещества у для первой части схемы (закрытая теплосеть) запишется

ВВ + 1 Г1

Для второй части схемы (нагревательная система ТЭС) усс у,обрА + ^ JJ^dx = (ус + Уд )су>пр ек + Угэсс1с JC + с!,\гу;ГЭС (4)

Интегрирование уравнений (2-4) приводит к выражениям вида

^vвncJtBBeh + =

г, XI

т2 т2 су.°бР2 ЛЛ02

= Кшсу,обрА + I г'пс7,обрЛ+|;'0 обр + 1^,0 (5)

Т1 су,обр1 ^,01

Полученные интегральные уравнения были аппроксимированы системой линейных алгебраических уравнений при помощи метода механических квадратур относительно средних значений потоков и концентраций за период Дт при условии Дт > У0 /гс Здесь Кр /ус - это среднее время оборота воды в теплосети На практике оно составляет 3-10 часов

При этом средний объем присосов водопроводной воды определяется с использованием концентраций неосаждаемых веществ (для них Л^д >

ТЭС = 0) по одному из двух уравнений-

>'п(с,,обр ^о(с';,обр2 - <^г,обр1) УВВ =-Т=-^-Г--1--7=-=-V (О)

\с,,вв - с,,с) ДЦС1,ВВ - С1,обр) - _ V(Дc(,oбp -С,,ир)_ УП(с,>Пр — С /,С ) ^ ^С (С 1,обр2 -с1,обр1) /,ВВ - с,,обр ) (р/,ВВ - С,,обр У Лт(с,,Вв - С,,обр )

Количество отложений определяется с использованием концентраций осаждаемых веществ и значения уев , полученного по уравнениям (6) и (7)

ANJfi - (- - \ ~ - ^ (су,обр2 — с_/,обр1) ,с.

= Увв (с у,вв -C^,Oбpj+Vп^>Cy,II -с]г обр)---—--(б)

-— = ^'вв(су,вв -CJ,o5p)+^^'п(cJ,np -Су.обр)-

Дт

~ Г Ч ^с(су,обр2 — ^/,обр1) .

-УС(с7,обр-су,пр)-----(9)

Дт

АЛлТЭС АЛ'у,0

у.с

(10) (11)

Дт Дт Дт

Здесь ту = Увв + VII

Черта сверху означает средние значения параметра за период Дт

Решение уравнений (6-11) с помощью пакета прикладных программ позволит оценивать все материальные потоки в системе ТЭС - закрытая тепловая сеть

Третья глава посвящена анализу эффективности работы химводоочист-ки (ХВО) подпитки теплосети на ЗГРЭС Представлены характеристики установки ХВО подпитки теплосети и тепловой сети г Заинска

Подготовка подпиточной воды ведется на установке ХВО химцеха и в деаэраторах, расположенных в КТЦ-1 и КТЦ-2 Разделение потока подпиточной воды на открытую и закрытую сети производится в КТЦ-2. Схема водоподго-товки и закрытой теплосети представлена на рис 3

АЛ

Потребите!!! От потреби-

IIНПТС (5)

(ТПДТС(2)"|)

А

II Нитка ХВ на т/с или ХВ Т/С-2

IIПХВ (2)

-Ф-

СН (5)

Щелочь

-Х-—]

—х J >

1>-

На бойлеры

С бойлеров бл 7-12

Рис. 3 Схема теплосети II очереди (закрытой) в КТЦ-2 ЗГРЭС II ДТС — деаэратор теплосети II очереди, II ПХВ - подогреватель химочищен-ной воды теплосети II очереди, II НПТС - насосы подпитки теплосети II очереди, ПСВ-200-7-15 - охладитель дренажа, ПСВ-500-14-23 - пиковый бойлер; СН - сетевой насос

В настоящее время в качестве исходной для приготовления воды теплосети на ЗГРЭС используется камская вода Сезонные колебания общей жесткости Ж0 камской воды в период с 2002 по 2006гг представлены на рис 4

Месяц

Рис 4 Временные изменения общей жесткости камской воды на ЗГРЭС

Из рисунка видно, что изменение Жа можно разбить на три периода- ледового покрытия, с конца ноября по конец апреля,

- паводок, конец апреля - май,

- свободной воды, конец мая - начало ноября

Первичный анализ данных по химическому составу циркуляционной (прямой и обратной сетевой) воды и подпиточной воды позволяет сделать некоторые заключения о наличии в сети материальных потоков и химических процессов Изменения Ж0 сетевой и подпиточной воды (рис 5) происходят симбатно, что свидетельствует о том, что качество сетевой воды определяется составом подпиточной воды, и замена воды в сети происходит сравнительно быстро Следует, однако, отметить, что кривые зависимости Жс- время для сетевой воды (прямой и обратной) имеют заметное смещение вправо от кривой для подпиточной воды, т е. имеет место запаздывание в повторяемости состава Очевидно, это связано с тем, что на замену воды в теплосети требуется определенное время

Из результатов химконтроля на ЗГРЭС в 2002-2006гг следует, что Ж)бщ,обр практически всегда больше Увеличение жесткости сетевой

воды после прохождения теплосети можно объяснить только наличием присоса более жесткой водопроводной воды Вероятное место присоса - теплообменное оборудование на теплопунктах Подобным образом меняются и другие показатели сетевой воды. Снижается рН и повышается ее сухой остаток Это также свидетельствует о присосе нещелочной и более соленой водопроводной воды

На рис 6 показано изменение среднемесячной доли присоса водопроводной воды в % от расхода сетевой воды в период от 2002 года до середины 2006 года Видно, что доля присоса непостоянна и колеблется от 0 до 5% Среднее значение - около 2%

Ишсилни« Же подгнпхи и цирк ргнрующей роды в закрытой те ппом™

1 яме 2 ывй 1 сен 1 ;|ч9 3 май 2 сен 2 йну э щй 2саи 2 яно 4маи 2 сен 2 лив 4 май 02 02 03 03 03 03<И04М[)5(Й<И[в06

М*сяц, год

Рис. 5. Изменения Ж0 сетевой и подпнточной воды в закрытой теплосети к Заинска в 2002-2006гг.

----------- г ч Пркос нЛлоКи 4 Присос М Н ПО №1 - - Г^ю* «1. Ч с» рн и Г{вдв н щ п(н%

• в

# * А

/к А 9 V/- в * ■. 1 ^ О Р V* Г: Л ч> V ■ -

5 на Л 0» С а» 11 1 С ч ен 1) г ес т3; а® 2: а I • «н Т% 3 ( N9 2 1 и 0 ай к 4 • 0 "1 1 4 С ни 3 > ли 2 4 5 « ен »2*5 ? С нн 4 Май ? рб —У 1 1 ;

дета

Рис, 6, Среднемесячная доля присоса водопроводной воды (%) в

закрытой теплосети г. Заинска в период 2002-2006гг. (сравнительный расчет по разным компонентам сетевой воды).

Данные по материальным потокам в закрытой теплосети представлены в таблице 1. Обращают на себя внимание высокие значения средней скорости об-

разования осадка

Таблица 1. Материальный баланс закрытой теплосети г Заинек (на период 2002-2006гг.)

Сезон Средний объем материальных потоков

Подпитка Присосы Утечки в Осадок в Осадок в Добавка

т/сети, водопро- теплосети, теплосети, нагреват щелочи,

т/ч*) водной т/ч кг/ч **) системе, кг/ч

воды, т/ч кг/ч **)

Лето 2002г 4 3,44 7,44 0,01 1,0

Зима 2002/2003гг 12 9,9 21,9 0,25 3,2 1,5

Лето 2003г 4 1,24 5,24 Не опрея 0,48 0,25

Зима 2003/2004гг 12 17,6 29,6 0,4 4,0 1,9

Лето 2004г 4 6,17 10,17 Не опред 1,9 0,9

Зима 2004/2005гг 12 36,2 48,2 3,7 6,5 3,0

Лего 2005г 4 6,04 10,04 0,7 2,06 0,23

Зима 2005/2006гг 12 0,29 12,29 Не опред 0,18 0,12

Среднее за период 8 10,1 18,1 0,6 2,3 1,0

*) Средние значения по данным химцеха ЗГРЭС, **) в пересчете на карбонат кальция, ***) в пересчете на 100% содержание.

Результаты расчета суммарного количества осадка, выпадающего за сезон по трем разным независимым компонентам приведены на рис 7

Рис. 7 Суммарная масса осадка, выпавшего за сезон из воды закрытой теплосети (в пересчете на карбонат кальция)

Продолжительность отопительного сезона (зима) в расчетах принимается 5040 часов (с октября по апрель включительно), летнего сезона (отопление отключено) - 3600 часов (май-сентябрь) Количество выпавшего осадка имеет четкую сезонную зависимость Зимой - больше, летом — меньше Суммарное

количество выпавшего осадка зимой может достигать десятков тонн. Исключение составляет зима 2006 года. Анализ полученных данных позволяет оценить общую ситуацию в закрытой теплосети.

Состав образующегося осадка, рассчитанный с помощью пакета прикладных программ, приведен на рис. 8.

соетаг* оелдкэ поды типпосати г. Заинскд (янноьь гооб г.)

Рис. 8. Состав осадка из воды теплосети г. Заинска, январь 2006г.

(Расчет по ПП).

В среднем за год выпадает до 30 т осадка в пересчете на карбонат кальция. Скорость образования осадка меняется по годам.

Результаты расчета материального баланса системы ЗГРЗС - закрытая теплосеть по данным хим контроля, полученным в период с 2002г. до середины 2006г., позволяют объективно оценить объемы присоса водопроводной воды (по среднемесячным показателям), скорости и количества образующихся осадков в самой теплосети и в нагревательной системе станции.

В четвертой главе представлен сравнительный анализ методов подготовки подпитки тепловой сети на ЗГРЭС. Рассмотрены вопросы применимости карбонатного индекса Ик к водам различного качества как нормативного параметра. Для определения требований, предъявляемых к качеству подпнточной воды теплосети, были проведены расчеты составляющих общей щелочности воды (от которых зависит Як) с использованием пакета прикладных программ, предельно приближенные к реальным условиям станции. Расчеты были проведены с учетом состава конкретной воды закрытой теплосети г. Заинсжа для двух различных периодов - отопительного (зимний) и летнего. Из расчетов видно, что карбонатный индекс не может служить четким показателем для оценки на-кипсобразующих свойств воды тепловых сетей.

Представлены зависимости предельных значений Ик от величины рН в воде теплосети г. Заинска при двух значениях температуры (104°С - максимальный нагрев воды в деаэраторах, 70°С — максимальный нагрев сетевой воды). Эти зависимости построены с учетом сезонных колебаний состава воды

(концентрация ионов жесткости и солесодержание в сетевой воде закрытой теплосети зависят от времени года) На основании этих зависимостей можно сделать вывод о том, что влияние среды (солесодержания воды) не нашло никакого отражения при разработке значений Ик в нормах ПТЭ. Расчеты показывают, что такое влияние очень существенно и может менять значения Ик в несколько раз

Разработаны рекомендации по рациональной организации химического контроля (табл 2,3,4) и по модернизации схемы подготовки подпиточной воды и обработки воды теплосети Рассмотрены возможные варианты модернизации водоподготовки и водообработки перенос места ввода щелочи с участка трубопровода перед сетевыми насосами в трубопровод сети перед выходом в город, отмена дозирования щелочи в воду закрытой теплосети, дополнительное умягчение подпиточной воды

Таблица 2 Рациональная организация химического контроля в системе ТЭС -

закрытая тепловая сеть

№ п/п Место контроля Контролируемые показатели

1 Вход подпиточной воды vn,pH, Щ0бщ, ЖСа , ^Mg, Cq2 , CFc, CSiq2 , CC]., CSQ2-, солесодержание

2 Выход сетевой воды в город Vc,pH, Я/общ. ^Ca> ^Mg, Cq2, Сре(щ, cFe(III)> cSi02 > Ccl-» cso2- > солесодержание

3 Вход сетевой воды из города vc,pH, /Д0бщ, Жсa, Жиg, Cq2 , СРе(П), cFe(lll). cSi02 ' Ca., Csq2- , солесодержание

4 До и после нагревателей РН(Г>

5 До и после теплопунктов pH{T)

6 Водопроводная вода pH, ///0бщ, Жег > }Kb\g' С02 ' CFe, Csi02 , CQV, С 2-, солесодержание

Таблица 3 Периодичность контроля

Непрерывно (автоматически) рН, расходы v,

Периодически (1 раз в смену) ВДобщ. Жщ, Cq2 , Сре(п), CFe(III)' Cci"' CSi02 » С' ..2-, солесодержание

Таблица 4 Окно информации о текущем состоянии системы ЗГРЭС - закрытая тепловая сеть г. Заинска пример, на 4.06 2006г

Наименование Размерность Величина

Время оборота воды в системе ч 3,5

Время замены воды в системе на 99% дн 34

Присосы водопроводной воды т/ч 0,5

Место присосов 1 теплопункт

Утечки сетевой воды т/ч 1,5

Отложения в бойлере №1 кг/сутки 0,01

Отложения в пиковом нагревателе кг/сутки 0,15

Отложения в теплосети кг/сутки 0,24

ВЫВОДЫ

1 Проведена классификация систем ТЭС - тепловая сеть как материальных термодинамических систем

2 Разработана математическая модель системы ТЭС - закрытая тепловая сеть по принципу проточного химического реактора идеального смешения (вытеснения) с нестационарным изотермическим режимом работы.

3 Создана методика расчета материальных потоков системы ТЭС - закрытая тепловая сеть (путем аппроксимации математической модели алгебраическими уравнениями) присосов необработанной водопроводной воды, утечек теплоносителя, образования отложений, коррозионных процессов и переноса продуктов коррозии

4 Разработаны научно-обоснованные требования к организации химического контроля теплоносителя и подлиточной воды системы ТЭС - закрытая тепловая сеть

5 Определен круг значимых химических реакций и физико-химических процессов, протекающих в воде теплосети (более 50 реакций) Реакции представлены в матричной форме (матрица стехиометрических коэффициентов), пригодных дом компьютерной обработки

6 Разработана рациональная схема работы химводоочистки подпитки на ТЭС, основанная на принципе обратной связи с процессами на ТЭС и теплосети

7 Проведен расчет материального баланса системы ЗГРЭС — закрытая теплосеть г Заинска за период 2002-06гг Определены среднемесячные объемы присоса водопроводной воды, качества и количества образующихся осадков в теплосети и нагревательной системе станции Присосы водопроводной воды в среднем составляют около 2%

По теме диссертации опубликованы следующие работы

1) Ляпин А И, Чичирова Н Д , Шагиев Н Г , Абасев Ю.В. Кондиционирование химическими реагентами рабочего тела в водяных контурах электростанций // Сборник тезисов Итоговой Конференции «Республиканского конкурса научных работ среди студентов» Казань, КГУ. - 2004 - Т 2 — С 27-28

/

2) Чичирова Н Д , Шагиев Н Г , Абасев Ю В , Ляпин А И Расчет величины рН растворов для удаления отложений в теплообменниках при повышенных температурах // Сборник трудов восемнадцатой международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях ММТТ-18». Казань, КГТУ -2005 -ТЗ -С 104-107

3) Ляпин А И Технологии предотвращения накипеобразования в тепловых сетях при обработке подпиточной и сетевой воды // Материалы докладов V школы-семинара молодых ученых и специалистов академика РАН В Е Алемасова «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении» Казань, Исследовательский центр проблем энергетики КазНЦРАН -2006 -С 196-199

4) Шагиев Н Г, Чичирова Н Д , Абасев Ю В , Ляпин А И Термодинамический анализ процессов в водных контурах электростанций при химических очистках с использованием композиций на основе комплексонов // Проблемы энергетики Известия вузов —2003 -№11-12 — С 82-87

5) Ляпин А И, Матвеев Д.Ю. Чичирова Н Д Критерии для оценки накипеоб-разующих свойств подпиточной и оборотной воды тепловых сетей // Тезисы докладов тринадцатой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» Москва, МЭИ (ТУ) - 2007. - Т 3 - С 132

6) Ляпин А И , Матвеев Д Ю Сравнение эффективности применения термодинамических критериев для оценки накипеобразующих свойств воды // Аспи-рантско-магистерский научный семинар, посвященный дню энергетика Казань, КГЭУ - 2007 - С. 26-27

7) Ляпин А И, Чичирова Н Д Математическое моделирование химических процессов в системе ТЭС - закрытая тепловая сеть по принципу химических реакторов II Тезисы докладов второй международной научной конференции «Тинчуринские чтения» Казань, КГЭУ - 2007 - С 73-74

8) Ляпин А И, Чичирова Н Д, Чичиров А А К расчету материального баланса системы ТЭС — закрытая тепловая сеть // Проблемы энергетики Известия вузов -2007 -№3-4 - С 108-113

9) Чичиров А А , Чичирова Н Д., Ляпин А И, Сергеев С Л Математическое моделирование процессов в системе ТЭС - закрытая тепловая сеть // Сборник трудов двадцатой международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях ММТТ-20» Ярославль, ЯГТУ - 2007 — Т 5 -С 183-185

Изд лиц № 00743 от 28 08 2000 г

Подписано к печати 19 06 2007 г Формат 60x84/16

Гарнитура «limes» Вид печати РОМ Бумага офсетная

Физ печ л 1 0 Уел печ л 0.94 Уч -изд л 1 0

Тираж 100 экз Заказ № ЗР/&

Типография КГЭУ 420066, Казань, Красносельская, 51

Введение

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Водно-химические режимы системы ТЭС - тепловая сеть.

1.2 Применение различных химических реагентов для обработки подпиточной и сетевой воды.

1.3 Термодинамические критерии для оценки накипеобразующих свойств воды.

1А Противокоррозионная обработка подпиточной воды на

ТЭС и защита оборудования от коррозии.

1.4.1 Коррозия оборудования подпиточного и сетевого трактов.

1.4.2 Физические и физико-химические способы противокоррозионной обработки сетевой и подпиточной воды.

1.4.3 Влияние различных факторов на коррозию в тепловых сетях.

1.4.4. Способы противокоррозионной обработки сетевой и подпиточной воды теплосети.

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

МАТЕРИАЛЬНЫХ ПОТОКОВ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМЕ ТЭС - ЗАКРЫТАЯ ТЕПЛОСЕТЬ.

2.1 Математическая модель процессов в системе ТЭС закрытая тепловая сеть.

2.2 Принципы построения математической модели процессов в химическом реакторе.

2.3 Математическая модель и программа расчета обработки воды для тепловых сетей.

2.3.1 Теоретические аспекты осадкообразования в воде теплосети.

2.3.2 Кинетика образования осадка.

2.3.3 Моделирование физико-химических процессов в воде теплосети.

2.3.4 Описание прикладной программы расчета состава воды и твердых фаз.

ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ХВО ПОДПИТКИ

ТЕПЛОСЕТИ НА ЗГРЭС.

3.1. Характеристика установки ХВО подпитки теплосети и тепловой сети г. Заинска.

3.2. Исходная вода.

3.3. Изменение качества воды по ступеням обработки.

3.4. Материальный баланс воды закрытой теплосети.

3.5. Материальный баланс воды открытой теплосети.

ГЛАВА 4. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПОДГОТОВКИ

ПОДПИТКИ ТЕПЛОСЕТИ НА ЗГРЭС.

4.1. Определение требований к качеству подпиточной воды тепловой сети г. Заинска.

4.2. Разработка рекомендаций по модернизации схемы подготовки подпиточной воды и обработки воды теплосети.

ВЫВОДЫ.

В Российской энергетике наибольшее распространение получило централизованное теплоснабжение крупных населенных пунктов от ТЭЦ с закрытой тепловой сетью. По сравнению с другими системами теплоснабжения оно обладает такими преимуществами как низкий расход топлива на выработку тепловой и электрической энергии за счет более высоких кпд работы станции, низкий удельный расход воды (теплоносителя), высокая долговечность. Между тем для систем ТЭС - закрытая тепловая сеть характерны определенные проблемы. Во-первых, необходимы специальные химические методы подготовки воды для подпитки теплосети. При этом проведение обработки воды требует затрат реагентов и энергии, и сопровождается, соответственно, образованием отходов. Кроме того, для системы ТЭС - закрытая теплосеть характерны присосы необработанной воды из присоединенной системы водоснабжения, которые ухудшают качество теплоносителя, утечки теплоносителя из системы теплосети (аварийные, несанкционированный отбор и др.). В теплоносителе (теплосети) протекают нежелательные физико-химические процессы - это образование отложений на теплопередающих поверхностях и внутренняя коррозия. Образование отложений в первую очередь ухудшает теплообмен, вследствие чего происходит перерасход топлива, снижается кпд турбоустановки, межремонтный период и срок службы теплосетевого оборудования. Увеличение скорости коррозии материала трубопроводов и теплотехнического оборудования, в первую очередь внутренней коррозии, приводит к преждевременному, причем местному, разрушению оборудования и теплосети. Основным материалом для изготовления элементов теплоснабжения является сталь, основной коррозионный процесс - растворение железа в водяном контуре теплосети. Коррозия имеет крайне негативные последствия для системы теплоснабжения.

Наиболее часто в тепловых сетях процесс коррозии сопровождается участием продуктов коррозии в образовании отложений.

Трудность устранения указанных проблем связана, прежде всего, со сложностью их своевременного (оперативного) обнаружения. Если об объеме утечек можно приблизительно судить по расходу подпиточной воды, то другие процессы контролировать весьма затруднительно. До сих пор не разработана методика определения присосов необработанной воды. Между тем, в нормах Правил технической эксплуатации электростанций и сетей (ПТЭ) указывается, что при подготовке подпиточной воды объем присосов должен учитываться.

Как правило, образование отложений и коррозионные процессы контролируют периодически путем вырезания фрагментов поверхности теплосетевого оборудования или трубы. Естественно, такой контроль проводится редко (как правило, не чаще, чем раз в год) и лишь в некоторых точках. Другие методы (например, установка маячков) тоже не вполне оперативны.

Еще один аспект связан с процессом подготовки теплоносителя. Подпиочная вода теплосети готовится, как правило, в химическом цехе ТЭЦ. На качество подпиточной воды есть нормативы, изложенные в нормах ПТЭ. Между тем, количество нормируемых показателей и диапазон их изменения невелик и явно не охватывают все возможные составы воды. Многочисленные дискуссии в научно-технической литературе показывают, что нормативы далеки от совершенства.

Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка математической модели системы ТЭС - закрытая тепловая сеть.

Непосредственными задачами работы являются: 1. Разработка методики расчета материальных потоков в системе. Оперативное определение объема присосов водопроводной воды, утечек теплоносителя, скорости образования отложений, оценки их состава и места отложения.

2. Разработка научно обоснованных требований к организации химического контроля теплоносителя.

3. Разработка рациональной схемы работы химводоочистки, основанной на принципе обратной связи.

4. Анализ эффективности работы химводоочистки подпиточной воды и коррекции сетевой воды ЗГРЭС и выработка рекомендаций по сокращению отложений и расходу реагентов.

Научная новизна работы. Впервые проведено теоретическое рассмотрение системы ТЭС - закрытая тепловая сеть как открытой материальной химической системы. Разработана математическая модель системы ТЭС - закрытая тепловая сеть в конфигурации проточный химический реактор идеального смешения (вытеснения) с нестационарным изотермическим режимом работы. Впервые разработана методика количественного определения присосов неочищенной водопроводной воды, оперативной оценки скорости образования отложений, их качественного состава и месторасположения.

Достоверность основных результатов работы обеспечивается использованием современных методов экспериментальных и теоретических исследований.

Практическая ценность работы. Разработка системы оперативного контроля за негативными вялотекущими процессами на ТЭЦ (отложения на нагревателях и коррозия) и в теплосети (присосы, утечки, коррозия, отложения).

Рациональная схема работы химводоочистки ТЭЦ, имеющая целью снижение отложений и скорости коррозии без дополнительных вложений и расходов реагентов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы, содержащего 151 наименование.

139 ВЫВОДЫ

1. Проведена классификация систем ТЭС - тепловая сеть как материальных термодинамических систем.

2. Разработана математическая модель системы ТЭС - закрытая тепловая сеть по принципу проточного химического реактора идеального смешения (вытеснения) с нестационарным изотермическим режимом работы.

3. Создана методика расчета материальных потоков системы ТЭС - закрытая тепловая сеть (путем аппроксимации математической модели алгебраическими уравнениями): присосов необработанной водопроводной воды, утечек теплоносителя, образования отложений, коррозионных процессов и переноса продуктов коррозии.

4. Разработаны научно-обоснованные требования к организации химического контроля теплоносителя и подпиточной воды системы ТЭС - закрытая тепловая сеть.

5. Определен круг значимых химических реакций и физико-химических процессов, протекающих в воде теплосети (более 50 реакций). Реакции представлены в матричной форме (матрица стехиометрических коэффициентов), пригодных для компьютерной обработки.

6. Разработана рациональная схема работы химводоочистки подпитки на ТЭС, основанная на принципе обратной связи с процессами на ТЭС и теплосети.

7. Проведен расчет материального баланса системы ЗГРЭС - закрытая теплосеть г. Заинска за период 2002-06гг. Определены среднемесячные объемы присоса водопроводной воды, качества и количества образующихся осадков в теплосети и нагревательной системе станции. Присосы водопроводной воды в среднем составляют около 2%.

140

1. Акользин П.А., Маргулова Т.Х. Проблемы общей коррозии современного теплоэнергетического оборудования // Теплоэнергетика. 1980. - №6. - С. 13-14.

2. Акользин П.А. Проблема коррозии и защиты металла энергооборудования ТЭЦ // Электрические станции. 1981. - №8. - С. 31 -34.

3. Балабан-Ирменин Ю.В., Бессолицын С.Е., Ершов Н.С., Рубашов A.M. Исследование влияния анионного состава воды на коррозионное поведение углеродистых сталей в условиях теплосети // Электрические станции. -1992.-№Ю.-С. 42-44.

4. Балабан-Ирменин Ю.В., Бессолицын С.Е., Рубашов A.M. Влияние pH, содержания хлоридов и сульфатов в сетевой воде на внутреннюю коррозию и повреждаемость труб тепловых сетей // Теплоэнергетика. -1994.-№7.-С. 31-34.

5. Балабан-Ирменин Ю.В., Бессолицын С.Е., Рубашов A.M. К оценке влияния состава воды на локальную коррозию в теплосети // Энергетик. 1994. -№4. - С. 20.

6. Балабан-Ирменин Ю.В., Бессолицын С.Е., Рубашов A.M. Применение термодинамических критериев для оценки накипеобразующей способности воды в сетевых подогревателях // Теплоэнергетика. 1996. - №8. - С. 6771.

7. Балабан-Ирменин Ю.М., Богловский A.B., Васина Л.Г., Рубашов A.M. Закономерности накипеобразования в водогрейном оборудовании системтеплоснабжения // Энергосбережение и водоподготовка. 2004. - №3. - С. 10-16.

8. Балабан-Ирменин Ю.В. Выбор параметров антикоррозионного водного режима для закрытых систем теплоснабжения // Теплоэнергетика. 2001. -№8.-С. 34-37.

9. Балабан-Ирменин Ю.В., Думнов В.П., Рубашов А.М., Саулькина И.И. Испытания эффективности ингибитора накипеобразования ОЭДФ на водогрейных котлах // Энергетик. 1994. - №10. - С. 16-17.

10. Балабан-Ирменин Ю.В., Липовских В.М., Бессолицын С.Е. и др. Причины увеличения повреждений трубопроводе теплосети от внутренней коррозии // Теплоэнергетика. 1993. - №12. - С. 71-74.

11. Балабан-Ирменин Ю.В., Липовских В.М. Особенности коррозионных поражений металла трубопроводов тепловых сетей // Энергетик. 1992. -№9.-С. 16-17.

12. Балабан-Ирменин Ю.В. Новые подходы к оценке интенсивности внутренней коррозии металла трубопроводов тепловых сетей // Теплоэнергетика. 2001. - №6. - С. 77-80.

13. Балабан-Ирменин Ю.В. О необходимости изменения норм водно-химического режима для систем централизованного теплоснабжения // Электрические станции. 1999. - №10. - С. 41-44.

14. Балабан-Ирменин Ю.М. Особенности процессов коррозии металлов трубопроводов в воде тепловых сетей // Энергосбережение и водоподготовка. 2003. - №3. - С. 20-26.

15. Балабан-Ирменин Ю.В. Промышленные испытания цинкового комплекса ОЭДФ в качестве ингибитора коррозии в условиях теплосети с высокоагрессивной водой // Энергосбережение и водоподготовка. 2003. -№3. - С. 87-88.

16. Балабан-Ирменин Ю.В., Рубашов A.M., Думнов В.П., Петрова С.Ю. Промышленное использование фосфонатов в системах теплоснабжения // Энергетик. 1997. - №3. - С. 26-27.

17. Балабан-Ирменин Ю.В., Рубашов A.M., Думнов В.П. Проблемы внедрения антинакипинов в системах теплоснабжения // Промышленная энергетика. -1996.-№4.-С. 11-13.

18. Балабан-Ирменин Ю.В., Рубашов A.M., Дымов В.Е. Сравнительные исследования эффективности ингибирования реагентами HAJ1KO 72990 и Гилуфер 422 в условиях теплосети // Энергетик. 2004. - №7. - С. 28.

19. Балабан-Ирменин Ю.В., Рубашов A.M., Липовских В.М., Федотова В.А. Влияние рН сетевой натрий-катионированной воды на повреждаемость трубопроводов теплосети // Теплоэнергетика. 1999. - №2. - С. 51-55.

20. Балабан-Ирменин Ю.В., Рубашов A.M. Методические указания по определения марки и оптимальной концентрации антинакипина для обработки подпиточной и сетевой воды систем теплоснабжения РД 153-34.0.-37.533-2001. М.: Изд-во ВТИ, 2001.

21. Балабан-Ирменин Ю.В., Рубашов A.M. Некоторые проблемы внедрения фосфонатов-антинакипинов // Промышленная энергетика. 2004. - №1. -С. 29-34.

22. Балабан-Ирменин Ю.В., Рубашов A.M. О некоторых особенностях внедрения антинакипинов в системах теплоснабжения // Промышленная энергетика. 1998. - №12. - С. 43-47.

23. Балабан-Ирменин Ю.В., Рубашов A.M. Повышение значения рН сетевой воды для борьбы с коррозией теплосети и отложениями железа в водогрейных котлах // Энергетик. 1999. - №5. - С. 30-31.

24. Балабан-Ирменин Ю.В., Рудакова Г.Я., Ларченко В.Е., Рубашов A.M. К вопросу о методике выбора марки и дозы антинакипина для систем теплоснабжения // Энергосбережение и водоподготовка. 2005. - №3. - С. 5-8.

25. Балабан-Ирменин Ю.В., Сычев А.И., Шумилин А.Ф.Использование антинакипинов-фосфонатов в системе теплоснабжения при высоких значениях pH сетевой воды // Энергетик. 2004. - №11. - С. 30-31.

26. Балабан-Ирменин Ю.В., Федосеев Б.С., Бессолицын С.Е., Рубашов A.M. О нормах водно-химического режима для теплосети // Теплоэнергетика. -1994.-№8.-С. 76-80.

27. Балабан-Ирменин Ю.В., Шарапов В.И., Рубашов A.M. Влияние эффективности деаэрации подпиточной воды теплосети и типа деаэратора на внутреннюю коррозию и повреждаемость трубопроводов // Электрические станции. 1993. - №6. - С. 42-46.

28. Балабан-Ирменин Ю.В., Шереметьев О.Н., Бондарева Г.С., Рубашов A.M. Взаимосвязь между водно-химическим режимом, составом и структурой отложений на внутренней поверхности трубопроводов теплосети // Теплоэнергетика. 1998. - №7. - С. 43-47.

29. Балабан-Ирменин Ю.В., Шереметьев О.Н., Маламед М.М. Влияние химического состава стали на ее коррозию при контакте с водой теплосети // Электрические станции. 1998. - №10. - С. 30-34.

30. Белоконова А.Ф., Мороцкая В.И., Кокшарова A.M. Об очистке подпиточной воды для горячего водоснабжения с применением адсорбентов // Энергетик. 1987. - №12. - С. 20-22.

31. Белоконова А.Ф. Опыт применения комплексонного водного режима тепловых сетей // Энергетик. 2000. - №3. - С. 34-35.

32. Белоконова H.A. Оценка химической активности ингибитора накипеобразованияИОМС-1 по отношению к соединениям железа (III) в различных водных растворах // Энергосбережение и водоподготовка. -2005.-№5.-С. 28-29.

33. Белоконова А.Ф. Результаты внедрения новой технологии подготовки подпиточной воды для тепловых сетей с открытым водозабором // Электрические станции. 1997. - №6. - С. 9-15.

34. Бесков B.C. Общая химическая технология. М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. 452 с.

35. Богачев А.Ф. Варфоломеев Ю.М., Ляхов О.Г. Силикатная обработка сетевой воды для защиты систем теплоснабжения // Энергетик. 1972. -№6.-С. 12-14.

36. Богачев А.Ф. Причины коррозии сетевых подогревателей и мероприятия по ее предотвращению // Теплоэнергетика. 1999. - №12. - С. 13-19.

37. Богачев А.Ф., Шарапов В.И. Особенности силикатной обработки подпиточной воды тепловых сетей с водогрейными котлами при повышенной щелочности исходной воды // Электрические станции. 1991. - №8.-С. 40-43.

38. Богловский A.B., Васина Л.Г. Закономерности ограничения накипеобразования с помощью фосфонатов и опыт их применения для коррекционной обработки подпиточной и сетевой воды // Энергосбережение и водоподготовка. 1998. - №3. - С. 52-55.

39. Бондарь Ю.Ф. Выбор критерия для оценки накипеобразующих свойств охлаждающей воды // Теплоэнергетика. 1979. - №7. - С. 65-68.

40. Бунькова Н.Л., Дрикер Б.Н., Аронов М.С. и др. Предотвращение минеральных отложений в системах отопления малой энергетики // Энергосбережение и водоподготовка. 1998. - №3. - С. 67-68.

41. Василенко Г.В. Влияние концентрации кислорода на коррозию тепловых сетей и теплообменных аппаратов // Теплоэнергетика. 2007. - №2. - С. 6668.

42. Васина Л.Г., Богловский A.B., Календарев Р.Н. Изучение кинетики образования карбоната кальция в закрытой системе // Труды МЭИ. 1980. -Вып. 466.-С. 51-56.

43. Васина Л.Г., Гусева О.В. Предотвращение накипеобразования с помощью антинакипинов // Теплоэнергетика. 1999. - №7. - С. 35-38.

44. Волков Л.Н., Пшенова Н.В. Кондиционирование оборотной воды при использовании ингибиторов // Водоснабжение и санитарная техника. -1990.-№8.-С. 24-25.

45. Высоцкий С.П. Комбинирование обессоливания и подготовки воды для подпитки теплосети // Промышленная энергетика. 1972. - №8. - С. 48-50.

46. Высоцкий С.П. О выборе технологических схем обработки воды для циркуляционных систем охлаждения конденсаторов турбин и подпитки теплосети // Электрические станции. 1988. - №9. - С. 42-46.

47. Головин A.A., Котюх O.A., Резников А.Е. Об опыте применения устройств нейтрализации накипи // Новости теплоснабжения. 2007. - №1. - С. 33-38.

48. Гоголашвили Э.Л., Гришин Д.Н., Исаков A.A. Об эффективности повышения pH сетевой воды // Энергетик. -2001. №10. - С. 30.

49. Гришкова A.B., Красовский Б.М., Половников О.С. О накипеобразования в водоподогревателях систем горячего водоснабжения // Новости теплоснабжения. -2005. №3. - С. 38.

50. Громов С.Л. Пантелеев A.A., Федосеева Е.Б., Углов С.А. Малосточная и экологически чистая технология получения воды для подпитки теплосетей // Энергетик. 2005. - №3. - С. 30-35.

51. Гурьяков Е.Б., Ефремов А.Д. Очистка теплообменного оборудования от отложений // Энергосбережение и водоподготовка. 1998. - №3. - С. 61-62.

52. Джалилов М.Ф., Кулиев A.M., Прибыльский Л.С. Подготовка подпиточной воды теплосети с сокращенным расходом реагентов // Энергетик. 1998. -№8. - С. 22-23.

53. Дрикер Б.Н., Сикорский И.П., Цирульникова Н.В. Изучение возможности использования цинковых комплексонатов ИОМС для ингибирования коррозии конструкционных сталей // Энергосбережение и водоподготовка. -2006.-№2.-С. 7-9.

54. Дрикер Б.Н., Смирнов C.B. О механизме ингибирования минеральных отложений органическими фосфонатами // Энергосбережение и водоподготовка. 2003. - №1. - С. 39-41

55. Евсеев A.M. Математическое моделирование химических равновесий. М.: Изд-во МГУ, 1988. 191 с.

56. Егоров А.И., Ипатов П.Ф. Предотвращение коррозии стальных водоводов // Водоснабжение и санитарная техника. 1982. - №8. - С. 5-6.

57. Ежов А.Ю., Мартынов И.А. Защита оборудования тепловых сетей от накипеобразования и внутренней коррозии // Энергосбережение и водоподготовка. 2006. - №6. - С. 32-33.

58. Жуков М.А., Красовский Б.М., Кислицын И.А. Особенности процессов коррозии и накипеобразования в открытых системах теплоснабжения // Промышленная энергетика. 1994. - №9. - С. 44-45.

59. Кафаров В.В., Перов В.Л., Мешалкин В.П. Принципы математического моделирования химико-технологических систем. М.: Химия, 1974. 344 с.

60. Злотников М.Г., Река Н.Ф., Маркова Н.П. Водный режим с применением органических фосфонатов // Энергетик. 1995. - №9. - С. 19-20.

61. Ковальчук А.П. Результаты применения ингибитора накипеобразования и коррозии ОЭДФ-цинк в системе теплоснабжения Ростовской ТЭЦ-2 // Промышленная энергетика. 2004. - №11. - С. 34-35.

62. Ковальчук А.П. Результаты применения ингибитора накипеобразования и коррозии ОЭДФ-цинк в системе теплоснабжения Ростовской ТЭЦ-2 // Энегетик. 2004. - №10. - С. 48.

63. Кожевников В.П., Заморина А.П. Практический опыт применения фосфорсодержащих комплексонов и комплексонатов на предприятии

64. Гортеплосети» г. Белгорода // Энергосбережение и водоиодготовка. -1998.-№3.-С. 68-69.

65. Кокошкин И.А., Евтушенко В.М. Условия эффективного применения магнитной обработки сетевой воды // Энергосбережение и водоподготовка. -2006.-№6.-С. 26.

66. Концевой A.JI. Унифицированный водно-химический режим циркуляционных теплообменных систем // Теплоэнергетика. 2006. - №8. -С. 51-54.

67. Коровин Н.В. Водородная защита от коррозии тепловых сетей // Теплоэнергетика. 1999. - №9. - С. 76-77.

68. Кострикин Ю.М., Мещерский H.A., Коровина О.В. Водоподготовка и водный режим энергоблоков низкого и среднего давления: Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1990. 254 с.

69. Кременевская Е.А. Мембранная технология обессоливания воды. М.: Энергоатомиздат, 1994. 160 с.

70. Кристенсен О. Данилов C.B., Марченко Е.М., Пермяков А.Б. Метод коррекционной подготовки воды в системах теплоснабжения // Энергосбережение и водоподготовка. 1998. - №3. - С. 33-36.

71. Кутепов A.M., Бондарева Т.И., Беренгартен М.Г. Общая химическая технология: Учебник для вузов. Изд. 2-е перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1990. 520 с.

72. Лапотышкина Н.П., Сазонов Р.П. Водоподготовка и водно-химический режим тепловых сетей. М.: Энергоиздат, 1982. 200 с.

73. Лепилин P.C. Выбор оптимального способа подготовки воды для теплосетей // Промышленная энергетика. 1996. - №6. - С. 31-33.

74. Лепилин P.C. Защита систем горячего водоснабжения от коррозии и отложений // Промышленная энергетика. 1999. - №1. - С. 46-47.

75. Лепилин P.C., Субботина Н.П. Малоотходная технология подготовки воды для теплосетей с применением ионитных материалов // Промышленная энергетика. 1993. - №5. - С. 33-35.

76. Лысенко В.А. Совершенствование водного режима системы теплоснабжения города Краснознаменска Московской области // Энергосбережение и водоподготовка. 2000. - №3. - С. 45-47.

77. Ляпин А.И., Матвеев Д.Ю. Сравнение эффективности применения термодинамических критериев для оценки накипеобразующих свойств воды // Аспирантско-магистерский семинар КГЭУ. Казань, КГЭУ. - 2007 - С. 26-27.

78. Ляпин А.И., Чичирова Н.Д. Математическое моделирование химических процессов в системе ТЭС закрытая тепловая сеть по принципу химических реакторов // Тезисы докладов второй международной научной конференции «Тинчуринские чтения». - 2007. С. 73-74.

79. Ляпин А.И., Чичирова Н.Д., Чичиров A.A. К расчету материального баланса системы ТЭС закрытая тепловая сеть // Проблемы энергетики. Известия вузов. - 2007. - №3-4. - С. 108-113.

80. Ляхов О.Г., Варфоломеев Ю.М. Защита систем теплоснабжения от внутренней коррозии // Водоснабжение и санитарная техника. 1974. - №7. -С. 15-19.

81. Малахов Г.И., Боровкова И.И. Новая технология подготовки добавочной воды в теплосеть // Энергосбережение и водоподготовка. 2006. - №6. - С. 17-19.

82. Маргулова Т.Х., Мартынова О.И. Водные режимы тепловых и атомных электрических станций: Учебник для втузов. 2-е изд., испр. и доп. М.: Высшая школа, 1987. 319 с.

83. Мартынова О.И., Васина Л.Г., Богловский A.B. Моделирование процессов образования твердой фазы при упаривании воды // Труды МЭИ. 1979. -Вып. 405.-С. 28-34.

84. Мацько Т.В. Теория и практика применения комплексонатов для оптимизации водно-химического режима котлов низких и средних параметров и систем теплоснабжения // Новости теплоснабжения. 2006. -№5.-С. 49-51.

85. Машанов A.B., Щелоков Я.М., Зускович Р.Д. и др. Обработка воды в системе теплоснабжения фосфонатами // Энергетик. 1990. - №4. - С. 1415.

86. Мещерский H.A. Эксплуатация водоподготовительных установок электростанций высокого давления. 2-е изд., перераб. М.: Энергоатомиздат, 1984. 408 с.

87. Морин П.Б. Химводоподготовка в сетях тепло- и водоснабжения // Энергосбережение и водоподготовка. 2003. - №3. - С. 30-32.

88. Мошкарин A.B., Малинов Г.П., Шатова И.А., Ледуховский Г.В. Водно-химический режим теплосети в условиях ее аварийной подпитки // Энергосбережение и водоподготовка. 2005. - №4. - С. 19-23.

89. Нам В.В., Невструев А.Н., Самойлов C.B. Исследование ингибирования коррозии цинковым комплексом калиевой соли оксиэтилидендифосфоновой кислоты // Энергосбережение и водоподготовка. 2006. - №2. - С. 22-24.

90. Неведров A.B. Ушаков Г.В. Сравнительный анализ физических методов обработки воды для уменьшения накипеобразования // Теплоэнергетика. -2003.-№11.-С. 62-64.

91. Новые стандарты водоподготовки для систем теплоснабжения в Дании // Энергосбережение и водоподготовка. 2004. - №3. - С. 37-40.

92. Пермяков Б.А., Попета В.В., Бусахин A.B. Исследование экологически чистых безреагентных систем очистки воды в котельных установках и системах теплоснабжения // Энергосбережение и водоподготовка. 2002. -№3. - С. 80-82.

93. Петрова Т.И., Рыженков В.А., Ермаков О.С. и др. Исследования коррозии подогревателей сетевой воды ТЭЦ и пути ее снижения // Теплоэнергетика.- 1999.-№12.-С. 20-23.

94. Петрова Т.И., Рыженков В.А., Левин В.А. и др. Повышение эффективности и надежности работы теплоэнергетического оборудования электрических станций через улучшение свойств пара и воды // Электрические станции. -2000.-№11.-С. 56-57.

95. Потапова H.B. Опыт подготовки подпиточной воды теплосети на тепловых станциях филиала №2 «Мостеплоэнерго» ОАО «МОЭК» // Новости теплоснабжения. 2005. - №9. - С. 46-50.

96. Потапов С.А., Агафонов H.H., Баутин Е.А., Бутров E.H. Предотвращение накипеобразования и коррозии в системе теплоснабжения с водогрейными котлами ПТВМ-ЗОМ и ДКВР-20 // Новости теплоснабжения. 2005. - №8. -С. 47-51.

97. Потапов С. А. Высокоэкономичная технология предотвращения накипеобразования и коррозии в системах теплоснабжения // Энергосбережение в республике Татарстан. 2001. - №1. - С. 45-47.

98. Потапов С.А. Об ингибировании коррозии в системах теплоснабжения цинковым комплексом ОЭДФ // Энергосбережение в республике Татарстан. 2004. - №1-2. - С. 79-83.

99. Потапов С.А., Егоров Г.М., Лесной С.М., Меламед A.M. Опыт ингибирования коррозии в недеаэрированной воде систем теплоснабжения // Новости теплоснабжения. 2003. - №10. - С. 50-53.

100. Потапов С.А., Дрикер Б.Н., Цирульникова Н.В. О применении цинкового комплекса ОЭДФ в системах теплоснабжения и горячего водоснабжения // Энергосбережение и водоподготовка. 2004. - №3. - С. 57-60.

101. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. СПб.: Издательство ДЕАН, 2004. 336 с.

102. Пшеменский A.A., Клевайчук К.А., Балабан-Ирменин Ю.В. и др. Методические указания по водоподготовке и водно-химическому режиму водогрейного оборудования и тепловых сетей РД 34.37.506-96. М.: Изд-во ВТИ, 1996.

103. Пшеменский A.A. Современные методы водоподготовки для систем теплоснабжения // Энергосбережение и водоподготовка. 1997. - №3. - С. 82-85.

104. Рубашов A.M., Балабан-Ирменин Ю.В. Зарубежный опыт противокоррозионной обработки воды теплосети // Теплоэнергетика. -2001.-№8.-С. 72-77.

105. Рубашов A.M., Балабан-Ирменин Ю.В. Расчет времени замены воды в системе теплоснабжения // Энергетик. 2003. - №1. - С. 38.

106. Ш.Сазонов Р.П., Резник Я.Е., Беляйкина И.В. Обработка воды в системах горячего водоснабжения // Водоснабжение и санитарная техника. 1983. -№8.-С. 25-27.

107. Семенова И.В., Хорошилов A.B., Симонова C.B. Влияние технических параметров на закономерности коррекционной обработки воды // Энергосбережение и водоподготовка. 2005. - №2. - С. 18-20.

108. ПЗ.Сиротенко В.А., Тарадай A.M., Кульбаченко H.JI. и др. Силикатная обработка воды для защиты от коррозии внутренних поверхностей трубопроводов горячего водоснабжения // Водоснабжение и санитарная техника.-1981.-№10.-С. 18-19.

109. Слепченок B.C. Пути борьбы с кислородной внутренней коррозией // Новости теплоснабжения. 2005. - №4. - С. 31-38.

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

111. Соколов ЕЛ. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. 7-е изд., стереот. М.: Издательство МЭИ, 2001. 472 с.

112. Справочник термодинамических величин. Под ред. Тугаринова А.И. М.: Атомиздат, 1971.238 с.

113. Суперфин А.Е., Абдуллаев K.M., Малахов И.А. Технология бессточной подготовки добавочной воды теплосети // Теплоэнергетика. 1989. - №4. -С. 70-71.

114. Сутоцкий Г.П., Василенко Г.В. Смирнова A.C., Шевченко Е.В. О причинах коррозии тепловых сетей // Промышленная энергетика. 1995. - №3. - С. 44-45.

115. Федосеев Б.С., Балабан-Ирменин Ю.В. Обобщение опыта применения фосфоновых соединений для обработки подпиточной воды в тепловых сетях // Энергетик. 1994. - №5. - С. 17-18.

116. Хамский Е.В., Панфилов В.В. Влияние комплексонов на кристаллизацию карбоната кальция // Химия и технология воды. 1990. - Т. 12. - №7. - С. 620-622.

117. Хорошилов A.B., Семенова И.В. Физико-химическая модель образования карбоната кальция в слабощелочных растворах // Энергосбережение и водоподготовка. 2005. - №5. - С. 25-27.

118. Худяков C.B., Коровин Н.В., Рудаков C.B. Электролизные методы подготовки подпиточной воды // Теплоэнергетика. 1991. - №11. - С. 6870.

119. Цветков H.H. Влияние водно-химического режима на внутреннюю коррозию тепловых сетей // Энергосбережение. 2001. - №1. - С. 14-17.

120. Чаусов Ф.Ф., Раевская Г.А., Плетнев М.А., Решетников С.М. Общие указания по внедрению комплексонного водно-химического режима // Новости теплоснабжения. 2003. - №8. - С. 39-43.

121. Чичиров A.A., Чичирова Н.Д., Ляпин А.И., Сергеев C.J1. Математическое моделирование процессов в системе ТЭС закрытая тепловая сеть // Сборник трудов двадцатой международной научной конференции

122. Математические методы в технике и технологиях ММТТ-20». -Ярославль, ЯГТУ. 2007. - Т.5. - С. 183-185.

123. Шарапов В.И. Актуальные проблемы использования вакуумных деаэраторов в открытых системах теплоснабжения // Теплоэнергетика. -1994.-№8.-С. 53-57.

124. Шарапов В.И., Богачев А.Ф. О работе декарбонизаторов подпиточной воды для теплосети // Теплоэнергетика. 1985. - №12. - С. 42-44.

125. Шарапов В.И., Богачев А.Ф. Тепловой гидравлический режим водогрейной котельной при силикатной обработке подпиточной воды // Электрические станции. 1992. - №4. - С. 34-38.

126. Шарапов В.И., Кадыров P.M. О применении буферных фильтров в водоподготовительных установках систем теплоснабжения // Электрические станции. 1988. - №11. - С. 37-39.

127. Шарапов В.И., Крылова М.А., Малышев A.A. Контактный подогрев подпиточной воды в водоподготовительных установках // Электрические станции. 1994.-№10.-С. 25-28.

128. Шарапов В.И., Крылова М.А. О кинетике десорбции свободной углекислоты в декарбонизаторах // Теплоэнергетика. 1996. - №8. - С. 4749.

129. Шарапов В.И., Крылова М.А. О применении декарбонизаторов в водоподготовительных установках с вакуумными деаэраторами // Электрические станции. 1997. - №3. - С. 25-29.

130. Шарапов В.И., Озерова СЛ. Совершенствование физико-химических методов противокоррозионной обработки подпиточной воды систем теплоснабжения // Теплоэнергетика. 1989. - №6. - С. 34-37.

131. Шарапов В.И. О предотвращении внутренней коррозии теплосети в закрытых системах теплоснабжения // Теплоэнергетика. 1998. - №4. - С. 16-19.

132. Шарапов A.A., Родионова И.Г., Бакланова О.Н. и др. Повышение коррозионной стойкости сталей для труб теплосети путем обеспечения чистоты по коррозионно-активным неметаллическим включениям // Новости теплоснабжения. 2005. - №9. - С. 41-45.

133. Шарапов В.И., Сивухина М.А. Выбор методов предотвращения углекислотной коррозии тепловых сетей // Электрические станции. 2001. -№3.- С. 23-27.

134. Шарапов В.И., Цюра Д.В. Физические методы защиты тепловых сетей от внутренней коррозии // Новости теплоснабжения. 2005. - №7. - С. 45-50.

135. Шищенко В.В., Пащенко Ю.Е., Бельский B.C. Влияние метода водоподготовки на величину карбонатного индекса подпиточной воды для тепловых сетей // Энергосбережение и водоподготовка. 2006. - №4. - С. 14-16.

136. Шищенко В.В., Пащенко Ю.Е. Экологическая эффективность методов подготовки подпиточной воды теплосети // Новости теплоснабжения. -2006.-№7.-С. 37-41.

137. Эдельштейн С.А., Диденко О.И., Костенко Ю.С. и др. Пути повышения надежности водно-химического режима и организации химического контроля в тепловых сетях больших городов // Электрические станции. -1999.-№8.-С. 29-34.

138. H.G.Other. Nonuniqueness of equilibria in Closed Reacting System // Chem. Eng. Sci. 1976. -v.31.-p.993-1002.

139. Naphtali L.M. Complex chemical equilibria by minimizing free energy // J.Chem.Phys. 1959. - v.31. №1. - p.263-264.

140. Rossotti F.J.C., Rossotti H.S., Whewell R.J. The use of Electronic Computing Techniques in the Calculation of stability constants // J. Inorg. Nucl. Chem. -1971. v.33. - p.2051-2065.

141. Zeleznik F.J., Gordon S. Calculation of complex chemical equilibria // Ind. Eng. Chem. 1968. - v.60, №6. -p.27-57.

142. СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

143. ТЭС тепловая электрическая станция;

144. ПТЭ правила технической эксплуатации электрических станций и сетей;

145. ЗГРЭС государственная районная электрическая станция г.Заинск;1. ХВО химводоочистка;

146. ВПУ водоподготовительная установка;рН- водородный показатель (рН = -1 £ац+.);я, активность /-го иона, моль-дм"3, М;

147. ПР(АпВт) произведение растворимости активностей электролита АпВт; Ик - карбонатный индекс, (мг-экв/л)2;

148. J- интенсивность накипеобразования;индекс насыщения воды карбонатом кальция, индекс Ланжелье;ц кристаллизационный напор карбоната кальция;

149. Ж0 жесткость общая, ммоль/кг (по старому - мг-экв/кг);

150. Ж(2а, Жщ, Жк, Жнк жесткость кальциевая, магниевая, карбонатная,некарбонатная, соответственно, ммоль/кг (по старому мг-экв/кг); Ж(2а о - жесткость кальциевая исходного раствора;

151. Щ0бщ щелочность общая, ммоль/кг (по старому обозначению - мг-экв/кг);

152. Щобщ,0 ~ общая щелочность исходного раствора;

153. Крэс ~~ водный объем теплосети в зоне ответственности станции слнагревательными аппаратами и обвязкой (нагревательная система станции, м );1. ПП прикладная программа;

154. ЗДМ закон действующих масс;

155. ОПп относительное пересыщение вещества В;

156. ОПкк относительное пересыщение по карбонату кальция;bj концентрация j-го компонента, включенного в базис, моль/кг;

157. Xi неизвестные концентрации г-ого компонента твердых веществ;

158. Vy стехиометрический коэффициент г-ого компонента ву'-ой реакции;s растворимость, М;1. V- объем, м3.л1. Qx водные потоки, м /ч;

159. Qbb ~ присосы охлаждающей воды, м3/ч;1. Qyj объем утечек, м3/ч;

160. Qc » Qn ~~ соответственно расход сетевой и подпиточной воды, м3/ч; Шщ масса щелочи, кг/ч, в пересчете на 100% NaOH; тс - масса осадка, кг/ч, в пересчете на 100% СаСОз;тн масса осадка в нагревательной системе, кг/ч, в пересчете на 100% СаС03.